Удельное электрическое сопротивление | формула, объемное, таблица
Удельное электрическое сопротивление является физической величиной, которая показывает, в какой степени материал может сопротивляться прохождению через него электрического тока. Некоторые люди могут перепутать данную характеристику с обыкновенным электрическим сопротивлением. Несмотря на схожесть понятий, разница между ними заключается в том, что удельное касается веществ, а второй термин относится исключительно к проводникам и зависит от материала их изготовления.
Обратной величиной данного материала является удельная электрическая проводимость. Чем выше этот параметр, тем лучше проходит ток по веществу. Соответственно, чем выше сопротивление, тем больше потерь предвидится на выходе.
Формула расчета и величина измерения
Рассматривая, в чем измеряется удельное электрическое сопротивление, также можно проследить связь с не удельным, так как для обозначения параметра используются единицы Ом·м. Сама величина обозначается как ρ. С таким значением можно определять сопротивление вещества в конкретном случае, исходя из его размеров. Эта единица измерения соответствует системе СИ, но могут встречаться и другие варианты. В технике периодически можно увидеть устаревшее обозначение Ом·мм
Формула удельного электрического сопротивления выглядит следующим образом:
R= (ρ·l)/S, где:
- R – сопротивление проводника;
- Ρ – удельное сопротивление материал;
- S – сечение проводника.
Зависимость от температуры
Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры. Но все группы веществ проявляют себя по-разному при ее изменении. Это необходимо учитывать при расчете проводов, которые будут работать в определенных условиях. К примеру, на улице, где значения температуры зависят от времени года, необходимые материалы с меньшей подверженностью изменениям в диапазоне от -30 до +30 градусов Цельсия. Если же планируется применение в технике, которая будет работать в одних и тех же условиях, то здесь также нужно оптимизировать проводку под конкретные параметры. Материал всегда подбирается с учетом эксплуатации.
В номинальной таблице удельное электрическое сопротивление берется при температуре 0 градусов Цельсия. Повышение показателей данного параметра при нагреве материала обусловлено тем, что интенсивность передвижения атомов в веществе начинает возрастать. Носители электрических зарядов хаотично рассеиваются во всех направлениях, что приводит к созданию препятствий при передвижении частиц. Величина электрического потока снижается.
При уменьшении температуры условия прохождения тока становятся лучше. При достижении определенной температуры, которая для каждого металла будет отличаться, появляется сверхпроводимость, при которой рассматриваемая характеристика почти достигает нуля.
Отличия в параметрах порой достигают очень больших значений. Те материалы, которые обладают высокими показателями, могут использовать в качестве изоляторов. Они помогают защищать проводку от замыкания и ненамеренного контакта с человеком. Некоторые вещества вообще не применимы для электротехники, если у них высокое значение этого параметра. Этому могут мешать другие свойства. Например, удельная электрическая проводимость воды не будет иметь большого значения для данный сферы. Здесь приведены значения некоторых веществ с высокими показателями.
| Материалы с высоким удельным сопротивлением | ρ (Ом·м) |
| Бакелит | 1016 |
| Бензол | 1015…1016 |
| Бумага | 1015 |
| Вода дистиллированная | 104 |
| Вода морская | 0.3 |
| Дерево сухое | 1012 |
| Земля влажная | 102 |
| Кварцевое стекло | 1016 |
| Керосин | 1011 |
| Мрамор | 108 |
| Парафин | 1015 |
| Парафиновое масло | 1014 |
| Плексиглас | 1013 |
| Полистирол | 1016 |
| Полихлорвинил | 1013 |
| Полиэтилен | 1012 |
| Силиконовое масло | 1013 |
| Слюда | 1014 |
| Стекло | 1011 |
| Трансформаторное масло | 1010 |
| Фарфор | 1014 |
| Шифер | 1014 |
| Эбонит | 1016 |
| Янтарь | 1018 |
Более активно в электротехнике применяются вещества с низкими показателями. Зачастую это металлы, которые служат проводниками. В них также наблюдается много различий. Чтобы узнать удельное электрическое сопротивление меди или других материалов, стоит посмотреть в справочную таблицу.
| Материалы с низким удельным сопротивлением | ρ (Ом·м) |
| Алюминий | 2.7·10-8 |
| Вольфрам | 5.5·10-8 |
| Графит | 8.0·10-6 |
| Железо | 1.0·10-7 |
| Золото | 2.2·10-8 |
| Иридий | 4.74·10-8 |
| Константан | 5.0·10-7 |
| Литая сталь | 1.3·10-7 |
| Магний | 4.4·10-8 |
| Манганин | 4.3·10-7 |
| Медь | 1.72·10-8 |
| Молибден | 5.4·10-8 |
| Нейзильбер | 3.3·10-7 |
| Никель | 8.7·10-8 |
| Нихром | 1.12·10-6 |
| Олово | 1.2·10-7 |
| Платина | 1.07·10-7 |
| Ртуть | 9.6·10-7 |
| Свинец | |
| Серебро | 1.6·10-8 |
| Серый чугун | 1.0·10-6 |
| Угольные щетки | 4.0·10-5 |
| Цинк | 5.9·10-8 |
| Никелин | 0,4·10-6 |
Удельное объемное электрическое сопротивление
Данный параметр характеризует возможность пропускать ток через объем вещества. Для измерения необходимо приложить потенциал напряжения с разных сторон материала, изделие из которого будет включено в электрическую цепь. На него подается ток с номинальными параметрами. После прохождения измеряются данные на выходе.
