Site Loader

Содержание

Удельное сопротивление — что это? Отвечаем на вопрос.

Когда говорят, что медь является более тяжелым металлом, чем алюминий, то сравнивают их плотности. Аналогичным образом, когда говорят, что медь является лучшим проводником, чем алюминий, сравнивают их удельное сопротивление (ρ), значение которых не зависит от размера или формы конкретного образца — только от самого материала.

Теоретическое обоснование

Резистентность является мерой сопротивления электрической проводимости для заданного размера материала. Ее противоположность — электрическая проводимость. Металлы — хорошие электрические проводники (высокая проводимость и низкое значение ρ), в то время как неметаллы в основном являются плохими проводниками (низкая проводимость и высокое значение ρ).

Более знакомое термическое электрическое сопротивление измеряет, насколько трудно материалу проводить электричество. Это зависит от размера детали: сопротивление выше для более длинного или более узкого участка материала. Чтобы устранить эффект размера от сопротивления, используется удельное сопротивление провода — это материальное свойство, которое не зависит от размера. Для большинства материалов сопротивление увеличивается с температурой. Исключением являются полупроводники (например, кремний), в которых оно уменьшается с температурой.

Легкость, с которой материал проводит тепло, измеряется теплопроводностью. В качестве первой оценки хорошие электрические проводники также являются хорошими тепловыми проводниками. Сопротивление обозначается символом r, а его единица измерения — омметр. Сопротивление чистой меди составляет 1,7 × 10 -8 Ом. Это очень небольшое число — 0,000 000 017 Ом говорит о том, что кубический метр меди практически не оказывает сопротивление. Чем меньше удельное сопротивление (омметр или Ωm), тем лучше материал используется в электропроводке. Сопротивление — это обратная сторона проводимости.

Классификация материалов

Величина сопротивления материала часто используется для классификации в качестве проводника, полупроводника или изолятора. -3

Серебро

1,59 × 10 -8

6,30 × 10 7

3,8

Медь

1,68 × 10 -8

5,96 × 10 7

3,9

Золото

2,44 × 10 -8

4,10 × 10 7

3,4

Алюминий

2,82 × 10 -8

3,5 × 10 7

3,9

Вольфрам

5,60 × 10 -8

1,79 × 10 7

4.5

Цинк

5,90 × 10 -8

1,69 × 10 7

3,7

Никель

6,99 × 10 -8

1,43 × 10 7

6

Литий

9,28 × 10 -8

1. 08 × 10 7

6

Железо

1,0 × 10 -7

1,00 × 10 7

5

Платиновый

1,06 × 10 -7

9,43 × 10 6

3,9

Свинец

2,2 × 10 -7

4,55 × 10 6

3,9

Константан

4,9 × 10 -7

2.04 × 10 6

0,008

Меркурий

9,8 × 10 -7

1,02 × 10 6

0.9

Нихром

1.10 × 10 -6

9,09 × 10 5

0,4

Углерод (аморфный)

5 × 10 -4 до 8 × 10 -4

1,25-2 × 10 3

-0,5

Расчет удельного сопротивления

Для любой заданной температуры мы можем вычислить электрическое сопротивление объекта в омах, используя следующую формулу.

В этой формуле:

  • R — сопротивление объекта, в омах;
  • ρ – сопротивление (удельное) материала, из которого изготовлен объект;
  • L — длина объекта в метрах;
  • A—площадь поперечного сечения объекта, в квадратных метрах.

Удельное сопротивление равно определенному количеству омметров. Несмотря на то, что единица ρ в системе СИ, как правило, омметр, иногда применяют размерность ом на сантиметр.

Сопротивление материала определяется по величине электрического поля по нему, что дает определенную плотность тока.

ρ = E/ J, где:

  • ρ — в омметр;
  • E — величина электрического поля в вольтах на метр;
  • J — величина плотности тока в амперах на квадратный метр.

Как определить удельное сопротивление? Многие резисторы и проводники имеют равномерное поперечное сечение с равномерным потоком электрического тока. Поэтому существует более конкретное, но более широко используемое уравнение.

ρ = R*А/ J, где:

  • R — сопротивление однородного образца материала, измеренного в омах;
  • l — длина части материала, измеренная в метрах, м;
  • A — площадь поперечного сечения образца, измеренная в квадратных метрах, м2.

Основы резистивности материалов

Электросопротивление материала также известно как удельное электрическое сопротивление. Это показатель того, насколько сильно материал противостоит потоку электрического тока. Определить его можно через деление сопротивления на единицу длины и на единицу площади поперечного сечения, для конкретного материала при заданной температуре.

Это означает, что низкое ρ указывает на материал, который легко позволяет перемещать электроны. И наоборот, материал с высоким ρ будет иметь высокое сопротивление и препятствовать потоку электронов. Элементы, такие как медь и алюминий, известны своим низким уровнем ρ. Серебро и, в частности, золото имеют очень низкое значение ρ, но по очевидным причинам их использование ограничено.

Область резистивности

Материалы помещаются в разные категории в зависимости от их показателя ρ. Краткое изложение приведено в таблице ниже.

Уровень проводимости полупроводников зависит от уровня легирования. -8

Полупроводники

Переменная

Сверхпроводники

0

Температурный коэффициент сопротивления

В большинстве случаев сопротивление увеличивается с температурой. В результате возникает необходимость в понимании температурной зависимости сопротивления. Причина температурного коэффициента сопротивления в проводнике может быть обоснована интуитивно. Сопротивление материала имеет зависимость от ряда явлений. Одним из них является число столкновений, которые происходят между носителями заряда и атомами в материале. Удельное сопротивление проводника с ростом температуры будет расти, так как увеличивается число столкновений.

Это может быть не всегда, и вызвано тем, что с повышением температуры высвобождаются дополнительные носители заряда, что приведет к снижению удельного сопротивления материалов. Данный эффект часто наблюдается в полупроводниковых материалах.

При рассмотрении температурной зависимости сопротивления обычно считается, что температурный коэффициент сопротивления следует линейному закону. Это касается температуры в помещении и для металлов и многих других материалов. Однако было обнаружено, что эффекты сопротивления, возникающие в результате числа столкновений, не всегда постоянны, особенно при очень низких температурах (явление сверхпроводимости).

График температуры сопротивления

Сопротивление проводника при любой заданной температуре можно рассчитать по значению температуры и ее температурному коэффициенту сопротивления.

R= Rref*(1+ α (T- Tref)), где:

  • R — сопротивление;
  • Rref — сопротивление при эталонной температуре;
  • α- температурный коэффициент сопротивления материала;
  • Tref -эталонная температура, для которой указан температурный коэффициент.

Температурный коэффициент сопротивления, обычно стандартизованный относительно температуры 20 °C. Соответственно, уравнение, обычно используемое в практическом смысле:

R= R20*(1+ α20 (T- T20)), где:

  • R20 = сопротивление при 20 °C;
  • α20 — температурный коэффициент сопротивления при 20 °C;
  • T20- температура равная 20 °C.

Сопротивление материалов при комнатной температуре

Таблица сопротивлений, приведенная ниже, содержит многие из веществ, широко используемых в электротехнике, включая медь, алюминий, золото и серебро. Эти свойства особенно важны потому, что определяют, может ли вещество использоваться при изготовлении широкого спектра электрических и электронных компонентов от проводов до более сложных устройств, таких как резисторы, потенциометры и многие другие.

Таблица резистивности различных материалов при температуре наружного воздуха 20 ° C
Материалы Сопротивление ОМ при температуре 20 ° C
Алюминий 2,8 x 10 -8
Сурьма 3,9 × 10 -7
Висмут 1,3 х 10 -6
Латунь ~ 0,6 — 0,9 × 10 -7
Кадмий 6 x 10 -8
Кобальт 5,6 × 10 -8
Медь 1,7 × 10 -8
Золото 2,4 х 10 -8
Углерод (графит) 1 x 10 -5
Германий 4. 6 x 10 -1
Железо 1.0 x 10 -7
Свинец 1,9 × 10 -7
Нихром 1,1 × 10 -6
Никель 7 x 10 -8
Палладий 1.0 x 10 -7
Платиновый 0,98 × 10 -7
Кварцевый 7 x 10 17
Кремний 6,4 × 10 2
Серебряный 1,6 × 10 -8
Тантал 1,3 х 10 -7
Вольфрам 4,9 х 10 -8
Цинк 5,5 x 10 -8

Сравнение проводимости меди и алюминия

Проводники состоят из материалов, которые проводят электрический ток. Немагнитные металлы обычно считаются идеальными проводниками электричества. В проводной и кабельной промышленности используются различные металлические проводники, но наиболее распространенными являются медь и алюминий. Проводники имеют разные свойства, такие как проводимость, прочность на растяжение, вес и воздействие на окружающую среду.

Удельное сопротивление проводника из меди гораздо чаще используется в производстве кабелей, чем алюминия. Почти все электронные кабели изготовлены из меди, как и другие устройства и оборудование, которые используют высокую проводимость меди. Медные проводники также широко используются в системах распределения и производства электроэнергии, автомобилестроения. Для экономии веса и затрат электропередающие предприятия используют алюминий в воздушных линиях электропередач.

Алюминий используется в отраслях, где важна его легковесность, таких как самолетостроение, в будущем ожидается увеличение применения его в автомобилестроении. Для более мощных кабелей применяют алюминиевую проволоку с медным покрытием, чтобы использовать удельное сопротивление меди, получая значительную экономию веса конструкции от легковесного алюминия.

Медные проводники

Медь — один из древнейших известных материалов. Ее пластичность и электропроводность были использованы ранними экспериментаторами с электричеством, такими, как Бен Франклин и Майкл Фарадей. Низкое ρ материалов меди привело к тому, что она были принята в качестве основных проводников, используемым в изобретениях, таких как телеграф, телефон и электродвигатель. Медь является наиболее распространенным проводящим металлом. В 1913 году был принят международный стандарт по прокаливанию меди (МАКО) для сравнения проводимости других металлов с медью.

Согласно этому стандарту, коммерчески чистая отожженная медь обладает проводимостью 100% IACS. Удельное сопротивление материалов сравнивают с эталоном. Коммерчески чистая медь, производимая сегодня, может иметь более высокие значения проводимости IACS, поскольку технология обработки со временем значительно шагнула вперед. В дополнение к превосходной проводимости меди, металл обладает высокой прочностью на растяжение, теплопроводностью и тепловым расширением. Отожженная медная проволока, используемая для электрических целей, соответствует всем требованиям стандарта.

Алюминиевые проводники

Несмотря на то, что медь имеет долгую историю в качестве материала для производства электроэнергии, алюминий обладает определенными преимуществами, которые делают его привлекательным для конкретного применения, а его удельное сопротивление тока позволяет расширить область его использования многократно. Алюминий имеет 61% проводимости меди и только 30% веса меди. Это означает, что провод из алюминия весит в два раза меньше, чем провод из меди, с таким же электрическим сопротивлением.

Алюминий, как правило, дешевле по сравнению с медной жилой. Алюминиевые проводники состоят из различных сплавов, имеют минимальное содержание алюминия 99,5%. В 1960-х и 1970-х годах из-за высокой цены на медь, этот класс алюминия стал широко использоваться для бытовой электропроводки.

Из-за низкого качества изготовления при соединениях и физических различий между алюминием и медью устройства и провода, изготовленные на базе их соединений, в местах контактов медь-алюминий стали пожароопасными. Для противодействия негативному процессу были разработаны алюминиевые сплавы, обладающие свойствами ползучести и удлинения, более похожими на медь. Эти сплавы применяются для изготовления многожильных алюминиевых проводов, удельное сопротивление тока которых приемлемо для массового использования, отвечающих требованиям безопасности для электрических сетей.

Если алюминий используется в местах, где ранее использовалась медь, чтобы сохранить равные показатели сети, приходится использовать алюминиевый провод в два раза превышающий размер медного провода.

Применение электропроводности материалов

Многие из материалов, найденных в таблице удельного сопротивления, широко используются в электронике. Алюминий и особенно медь используются из-за их низкого уровня сопротивления. Большинство проводов и кабелей, используемых в наши дни для соединений в электросетях, изготавливаются из меди, поскольку она обеспечивает низкий уровень ρ, и имеют доступную цену. Хорошая проводимость золота, несмотря на цену, также используется в некоторых особо точных приборах.

