Медь сопротивление удельное сопротивление: Удельное сопротивление меди – основные данные

Содержание

Сопротивление медного кабеля | Полезные статьи

Несмотря на то, что медь – один из лучших проводников электричества, она обладает сопротивлением. Оно незначительно – поэтому, например, при прокладке трасс небольшой длины (например, в квартире) им можно пренебречь.

Однако при прокладке трасс большой длины сопротивление медного кабеля имеет решающее значение – поскольку никому не хочется получить на «выходе» значительно меньшее напряжение, чем на «входе».

Сопротивление жилы медного кабеля

Существует три способа узнать сопротивление жилы медного кабеля – получить его из таблицы, рассчитать или же измерить специальным прибором (омметром). Первый вариант наиболее прост, но при этом не слишком точен. Таблицы, в которых указывается номинальное электросопротивление токоведущих жил медного кабеля в расчёт на 1 км длины, приведены в ГОСТ 22483-2012.

Дело в том, что табличные величины сопротивления указываются для кабелей определённого сечения и с определённым составом проводника.

На практике же выясняется, что состав медного сплава может отличаться от нормативов. Особенно если речь заходит о некачественных, бюджетных кабелях.

Второй способ получения сопротивления медного кабеля – расчёт по формуле. Потребуется указать следующие значения:

  • Удельное сопротивление меди ρ, которое варьируется в зависимости от процентного содержания меди в сплаве от 0,01724 до 0,018 Ом×мм²/м;
  • Длину медного кабеля в метрах;
  • Сечение кабеля S в мм².

Далее используется следующая формула:

Полученное сопротивление R– это сопротивление всего проводника на произвольную длину. Так что этой формулой удобно пользоваться при расчётах как длинных, так и коротких линий.

Якорь И третий вариант – это измерить сопротивление проводника самостоятельно. Он наиболее точен, поскольку показывает фактическое значение. Тем не менее, главный минус этого способа заключается в трудоёмкости.

Измерение электросопротивления токоведущих жил производится одинарным, двойным или одинарно-двойным мостом с постоянным напряжением. Конкретная методика и принципиальные схемы описываются ГОСТ 7229-76.

Сопротивление изоляции кабелей медных

Измерение сопротивления изоляции кабелей с медными токоведущими жилами является частью испытаний кабельных линий. Эти процедуры проводятся при положительной температуре окружающего воздуха.

Дело в том, что в изоляции кабеля могут находиться микрокапли влаги. При отрицательных температурах они замерзают. Кристаллы льда, в свою очередь, являются диэлектриками, то есть ток они не проводят. И, как следствие, измерения медных кабелей при отрицательной температуре не выявят наличия вкраплений влаги в изоляции.

Для измерения сопротивления изоляции используется мегаомметр. Нормативы подразумевают, что его погрешность должна составлять не более 0,2%. Так, одним из допускаемых соответствующим госреестром устройств является SonelMIC-2500 – гигаомметр, предназначенный для измерения сопротивления изоляции, степени её увлажнённости и старения.

В общем виде процедура измерения сопротивления изоляции медных кабелей проводится следующим образом:

  1. С кабеля снимается напряжение. Его отсутствие проверяется специальным устройством;
  2. Устанавливается испытательное заземление на стороне, где проводится измерение;
  3. Жилы с другой стороны разводятся на значительное расстояние друг от друга;
  4. На каждую жилу подаётся напряжение. На кабели с изоляцией из бумаги, ПВХ, полимеров и резины подаётся постоянное напряжение, а на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена – переменное;
  5. В течение одной минуты замеряется сопротивление изоляции.

Измерение проходит следующим образом:

  • Предположим, измеряется сопротивление изоляции жилы «А»;
  • Тогда испытательное заземление подключается к жилам «В» и «С»;
  • Один конец мегаомметра подключается к жиле «А», второй – к заземляющему устройству («земле»).

Стоит отметить, что конкретная методика измерения зависит от типа кабеля – низковольтный силовой, высоковольтный силовой, контрольный. Вышеприведённый алгоритм имеет общий характер.

Удельное сопротивление меди

Удельное сопротивление меди

это физическое понятие встречающее в электротехнике. Что же это, спросите Вы.

Итак начнем с понятия — сопротивление проводника, которое означает процесс прохождения через него электричества. В данном случае проводником будет служить медь, а значит её свойства мы и будем рассматривать .