Использование в электротехнике
Изменение параметра при разных температурах широко применяется в электротехнике. Наиболее простым примером является лампа накаливания, где используется нихромовая нить. При нагревании она начинает светиться. При прохождении через нее тока она начинает нагреваться. С ростом нагрева возрастает и сопротивление. Соответственно, ограничивается первоначальный ток, который нужен был для получения освещения. Нихромовая спираль, используя тот же принцип, может стать регулятором на различных аппаратах.
Широкое применение коснулось и благородных металлов, которые обладают подходящими характеристиками для электротехники. Для ответственных схем, которым требуется быстродействие, подбираются серебряные контакты. Они обладают высокой стоимостью, но с учетом относительно небольшого количества материалов их применение вполне оправданно. Медь уступает серебру по проводимости, но обладает более доступной ценой, благодаря чему ее чаще используют для создания проводов.
В условиях, где можно использовать предельно низкие температуры, применяются сверхпроводники. Для комнатной температуры и уличной эксплуатации они не всегда уместны, так как при повышении температуры их проводимость начнет падать, поэтому для таких условий лидерами остаются алюминий, медь и серебро.
На практике учитывается много параметров и этот является одним из наиболее важных. Все расчеты проводятся еще на стадии проектирования, для чего и используются справочные материалы.
Читайте также:
Удельное объёмное сопротивление Википедия
Уде́льное электри́ческое сопротивле́ние (удельное сопротивление) — физическая величина, характеризующая способность материала препятствовать прохождению электрического тока, выражается в Ом·метр. Удельное электрическое сопротивление принято обозначать греческой буквой ρ. Значение удельного сопротивления зависит от температуры в различных материалах по-разному: в проводниках, удельное электрическое сопротивление с повышением температуры возрастает, а в полупроводниках и диэлектриках — наоборот, уменьшается. Величина, учитывающая изменение электрического сопротивления от температуры называется температурный коэффициент удельного сопротивления. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством
Электрическое сопротивление однородного проводника с удельным сопротивлением ρ, длиной l и площадью поперечного сечения S может быть рассчитано по формуле R=ρ⋅lS{\displaystyle R={\frac {\rho \cdot l}{S}}} (при этом предполагается, что ни площадь, ни форма поперечного сечения не меняются вдоль проводника). Соответственно, для ρ выполняется ρ=R⋅Sl.{\displaystyle \rho ={\frac {R\cdot S}{l}}.}
Из последней формулы следует: физический смысл удельного сопротивления вещества заключается в том, что оно представляет собой сопротивление изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины и с единичной площадью поперечного сечения.
Единицы измерения[ | ]
Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м[1]. Из соотношения ρ=R⋅Sl{\displaystyle \rho ={\frac {R\cdot S}{l}}} следует, что единица измерения удельного сопротивления в системе СИ ра
Удельное электрическое сопротивление — Википедия
Уде́льное электри́ческое сопротивле́ние, или просто удельное сопротивление вещества — физическая величина, характеризующая способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.
Удельное сопротивление обозначается греческой буквой ρ. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества.
Электрическое сопротивление однородного проводника с удельным сопротивлением ρ, длиной l и площадью поперечного сечения S может быть рассчитано по формуле R=ρ⋅lS{\displaystyle R={\frac {\rho \cdot l}{S}}} (при этом предполагается, что ни площадь, ни форма поперечного сечения не меняются вдоль проводника). Соответственно, для ρ выполняется ρ=R⋅Sl.{\displaystyle \rho ={\frac {R\cdot S}{l}}.}
Из последней формулы следует: физический смысл удельного сопротивления вещества заключается в том, что оно представляет собой сопротивление изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины и с единичной площадью поперечного сечения.
Единицы измерения
Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м[1]. Из соотношения ρ=R⋅Sl{\displaystyle \rho ={\frac {R\cdot S}{l}}} следует, что единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом[2]. Соответственно, удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².
В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм²/м, равная 10−6 от 1 Ом·м[1]. Данная единица равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом[2]. Соответственно, удельное сопротивление какого-либо вещества, выраженное в этих единицах, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм².
Обобщение понятия удельного сопротивления
Кусок резистивного материала с электрическими контактами на обоих концахУдельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией координат — коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля E→(r→){\displaystyle {\vec {E}}({\vec {r}})} и плотность тока J→(r→){\displaystyle {\vec {J}}({\vec {r}})} в данной точке r→{\displaystyle {\vec {r}}}. Указанная связь выражается законом Ома в дифференциальной форме:
- E→(r→)=ρ(r→)J→(r→).{\displaystyle {\vec {E}}({\vec {r}})=\rho ({\vec {r}}){\vec {J}}({\vec {r}}).}
Эта формула справедлива для неоднородного, но изотропного вещества. Вещество может быть и анизотропно (большинство кристаллов, намагниченная плазма и т. д.), то есть его свойства могут зависеть от направления. В этом случае удельное сопротивление является зависящим от координат тензором второго ранга, содержащим девять компонент ρij{\displaystyle \rho _{ij}}. В анизотропном веществе векторы плотности тока и напряжённости электрического поля в каждой данной точке вещества не сонаправлены; связь между ними выражается соотношением
- Ei(r→)=∑j=13ρij(r→)Jj(r→).{\displaystyle E_{i}({\vec {r}})=\sum _{j=1}^{3}\rho _{ij}({\vec {r}})J_{j}({\vec {r}}).}
В анизотропном, но однородном веществе тензор ρij{\displaystyle \rho _{ij}} от координат не зависит.