Часто покрытие золотом встречается на высококачественных низковольтных соединениях, где стоит задача обеспечить наименьшее контактное сопротивление. Серебро не так широко используется в промышленной электротехнике, так как оно быстро окисляется, и это приводит к большому контактному сопротивлению. В некоторых случаях оксид может выступать в качестве выпрямителя. Сопротивление тантала используют в конденсаторах, никель и палладий — в концевых соединениях для многих компонентов поверхностного монтажа. Кварц находит свое основное применение в качестве пьезоэлектрического резонансного элемента. Кристаллы кварца используются в качестве частотных элементах во многих генераторах, где его высокое значение позволяет создавать надежные частотные контуры.

Удельное сопротивление чистых металлов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Зависимость удельного сопротивления чистого металла от температуры  [c.193]

При высоких температурах колеблющиеся атомы решетки могут рассматриваться как независимые беспорядочные центры рассеяния и поэтому вероятность рассеяния зависит от среднеквадратичной амплитуды решеточных колебаний X . Среднеквадратичная амплитуда гармонических колебаний пропорциональна Т. Таким образом, если пренебречь тепловым расширением, удельное сопротивление чистого металла в области высоких температур должно быть пропорционально Т. Действительно, для простого гармонического осциллятора с массой М на основании теоремы о равном распределении энергии по степеням свободы можно записать  [c.193]


На рис. 7.6, а схематически показана кривая зависимости удельного сопротивления чистых металлов от температуры, достаточно хорошо подтверждаемая экспериментально (рис. 7.6, б).  
[c.188]
Рис. 7.6. Зависимость удельного сопротивления чистых металлов от температуры
Удельное сопротивление чистых металлов  [c.116]

Наряду с малым удельным сопротивлением чистые металлы обладают хорошей пластичностью, т. е. могут вытягиваться в тонкую проволоку (до диаметра 0,01 м), ленты (до толщины 0,01 мм) и прокатываются в фольгу толщиной менее 0,01 мм. Сплавы металлов обладают меньшей пластичностью по сравнению с чистыми металлами, они более упруги и имеют большую механическую прочность. Характерной особенностью всех металлических проводниковых материалов является их электронная электропроводность. Удельное сопротивление всех металлических проводников увеличивается с ростом температуры, а также в результате механической обработки, вызывающей остаточную деформацию в металле. К холодной обработке (прокатка, волочение) Приходится прибегать для получения проводниковых изделий с повышенны.м пределом прочности при разрыве, например), при изготовлении проводов воздушных линий, троллейны.х  

[c.176]

Зависимость удельного сопротивления чистых металлов от температуры не может быть удовлетворительно объяснена в рамках классической электронной теории электропроводности. В современной квантовой теории электропроводности металлов доказывается, что при всех температурах, кроме абсолютного нуля, свободные электроны испытывают такие взаимодействия с узлами кристаллической решетки металла, что среднее время Т свободного пробега электронов в области средних температур обратно пропорционально абсолютной температуре Т металла  

[c. 220]

Так как для сплавов р обычно много больше р , то вплоть до высоких температур их удельное сопротивление меняется с температурой значительно слабее, чем у чистых металлов, и температурный коэффициент сопротивления сплавов, как правило, значительно ниже температурного коэффициента сопротивления чистых металлов.  

[c.190]


Титан — тугоплавкий металл [температура плавления (1665 5) С], плотность 4500 кг/м . Временное сопротивление чистого титана = 250 МПа, относительное удлинение б =70 %, он обладает высокой коррозионной стойкостью. Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей. Поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40 %. Одпако титан имеет низкую жаропрочность, так как при температурах выше 550— 600 °С легко окисляется и поглощает водород. Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него изготовляют сложные отливки, но обработка его резанием затруднительна.
[c.19]

Выше отмечалось, что при низких температурах в почти чистых металлах удельное сопротивление сильно зависит от концентрации примесей и дефектов. Интересные эффекты наблюдаются, когда очень малое количество магнитного металла растворено в каком-либо немагнитном металле. Эти эффекты возникают, когда растворенная магнитная примесь образует то, что называется локализованными магнитными моментами. Вопрос о том, будет ли локализованный момент возникать в конкретном разбавленном сплаве, слишком сложен, чтобы рассмат-  [c.195]

В основе электротехнических угольных материалов лежат графит и уголь — разновидности почти чистого углерода, являющегося полупроводником, вследствие чего графит и уголь имеют отрицательный температурный коэ( ициент удельного сопротивления, хотя по проводимости они немногим уступают металлам и их сплавам, в силу чего в различных электротехнических устройствах угольные изделия используются как проводящие элементы. Важнейшими видами электротехнических угольных изделий являются 1) щетки для электрических машин 2) угольные электроды (для электрических печей, электролитических ванн и сварки) 3 осветительные угли 4) непроволочные сопротивления  
[c. 264]

Железо (сталь) как наиболее дешевый и доступный металл, обладающий к тому же высокой механической прочностью, представляет большой интерес для использования в качестве проводникового материала. Однако даже чистое железо имеет значительно более высокое сравнительно с медью и алюминием удельное сопротивление р (около 0,1 мкОм-м) значение р стали, т. е. железа с примесью углерода и других элементов, еще выше.  

[c.203]

Для определения результирующих потоков излучения необходимо располагать данными по коэффициентам излучения. Коэффициент излучения является сложной функцией, зависящей от природы излучающего тела, его температуры, состояния поверхности, а для металлов — от степени окисления этой поверхности. Для чистых металлов с полированными поверхностями коэффициент излучения имеет низкие значения. Так, при температуре 100 °С коэффициент излучения по отношению к его величине для абсолютно черного тела не превышает 0,1. Металлы характеризуются высокой отражательной способностью, так как из-за большой электропроводности луч проникает лишь на небольшую глубину.

Для чистых металлов коэффициент излучения может быть найден теоретическим путем. Относительный коэффициент (степень черноты) полного нормального излучения для них связан с удельным электрическим сопротивлением рэ зависимостью  [c.385]

Помимо уменьшения толщины пленки повышение удельного сопротивления можно добиться путем использования ряда явлений в чистых металлах, сплавах и композициях.  [c.434]


Пленки хрома, как и большинство резистивных пленок чистых металлов, состоят из относительно чистых островков металла в матрице изолирующей окиси хрома. Обнаружено (рис. 8), что пленки с минимальным удельным сопротивлением могут быть получены только при одном сочетании температуры подложки и скорости осаждения.  [c.435]

Способность к взаимному растворению и образованию однородных растворов присуща не только жидкостям, но и твердым кристаллическим веществам. Твердые фазы, в которых отношения между составными частями (компонентами) могут изменяться без нарушения однородности, называются твердыми растворами.

Твердые растворы металлов обнаруживают под микроскопом, подобно чистым металлам, структуру, состоящую из однородных зерен. Твердым растворам присущи многие свойства, характерные для жидких растворов. Здесь также наблюдаются явление диффузии при соответствующей температуре и стремление благодаря этому к химической и физической однородности. Твердые растворы могут изменять свой химический состав без внезапного изменения физических свойств. Твердость, удельное электрическое сопротивление и другие свойства твердых растворов меняются непрерывно по мере изменения состава.  
[c.206]

Добавление к платине или палладию элементов, упомянутых выше в этом разделе, приводит к изменению физических свойств, которое даст некоторые практические преимущества сплавам перед чистыми металлами. Вообще легирующие элементы обычно повышают удельное электрическое сопротивление, твердость и предел прочности при растяжении этих металлов. Добавление других металлов платиновой группы или золота способствует повышению стойкости их против потускнения и коррозии при действии различных химикалий.[c.497]

Электросопротивление алюминия высокой чистоты (99,99 %) при температуре 20 °С составляет 2,6548-10 Ом-м (0,0265 МКОМ М). В интервале температур 273—300 К температурная зависимость электрического сопротивления чистого алюминия почти линейна при постоянном коэффициенте 1,15-10 Ом-м-К . Электрическая проводимость алюминия в значительной степени зависит от чистоты металла, причем влияние различных примесей на электрическое сопротивление зависит не только от концентрации данной примеси, но и от ее нахождения в твердом растворе или вне его. Наиболее сильно повышают сопротивление алюминия примеси хрома, лития, марганца, магния, титана и ванадия [5]. Удельное электросопротивление р (мкОм м) отожженной алюминиевой проволоки в зависимости от содержания примесей (%) можно приближенно определить по следующей формуле [9]  

[c.12]

Чистые металлы обладают малым удельным сопротивлением, которое находится в пределах 0,0150…0,105 мкОм м. Сплавы имеют более высокие значения удельного сопротивления в пределах 0,30. . 1,8 мкОм м.  [c.6]

Многие металлы обладают наряду с малым удельным сопротивлением хорошей пластичностью, т. е. могут вытягиваться в тонкую проволоку диаметром до 0,01 мм и прокатываться в фольгу толщиной менее 0,01 мм. Сплавы могут иметь большую механическую прочность, обладают меньшей пластичностью по сравнению с чистыми металлами, они более упруги.  [c.6]

Наряду с малым удельным сопротивлением чистые металлы обладают хорошей пластичностью, т. е. могут протягиваться в тонкую проволоку (до диаметра 0,01 мм) и ленты (до толщины 0,01 мм). Сплавы металлов обладают меньшей пластичностью по сравнению с чистыми металлами, они более упруги и имеют большую механическую прочность. Характерной осббенностью всех металлических проводниковых материалов является их электронная электропроводность.  [c.207]

Наряду с малым удельным сопротивлением чистые металлы обладают хорошей пластичностью, т. е. могут вытягиваться в тонкую проволоку (до диаметра 0,01 м) и ленты (до толщины 0,01 мм) н прокатываться в фольгу тoлш шoй менее 0,01 мм. Сплавы металлов обладают меньшей пластичностью по сравнению с чистыми металлами, они более упруги и имеют большую механическую прочность. Удельное сопротивление всех металлических проводников увеличивается с ростом температуры, а также в результате механической обработки, вызывающей остаточную деформацию в металле. К холодной обработке (прокатка, волочение) приходится прибегать для получения проводниковых изделий с повышенным пределом прочности при растяжении, например при Изготовлении проводов воздушных линий, троллейных проводов и t. д. Чтобы вернуть деформированным металлическим проводникам прежнюю величину удельного сопротивления их подвергают тер.мической обработке — отжигу, без доступа кислорода. Характерной особенностью всех ме. таллических проводниковых материалов является их электронная электропроводность.  [c.142]

Таким образом, при описании результатов измерений удельного сопротивления чистых металлов в области температур, где электрон-фононное рассеяние стремится к нулю по занояу пропорционально i по-видимому, следует учитывать квадратичный член, обусловленный электрон-электронным взаимодейств1 ем. В обзоре [31] показано, что у чистых переходных металлов при температуре жидкого гелия электрон-электронное сопротивление может на порядок превосходить электрон-фоиоиное. Например, у вольфрама рее/рер=90, молибдена— 60, ру гения и платины— laO и т. д.  [c.32]

Теорию Займана можно использовать для вычисления удельного сопротивления чистых жидких металлов из экспериментальных данных по дифракции. Это было сделано для нескольких металлов [316, 317]. В большинстве случаев совпадение всегда было хорошим, однако пока не ясно, теория или данные по дифракции являются источником расхождения. Теория Займана основана на существенных допушениях, наиболее значительное из которых модель почти свободных электронов. Использование ее при изучении жидких металлов уже критиковалось [312, 318]. На основании экспериментальных исследований допускается, что модель почти свободных электронов можно применить к щелочным металлам и, возможно, немногим металлам с более высокой валентностью, но вообще средний свободный пробег электрона, определенный экспериментально, короче предсказанного на основании модели свободных электронов. Это особенно относится к жидким металлам со сложной структурой, таким, как галлий, в то время как в олове, к нашему удивлению, электроны ведут себя почти как свободные [319]. Поэтому использование теории Займана для некоторых металлов ставится под вопрос.  [c.108]


В табл. 19.1 представлены значения удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления чистых металлов, а также, в некоторых случаях, отношение удельного сопротивления при температуре жидкого гелия к удельному сопротивлению при нормальных условиях, р4.2°к/р273 к, характеризующее достигнутую степень чистоты материала. В тех случаях, когда для данного металла приводятся более подробные данные, соответствующее указание дается в первом столбце таблицы. Металлы в таблице расположены в порядке возрастания массового числа.  [c.304]