У всех металлах есть конкретное строение в виде кристаллической решетки. На каждом из углов этой решетки есть атомы, которые периодически колеблются относительно узлов. Когда атомы отталкиваются или притягиваются друг к другу, это влияет на нахождение и расположение всех узлов, во всех металлах по разному. Окружение атомов занимают электроны, которые совершают вращение по своей oрбите, удерживаясь на ней благодаря равновeсию сил.

Для любителей настоящего мороженного! Есть интересное предложение, на сайте http://oceanpower.ru/category/id001/. Зайдите и узнайте о настольные фризеры для мягкого мороженого и не только.

Как же реагирует медь, когда к ней применимо электрическоe поле. Внутри данного проводника все оторванные электросилой электроны, от своей oрбиты, стремятся к полюсу со знаком плюс. Данное движение и называется электрическим током. Во время движения электроны сталкиваются с атомами и другими электронами, которые не были оторваны от своих oрбит. При этом столкнувшиеся электроны меняют направление и теряется их энергия. Это и есть основное определение сопротивления проводника. Другими словами это решетки атомы с электронами вращающиеся по своим орбитам которые и создают сопротивление сорванным с орбит движущимся электродам проводника.

Однако сопротивление зависит так же от нескольких факторов, она индивидуальна для каждого из металлов. На нее влияет размер кристаллической решетки и температура. Когда температура проводника повышается , его атомы проделывают более учащенные колебания. А следовательно, и электроны движутся с наибольшей скоростью и сопротивлением, а орбиты будут большими по радиусу.

Значение удельного сопротивление меди находиться в справочных таблицах по физике. Оно составляет 0,0175 Ом*мм2/м, при температуре 20 градусов. Ближайшим металлом по значению к меди, будет алюминий = 0,0271Ом*мм2/м. Проводимость меди уступает лишь серебру = 0,016Ом*мм2/м. о чем свидетельствует ее широкое применение , к примеру в силовых кабелях или в разнообразных проводниках. Однако без меди не создать силовые трансформаторы и двигатели маленьких энергосберегающих приборов.

Нужно знать обозначения удельного сопротивления, так как без этого нельзя проводить вычисления общего сопротивления разных проводников, во время разработки или проектирования новых приборов.

Для этого существует формула:

R=p*I/S

в которой: R — будет общим сопротивлением проводников, р — будет удельным сопротивлением металлов, I- будет длинной конкретного проводника, S — площадью сечения проводников.



Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:

Сопротивление меди — Энциклопедия по машиностроению XXL

В том, что электрическое сопротивление металлов обусловлено взаимодействиями электронов проводимости с различными дефектами решетки, убеждает и тот факт, что удельное сопротивление кристаллов металлов сильно зависит от наличия в них примесей.
Например, введение 1% примеси марганца увеличивает удельное сопротивление меди в три раза.  [c.152]
Рис, 4.5. Зависимость удельного сопротивления меди от температуры  [c.116]

При достижении температуры плавления (для меди она составляет 1083 °С) увеличивается объем металла, т. е. уменьшается его плотность, а вместе с ней и концентрация носителей. В результате сопротивление меди возрастет примерно в 2,4 раза. Для металлов, уменьшающих свой объем при плавлении (галлий, висмут, сурьма), значение удельного сопротивления имеет тенденцию к уменьшению.  [c.116]

Заметное влияние на указа -ные характеристики меди оказывает и температура. При нагревании (особенно выше 200 °С) в результате процесса рекристаллизации (рис. 4.7) механические характеристики и удельное сопротивление меди резко изменяются.  

[c.120]

ОКОЛО 800° С и, следовательно, Ра 10 ОМ.-М., р= 1. Удельное сопротивление меди принято равным 2-10 ом-м.[c.174]

В диапазоне температур от —50 до 180 °С сопротивление меди находится в линейной зависимости от температуры  [c.455]

Коэффициент подсчитан по литературным значениям удельных сопротивлений меди [2] и натрия [3]. Расчеты показали, что в стенке трубы выделяется около 97(% тепла и эта доля практически не меняется с температурой. Некоторая возможная неточность в величинах удельных сопротивлений влияет на коэффициент К слабо, и нет необходимости учитывать разность температур между стенкой и жидкостью для выбора соответствующих значений удельных сопротивлений.  