Тензор ρij{\displaystyle \rho _{ij}} симметричен, то есть для любых i{\displaystyle i} и j{\displaystyle j} выполняется ρij=ρji{\displaystyle \rho _{ij}=\rho _{ji}}.
Как и для всякого симметричного тензора, для ρij{\displaystyle \rho _{ij}} можно выбрать ортогональную систему декартовых координат, в которых матрица ρij{\displaystyle \rho _{ij}} становится диагональной, то есть приобретает вид, при котором из девяти компонент ρij{\displaystyle \rho _{ij}} отличными от нуля являются лишь три: ρ11{\displaystyle \rho _{11}}, ρ22{\displaystyle \rho _{22}} и ρ33{\displaystyle \rho _{33}}. В этом случае, обозначив ρii{\displaystyle \rho _{ii}} как ρi{\displaystyle \rho _{i}}, вместо предыдущей формулы получаем более простую
- Ei=ρiJi.{\displaystyle E_{i}=\rho _{i}J_{i}.}
Величины ρi{\displaystyle \rho _{i}} называют главными значениями тензора удельного сопротивления.
Связь с удельной проводимостью
В изотропных материалах связь между удельным сопротивлением ρ{\displaystyle \rho } и удельной проводимостью σ{\displaystyle \sigma } выражается равенством
- ρ=1σ.{\displaystyle \rho ={\frac {1}{\sigma }}.}
В случае анизотропных материалов связь между компонентами тензора удельного сопротивления ρij{\displaystyle \rho _{ij}} и тензора удельной проводимости σij{\displaystyle \sigma _{ij}} имеет более сложный характер. Действительно, закон Ома в дифференциальной форме для анизотропных материалов имеет вид:
- Ji(r→)=∑j=13σij(r→)Ej(r→).{\displaystyle J_{i}({\vec {r}})=\sum _{j=1}^{3}\sigma _{ij}({\vec {r}})E_{j}({\vec {r}}).}
Из этого равенства и приведённого ранее соотношения для Ei(r→){\displaystyle E_{i}({\vec {r}})} следует, что тензор удельного сопротивления является обратным тензору удельной проводимости. С учётом этого для компонент тензора удельного сопротивления выполняется:
- ρ11=1det(σ)[σ22σ33−σ23σ32],{\displaystyle \rho _{11}={\frac {1}{\det(\sigma )}}[\sigma _{22}\sigma _{33}-\sigma _{23}\sigma _{32}],}
- ρ12=1det(σ)[σ33σ12−σ13σ32],{\displaystyle \rho _{12}={\frac {1}{\det(\sigma )}}[\sigma _{33}\sigma _{12}-\sigma _{13}\sigma _{32}],}
где det(σ){\displaystyle \det(\sigma )} — определитель матрицы, составленной из компонент тензора σij{\displaystyle \sigma _{ij}}. Остальные компоненты тензора удельного сопротивления получаются из приведённых уравнений в результате циклической перестановки индексов 1, 2 и 3[3].
Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ
Металлические монокристаллы
В таблице приведены главные значения тензора удельного сопротивления монокристаллов при температуре 20 °C[4].
| Кристалл | ρ1=ρ2, 10−8 Ом·м | ρ3, 10−8 Ом·м |
|---|---|---|
| Олово | 9,9 | 14,3 |
| Висмут | 109 | 138 |
| Кадмий | 6,8 | 8,3 |
| Цинк | 5,91 | 6,13 |
| Теллур | 2,90·109 | 5,9·109 |
Металлы и сплавы, применяемые в электротехнике
Разброс значений обусловлен разной химической чистотой металлов, способов изготовления образцов, изученных разными учеными и непостоянством состава сплавов.
|
|
Значения даны при температуре t = 20 °C. Сопротивления сплавов зависят от их химического состава и могут варьироваться. Для чистых веществ колебания численных значений удельного сопротивления обусловлены различными методами механической и термической обработки, например, отжигом проволоки после волочения.
Другие вещества
Тонкие плёнки
Сопротивление тонких плоских плёнок (когда её толщина много меньше расстояния между контактами) принято называть «удельным сопротивлением на квадрат», RSq.{\displaystyle R_{\mathrm {Sq} }.} Этот параметр удобен тем, что сопротивление квадратного куска проводящей плёнки не зависит от размеров этого квадрата, при приложении напряжения по противоположным сторонам квадрата. При этом сопротивление куска плёнки, если он имеет форму прямоугольника, не зависит от его линейных размеров, а только от отношения длины (измеренной вдоль линий тока) к его ширине L/W: RSq=RW/L,{\displaystyle R_{\mathrm {Sq} }=RW/L,} где R — измеренное сопротивление. В общем случае, если форма образца отличается от прямоугольной, и поле в пленке неоднородное, используют метод ван дер Пау.
Примечания
- ↑ 1 2 Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 93. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
- ↑ 1 2 Чертов А. Г. Единицы физических величин. — М.: «Высшая школа», 1977. — 287 с.
- ↑ Давыдов А. С. Теория твёрдого тела. — М.: «Наука», 1976. — С. 191—192. — 646 с.
- ↑ Шувалов Л. А. и др. Физические свойства кристаллов // Современная кристаллография / Гл. ред. Б. К. Вайнштейн. — М.: «Наука», 1981. — Т. 4. — С. 317.