Из приведенных данных видно, что квадратичные относительно концентрации с члены появились только при определении р2 и они указывают на правило Нордхейма. Наоборот, р1 должно изменяться приблизительно линейно между рА и рв — удельными сопротивлениями чистого растворителя и чистого растворенного металла. Общее поведение, найденное для жидких сплавов, зависит от того, какое из слагаемых — р1 или р2 преобладает в  [c.76]

Удельное электрическое сопротивление медных и серебряных покрытий с включениями посторонних веществ при определанной температуре резко повышается. Оно падает с очень высоквго тачального значения почти до значения сопротивления чистого металла, но всегда оставаясь выше этого значения. Это объясняется образованием пор вследствие появления газов при распаде посторонних веществ. Усиленное образование пар также является причиной наблюдаемого при высоких температурах обратного повышения сопротивлания. По сравнению с изменением тве,рдости, которая уменьшается ступенчато, электрическое сопротивление имеет лишь одно колебание, зависящее от вида включений. Это температурное колебание чаще всего лежит значительно ниже температуры размягчения.[c.98]

Удельное электрическое сопротивление металлов от наклепа возрастает. По данным Б. Г. Лившица [12], удельное электрическое сопротивление чистых металлов (алюминий, медь, серебро, железо и др.), измеренное при комнатной температуре, возрастает от наклепа на 2—6%. При различных удельных сопротивлениях наклепанных и ненаклепанных металлов режимы сварки для них будут различными.  [c.8]

Пластическая деформация повышает удельное электрическое сопротивление па несколько процентов. Только электросопротивление вольфрама при значительной деформации возрастает на десятки процентов. Согласно правилу Маттиссена, удельное электрическое сопротивление чистых металлов и твердых растворов низкой концентрации можно представить в виде  [c.55]

Простая модель электронного газа, созданная Друде в 1900 г., успещно предсказала законы Ома и Видемана — Франца. Однако она не объяснила зависимость электропроводности от температуры, а также магнитные свойства и малую величину электронной теплоемкости по сравнению с классическим значением 3/ . В настоящее время ясно, почему удельное сопротивление особо чистых металлов падает от типичного для комнатных температур значения 10 мкОм см до значения менее 10 з мкОм -см при температуре жидкого гелия в то время как удельное сопротивление концентрированного сплава падает всего в два раза в том же диапазоне температур. Поведение полупроводников также хорошо понято удельное сопротивление экспоненциально возрастает при уменьшении температуры, и при очень низких температурах чистые полупроводники становятся хорошими диэлектриками. Добавка в образец полупроводника небольшого количества примесей чаще всего существенно уменьшает удельное сопротивление (в противоположность чистым металлам, в которых наличие примесей ведет к увеличению удельного сопротивления).  [c.187]

Прежде чем перейти к подробному обсуждению зависимости удельного сопротивления металлов и полупроводников от температуры, коснемся особенностей поведения концентрированных сплавов. Введение значительного количества примесных атомов в твердый раствор приводит к искажению кристаллической решетки. Вследствие этого появляется дополнительный вклад в рассеяние. Его величина почти не зависит от температуры и может во много раз превышать долю электрон-фонон-ного рассеяния в чистом металле. Изменение остаточного удельного сопротивления неупорядоченного сплава Си—Аи в зави-  [c.191]

Однако нри измерении сонротивленпя чистых металлов ири низких температурах приходится преодолевать специфические трудности. Для иллюстрации рассмотрим, например, случай измерения сопротивления чистого натрия нри HnsKoii температуре. Удельное сопротивление натрия  [c.171]

Поэтому значение удельной проводимости у (или удельного сопротивления р) в основном зависит от средней длины свободного пробега электронов в данном проводнике X, которая, в свою очередь, олределяется структурой проводникового материала. Все чистые металлы с наиболее правильной кристаллической решеткой харак-т( ризуются наименьшими значениями удельного сопротивления поимеси, искажая решетку, приводят к увеличению р. К такому же выводу можно прийти, исходя из волновой природы электронов. Рассеяние электронных волн происходит на дефектах кристалличе-С1 ой решетки, которые соизмеримы с расстоянием около четверти  [c.191]

Электрические свойства КЭП. В результате исследования серебряных и медных покрытий было показано, что значения тепло- и электроироводимости КЭП имеют такой же порядок, что и значения этих величин для чистых металлов [1, с. 52]. При нагрузке 0,05—2 Н переходные сопротивления серебряных покрытий и покрытий серебро — корунд близки и составляют 0,5—1,5 мОм. Значения сопротивлений покрытий медь — графит, медь — дисульфид молибдена и медь — корунд были почти одинаковы со значениями сопротивления медных покрытий. При измерении сопротивления спеченных композиций Си—ВеО, Си—АЬОз Ag—AI2O3 было выявлено, что удельная электропроводимость материалов составляет соответственно 46—49 48—51 и 42— 52 МСм/м, в то время как для меди эта величина равна 58 МСм/с, а для серебра 62 МСм/м.  [c.105]

По мере понижения температуры удельное сопротивление металлов и сплавов стремится к некоторому постоянному значению — остаточному удельному сопротивлению ро. Оно сильно зависит от концентрации дефектов решетки (повышается с увеличением концентрации). Остаточное удельное сопротивление практически не зависит от температуры, так что р = р(Т)-Еро, где р(Т)—зависящая от температуры составляющая удельного сопротивления бездефектного (чистого) металла (правило Маттиссена).  [c.295]

А. А. Смирнов теоретически рассчитал остаточное сопротивление упорядочивающихся сплавов в зависимости от состава и степени дальнего порядка. Автор исходил из предположения, что упорядоченный сплав при абсолютном нуле, как и чистый металл, не имеет электрического сопротивления и что оно появ-.чяется только при нарушении порядка в расположении атомов. Учитывая связь между средни.м временем свободного пробега и вероятностью рассеяния электронов при разупо-рядочении, автор пришел к следующему выражению для остаточного удельного сопротивления р = а[с(1—с)— 4 (1—v)тl-], где с—относительная атомная концентрация компонента А в сплаве V — относительная концентрация узлов решетки, предназначенных для атомов этого компонента а—коэффициент, зависящий от природы компонентов ц — степень дальнего порядка ц (р—с)/(1—м), где р — число мест, занятых своими атомами.  [c.302]



Удельное сопротивление меди. Физика процесса

Поэтому важно знать параметры всех используемых элементов и материалов. И не только электрические, но и механические. И иметь в распоряжении какие-то удобные справочные материалы, позволяющие сравнивать характеристики разных материалов и выбирать для проектирования и работы именно то, что будет оптимальным в конкретной ситуации.
В линиях передачи энергии, где задачей ставится наиболее продуктивно, то есть с высоким КПД, довести энергию до потребителя, учитывается как экономика потерь, так и механика самих линий. От механики — то есть устройства и расположения проводников, изоляторов, опор, повышающих/понижающих трансформаторов, веса и прочности всех конструкций, включая провода, растянутые на больших расстояниях, а также от выбранных для выполнения каждого элемента конструкции материалов, зависит и конечная экономическая эффективность линии, ее работы и затрат на эксплуатацию. Кроме того, в линиях, передающих электроэнергию, более высоки требования на обеспечение безопасности как самих линий, так и всего окружающего, где они проходят. А это добавляет затрат как на обеспечение проводки электроэнергии, так и на дополнительный запас прочности всех конструкций.

Для сравнения данные обычно приводятся к единому, сопоставимому виду. Зачастую к таким характеристикам добавляется эпитет «удельный», а сами значения рассматриваются на неких унифицированных по физическим параметрам эталонах. Например, удельное электрическое сопротивление — это сопротивление (ом) проводника, выполненного из какого-то металла (меди, алюминия, стали, вольфрама, золота), имеющего единичную длину и единичное сечение в используемой системе единиц измерения (обычно в СИ). Кроме того, оговаривается температура, так как при нагревании сопротивление проводников может вести себя по-разному. За основу берутся нормальные средние условия эксплуатации — при 20 градусах Цельсия. А там, где важны свойства при изменении параметров среды (температуры, давления), вводятся коэффициенты и составляются дополнительные таблицы и графики зависимостей.

Виды удельного сопротивления

Так как сопротивление бывает:

  • активное — или омическое, резистивное, — происходящее от затрат электроэнергии на нагревание проводника (металла) при прохождении в нем электрического тока, и
  • реактивное — емкостное или индуктивное, — которое происходит от неизбежных потерь на создание всякими изменениями тока, проходящего через проводник электрических полей, то и удельное сопротивление проводника бывает двух разновидностей:
  1. Удельное электрическое сопротивление постоянному току (имеющее резистивный характер) и
  2. Удельное электрическое сопротивление переменному току (имеющее реактивный характер).

Здесь удельное сопротивление 2 типа является величиной комплексной, оно состоит из двух компонент ТП — активной и реактивной, так как резистивное сопротивление существует всегда при прохождении тока, независимо от его характера, а реактивное бывает только при любом изменении тока в цепях. В цепях постоянного тока реактивное сопротивление возникает только при переходных процессах, которые связаны с включением тока (изменение тока от 0 до номинала) или выключением (перепад от номинала до 0). И их учитывают обычно только при проектировании защиты от перегрузок.

В цепях же переменного тока явления, связанные с реактивными сопротивлениями, гораздо более многообразны. Они зависят не только от собственно прохождения тока через некоторое сечение, но и от формы проводника, причем зависимость не является линейной.

Дело в том, что переменный ток наводит электрическое поле как вокруг проводника, по которому протекает, так и в самом проводнике. И от этого поля возникают вихревые токи, которые дают эффект «выталкивания» собственно основного движения зарядов, из глубины всего сечения проводника на его поверхность, так называемый «скин-эффект» (от skin — кожа). Получается, вихревые токи как бы «воруют» у проводника его сечение. Ток течет в некотором слое, близком к поверхности, остальная толщина проводника остается неиспользуемой, она не уменьшает его сопротивление, и увеличивать толщину проводников просто нет смысла. Особенно на больших частотах. Поэтому для переменного тока измеряют сопротивления в таких сечениях проводников, где все его сечение можно считать приповерхностным. Такой провод называется тонким, его толщина равна удвоенной глубине этого поверхностного слоя, куда вихревые токи и вытесняют текущий в проводнике полезный основной ток.

Разумеется, уменьшением толщины круглых в сечении проводов не исчерпывается эффективное проведение переменного тока. Проводник можно утончить, но при этом сделать его плоским в виде ленты, тогда сечение будет выше, чем у круглого провода, соответственно, и сопротивление ниже. Кроме того, простое увеличение площади поверхности даст эффект увеличения эффективного сечения. Того же можно добиться, используя многожильный провод вместо одножильного, к тому же, многожилка по гибкости превосходит одножилку, что часто тоже бывает ценно. С другой стороны, принимая во внимание скин-эффект в проводах, можно сделать провода композитными, выполнив сердцевину из металла, обладающего хорошими прочностными характеристиками, например, стали, но невысокими электрическими. При этом поверх стали делается алюминиевая оплетка, имеющая меньшее удельное сопротивление.

Кроме скин-эффекта на протекание переменного тока в проводниках влияет возбуждение вихревых токов в окружающих проводниках. Такие токи называются токами наводки, и они наводятся как в металлах, не играющих роль проводки (несущие элементы конструкций), так и в проводах всего проводящего комплекса — играющих роль проводов других фаз, нулевых, заземляющих.

Все перечисленные явления встречаются во всех конструкциях, связанных с электричеством, это еще более усиливает важность иметь в своем распоряжении сводные справочные сведения по самым разным материалам.

Удельное сопротивление для проводников измеряется очень чувствительными и точными приборами, так как для проводки и выбираются металлы, имеющие самое низкое сопротивление -порядка ом *10 -6 на метр длины и кв. мм. сечения. Для измерения же удельного сопротивления изоляции нужны приборы, наоборот, имеющие диапазоны очень больших значений сопротивления — обычно это мегомы. Понятно, что проводники обязаны хорошо проводить, а изоляторы хорошо изолировать.

Таблица

Таблица удельных сопротивлений проводников (металлов и сплавов)

Материал провод-ника

Состав (для сплавов)

Удельное сопротивление ρ мом × мм 2 / м

медь, цинк, олово, никель, свинец, марганец, железо и др.