[c.14]

Медь — металл красного, в изломе розового цвета. Температура плавления 1083 °С. Кристаллическая решетка ГЦК с периодом а = 0,31607 нм. Плотность меди 8,94 г/см . Медь обладает высокими электропроводимостью и теплопроводностью Удельное электрическое сопротивление меди 0,0175 мкОм.м. В зависимости от чистоты медь изготовляют следующих марок МОО (99,99 % Си), МО (99,97 % Си), М1 (99,9 % Си), М2 (99,7 % Си), М3 (99,50 % Си). Присутствующие в меди примеси оказывают большое влияние на ее свойства.  [c.406]

Сопротивление меди, как и других металлов зависит от температуры и определяется температурным коэффициентом сопротивления. Для определения коэффициента изменения сопротивления можно воспользоваться табл. 1.7. В таблице вертикальный столбец соответствует температуре в десятках градусов, а верхняя горизонтальная строка — в единицах градусов. Изменение сопротивление меди при 15 °С принято за единицу. Коэффициент для произвольной температуры соответствует пересечению соответствующих строки и столбца. Например, изменение сопротивления меди при 86 °С составляет 1,2284. Это означает, что сопротивление проводника, измеренное при 15 С, работающего при температуре 86 С, надо умножить на 1,2284.  [c.16]


Д. Мп-бронзы. Содержат 25 % Мп. Высокая жаропрочность и электрическое сопротивление. Медь в твердом состоянии растворяет до 30 % Мп поэтому структура этих бронз — гомогенные а-твердые растворы.[c.51]

ТКС определяется по сопротивлениям Rf и Rt чувствительного элемента медного ТС, измеренных соответственно при точке таяния льда и кипения воды. В диапазоне температур от —50 до 200 °С зависимость сопротивления меди от температуры носит линейный характер R = Ro (1 + ai).  [c.138]

Стальная оцинкованная проволока. Сталь наиболее дешевый из проводниковых материалов, который в отдельных случаях может быть использован в качестве проводника тока. Сталь обладает высокой механической прочностью. Удельное электрическое сопротивление стали значительно выше удельного электрического сопротивления меди и алюминия. Для проводников тока обычно применяется мягкая сталь, содержащая 0,10-0,15% углерода. Основные характеристики мягкой стали  [c.247]

Удельное сопротивление меди при температуре г, С (( = 30 -f 60 =С)  [c.509]

Реле и контакторы, работающие на постоянном токе, конструктивно ничем не отличаются от рассмотренных. Различие их заключается в том, что магнитопровод изготавливается сплошным из специальной электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью. Катушка электроаппарата, работающего на постоянном токе, имеет в несколько раз большее число витков, чем катушка электроаппарата, работающего на переменном токе. Это объясняется тем, что полное сопротивление катушки электроаппарата, работающего на переменном токе, слагается из двух составляющих — активного и индуктивного сопротивлений. В начальный момент после подачи напряжения пусковой ток в катушке превышает номинальный в несколько раз и созданный им магнитный поток достаточен для притягивания якоря. После замыкания магнитопровода усиливается магнитный поток, увеличивается общее сопротивление катушки за счет увеличения индуктивного, ток в катушке резко падает и достигает значения, достаточного для длительной работы электроаппарата без перегрева. Если катушки электроаппаратов питаются постоянным током, индуктивное сопротивление катушки отсутствует и ток в цепи ограничивается только сопротивлением меди катушки. Чтобы снизить силу тока, протекающего в катушке, необходимо увеличить ее сопротивление, а это приводит к увеличению длины провода и, следовательно, числа витков.  [c.177]

Лучшими проводниками электрического тока являются металлы с наименьшим сопротивлением — медь, алюминий и т. д.  [c.286]

В табл. 1 приведены величины удельного электрического сопротивления некоторых технических металлов. Лучшими проводниками электрического тока являются металлы с наименьшим электрическим сопротивлением — медь, алюминий и т. д.  [c.39]

Для постоянного тока сопротивление реактора (если пренебречь небольшим сопротивлением меди его катушки) почти равно нулю, и ток силовой цепи свободно пройдет через него. Для токов же высокой частоты, например / = 0,16 МГц (160 000 Гц), сопротивление реактора У . = 2.3,14-160 000-0,63 = 633 024 Ом.  [c.249]

Жесткие излучения могут влиять и на другие, помимо электроизоляционных, электротехнические материалы так, под их действием может возрастать удельное электрическое сопротивление меди и других проводников, нарушаться работоспособность полупроводниковых приборов и др.[c.31]

С возрастанием содержания примесей удельное сопротивление меди возрастает в следующем порядке  [c.257]

СТИ сопротивления меди от температуры в интервале от —50 до 200 . Эта зависимость выражается уравнением  [c.77]