См. также
ГОСТ 20214-74 Пластмассы электропроводящие. Метод определения удельного объемного электрического сопротивления при постоянном напряжении (с Изменением N 1), ГОСТ от 13 сентября 1974 года №20214-74
ГОСТ 20214-74
Группа Л29
ОКСТУ 2209
Срок действия с 01.01.76
до 01.01.96*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 11-12, 1994 год). — Примечание «КОДЕКС»
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической промышленности СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
В.А.Попов, Г.А.Лущейкин, Л.И.Войтешонок
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 13.09.74 N 2154
3. Периодичность проверки — 5 лет
4. В стандарт введен международный стандарт ИСО 3915-81
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
6. Срок действия продлен до 01.01.96 Постановлением Госстандарта СССР от 05.06.90 N 1402
7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (ноябрь 1991 г.) с Изменением N 1, утвержденным в июне 1990 г. (ИУС 9-90)
Настоящий стандарт распространяется на электропроводящие пластмассы с удельным объемным электрическим сопротивлением менее 10 Ом·см.
Стандарт не распространяется на ячеистые пластмассы.
Сущность метода заключается в измерении падения напряжения на определенном участке образца при прохождении постоянного тока прибором с высоким входным сопротивлением (электрометром). Испытания проводят при температуре 15-35 °С и относительной влажности воздуха 45-75%.
1. ОБРАЗЦЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ
1.1. Для испытания применяют образцы, указанные в табл.1.
Таблица 1
Тип образца | Размеры образцов, мм | Назначение | Изготовление образцов | Количество образцов | ||
Длина | Ширина | Толщина | ||||
1 | 100±1 | 10,0±0,5 | 2-4 | Для термопластов, реактопластов | Литьем под давлением, прессованием, механической обработкой образцов других размеров, заливкой и отверждением в форме | Не менее 3 |
2 | 130±1 | 70,0±1,0 | До 3 | Для листовых материалов, выпускаемых в виде рулонов, лент | Вырезкой в направлении вытяжки и в перпендикулярном направлении | Не менее 6 (не менее 3 вырезают в направлении вытяжки и не менее 3 — в перпенди- |
3 | 100±1 | 10,0±0,5 | До 2 | Для пленок, электропро- | Вырезкой из пленок. Нанесением электропроводящих композиций на пластины (подложки) из диэлектрика с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 Ом·см | Не менее 3 |
4 | 40±1 | 5,0±0,2 | До 1 | Для электро- | Нанесением на пластины (подложки) из диэлектрика с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 Ом·см | Не менее 3 |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.2. Способ изготовления образцов, геометрические размеры и количество образцов должны быть предусмотрены в стандартах или технических условиях на конкретные виды электропроводящих пластмасс.
1.3. Образцы не должны иметь вздутий, трещин, сколов, раковин и других видимых дефектов.
1.4. При изготовлении гибких образцов следует избегать деформаций изгиба. Образцы хранят на плоской твердой подложке из диэлектрика.
2. АППАРАТУРА И ЭЛЕКТРОДЫ
2.1. Удельное объемное электрическое сопротивление определяют на установке, принципиальная схема которой приведена на черт.1.
1 — источник постоянного напряжения; 2 — электрометр;
3 — образец; 4 — прибор для измерения тока.
Черт.1
2.1.1. Источником постоянного напряжения может служить батарея элементов или источник постоянного напряжения, питаемый от сети.
Источник постоянного напряжения должен быть хорошо изолирован от земли. Величина сопротивления между любой выходной клеммой и землей должна быть не менее 10 Ом.
Нестабильность постоянного напряжения должна быть не более 1%.
В случае применения выпрямительных устройств пульсация напряжения не должна превышать 1%.
2.1.2. Электрометр должен обеспечивать измерение напряжений с погрешностью не более 5% от измеряемой величины. Входное сопротивление электрометра должно быть не менее 10 Ом.
Приборы, рекомендуемые в качестве электрометров, приведены в приложении 1.
2.1.3. Прибор, измеряющий ток, может быть любого типа, класса не ниже 0,5 и обеспечивать измерение тока с погрешностью ±2% от измеряемой величины.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.2. Для определения удельного объемного электрического сопротивления электропроводящих пластмасс должны применяться электроды, обладающие высокой проводимостью. (Электрическое сопротивление электродов должно быть в 100 и более раз ниже электрического сопротивления испытуемых образцов).
2.2.1. Тип, материал электродов и способ создания контакта с образцом выбираются из указанных в табл.2 и должны быть приведены в стандартах или технических условиях на конкретные виды электропроводящих пластмасс.
Таблица 2
Тип электродов | Материал электродов | Способ создания контакта с образцом | Назначение |
1. Токовые | Металлические электроды из нержавеющей стали, цветных металлов (например, меди, латуни и др.), благородных металлов (например, серебро, золото и др.) | Нажатие винтовым прессом до жесткого закрепления концов образца в электродном устройстве. | Для образцов типов 1, 3, 4 |
Нажатие давлением 9,8 кПа (100 гс/см) | Для образцов типа 2 | ||
2. Напряжения | Металлические электроды из нержавеющей стали, цветных металлов (например, меди, латуни и др.), благородных металлов (например, серебро, золото и др.) | Нажатие давлением на образец в электродном устройстве. Величина давления должна быть указана в стандартах или технических условиях на электропроводящие пластмассы. Если таких указаний нет, то давление создается массой электродов напряжения, которая составляет 100 г. | Для образцов типов 1, 3, 4 |
Нажатие давлением 9,8 кПа (100 гс/см) | Для образцов типа 2 | ||
3. Напряжения | Фольга алюминиевая отожженная по ГОСТ 618-73, оловянная толщиной 0,005-0,020 мм по | Нажатие давлением на образец в электродном устройстве через резину твердостью не более 400-500 кПа (4-5 кгс/см) по ГОСТ 20403-75. | Для образцов типов 1, 3, 4 |
Величина давления должна быть указана в стандартах или технических условиях на электропроводящие пластмассы. | |||
Если давление не указано, то оно создается массой электродов напряжения, которая составляет 100 г. | |||
Нажатие давлением 9,8 кПа (100 г/см) | Для образцов типа 2 | ||
4. Токовые и напряжения | Металлические пластины, фольга по пп.1, 3 настоящей таблицы | Горячее прессование, заливка | Для образцов типов 1, 3, 4 |
5. Токовые и напряжения | Слой серебра, алюминия или другого металла, электропроводящая краска, паста | Напыление в вакууме, нанесение кистью | Для образцов типов 1, 3, 4 |
2.2.2. Размещение электродов на образцах и расстояние между электродами при определении удельного объемного электрического сопротивления указано на черт.2 и в табл.3.