Алюминий

Вольфрам

Молибден

медь, олово, алюминий, кремний, бериллий, свинец и др. (кроме цинка)

железо, углерод

медь, никель, цинк

Манганин

медь, никель, марганец

Константан

медь, никель, алюминий

никель, хром, железо, марганец

железо, хром, алюминий, кремний, марганец

Железо как проводник в электротехнике

Железо — самый распространенный в природе и технике металл (после водорода, который металлом тоже является). Он и самый дешевый, и имеет прекрасные прочностные характеристики, поэтому применяется повсюду как основа прочности различных конструкций.

В электротехнике в качестве проводника железо используется в виде стальных гибких проводов там, где нужна физическая прочность и гибкость, а нужное сопротивление может быть достигнуто за счет соответствующего сечения.

Имея таблицу удельных сопротивлений различных металлов и сплавов, можно посчитать сечения проводов, выполненных из разных проводников.

В качестве примера попробуем найти электрически эквивалентное сечение проводников из разных материалов: проволоки медной, вольфрамовой, никелиновой и железной. За исходную возьмем проволоку алюминиевую сечением 2,5 мм.

Нам нужно, чтобы на длине в 1 м сопротивление провода из всех этих металлов равнялось сопротивлению исходной. Сопротивление алюминия на 1 м длины и 2,5 мм сечения будет равно

Где R – сопротивление, ρ – удельное сопротивление металла из таблицы, S – площадь сечения, L – длина.

Подставив исходные значения, получим сопротивление метрового куска провода алюминия в омах.

После этого разрешим формулу относительно S

Будем подставлять значения из таблицы и получать площади сечений для разных металлов.

Так как удельное сопротивление в таблице измерено на проводе длиной в 1 м, в микроомах на 1 мм 2 сечения, то у нас и получилось оно в микроомах. Чтобы получить его в омах, нужно умножить значение на 10 -6 . Но число ом с 6 нулями после запятой нам получать совсем не обязательно, так как конечный результат все равно находим в мм 2 .

Как видим, сопротивление железа достаточно большое, проволока получается толстая.

Но существуют материалы, у которых оно еще больше, например, никелин или константан.

  • Константан (58,8 Cu, 40 Ni, 1,2 Mn)
  • Манганин (85 Cu, 12 Mn, 3 Ni)
  • Нейзильбер (65 Cu, 20 Zn, 15 Ni)
  • Никелин (54 Cu, 20 Zn, 26 Ni)
  • Нихром (67,5 Ni, 15 Cr, 16 Fe, 1,5 Mn)
  • Реонат (84Cu, 12Mn, 4 Zn)
  • Фехраль (80 Fe, 14 Cr, 6 Al)

Удельное сопротивление нихрома

Каждое тело, через которое пропускается электрический ток, автоматически оказывает ему определенное сопротивление. Свойство проводника противостоять электрическому току принято называть электрическим сопротивлением.

Рассмотрим электронную теорию данного явления. При движении по проводнику свободные электроны постоянно встречают на своем пути другие электроны и атомы. Взаимодействуя с ними, свободный электрон теряет часть своего заряда. Таким образом, электроны сталкиваются с сопротивлением со стороны материала проводника. Каждое тело имеет свою атомную структуру, которая оказывает электрическому току разное сопротивление. Единицей сопротивления принято считать Ом. Обозначается сопротивление материалов — R или r.

Чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току пройти через это тело. И наоборот: чем выше сопротивление, тем хуже тело проводит электрический ток.

Сопротивление каждого отдельно взятого проводника зависит от свойств материала, из которого он изготовлен. Для точной характеристики электрического сопротивления того или иного материала было введено понятие — удельное сопротивление (нихрома, алюминия и т. д.). Удельным считается сопротивление проводника длиной до 1 м, сечение которого — 1 кв. мм. Этот показатель обозначается буквой p. Каждый материал, использующийся в производстве проводника, обладает своим удельным сопротивлением. Для примера рассмотрим удельное сопротивление нихрома и фехрали (более 3 мм):

  • Х15Н60 — 1.13 Ом*мм/м
  • Х23Ю5Т — 1.39 Ом*мм/м
  • Х20Н80 — 1.12 Ом*мм/м
  • ХН70Ю — 1.30 Ом*мм/м
  • ХН20ЮС — 1.02 Ом*мм/м

Удельное сопротивление нихрома, фехрали указывает на основную сферу их применения: изготовление аппаратов теплового действия, бытовых приборов и электронагревательных элементов промышленных печей.

Поскольку нихром и фехраль преимущественно используются в производстве нагревательных элементов, то самая распространенная продукция — нихромовая нить, лента, полоса Х15Н60 и Х20Н80, а также фехралевая проволока Х23Ю5Т.

Одной из физических величин, используемых в электротехнике, является удельное электрическое сопротивление. Рассматривая удельное сопротивление алюминия, следует помнить, что данная величина характеризует способность какого-либо вещества, препятствовать прохождению через него электрического тока.

Понятия, связанные с удельным сопротивлением

Величина, противоположная удельному сопротивлению, носит наименование удельной проводимости или электропроводности. Обычное электрическое сопротивление свойственно лишь проводнику, а удельное электрическое сопротивление характерно только для того или иного вещества.

Как правило, эта величина рассчитывается для проводника, имеющего однородную структуру. Для определения электрического однородных проводников используется формула:

Физический смысл этой величины заключается в определенном сопротивлении однородного проводника с определенной единичной длиной и площадью поперечного сечения. Единицей измерения служит единица системы СИ Ом.м или внесистемная единица Ом.мм2/м. Последняя единица означает, что проводник из однородного вещества, длиной 1 м, имеющий площадь поперечного сечения 1 мм2, будет иметь сопротивление в 1 Ом. Таким образом, удельное сопротивление любого вещества можно вычислить, используя участок электрической цепи, длиной 1 м, поперечное сечение которого будет составлять 1 мм2.

Удельное сопротивление разных металлов

Каждый металл имеет собственные индивидуальные характеристики. Если сравнивать удельное сопротивление алюминия, например с медью, можно отметить, что у меди это значение составляет 0,0175 Ом.мм2/м, а у алюминия — 0,0271Ом.мм2/м. Таким образом, удельное сопротивление алюминия значительно выше, чем у меди. Отсюда следует вывод, что электропроводность значительно выше, нежели из алюминия.

На значение удельного сопротивления металлов влияют определенные факторы. Например, при деформациях, нарушается структура кристаллической решетки. Из-за полученных дефектов возрастает сопротивление прохождению электронов внутри проводника. Поэтому, происходит рост удельного сопротивления металла.

Также свое влияние оказывает и температура. При нагревании узлы кристаллической решетки начинают колебаться сильнее, тем самым увеличивая удельное сопротивление. В настоящее время, из-за высокого удельного сопротивления, алюминиевые провода повсеместно заменяются медными, обладающими более высокой проводимостью.

14.04.2018

В качестве токопроводящих частей в электроустановках применяют проводники из меди, алюминия, их сплавов и железа (стали).

Медь является одним из лучших токопроводящих материалов. Плотность меди при 20°С 8,95 г/см 3 , температура плавления 1083° С. Медь химически мало активна, но легко растворяется в азотной кислоте, а в разбавленной соляной и серной кислотах растворяется только в присутствии окислителей (кислорода). На воздухе медь быстро покрывается тонким слоем окиси темного цвета, но это окисление не проникает в глубь металла и служит защитой от дальнейшей коррозии. Медь хорошо поддается ковке и прокатке без нагрева.

Для изготовления применяется электролитическая медь в слитках, содержащих 99,93% чистой меди.

Электропроводность меди сильно зависит от количества и рода примесей и в меньшей степени от механической и термической обработки. при 20° С составляет 0,0172-0,018 ом х мм2/м.

Для изготовления проводников применяют мягкую, полутвердую или твердую медь с удельным весом соответственно 8,9, 8,95 и 8,96 г/см 3 .

Для изготовления деталей токоведущих частей широко используется медь в сплавах с другими металлами . Наибольшее применение получили следующие сплавы.

Латуни — сплав меди с цинком, с содержанием в сплаве не менее 50% меди, с присадкой других металлов. латуни 0,031 — 0,079 ом х мм2/м. Различают латунь — томпак с содержанием меди более 72% (обладает высокой пластичностью, антикоррозионным и антифрикционными свойствами) и специальные латуни с присадкой алюминия, олова, свинца или марганца.

Контакт из латуни

Бронзы — сплав меди с оловом с присадкой различных металлов. В зависимости от содержания в сплаве главного компонента бронзы называют оловянистыми, алюминиевыми, кремниевыми, фосфористыми, кадмиевыми. Удельное сопротивление бронзы 0,021 — 0,052 ом х мм 2 /м.

Латуни и бронзы отличаются хорошими механическими и физико-химическими свойствами. Они легко обрабатываются литьем и давлением, устойчивы против атмосферной коррозии.

Алюминий — по своим качествам второй после меди токопроводящий материал. Температура плавления 659,8° С. Плотность алюминия при температуре 20° — 2,7 г/см 3 . Алюминий легко отливается и хорошо обрабатывается. При температуре 100 — 150° С алюминий ковок и пластичен (может быть прокатан в листы толщиной до 0,01 мм).

Электропроводность алюминия сильно зависит от примесей и мало от механической и тепловой обработки. Чем чище состав алюминия, тем выше его электропроводность и лучше противодействие химическим воздействиям. Обработка, прокатка и отжиг значительно влияют на механическую прочность алюминия. При холодной обработке алюминия увеличивается его твердость, упругость и прочность на растяжение. Удельное сопротивление алюминия при 20° С 0,026 — 0,029 ом х мм 2 /м.

При замене меди алюминием сечение проводника должно быть увеличено в отношении проводимостей, т. е. в 1,63 раза.

При равной проводимости алюминиевый проводник будет в 2 раза легче медного.

Для изготовления проводников применяют алюминий, содержащий не менее 98% чистого алюминия, кремния не более 0,3%, железа не более 0,2%

Для изготовления деталей токоведущих частей используют алюминиевые сплавы с другими металлами , например: Дюралюмины — сплав алюминия с медью и марганцем.

Силумин — легкий литейный сплав из алюминия с примесью кремния, магния, марганца.

Алюминиевые сплавы обладают хорошими литейными свойствами и высокой механической прочностью.

Наибольшее применение в электротехнике получили следующие алюминиевые сплавы :

Алюминиевый деформируемый сплав марки АД, имеющий алюминия не менее 98,8 и прочих примесей до 1,2.

Алюминиевый деформируемый сплав марки АД1 , имеющий алюминия не менее 99,3 н прочих примесей до 0,7.

Алюминиевый деформируемый сплав марки АД31 , имеющий алюминия 97,35 — 98,15 и прочих примесей 1,85 -2,65.

Сплавы марок АД и АД1 применяются для изготовления корпусов и плашек аппаратных зажимов. Из сплава марки АД31 изготовляют профили и шины, применяемые для электрических токопроводов.

Изделия из алюминиевых сплавов в результате термической обработки приобретают высокие пределы прочности н текучести (ползучести).

Железо — температура плавления 1539°С. Плотность железа — 7,87. Железо растворяется в кислотах, окисляется галогенами и кислородом.

В электротехнике применяют стали различных марок, например:

Углеродистые стали — ковкие сплавы железа с углеродом и с другими металлургическими примесями.

Удельное сопротивление углеродистых сталей 0,103 — 0,204 ом х мм 2 /м.

Легированные стали — сплавы с дополнительно вводимыми в углеродистую сталь присадками хрома, никеля и других элементов.

Стали обладают хорошими.

В качестве добавок в сплавы, а также для изготовления припоев и осуществления токопроводящих металлов широко применяют:

Кадмий — ковкий металл. Температура плавления кадмия 321°С. Удельное сопротивление 0,1 ом х мм 2 /м. В электротехнике кадмий применяется для приготовления легкоплавких припоев и для защитных покрытий (кадмировання) поверхности металлов. По своим антикоррозийным свойствам кадмий близок к цинку, но кадмиевые покрытия менее пористы и наносятся более тонким слоем, чем цинковые.

Никель — температура плавления 1455°С. Удельное сопротивление никеля 0,068 — 0,072 ом х мм 2 /м. При обычной температуре не окисляется кислородом воздуха. Никель применяется в сплавах и для защитного покрытия (никелирования) поверхности металлов.