а) Размещение электродов на образцах типов 1, 2, 3 и 4 с прямоугольными электродами напряжения
б) Размещение электродов на образцах типа 2 с электродами напряжения, имеющими цилиндрическую поверхность
1 — образец; 2 и 5 — токовые электроды; 3 и 4 — электроды напряжения.
Черт.2
Таблица 3
мм
Тип образца | Расслоение между токовыми электродами | Расстояние между электродами напряжения | Ширина электродов напряжения | Длина электродов |
1 | 90±2 | 20,0±0,1 | 2,0±0,1 | Св. 10 |
2 | 100±2 | 40,0±0,1 | 2,0±0,1 | » 70 |
3 | 90±2 | 20,0±0,1 | 2,0±0,1 | » 10 |
4 | 34±2 | 20,0±0,1 | 2,0±0,1 | » 5 |
Примечание. Для образцов типа 2 допускается применять электроды напряжения с цилиндрической поверхностью, с радиусом закругления (2,0±0,1) мм.
2.2.1; 2.2.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.2.3. Для создания контакта образца с измерительными приборами используют электродные устройства (приложение 2) или делают отводы гибкими проводниками непосредственно от электродов, нанесенных на образец (пп.4, 5 табл.2).
Электрическое сопротивление используемых проводников должно быть в 100 и более раз ниже электрического сопротивления используемых образцов.
2.2.4. В качестве изоляционного материала для электродных устройств следует применять материалы с удельным объемным электрическим сопротивлением не менее 10 Ом·см и удельным поверхностным электрическим сопротивлением не менее 10 Ом (например, фторопласт или полистирол).
2.2.5. Электрическое сопротивление между любой парой электродов электродного устройства, а также между любым из электродов и землей должно быть не менее 10 Ом (без образца).
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
3.1. Перед испытанием образцы подвергают нормализации и кондиционированию. Режим нормализации и кондиционирования должен быть предусмотрен в стандартах или технических условиях на конкретные виды электропроводящих пластмасс и соответствовать одному из требований, приведенных в ГОСТ 6433.1-71.
Если в стандартах или технических условиях на электропроводящие пластмассы таких указаний нет, то образцы выдерживают перед испытанием не менее 48 ч при температуре 15-35 °С и относительной влажности воздуха 45-75%.
3.2. Перед испытанием измеряют толщину и ширину образца не менее чем в пяти местах по длине образца с погрешностью ±0,01 мм (по толщине) и ±0,05 мм (по ширине).
При толщине образца менее 0,1 мм погрешность измерения должна быть ±0,001 мм.
За результат измерения принимают среднее арифметическое всех определений.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1. Образец помещают в электродное устройство, концы образца закрепляют токовыми электродами и на образец накладывают электроды напряжения.
Гибкие образцы следует переносить и помещать в электродное устройство вместе с подложкой, на которой они хранились.
4.2. Электроды электродного устройства соединяют с источником напряжения, приборами для измерения тока и электрометром согласно схеме, указанной на черт.1. Образцы с нанесенными и присоединенными электродами соединяют с приборами аналогичным образом.
4.3. На образец подают постоянное напряжение, значение которого должно быть указано в стандартах или технических условиях на конкретные виды электропроводящих пластмасс.
Значения напряжений должны выбираться из следующего ряда: 100; 50; 10; 5; 1; 0,5 и 0,1 В.
Величина напряжения источника питания подбирается таким образом, чтобы обеспечить устойчивые показания электрометра с требуемой погрешностью, указанной в п.2.1.2. При этом величина тока, проходящего через образец, не должна превышать во время испытания значений, при которых образец поглощал бы мощность более чем 0,1 Вт.
4.4. Записывают показания электрометра и прибора, измеряющего ток.
4.5. Измерения проводят: на каждом образце типов 1 и 3 три раза, перемещая электроды напряжения вдоль образца; на каждом образце типов 2 и 4 один раз.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Электрическое сопротивление участка образца () в Ом вычисляют по формуле
,
где — величина падения напряжения на участке образца между электродами напряжения, измеряемая электрометром, В;
— ток, проходящий через образец, А.
Из всех измерений () на одном образце вычисляют среднее арифметическое значение сопротивления образца () в Ом.
5.2. Удельное объемное электрическое сопротивление () в Ом·см вычисляют по формуле
,
где — среднее арифметическое значение электрического сопротивления образца, Ом;
— толщина образца, см;
— ширина образца, см;
— расстояние между электродами напряжения, см.
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов всех измерений испытанных образцов ().