Олово — температура плавления 231,9°С. Удельное сопротивление олова 0,124 — 0,116 ом х мм 2 /м. Олово применяется для пайки защитного покрытия (лужения) металлов в чистом виде и в виде сплавов с другими металлами.

Свинец — температура плавления 327,4°С. Удельное сопротивление 0,217 — 0,227 ом х мм 2 /м. Свинец применяется в сплавах с другими металлами как кислотоупорный материал. Добавляется в паяльные сплавы (припои).

Серебро — очень ковкий, тягучий металл. Температура плавления серебра 960,5°С. Серебро — лучший проводник тепла и электрического тока . Удельное сопротивление серебра 0,015 — 0,016 ом х мм 2 /м. Серебро применяется для защитного покрытия (серебрения) поверхности металлов.

Сурьма — блестящий хрупкий металл, температура плавления 631°С. Сурьма применяется в виде добавок в паяльные сплавы (припои).

Хром — твердый, блестящий металл. Температура плавления 1830°С. На воздухе при обычной температуре не изменяется. Удельное сопротивление хрома 0,026 ом х мм 2 /м. Хром применяется в сплавах и для защитного покрытия (хромирования) металлических поверхностей.

Цинк — температура плавления 419,4°С. Удельное сопротивление цинка 0,053 — 0,062 ом х мм 2 /м. Во влажном воздухе цинк окисляется, покрываясь слоем окиси, являющимся защитным по отношению к последующим химическим воздействиям. В электротехнике цинк применяется в качестве добавок в сплавы и припои, а также для защитного покрытия (цинкования) поверхностей металлических деталей.

Как только электричество покинуло лаборатории учёных и стало широко внедряться в практику повседневной жизни, встал вопрос о поиске материалов, обладающих определёнными, порой совершенно противоположными, характеристиками по отношению к протеканию через них электрического тока.

Например, при передаче электрической энергии на дальнее расстояние, к материалу проводов предъявлялись требования минимизации потерь из-за джоулева нагрева в сочетании с малыми весовыми характеристиками. Примером тому являются всем знакомые высоковольтные линии электропередач, выполненные из алюминиевых проводов со стальным сердечником.

Или, наоборот, для создания компактных трубчатых электронагревателей требовались материалы с относительно высоким электрическим сопротивлением и высокой термостойкостью. Простейшим примером прибора, в котором применяются материалы с подобными свойствами, может служить конфорка обыкновенной кухонной электроплиты.

От проводников, используемых в биологии и медицине в качестве электродов, зондов и щупов, требуется высокая химическая устойчивость и совместимость с биоматериалами в сочетании с малым контактным сопротивлением.

К разработке такого ныне привычного всем прибора, как лампа накаливания, свои усилия приложила целая плеяда изобретателей из разных стран: Англии, России, Германии, Венгрии и США. Томас Эдисон, проведя более тысячи опытов проверки свойств материалов, подходящих на роль нитей накала, создал лампу с платиновой спиралью. Лампы Эдисона, хотя и имели высокий срок эксплуатации, но не были практичными из-за высокой стоимости исходного материала.

Последующие работы русского изобретателя Лодыгина, предложившего использовать в качестве материалов нити относительно дешёвые тугоплавкие вольфрам и молибден с более высоким удельным сопротивлением, нашли практическое применение. К тому же Лодыгин предложил откачивать из баллонов ламп накаливания воздух, заменяя его инертными или благородными газами, что привело к созданию современных ламп накаливания. Пионером массового производства доступных и долговечных электрических ламп стала компания General Electric, которой Лодыгин переуступил права на свои патенты и далее успешно работал в лабораториях компании долгое время.

Этот перечень можно продолжать, поскольку пытливый человеческий ум настолько изобретателен, что порой для решения определённой технической задачи ему нужны материалы с невиданными доселе свойствами или с невероятными сочетаниями этих свойств. Природа уже не успевает за нашими аппетитами и учёные всех стран мира включились в гонку создания материалов, не имеющих природных аналогов.

Оно представляет собой преднамеренное соединение кожуха или корпуса электроустройств с защитным заземляющим устройством. Обычно заземление выполняется в виде зарытых в землю на глубину более 2,5 метра стальных или медных полос, труб, стержней или уголков, которые в случае аварии обеспечивают протекание тока по контуру устройство — корпус или кожух — земля — нулевой провод источника переменного тока. Сопротивление этого контура должно быть не более 4 Ом. В этом случае напряжение на корпусе аварийного устройства снижается до безопасного для человека величин, а автоматические устройства защиты электрической цепи тем или иным способом производят отключение аварийного устройства.

При расчёте элементов защитного заземления существенную роль играет знание удельного сопротивления грунтов, которое может варьироваться в широких пределах.

Сообразуясь с данными справочных таблиц, выбирается площадь заземляющего устройства, по ней вычисляется количество заземляющих элементов и собственно конструкция всего устройства. Соединение элементов конструкции устройства защитного заземления производится сваркой.

Электротомография

Электроразведка изучает приповерхностную геологическую среду, применяется для поиска рудных и нерудных полезных ископаемых и других объектов на основе исследования различных искусственных электрических и электромагнитных полей. Частным случаем электроразведки является электротомография (Electrical Resistivity Tomography) — метод определения свойств горных пород по их удельному сопротивлению.

Суть метода заключается в том, что при определённом положении источника электрического поля проводятся замеры напряжения на различных зондах, затем источник поля перемещают в другое место или переключают на другой источник и повторяют измерения. Источники поля и зонды-приёмники поля размещают на поверхности и в скважинах.

Затем полученные данные обрабатываются и интерпретируются с помощью современных компьютерных методов обработки, позволяющих визуализировать информацию в виде двухмерных и трёхмерных изображений.

Являясь очень точным методом поиска, электротомография оказывает неоценимую помощь геологам, археологам и палеозоологам.

Определение формы залегания месторождений полезных ископаемых и границ их распространения (оконтуривание) позволяет выявить залегание жильных залежей полезных ископаемых, что существенно снижает затраты на их последующую разработку.

Археологам этот метод поиска даёт ценную информацию о расположении древних захоронений и наличия в них артефактов, тем самым сокращая затраты на раскопки.

Палеозоологи с помощью электротомографии ищут окаменевшие останки древних животных; результаты их работ можно увидеть в музеях естественных наук в виде поражающих воображение реконструкций скелетов доисторической мегафауны.

Кроме того, электротомография применяется при возведении и при последующей эксплуатации инженерных сооружений: высотных зданий, плотин, дамб, насыпей и других.

Определения удельного сопротивления на практике

Порой для решения практических задач перед нами может встать задача определения состава вещества, например, проволоки для резака пенополистирола. Имеем два мотка проволоки подходящего диаметра из различных неизвестных нам материалов. Для решения задачи необходимо найти их удельное электрическое сопротивление и далее по разнице найденных значений или по справочной таблице определить материал проволоки.

Отмерим рулеткой и отрежем по 2 метра проволоки от каждого образца. Определим диаметры проволок d₁ и d₂ микрометром. Включив мультиметр на нижний предел измерения сопротивлений, измеряем сопротивление образца R₁. Повторяем процедуру для другого образца и также измеряем его сопротивление R₂.

Учтём, что площадь поперечного сечения проволок рассчитывается по формуле

S = π ∙ d 2 /4

Теперь формула для расчёта удельного электрического сопротивления будет выглядеть следующим образом

ρ = R ∙ π ∙ d 2 /4 ∙ L

Подставляя полученные значения L, d₁ и R₁ в формулу для расчёта удельного сопротивления, приведенную в статье выше, вычисляем значение ρ₁ для первого образца.

ρ 1 = 0,12 ом мм 2 /м

Подставляя полученные значения L, d₂ и R₂ в формулу, вычисляем значение ρ₂ для второго образца.

ρ 2 = 1,2 ом мм 2 /м

Из сравнения значений ρ₁ и ρ₂ со справочными данными вышеприведенной Таблицы 2, делаем вывод, что материалом первого образца является сталь, а второго — нихром, из которого и изготовим струну резака.

Называют возможность металла пропускать сквозь себя заряженный ток. В свою очередь, сопротивлением называется одна из характеристик материала. Чем больше электрическая резистентность при заданном напряжении, тем меньшей будет Оно характеризует силу противодействия проводника направленному вдоль него движению заряженных электронов. Поскольку свойство пропускания электричества — это величина, обратная сопротивлению, значит выражаться в виде формул оно будет как отношение 1/R.

Удельное сопротивление всегда зависит от качества материала, который используют при изготовлении устройств. Его измеряют, отталкиваясь от параметров проводника, обладающего длиной 1 метр, а также площадью сечения 1 квадратный миллиметр. Например, свойство удельной резистентности для меди всегда равно 0,0175 Ом, для алюминия — 0,029, железа — 0,135, константана — 0,48, нихрома — 1-1,1. Удельное сопротивление стали равно числу 2*10-7 Ом.м

Противодействие току прямо пропорционально длине проводника, по которому он движется. Чем больше длина устройства, тем выше показатель сопротивления. Усвоить эту зависимость будет проще, если представить две воображаемых пары сообщающихся между собой сосудов. У одной пары приборов соединяющая трубка пусть остаётся тоньше, а у другой — толще. При заполнении водой обеих пар переход жидкости в по толстой трубке получится гораздо быстрее, потому что она окажет меньшее сопротивление перетеканию воды. По этой аналогии для ему проще пройти вдоль толстого проводника, чем тонкого.

Удельное сопротивление, как единица СИ, измеряется показателем Ом.м. Проводимость зависит от средней длины свободного пролёта заряженных частиц, которая характеризуется структурой материала. Металлы без примесей, у которых наиболее правильная имеют наименьшие значения противодействия. И наоборот, примеси искажают решётку, чем увеличивают его показатели. Удельное сопротивление металлов расположено в узком диапазоне значений при нормальной температуре: от серебра с 0,016 и до 10 мкОм.м (сплавы железа и хрома с алюминием).

На особенности движения заряженных

электронов в проводнике оказывает влияние температура, поскольку при её увеличении возрастает амплитуда волновых колебаний существующих ионов и атомов. В результате электронам остаётся меньше свободного пространства для нормального хода в кристаллической решётке. А это означает, что препятствие упорядоченному передвижению возрастает. Удельное сопротивление любого проводника по обыкновению линейно возрастает с ростом температуры. А для полупроводников, наоборот, характерно уменьшение с увеличением градусов, так как из-за этого высвобождается много зарядов, создающих непосредственно электрический ток.

Процесс охлаждения некоторых металлических проводников заведомо до нужной температуры доводит их удельное сопротивление до скачкообразного состояния и падает до нуля. Такое явление открыли в 1911 году и назвали сверхпроводимостью.

Электрический ток I в любом веществе создается движением заряженных частиц в определенном направлении за счет приложения внешней энергии (разности потенциалов U). Каждое вещество обладает индивидуальными свойствами, по-разному влияющими на прохождение тока в нем. Эти свойства оцениваются электрическим сопротивлением R.

Георг Ом эмпирическим путем определил факторы, влияющие на величину электрического сопротивления вещества, вывел от напряжения и тока, которая названа его именем. Единица измерения сопротивления в международной системе СИ названа его именем. 1 Ом — это величина сопротивления, замеренного при температуре 0 О С у однородного ртутного столба длиной 106,3 см с площадью поперечного сечения в 1 мм 2 .


Определение

Чтобы оценить и применять на практике материалы для изготовления электротехнических устройств, введен термин «удельное сопротивление проводника» . Добавленное прилагательное «удельное» указывает на фактор использования эталонной величины объема, принятой для рассматриваемого вещества. Это позволяет оценивать электрические параметры разных материалов.

При этом учитывают, что сопротивление проводника возрастает при увеличении его длины и уменьшении поперечного сечения. В системе СИ используется объем однородного проводника с длиной 1 метр и поперечным сечением 1м 2 . В технических расчетах применяется устаревшая, но удобная внесистемная единица объема, состоящая из длины 1 метр и площади 1мм 2 . Формула удельного сопротивления ρ представлена на рисунке.


Для определения электрических свойств веществ, введена еще одна характеристика — удельная проводимость б. Она обратно пропорциональна значению удельного сопротивления, определяет способность материала проводить электрический ток: б =1/ρ.

Как удельное сопротивление зависит от температуры

На величину проводимости материала влияет его температура. Разные группы веществ ведут себя не одинаково при нагреве или охлаждении. Это свойство учитывают в электрических проводах, работающих на открытом воздухе в жару и холод.