5.3. Результаты испытания оформляются протоколом, в котором указывается:
а) наименование и марка пластмассы;
б) метод изготовления образцов, количество и размеры образцов;
в) удельное объемное электрическое сопротивление каждого образца;
г) среднее значение удельного объемного электрического сопротивления;
д) дата испытания;
е) обозначение настоящего стандарта.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (рекомендуемое). ЭЛЕКТРОМЕТРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
В качестве электрометров рекомендуется применять следующие приборы:
электрометры ИТН-7, В7-30, В7-29, В7-24;
электрометрические усилители У5-8, У5-9;
тераомметр Ф507 (в режиме измерения напряжения).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ЭЛЕКТРОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
а) Электроды напряжения металлические жесткие
б) Электроды напряжения из резины, обернутой фольгой
1, 10 — винты токовых электродов; 2, 9 — токовые электроды; 3, 7 — винты электродов напряжения;
4, 6 — металлические жесткие электроды напряжения; 5 — корпус электродов напряжения; 8 — образец;
11 — основание электродного устройства; 12, 13 — электроды напряжения из резины, обернутой фольгой
Черт.3
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1992
Измерение удельного сопротивления диэлектриков | Серния Инжиниринг
Удельное сопротивление — свойство диэлектриков
Фундаментальное свойство диэлектриков – это удельное сопротивление. Удельное сопротивление может быть использовано для определения пробоя диэлектрика, тангенса угла потерь, содержание влаги, механической целостности и других важных свойств материала. Для измерения таких больших величин сопротивления диэлектриков существуют специальные измерительные приборы – электрометры и используются они благодаря их способности измерять малые токи.
От чего зависит удельное сопротивление?
Удельное сопротивление диэлектрика — это измерение источника известного напряжения, приложенного к образцу, измерение полученного тока и расчета сопротивления с помощью закона Ома. После измерения сопротивления, удельное сопротивление определяется на основе физических параметров испытуемого образца.
Удельное сопротивление зависит от нескольких факторов. Во-первых, оно зависит от приложенного напряжения. Иногда напряжение может изменяться умышленно, чтобы определить зависимость напряжения диэлектрика. Удельное сопротивление также варьируется в зависимости от продолжительности времени, электрификации. Чем больше напряжение, тем выше сопротивление, потому что материал продолжает заряжаться в геометрической прогрессии. Экологические факторы также влияют на удельное сопротивление диэлектрика. В общем, чем выше влажность, тем ниже сопротивление.
Для получения точных сведений теста нужно, чтобы приложенное напряжение, время электрификации и условия окружающей среды должны быть постоянными.
Поверхностное сопротивление
Поверхностное сопротивление (Ом/квадрат) — способность пропускать электрический ток по поверхности диэлектрика — определяется как электрическое сопротивление поверхности диэлектрического материала. Измерение происходит от электрода к электроду вдоль поверхности образца диэлектрика. Так как длина поверхности фиксированная, то измерение не зависит от физических размеров (т.е. толщины и диаметра) образца диэлектрика.
Объемное удельное сопротивление
Объемное удельное сопротивление (Ом*см) — способность пропускать электрический ток через его объем — измеряется путем приложения потенциала напряжения на противоположных сторонах образца диэлектрика и измерения результирующего тока через образец.
Объемное удельное сопротивление определяется как электрическое сопротивление с помощью куба из диэлектрического материала.
Если значение выражено в Ом*см, то это измерение электрического сопротивления через 1 сантиметр куба диэлектрического материала. Если выражено в Ом*Дюйм, то это электрическое сопротивление через 1 дюйм куба изоляционного материала.
Приборы для измерения удельного сопротивления диэлектриков
Измерения поверхностного и объемного удельного сопротивления производятся с помощью электрометра Keithley 6517B совместно с испытательной камерой удельного сопротивления Keithley 8009.
Ниже указана ссылка, где Вы можете прочитать подробнее об измерениях удельного сопротивления при помощи электрометра Keithley 6517B >>
и тестовой оснастки (испытательной камеры удельного сопротивления) Keithley 8009 >>>
Консультация специалиста по оборудованию и проведению измерений
Если Вам необходима консультация специалиста по проведению измерений, свяжитесь с нашими специалистами.
На все вопросы по приобретению оборудования для измерения удельного сопротивления Вам ответит наш инженер — Баширов Руслан.
Тел. +7 (495) 204-13-17, e-mail: [email protected].
Руслан Баширов — Технический специалист по электронно-измерительному оборудованию.