Материал и удельное сопротивление провода подбираются с учетом условий его эксплуатации.

Возрастание сопротивления проводников прохождению тока при нагреве объясняется тем, что с повышением температуры металла в нем увеличивается интенсивность передвижения атомов и носителей электрических зарядов во всех направлениях, что создает лишние препятствия для движения заряженных частиц в одну сторону, снижает величину их потока.

Если уменьшать температуру металла, то условия для прохождения тока улучшаются. При охлаждении до критической температуры во многих металлах проявляется явление сверхпроводимости, когда их электрическое сопротивление практически равно нулю. Это свойство широко используется в мощных электромагнитах.

Влияние температуры на проводимость металла используется электротехнической промышленностью при изготовлении обыкновенных ламп накаливания. Их при прохождении тока нагревается до такого состояния, что излучает световой поток. В обычных условиях удельное сопротивление нихрома составляет около 1,05÷1,4 (ом ∙мм 2)/м.

При включении лампочки под напряжение через нить проходит большой ток, который очень быстро разогревает металл. Одновременно возрастает сопротивление электрической цепи, ограничивающее первоначальный ток до номинального значения, необходимого для получения освещения. Таким способом осуществляется простое регулирование силы тока через нихромовую спираль, отпадает необходимость применения сложной пускорегулирующей аппаратуры, используемой в светодиодных и люминесцентных источниках.

Как используется удельное сопротивление материалов в технике

Цветные благородные металлы обладают лучшими свойствами электрической проводимости. Поэтому ответственные контакты в электротехнических устройствах выполняют из серебра. Но это увеличивает конечную стоимость всего изделия. Наиболее приемлемый вариант — использование более дешевых металлов. Например, удельное сопротивление меди, равное 0,0175 (ом ∙мм 2)/м, вполне подходит для таких целей.

Благородные металлы — золото, серебро, платина, палладий, иридий, родий, рутений и осмий, получившие название главным образом благодаря высокой химической стойкости и красивому внешнему виду в ювелирных изделиях. Кроме того, золото, серебро и платина обладают высокой пластичностью, а металлы платиновой группы — тугоплавкостью и, как и золото, химической инертностью. Эти достоинства благородных металлов сочетаются.

Медные сплавы, обладающие хорошей проводимостью, используются для изготовления шунтов, ограничивающих протекание больших токов через измерительную головку мощных амперметров.

Удельное сопротивление алюминия 0,026÷0,029 (ом ∙мм 2)/м чуть выше, чем у меди, но производство и стоимость этого металла ниже. К тому он же легче. Это объясняет его широкое применение в энергетике для изготовления проводов, работающих на открытом воздухе, и жил кабелей.

Удельное сопротивление железа 0,13 (ом ∙мм 2)/м также допускает его применение для передачи электрического тока, но при этом возникают бо́льшие потери мощности. Стальные сплавы обладают повышенной прочностью. Поэтому в алюминиевые воздушные провода высоковольтных линий электропередач вплетают стальные нити, которые предназначены для противостояния нагрузкам, действующим на разрыв.

Особенно актуально это при образовании наледи на проводах или сильных порывах ветра.

Часть сплавов, например, константин и никелин обладают термостабильными резистивными характеристиками в определенном диапазоне. У никелина удельное электрическое сопротивление практически не меняется от 0 до 100 градусов по Цельсию. Поэтому спирали для реостатов изготавливают из никелина.

В измерительных приборах широко применяется свойство строгого изменения значений удельного сопротивления платины от ее температуры. Если через платиновый проводник пропускать электрический ток от стабилизированного источника напряжения и вычислять значение сопротивления, то оно будет указывать температуру платины. Это позволяет градуировать шкалу в градусах, соответствующих значениям Омам. Этот способ позволяет измерять температуру с точностью до долей градусов.


Иногда для решения практических задач требуется узнать полное или удельное сопротивление кабеля . Для этого в справочниках на кабельную продукцию приводятся значения индуктивного и активного сопротивления одной жилы для каждого значения поперечного сечения. С их помощью рассчитываются допустимые нагрузки, выделяемая теплота, определяются допустимые условия эксплуатации и подбираются эффективные защиты.

На удельную проводимость металлов оказывает влияние способ их обработки. Использование давления для пластической деформации нарушает структуру кристаллической решетки, увеличивает число дефектов и повышает сопротивление. Для его уменьшения применяют рекристаллизационный отжиг.

Растяжения или сжатия металлов вызывают в них упругую деформацию, от которой уменьшаются амплитуды тепловых колебаний электронов, а сопротивление несколько снижается.

При проектировании систем заземления необходимо учитывать . Оно имеет отличия в определении от вышеперечисленного метода и измеряется в единицах системы СИ — Ом∙метр. С его помощью оценивают качество растекания электрического тока внутри земли.



На удельную проводимость грунта влияют многие факторы, включая влажность почвы, плотность, размеры ее частиц, температуру, концентрацию солей, кислот и щелочей.

Объемное удельное сопротивление проводника и глубина поверхностного слоя в высокочастотном микроволновом диапазоне RF

Доступные значения объемного удельного сопротивления (ρ) и относительной проницаемости (μ r ), используемые для расчета глубины скин-слоя (δ σ ), могут значительно различаться в зависимости от источника. На самом деле значения проницаемости настолько разнятся, что я даже не решился включить какое-либо из них в таблицу. Те, что используются здесь, являются типичными, собранными из многих ссылок, перечисленных внизу страницы.Следовательно, это обязанность пользователя определять его собственную ценность на основе надежного источника. Даже NIST [1] и CRC [2] не полностью согласовать значения объемного удельного сопротивления для таких хорошо известных материалов, как медь и алюминий. Наиболее распространенные проводники, используемые в кабелях, имеют относительное проницаемость очень близка к единице (1).

Обратите внимание, что относительная магнитная проницаемость ферромагнитных материалов часто падает по мере увеличения частоты. Например, по крайней мере один исследователь [3] измерил значение 1 для никеля на частоте 10 ГГц.

Вот уравнение глубины скин-слоя

Вот Калькулятор толщины кожи

рт.ст.
Алюминий Аль 2,65 1 81,9 25,9 8.19 2,59 0,819 0,259
Бериллий Быть 3.3 1 91,4 28,9 9.14 2,89 0,914 0,289
Латунь Cu70/Zn30 7 1 133 42.1 13.3 4.21 1,33 0.421
Бронза Cu89/Sn11 15 1 195 61,6 19,5 6.16 1,95 0,616
Углерод С (графит) 1375 1866 590 187 59.0 18,7 5,90
Кадмий CD 7.3 136 43.0 13,6 4.30 1,36 0,430
Хром Кр 13.2 1 183 57.8 18.3 5,78 1,83 0,578
Кобальт Ко 6.34 600 5,8 1,6 0,52 0,16 0,052 0,016
Константан Cu60Ni40 49 352 111 35.2 11.1 3,52 1.11
Медь Cu 1,69 1 65,4 20,7 6,54 2.07 0,654 0,207
Дюрал Al95/Cu4/Mg 1 5 112.54 35,6 11.3 3,56 1.13 0,356
Галлий Га 15,5 198 62,7 19,8 6.27 1,98 0,627
Золото Au 2.2 1 74,7 23,6 7.47 2,36 0,747 0,236
Графит С 783,7 1409 446 141 44,6 14.1 4.46
Сплав инконель 600 Ni72/Cr16/Fe 8 103 1 511 162 51.1 16.2 5.11 1,62
Индий В 8,8 149 47.2 14,9 4,72 1,49 0,472
Иридиум Ир 5.1 114 35,9 11.4 3,59 1.14 0,359
Железо Фе 10.1 500 7.2 2.3 0,72 0,23 0,072 0,023
Свинец Пб 20,6 1 228 72.2 22,8 7.22 2,28 0.722
Литий Ли 9.29 153 48,5 15.3 4,85 1,53 0,485
Магний мг 4.2 1 103 32.6 10.3 3.26 1.03 0,326
Меркурий 95,9 1 493 156 49,3 15,6 4,93 1,56
Молибден Мо 5.7 1 120 38.0 12,0 3,80 1.20 0,380
Сплав монель 400 Ni65/Cu33/Fe 2 49 352 111 35.2 11.1 3.52 1.11
mu-Metal   47 30,000 2.0 0.64 0.20 0.064 0.020 0.0064
Nickel Ni 6.9 200 9.3 3.0 0,93 0,30 0,093 0,030
Нихром Ni80/Cr20 108 523 165 52.3 16,5 5.23 1,65
Палладий ПД 10.8 1 165 52.3 16,5 5.23 1,65 0,523
Платина Пт 10,58 1 164 51,8 16,4 5.18 1,64 0.518
Калий К 6,8 131 41,5 13.1 4.15 1,31 0,415
Родий Rh 4,7 1 109 34.5 10,9 3,45 1.09 0,345
Серебро Аг 1,63 1 64,3 20,3 6.43 2.03 0,643 0,203
Натрий 4.9 111 35.2 11.1 3,52 1.11 0,352
Сталь 100
Тантал Та 13.5 185 58,5 18,5 5,85 1,85 0,585
Нитрид тантала Тан 252 799 253 79,9 25,3 7,99 2.53
Олово (чистое) Сн 12,6 1 179 56,5 17,9 5,65 1,79 0,565
Титан Ти 54 1 370 117 37.0 11,7 3,70 1.17
Вольфрам Вт 5.4 1 117 37,0 11,7 3,70 1.17 0,370
Урний У 27 262 82.7 26.2 8.27 2,62 0,827
Иттрий Y 53 366 116 36,6 11,6 3,66 1.16
Цинк Zn 5.96 123 38,9 12.3 3,89 1,23 0,389
Цирконий Zr 44 334 106 33,4 10,6 3,34 1.06

 1: Национальный институт стандартов и технологий

 2: Химическая резиновая корпорация

 3: Микроволновая характеристика никеля , Степан Лучишин, Имперский колледж Лондона (спасибо Рето З. за указание это вон)

Связанные страницы в RF Cafe

— Коаксиальный кабель Спецификации

— Конденсаторные диэлектрики и описание

— Диэлектрическая проницаемость, прочность и Тангенс угла потерь

— Удельное сопротивление и поверхностный слой проводника Глубины

— Уравнения коаксиального кабеля

— Характеристики коаксиального кабеля

— Поставщики коаксиального кабеля

— Коаксиальный резонатор

— Калькулятор толщины покрытия

— Таблица использования коаксиального разъема

Термоконтактное сопротивление — 2011

Полезность аналогии между потоком электрического тока и потоком тепла становится очевидным при удовлетворительном описании теплообмена на границе раздела двух проводящих сред.Из-за ограничений по механической обработке нет двух твердые поверхности всегда будут образовывать идеальный контакт при нажатии вместе. Между двумя соприкасающимися поверхностями всегда будут существовать крошечные воздушные зазоры. из-за их шероховатости.

Через интерфейс между двумя соприкасающимися гранями два режима теплообмен есть. Первый – проводимость через точки твердого тела к твердому. контакт (Qconduction) что очень эффективно. Во-вторых, проводимость через газонаполненные промежутки (Qgap), который, из-за низкой теплопроводности может быть очень плохой.Для лечения термического контактное сопротивление, межфазная проводимость, гк, помещается последовательно с проводящими средами с обеих сторон, как показано на рис. следующая фигура.

Проводимость hc аналогична к коэффициенту конвекционной теплоотдачи и имеет те же единицы (Вт/м2 oK). Если ДТ — разность температур на границе раздела области А, то скорость теплопередачи Q определяется как Q = A hc ДТ. С помощью электротермического аналогии, вы можете написать Q = DT/Rt, где Rt – тепловое контактное сопротивление, определяемое как Rt = 1/(Ач).

Межфазная проводимость, гн, зависит от следующих факторов:

  • Обработка поверхности контактирующих поверхностей.

  • Материал каждой грани.

  • Давление, с которым поверхности прижимаются вместе.

  • Вещество в промежутках между двумя контактирующими лица.

В следующей таблице показаны некоторые типичные значения межфазной проводимости. для нормальной отделки поверхности и умеренных контактных давлений (от 1 до 10 атм).Воздушные зазоры не вакуумированы, если не указано иное:

Контактирующие поверхности

Проводимость (Гц) (Вт/м2 в норме)

Железо/алюминий

45 000

Медь/медь

10 000 — 25 000

Алюминий/алюминий

2200 — 12000

Нержавеющая сталь/нержавеющая сталь

2000 — 3700

Нержавеющая сталь/нержавеющая сталь

(вакуумированные зазоры)

200 — 1100

Керамика/керамика

500 — 3000

В следующей таблице указано тепловое контактное сопротивление для металлических интерфейсы в условиях вакуума:

Термическое сопротивление, RthermalX10-4 (м2.К/Вт)

Контактное давление

100 кН/м2

10 000 кН/м2

Нержавеющая сталь

6-25

0,7-4,0

Медь

1-10

0,1-0,5

Магний

1.5-3,5

0,2-0,4

Алюминий

1,5-5,0

0,2-0,4

Ан Пример моделирования теплового контактного сопротивления

 

Химическая совместимость баз данных от Cole-Parmer

1. ХИМИЧЕСКИЙ

Выберите ChemicalAll ChemicalsAcetaldehydeAcetamideAcetate SolventAcetic AcidAcetic кислота 20% Уксусная кислота 80% Уксусная кислота, GlacialAcetic AnhydrideAcetoneAcetyl BromideAcetyl Хлорид (сухой) AcetyleneAcrylonitrileAdipic AcidAlcohols: AmylAlcohols: бензиловые спирты: бутиловые: DiacetoneAlcohols: EthylAlcohols : HexylAlcohols: IsobutylAlcohols: IsopropylAlcohols: MethylAlcohols: OctylAlcohols: пропилалюминия ChlorideAluminum хлорид 20% Алюминий FluorideAluminum HydroxideAluminum NitrateAluminum калия сульфат 10% Алюминиевый Калий сульфат 100% Алюминий SulfateAlumsAminesAmmonia 10% Аммиак NitrateAmmonia, anhydrousAmmonia, liquidAmmonium AcetateAmmonium BifluorideAmmonium CarbonateAmmonium CaseinateAmmonium ChlorideAmmonium HydroxideAmmonium NitrateAmmonium OxalateAmmonium PersulfateAmmonium фосфат, Двухосновный фосфат аммония, одноосновный фосфат аммония, трехосновный Сульфат аммонияСульфит аммонияАммоний Т hiosulfateAmyl AcetateAmyl AlcoholAmyl ChlorideAnilineAniline HydrochlorideAntifreezeAntimony TrichlorideAqua Регия (80% -ной HCl, 20% HNO3) Арохлора 1248Aromatic HydrocarbonsArsenic AcidArsenic SaltsAsphaltBarium CarbonateBarium ChlorideBarium CyanideBarium HydroxideBarium NitrateBarium SulfateBarium SulfideBeerBeet Сахар LiquidsBenzaldehydeBenzeneBenzene Сульфоновая AcidBenzoic AcidBenzolBenzonitrileBenzyl ChlorideBleaching LiquorsBorax (борат натрия) Борная AcidBrewery SlopBromineButadieneButaneButanol (бутиловый спирт) ButterButtermilkButyl AmineButyl EtherButyl PhthalateButylacetateButyleneButyric Кислота Бисульфат кальция Бисульфид кальция Бисульфит кальция Карбонат кальция Хлорат кальция Гидроксид кальция Гипохлорит кальция Нитрат кальция Оксид кальция Сульфат кальция Калгон Тростниковый сок Карболовая кислота (фенол) Бисульфид углерода Двуокись углерода (сухая) Двуокись углерода (мокрая) IC AcidCatsupChloric AcidChlorinated GlueChlorine (сухой) хлору WaterChlorine, Безводный LiquidChloroacetic AcidChlorobenzene (Моно) ChlorobromomethaneChloroformChlorosulfonic AcidChocolate SyrupChromic кислота 10% хромовой кислоты 30% хромовой кислоты 5% хромовой кислоты 50% хрома SaltsCiderCitric AcidCitric OilsCloroxr (отбеливатель) CoffeeCopper ChlorideCopper CyanideCopper FluoborateCopper NitrateCopper Сульфат> 5% сульфат меди 5% CreamCresolsCresylic AcidCupric AcidCyanic AcidCyclohexaneCyclohexanoneDetergentsDiacetone AlcoholDichlorobenzeneDichloroethaneDiesel FuelDiethyl EtherDiethylamineDiethylene GlycolDimethyl AnilineDimethyl FormamideDiphenylDiphenyl OxideDyesEpsom Соли (сульфат магния) EthaneEthanolEthanolamineEtherEthyl AcetateEthyl BenzoateEthyl ChlorideEthyl EtherEthyl SulfateEthylene BromideEthylene ChlorideEthylene ChlorohydrinEthylene DiamineEthylene DichlorideEthylene GlycolEthylene OxideFatty AcidsFerric ChlorideFerric NitrateFerric SulfateFerrous ChlorideFerrous SulfateFluoboric AcidFl фторФторкремниевая кислотаФормальдегид 100%Формальдегид 40%Муравьиная кислотаФреон 113Фреон 12Фреон 22Фреон TFFФреонr 11Фруктовый сокМаслаФурановая смолаФурфуролГалловая кислотаБензин (высокоароматический)Бензин этилированный, исх.Бензин, неэтадгелообразованиеLucoseGlue, Pvaglycerylycolic CyclyGold MonocyanideGrape GuicegreaseHeptanehexanehoneyhydraulic Масло (Petro) Гидравлическое масло (синтетическое) Гидразинегидрообромная кислота 100% Гидробромическая кислота 20% соляная кислота 100% соляная кислота 20% соляная кислота 37% соляная кислота, сухой гаспиначескую кислоту. Плавиковая кислота 100% Плавиковая кислота 20% Плавиковая кислота 50% Плавиковая кислота 75% Плавиководородная кислота 100% Плавиководородная кислота 20% Газообразный водород Перекись водорода 10% Перекись водорода 100% Перекись водорода 30% Перекись водорода 50% Сероводород (аква) Сероводород (сухой) ) HydroquinoneHydroxyacetic кислота 70% InkIodineIodine (в спирте) IodoformIsooctaneIsopropyl AcetateIsopropyl EtherIsotaneJet топлива (JP3, JP4, JP5) KeroseneKetonesLacquer ThinnersLacquersLactic AcidLardLatexLead AcetateLead NitrateLead SulfamateLigroinLimeLinoleic AcidLithium ChlorideLithium HydroxideLubricantsLye: Са (ОН) 2 Кальций HydroxideLye: КОН калия HydroxideLye: NaOH Сода гм HydroxideMagnesium BisulfateMagnesium CarbonateMagnesium ChlorideMagnesium HydroxideMagnesium NitrateMagnesium OxideMagnesium Сульфат (английская соль) малеиновый AcidMaleic AnhydrideMalic AcidManganese SulfateMashMayonnaiseMelamineMercuric Хлорид (разбавленный) Ртуть CyanideMercurous NitrateMercuryMethaneMethanol (Метиловый спирт) Метил AcetateMethyl AcetoneMethyl AcrylateMethyl спирт 10% Метил BromideMethyl Бутил KetoneMethyl CellosolveMethyl ChlorideMethyl DichlorideMethyl Этил KetoneMethyl Этил Кетон PeroxideMethyl изобутиловый KetoneMethyl изопропилового KetoneMethyl MethacrylateMethylamineMethylene ChlorideMilkMineral SpiritsMolassesMonochloroacetic acidMonoethanolamineMorpholineMotor oilMustardNaphthaNaphthaleneNatural GasNickel ChlorideNickel NitrateNickel SulfateNitrating кислота (<15% HNO3) нитрующая кислота (> 15% h3SO4) нитрующая кислота (S1,% кислота) нитрующая кислота (S15% h3SO4) Азотная кислота (20%) азотная кислота (50 %)Азотная кислота (5-10%)Азотная кислота (концентрированная)НитробензолАзотное удобрениеНитрометанНитр ous AcidNitrous Oils:AnilineOils:AniseOils:BayOils:BoneOils:CastorOils:CinnamonOils:CitricOils:CloveOils:CoconutOils:Cod LiverOils:CornOils:CottonseedOils:CreosoteOils:Diesel Fuel (20, 30, 40, 2Fuel, 50) Oils 3, 5A, 5B, 6)Масла:GingerOils:Гидравлическое масло (нефтяное)Масла:Гидравлическое масло (синтетическое)Масла:LemonOils:LinseedOils:MineralOils:OliveOils:OrangeOils:PalmOils:PeanutOils:PeppermintOils:PineOils:RapeseedOils:Rosiname SeedOils:SeedOils : Силиклоилы: соевые боевики: Сперма (кит) Масла: Tanningoils: трансформаторы: турбиноолезное кислоролезноолез 100% олеум 25% оксалиновая кислота (холодная) озонепальмитическая кислотая кислота (холодная) озонепальмитическая кислотая кислота. )Фосфорная кислота (расплавленная)Фосфорная кислота (S40%)Ангидрид фосфорной кислотыФосфорТрихлорид фосфораФотопроявительФотографические растворыФталевая кислотаФталевый ангидридПикриновая кислотаГальванические растворы, сурьмяное покрытие 130°FГальванические растворы,    мышьяковое покрытие 11 0°F Решения для покрытия,   Латунное покрытие:    Высокоскоростная латунная ванна 110°FГальваническое покрытие,   Латунное покрытие:    Обычная латунная ванна 100°FГальваническое покрытие,   Бронзовое покрытие:    Ванна для бронзы Cu-Cd R.Растворы для гальванопокрытий,   Бронзирование:    Бронзовая ванна Cu-Sn 160°F,   Бронзирование:    Ванна Cu-Zn, бронза 100°F,    Кадмирование: цианидная ванна, 90°F,    Кадмирование: фторосодержащая ванна 100° ,   Хромирование:    Хромированная ванна 95°F,   Хромирование: хромирование, 115°F,    Хромирование: хромо-серная ванна 130°F,   Хромирование: фторидная ванна 130°F, хромирование Растворы для покрытия при 95°F, меднение (кислота): ванна с фторборатом меди Растворы для покрытия при 120°F, покрытие медью (кислота): ванна с сульфатом меди R.Решения для гальванопокрытий,   Омеднение (цианид):    Ванна с медным ударом 120°F, растворы для покрытия,   меднение (цианид):    высокоскоростная ванна 180°F, растворы для покрытия,   меднение (цианид): ванна с сегнетовой солью 150°F, растворы для покрытия,   меднение (Разное):    Растворы для медного (химического) покрытия,   Омеднение (разное):    Растворы для пирофосфата меди,   Покрытие золотым раствором 75 °F,      Цианид 150 °F,   золочение: нейтральное 75 °F покрытие Покрытие Р.Решения для гальваники,   Железосодержание: ванна с сульфатом железа 150°F, растворы для гальванопокрытия,   гальваническое покрытие: ванна с хлоридом железа 190°F, растворы для гальванопокрытия,   гальваническое покрытие: ванна с сульфатом железа 150°F, растворы для гальванопокрытия,   гальваническое покрытие: фторборатная ванна, 145°F, растворы для гальванического покрытия Гальванопокрытие: сульфатно-хлоридная ванна при 140°F, гальванопокрытие: сульфатно-хлоридная ванна при 160°F, гальваника, фтороборат свинца, никелирование: неэлектрохимическое 200°F, никелирование: фтороборатное покрытие, 100-170°F Хлорирование 130-160°F, никелирование: сульфамат 100-140°F, никелирование: Watts Type 115-160°F,  родирование, 120°F, серебрение 80-120°F,   Покрытие 100°FРешения для покрытия,   Оловянно-свинцовое покрытие 100°FПокрытие,   Цинкование:    Кислотный хлорид 140°FПокрытие,   Цинкование:    Кислотный флюорит боратная ванна Р.T.Plating Solutions, цинкование: Кислота Сульфат Ванна 150 ° FPlating Растворы, цинка Покрытие: Щелочная Цианид Ванна RTPotash (Карбонат калия) Калий BicarbonatePotassium BromidePotassium ChloratePotassium ChloridePotassium ChromatePotassium Цианид SolutionsPotassium DichromatePotassium FerricyanidePotassium FerrocyanidePotassium Гидроксид (едкого кали) Калий HypochloritePotassium IodidePotassium NitratePotassium OxalatePotassium PermanganatePotassium SulfatePotassium SulfidePropane (сжиженный) PropylenePropylene GlycolPyridinePyrogallic AcidResorcinalRosinsRumRust InhibitorsSalad DressingsSalicylic AcidSalt рассол (NaCl насыщенный) Морской WaterShellac (отбеленный) Shellac (оранжевый) SiliconeSilver BromideSilver NitrateSoap SolutionsSoda Ash (см Карбонат натрия) натрия AcetateSodium AluminateSodium BenzoateSodium BicarbonateSodium BisulfateSodium BisulfiteSodium Борат (бура) Натрий BromideSodium CarbonateSodium ChlorateSodium ХлоридХромат натрияЦианид натрияНатрий ферро цианид, фторид натрия, гидросульфит натрия, гидроксид натрия (20 %), гидроксид натрия (50 %), гидроксид натрия (80 %), гипохлорит натрия (< 20 %), гипохлорит натрия (100 %), гипосульфат натрия, метафосфат натрия, метасиликат натрия, перборат натрия, перборат натрия, полифосфат натрия, силикат натрия, сульфат натрия, сульфат натрия, сульфит натрия, тетраборат натрия (гипотиоборат натрия). СоргоСоевый соусХлорид оловаХлорид оловаФтоборат оловаХлорид оловаКрахмалСтеариновая кислотаРастворитель СтоддардаСтиролСахар (жидкости)Сульфат (щелока)Хлорид серыДиоксид серыДиоксид серы (сухой)Гексафторид серыТриоксид серыТриоксид серы (сухой)Серная кислота (<10%5-70%)Серная кислота (10-750%) )Серная кислота (холодная концентрированная)Серная кислота (горячая концентрированная)Сернистая кислотаСернистый хлорид ЖирДубильная кислотаДубильные растворыВинная кислотаТетрахлорэтанТетрахлорэтиленТетрагидрофуранСоли оловаТолуол (толуол)Томатный сокТрихлоруксусная кислотаТрихлорэтанТрихлорэтиленТрихлорпропанТрикрезилфос Фатетриэтиламинетризодий фосфатурпьяниуриновая кислороиновойВарнишверированный соквесетГинилацетатевинил хлористуру, кислота, шахты, деионизированные, дистиллированные воды, пресноводные, сальдовые, деионизированные, дистиллированные воду композиты с многостенными углеродными нанотрубками Том 16, январь–февраль 2022 г., стр. 47-58org/10.1016/j.jmrt.2021.11.151Получить права и содержание