Заявка на электрометр
Удельное объемное электрическое сопротивление — Справочник химика 21
Для уменьшения удельного объемного электрического сопротивления диэлектрических жидкостей и растворов полимеров в них вводят растворимые антистатические присадки. [c.113]Удельное объемное электрическое сопротивление ом/см, не менее [c.198]
Удельное объемное электрическое сопротивление, ТОм-м……. . [c.13]
Теплостойкость по Мартенсу, °С. . 60—80 Удельное объемное электрическое сопротивление, ТОм-м…………1—20 [c.45]
Удельное объемное электрическое сопротивление в ом м. …. 1,8-10 [c.413]
Удельное объемное электрическое сопротивление при 20° С, ом-см … Диэлектрическая проницаемость при 20 С [c.320]
Теплостойкость по Мартенсу, С. не менее 125 Удельное объемное электрическое сопротивление, МОм-см, не менее…… 10 [c.62]
Полиизобутилены характеризуются высокой водо- и газонепроницаемостью даже при повышенной температуре. Они обладают высокими электроизолирующими свойствами тангенс угла диэлектрических потерь 0,0004—0,0005, удельное объемное электрическое сопротивление > 10 Ом-см, электрическая прочность 23 МВ/м. Высокомолекулярные полиизобутилены могут перерабатываться на вальцах, каландрах, шприц-машинах, в прессах только при повышенных температурах 100—200 °С, так как при низких температурах переработки происходит механическая деструкция макромолекул. Причем чем выше молекулярная масса полиизобутилена, тем интенсивнее протекает деструкция. [c.338]
Удельное объемное электрическое сопротивление при 25 °С, ТОм-м. … 1-10 -1-10 Тангенс угла диэлектрических потерь [c.75]
УДЕЛЬНОЕ ОБЪЕМНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СТЕКОЛ [c.328]
ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НАТРИЕВОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ ОТ СОДЕРЖАНИЯ ОКИСЛОВ ДВУХВАЛЕНТНЫХ [c.327]
В остальных случаях скорости транспортирования и истечения жидкостей ограничивают таким образом, чтобы заряд, приносимый в приемную емкость потоком жидкости, не мог вызвать с ее поверхности искрового разряда, достаточного для воспламенения окружающей среды. Применяют следующие ограничения скорости транспортирования и истечения жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением не более 0,1 МОм-м (метилацетат, метилэтилкетон, муравьиная кислота и др.) — до 10 м/с не более 10 МОм м (винилацетат, уксусная кислота, фенол и др.)—до 5 м/с более 10 МОм м (бензины, бензол, толуол, уайт-спирит, циклогексан и др.) — 1,2 м/с при диаметрах трубопроводов до 200 мм. [c.114]
РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СТЕКОЛ [c.325]
СОСТАВ СТЕКОЛ С НИЗКИМ УДЕЛЬНЫМ ОБЪЕМНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ [c.327]
Удельное объемное электрическое сопротивление при 20 С. ……….. [c.340]
Диэлектрическая проницаемость при 25° С и частоте 1 Л1г ……….. Удельное объемное электрическое сопротивление при 250° С, ом — см……. [c.341]
Для снижения скорости истечения жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением выше 10 МОм м в емкости (резервуары) и для релаксации (утечки) зарядов используют релаксационные емкости, представляющие собой горизонтальный участок трубопровода увеличенного диаметра, находящийся у входа в приемную емкость. Релаксационный эффект повышают, вводя в релаксационные емкости заземленные игольчатые электроды, стальные струны и др. [c.114]
Пластмасса Полимерная основа Плотность р, кг/м Разрушающее напряжение 6, МПа Теплостойкость по Мартенсу (М) или Вика (В), «С Удельное объемное электрическое сопротивление г, Ом-М Диэлектрическая проницаемость при 10 Гц, е Тангенс угла диэлектрических потерь прн 10 Гц, 6Ф [c.262]
При заполнении порожнего резервуара жидкости с удельным объемным электрическим сопротивлением более 0,1 МОм-м подают со скоростью не более 1 м/с до момента затопления конца загрузочной трубы. [c.114]
Опубликованные в литературе данные об электрическом сопротивлении различных видов твердых топлив довольно скудны. Ниже сопоставлены значения удельного объемного электрического сопротивления pv (в Ом-см), полученные различными авторами [20, с. 185] [c.201]
Максимальная электризация наблюдается в жидкостях, содержащих мелкодиспергированные примеси, удельное объемное электрическое сопротивление которых значительно ниже сопротивления жидкости. Это означает, что электризация углеводородного потока, содержащего мелкие капли воды, кристаллы солей или частицы окалины железа, является максимальной. Например, при движении углеводородного топлива, содержащего до 0,1 кг мелких частичек окалины железа, наблюдалось усиление электризации в 1,6—1,7 раза. [c.124]
С и относительной влажности 45-75 % удельное объемное электрическое сопротивление не менее 5,0-10 Ом-см, тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 3 МГц не менее 0,001 диэлектрическая проницаемость при 3 МГц не более 3,0. [c.218]
Удельное объемное электрическое сопротивление при 100 «С и 1,5-10 - [c.249]
Кислотное число, мг КОН/г, не более Число омыления, мг КОН/г Температура вспышки, °С, не ниже Удельное объемное электрическое сопротивление при 20 °С, ОМ СМ Термоокислительная стабильность в присутствии ингибитора при 200 С в течение 10 ч кислотное число, мг КОН/г, не более Температура помутнения [c.431]
В связи с этим нормируются его электроизоляционные характеристики удельное объемное электрическое сопротивление при 100 °С [c.479]
Нормируются удельное объемное электрическое сопротивление при 20 °С — не менее 110 Ом см тангенс угла диэлектрических потерь при 20 °С и 10 Гц — не более 0,003 диэлектрическая проницаемость при 20 °С и 10 Гц — не более 2,5. [c.487]
Метод заключается в определении сопротивления между электродами, приложенными к противоположным граням куба образца, реб ро которого равно единице (удельное объемное электрическое сопротивление р ) или к противоположным сторонам квадрата со стороной, равной единице на поверхности образца (удельное поверхностное электричес
Удельное электрическое сопротивление углеводородов — Справочник химика 21
Удельное объемное электрическое сопротивление углеводородов и нефтепродуктов при 25 С и концентрации присадки 0,01% [c.85]Электропроводность жидкостей можно увеличить, вводя в них антистатические присадки. Наибольшее распространение как у нас в стране, так и за рубежом получили присадки, предотвращающие накопление зарядов статического электричества в нефтепродуктах. Их вводят в углеводороды в количестве, исчисляемом тысячными и десятитысячными долями процента. Не оказывая влияния на физико-химические и эксплуатационные свойства нефтепродуктов, они на несколько порядков снижают их удельное электрическое сопротивление. [c.172]