Abstract

Пьезорезистивные композиты на основе цемента привлекли значительное внимание в качестве интеллектуальных строительных материалов для внедрения самочувствительной способности в бетонную инфраструктуру. Хотя был проведен ряд исследований с использованием многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) в качестве функционального наполнителя для самочувствительных композитов на основе цемента, исследований, посвященных влиянию состояния внутренней влажности на электрические свойства, относительно мало.В этом исследовании мы стремимся экспериментально исследовать влияние состояния внутренней влажности на удельное электрическое сопротивление композитов на основе цемента, содержащих МУНТ в качестве электропроводящей среды, чтобы повысить потребность в калибровке данных самочувствия с учетом состояния внутренней влажности. С этой целью в основном оценивалась зависимость удельного электросопротивления от влаги в недостаточно просочившихся композитах на основе цемента, наряду с другими свойствами материала, такими как прочность, усадка и текучесть.Результаты показали, что удельное электрическое сопротивление увеличивалось почти линейно по мере снижения внутренней относительной влажности (IRH), и это увеличение было более выраженным ниже порога перколяции. Кроме того, было обнаружено, что прочность, приобретаемая за счет эффекта микронаполнителя МУНТ, значительно снижается, особенно в недостаточно перколяционных смесях, что приводит к общему снижению прочности. Кроме того, это исследование показало, что чем больше было добавлено МУНТ, тем меньше была достигнута текучесть из-за повышенной вязкости смеси.Ожидается, что результаты этого исследования предоставят ключевую информацию для точной и надежной интерпретации данных самочувствия, полученных композитами на основе цемента, содержащими МУНТ.

Ключевые слова

ключевые слова

Углеродные нанотрубки

Композиты из цемента

Электрические удельные сопротивления

Внутренняя относительная влажность

Внутренняя относительная влажность

Порог перколяции

Самочувствие

Рекомендуемое сопоставление Статьи (0)

Опубликовано Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Ссылающиеся статьи

Какое удельное электрическое сопротивление алюминия? – Theburningofrome.com

Каково удельное электрическое сопротивление алюминия?

2,65
Удельное сопротивление и температурный коэффициент при 20°C

Материал Удельное сопротивление ρ (Ом·м) Артикул
Алюминий 2,65 1
Вольфрам 5.6 1
Железо 9,71 1
Платина 10,6 1

Имеет ли алюминий высокое удельное сопротивление?

Значения удельного сопротивления даны для материалов, включая медь, серебро, золото, алюминий, латунь и т.п.… Таблица удельных сопротивлений для обычных материалов.

Таблица удельного электрического сопротивления для обычных материалов
Материал Удельное электрическое сопротивление при 20°C Омметры
Алюминий 2.8 х 10-8
Сурьма 3,9 х 10-7
Висмут 1,3 х 10-6

Какое вещество имеет самое высокое удельное сопротивление?

Гелий имеет самое высокое удельное сопротивление.

Зависит ли удельное сопротивление от длины?

Удельное сопротивление материала зависит от его природы и температуры проводника, но не от его формы и размера.

Имеет ли алюминий низкое удельное сопротивление?

Алюминий легче меди.Алюминий имеет удельное сопротивление от 2,65 до 2,82·10–8 Ом·м. Он прочен, легко транспортируется и имеет достаточно низкое удельное сопротивление, что делает алюминий лучшим выбором для мощных электрических кабелей большой протяженности.

Чему равно удельное сопротивление любого раствора?

Просто удельное сопротивление или удельное электрическое сопротивление — это сопротивление потоку тока от одного конца к другому в материале. Удельное электрическое сопротивление является просто доступной и информативной величиной для описания материала.Это обратная величина электропроводности.

Зависит ли удельное сопротивление от температуры?

Удельное сопротивление зависит от температуры материала. В металлических проводниках при повышении температуры ионные ядра в металле колеблются с большей амплитудой. Это препятствует потоку электронов, и удельное сопротивление увеличивается.

Имеет ли вольфрам высокое удельное сопротивление?

Вольфрам имеет высокую температуру плавления и высокое удельное сопротивление.

Почему удельное сопротивление не зависит от длины?

Большие сечения имеют меньшее сопротивление, а более длинные проводники имеют большее сопротивление.Следовательно, умножив сопротивление на площадь и разделив на длину, вы получите значение свойства материала (удельное сопротивление ρ), которое не зависит от размера проводника.

Что лучше алюминий или медь?

Медь прочнее алюминия. Он меньше расширяется, но оба материала имеют одинаковый график обслуживания. Медь может нести почти вдвое большую токовую нагрузку, чем алюминий, что делает их немного меньше по размеру, чем трансформаторы с алюминиевой обмоткой.

Какое удельное электрическое сопротивление глинозема?

Глинозем имеет удельное электрическое сопротивление около 1×10 14 Ом·см.Он обладает хорошей теплопроводностью и может снизить стойкость к тепловому удару. Глинозем очень полезен тем, что он доступен в различных диапазонах чистоты от 94% до 99,9%. Обычно он белый, но иногда бывает розовым (88% глинозема) и коричневым (96% глинозема).

Почему алюминий имеет более низкое удельное сопротивление, чем медь?

Жара вызывает пожар, и природа, которую вы хотели сохранить в безопасности, горит. Алюминий имеет четвертое самое низкое удельное сопротивление (после серебра, меди и золота). Понятно, почему люди не используют серебро или золото в качестве проводки: цена.Медь дешевле алюминия и имеет меньшее удельное сопротивление, что объясняет, почему она чаще всего используется в качестве электропроводки.

Где найти таблицу удельного сопротивления?

Ссылки: 1. Джанколи, Дуглас С., Физика, 4-е изд., Прентис Холл, (1995). 2. Справочник CRC по химии и физике, 64-е изд. 3. Википедия, Удельное электрическое сопротивление и проводимость. Обсуждение удельного сопротивления

Что за материал на 99,9% состоит из оксида алюминия?

Глинозем, 99,9% Al2O3. Данные о свойствах материала Matweb.19 мая 2006 г. Оксид алюминия, также известный как оксид алюминия, является одним из наиболее часто используемых материалов в технической керамике. Поскольку минералы, содержащие глинозем, составляют около 15% земной коры, его много и практически неисчерпаемо.

7 вещей, которые следует учитывать при выборе алюминия марки

Категория: Алюминий, Советы и подсказки

Опубликовано:


Алюминий

бывает разных форм и сортов.Тип марки алюминия, который вы выберете, в конечном итоге зависит от того, как вы собираетесь использовать металл. Предполагаемое использование позволяет ранжировать характеристики каждой степени от наиболее важных до наименее важных. Это поможет вам сузить список подходящих оценок. Например, если для вашего проекта наиболее важна свариваемость, а не прочность, может иметь смысл выбрать сплав 1100, так как этот сорт алюминия обладает превосходной свариваемостью, но обычно не используется для высокопрочных материалов или материалов, работающих под высоким давлением.

Используйте краткую справочную таблицу в конце этой статьи, чтобы быстро и легко найти марку алюминия, которая подходит именно вам.

При выборе марки алюминия учитывайте следующие важные факторы:

  • Формуемость или обрабатываемость
  • Свариваемость
  • Обработка
  • Коррозионная стойкость
  • Термическая обработка
  • Прочность
  • Типичные приложения для конечного использования

Является ли формуемость или пригодность к обработке (модификация деталей посредством механической деформации) важным фактором?

Является ли свариваемость алюминия важным фактором?

Является ли обработка алюминия важным фактором?

  • Сплав 1100 – хорошая обрабатываемость (лучше всего при твердом отпуске)
  • Сплав 2011 – отличная обрабатываемость
  • Сплав 2024 – удовлетворительная обрабатываемость (лучшая в отожженном состоянии)
  • Сплав 3003 – Хорошая обрабатываемость
  • Сплав 5052 – удовлетворительная обрабатываемость (лучше при твердом отпуске)
  • Сплав 6061 – хорошая обрабатываемость (только отпуска T4 и T6)
  • Сплав 6063 – Хорошая обрабатываемость
  • Сплав 7075 – удовлетворительная обрабатываемость (лучшая в отожженном состоянии)

Является ли коррозионная стойкость алюминия важным фактором?

Является ли термообработка алюминия важным фактором?

Является ли прочность алюминия важным фактором?

Типичные области применения алюминия марок:

Краткая справочная таблица — выбор марки алюминия

Формуемость или обрабатываемость Свариваемость Обработка Коррозионная стойкость Термическая обработка Прочность Типичные области применения
Сплав 1100 Отлично Отлично Хорошо Отлично Низкий Металлический прядильный станок
Сплав 2011 Хорошо Бедный Отлично Бедный Да Высокий Общая обработка
Сплав 2024 Хорошо Бедный Ярмарка Бедный Да Высокий Применение в аэрокосмической отрасли
Сплав 3003 Отлично Отлично Хорошо Хорошо Средний Химическое оборудование
Сплав 5052 Хорошо Хорошо Ярмарка Отлично Средний Морское применение
Сплав 6061 Хорошо Хорошо Хорошо Отлично Да Средний Структурные приложения
Сплав 6063 Хорошо Хорошо Ярмарка Хорошо Да Средний Архитектурные приложения
Сплав 7075 Бедный Бедный Ярмарка Средний Да Высокий Аэрокосмические приложения

 

Отказ от ответственности: обратите внимание, что эта информация не предназначена для использования в целях проектирования, и MSFFC ни при каких обстоятельствах не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате неправильного использования этой информации.


Металлические супермаркеты

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелких партий металла с более чем 100 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании. Мы являемся экспертами в области металлов и предоставляем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В супермаркетах металлов мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных применений. Наш склад включает в себя: мягкую сталь, нержавеющую сталь, алюминий, инструментальную сталь, легированную сталь, латунь, бронзу и медь.

У нас есть широкий ассортимент форм, включая стержни, трубы, листы, пластины и многое другое. И мы можем порезать металл по вашим точным спецификациям.

Посетите сегодня один из наших более чем 100 офисов в Северной Америке.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.