Нри транспортировке, хранении и переработке различных нефтепродуктов и жидких углеводородов необходимо обеспечивать их защиту от статического электричества. Заряды статического электричества накапливаются, в частности, на внутренней поверхности цистерн, изготовленных из стеклопластиков и используемых для перевозки на судах жидкого топлива (удельное электрическое сопротивление стеклопластиков 101 —]014 Ом-см). Для отвода зарядов на поверхность стеклопластика можно нанести покрытие, обладающее необходимой электропроводностью. Покрытие должно быть стойким к различным нефтепродуктам, морской и пресной воде, к атмосферным воздействиям и моющему средству типа ]МЛ-6, подаваемому под давлением до 0,7 МПа (7 кгс/см ) при 75 °С. Наилучшими в таких условиях оказались покрытия на основе эмали ХС-775 и краски 68-Т [38]. [c.230]
Моделируется горная порода, поровое пространство которой заполнено пластовой водой, глинистым материалом и углеводородами (нефтью). Модель породы согласно табл. 1 и 2 представляет собой четырехкомпонентную многофазную систему. Проводящие объемы модели могут быть включены по отношению, например, к силовым линиям электрического тока параллельно, последовательно или смешанно. Предполагается, что глинистый материал, расположенный последовательно по отношению к токовым силовым линиям, моделирует поровый тип цемента, глинистый материал, ориентированный параллельно токовым линиям — пленочный тип цемента и при смешанном включении глинистого материала по отношению к линиям тока— порово-пленочный тип цемента. Для такой модели доля глинистого материала, расположенного последовательно р или параллельно а токовым линиям, есть величина непостоянная и зависит от величины нефтенасыщения, отношения удельных электрических сопротивлений глинистого материала ргя и пластовой воды рв, а также от структуры скелета породы. Общее содержание глинистого материала йгл = а-ЬР распределение его характеризуется отношением р/а = п [36]. [c.72]
Как известно, коррозионные процессы в водных растворах имеют электрохимический характер, такой же характер имеют они и в полярных жидкостях, например в спиртах. Неполярные жидкости, в частности смеси углеводородов (к ним относятся различные виды жидкого топлива и смазочных масел), а также некоторые галоидопроизводные углеводородов обладают большим удельным электрическим сопротивлением. Поэтому считали, что коррозию в таких жидкостях можно рассматривать только как химический процесс. Однако в последние годы было показано , что и в средах с очень низкой диэлектрической проницаемостью коррозия может иметь электрохимический характер, так как продукты коррозии представляют собой полярные вещества, проводящие электрический ток значительно лучше самого диэлектрика, [c.166]
Что же касается жидкостей неполярных, таких, как смеси углеводородов, представляющих собой различные сорта жидкого топлива и смазочных масел, а также некоторых галоидопроизводных углеводородов, то имея в виду их большое удельное электрическое сопротивление, полагали, что коррозия в них может носить только химический характер. Однако Л. Г. Гиндиным было показано, что коррозия может иметь электрохимический характер и в средах с очень низкой диэлектрической проницаемостью. Объясняется это тем что продукты коррозии представляют собой вещества полярные и проводящие электрический ток значительно лучше исходного диэлектрика. Некоторые органические вещества приобретают агрессивные свойства в процессе их хранения. Так, например, жидкое топливо и его продукты при хранении окисляются кислородом воздуха и становятся коррозионно опасными. С целью торможения окисления в жидкое топливо вводят антиоксиданты Коррозия металлов в углеводородных растворах хлористого алюминия вызывается образованием хлороводорода. Путем введения, например, аминов в хлористый метил можно предотвратить коррозию алюминия. [c.312]
В ряде случаев оказалось эффективным применение для кондиционирования «газов перед электрофильтрами, улавливающими пыль с высоким удельным электрическим сопротивлением, паров минеральных масел и углеводородов. [c.28]
Средний молекулярный вес полибутадиеновых каучуков колеб- чется в пределах 80 000—250 000. Они растворимы в алиф тических и ароматических углеводородах, галоидопроизводных углеводородов, сероуглероде, отличаются хорошими диэлектрическими свойствами. Например, диэлектрическая постоянная натрийбутадиенового каучука составляет около 2,8, удельное объемное электрическое сопротивление 10 —10 ом см. Даже н растянутом состоянии большинство синтетических каучуков. выпускаемых в промышленных масштабах, находятся в аморфной фазе. При обычной температуре эти полимеры более напоминают пластичные, чем эластичные, материалы. [c.237]
Электропроводность является одним из наиболее важных электрических свойств любого материала, причем это относится в одинаковой мере как к твердым телам, так и к растворам. Электропроводность растворов варьирует в пределах от значительных величин, свойственных ионным растворам соли, до чрезвычайно низких, характерных для чистых углеводородов. В табл. 40 приведено удельное сопротивление нескольких типичных материалов (см. ссылку 159). Надо полагать, что среди физических свойств имеются очень немногие с таким громадным диапазоном величин, как это наблюдается у электрического сопротивления. [c.192]
Помимо указанных примесей в спиртах в том или ином количестве в зависимости от способа производства спиртов присутствуют углеводороды (парафины). Несмотря на отсутствие реакционноспособных групп в углеводородах, из-за их невысокой молекулярной массы и отсутствия полярности они отрицательно влияют на температуру вспышки, удельное объемное электрическое-сопротивление и летучесть пластификаторов. [c.117]
Резкое различие в электрофизических свойствах (диэлектрическая проницаемость е, удельное электрическое объемное р и поверхностное р 5 сопротивления, тангенс угла диэлектрических потерь tg5) групп углеводородов, а также соединений внутри одной группы в зависимости от молекулярной массы позволяет решать ряд аналитическ