Мендоза и Томас [92, 298] исследовали также несколько других металлов. Образец серебра обнаружил минпмум сопротивления, подобный минимуму для золота. Сопротивление меди в области гелиевых температур оставалось постоянным, но при температурах ниже 1″ К несколько возрастало. Образцы магния, хотя п были вырезаны нз одного и того же куска проволоки, обнаружили минимумы, расположенные во всей области телшератур между 0,7 и 25° К.  [c.585]

С соответственно. Угол между направлением потока воздуха и осью трубы ср =60°. Вычислить допустимую силу тока в электрическом проводе, если температура резиновой изоляции не должна превышать 70° С. Определить критический диаметр тепловой изоляции. Удельное электрическое сопротивление меди р =0,0175 Om-mmVm теплопроводность резиновой изоляции Хр = 0,15 Вт/(м-К)-  [c.230]

Медь. Вторым после серебра металлом с низким сопротивлением является медь. Для проводников используется электролитическая медь с содержанием Си 99,9% и кислорода 0,08%. Высокой вязкостью и пластичностью обладает бескислородная медь, содержащая кислорода не более 0,02%. Температура плавления меди 1084° С, температура рекристаллизации — около 270° С. При нагревании выше этой температуры резко снижается прочность и возрастает пластичность. На воздухе поверхность медного проводника быстро покрывается слоем закиси — окиси меди с высоким удельным сопротивлением. Высокочастотные медные токоведущие элементы защищают от окисления покрытием из серебра. Для обмоток маслонаполненных трансформаторов используют луженую медную проволоку. Техническая медная проволока диаметром от 0,1 до 12 мм выпускается твердая и мягкая, подвергаемая отжигу в печах без доступа воздуха. Мягкая проволока диаметром до 3 мм имеет временное сопротивление в среднем 0р = 27 /сГ/лл для твердой проволоки больше (Ор = 39 кГ мм% удельное сопротивление для твердой проволоки р = 0,018 ом -мм 1м, а для мягкой р = 0,0175 ом-мм м. Температурный коэффициент сопротивления меди TKR =4-45-10″ Ijapad. Твердую медь применяют для контактных проводэв, коллекторов и т. п. Во всех этих  [c.274]

Для компенсацпи температурной погрешности из-за изменения Яя сопротивление 1R3 сделано из медной ироволоки. Практически полная темиературная компенсация нроисходит при давлении газа, соответствующем равенству сопротивлений Rn=давления газа от указанного возникает дополнительная погрешность, равная (считая температурные коэффициенты сопротивления меди и молибдена равными и пренебрегая малыми составляющими погрешности)  [c.43]

Повышение температуры приводит к увеличению сопротивления меди обмотки дросселя, т.е. к повышению сопротивления правого плеча делителя. Поэтому напряжение генератора, при котором напряжение на стабилитроне достигает стабилизации, увеличрггся, т.е. величина регулируемого напряжения в горячем состоянии возрастает. Повышение уровня регулируемого напряжения при нагреве способствует и некоторому изменению характеристик стабилитрона, так как напряжение стабилизации с увеличением температуры несколько возрастает.  [c.10]

Температура плавления меди 1083 °С, плотность 8,94 Mг/м Она обла- 1ает Г1ЦС решеткой, диамагнитна и не имеет полиморфизма. Удельное электрическое сопротивление меди равно 0,0178 мкОм м. Нашей промышленностью производится И марок меди с различным содержанием примесей. В электронике применяют бескислородную (б) медь марок МООб (99,99% Си) и МОб (99,97% Си), в электротехнике и металлургии МО (99,95% Си), М1 (99,9% Си) М2 (99,7% Си) и др.  [c.199]

Медь — металл красного цвета, розовый в изломе, обладает лучшей после серебра электропроводностью. Плотность меди 8890. ..8940кг/м , предел прочности при растяжении 256…409 МПа, температура плавления 1083 °С. Удельное электрическое сопротивление меди при 20 °С находится в пределах 0,01724…0,0180 мкОм м, удельная проводимость при 20 С в пределах 58…55,5 МСм/м.  [c.10]

Ряд металлов и сплавов и иных материалов при весьма низких температурах, близких к абсолютному нулю, резко снижают свое удельное сопротивление, которое может принимать SHaneHHfr порядка 10 Ом-м, что в 10 раз- меньше, чем сопротивление меди, а плотность тока более 10 А/м-. Свойство материалов, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охла15кдении ниже определенной критической температуры КР > характерной для данного материала, называют сверхпроводимостью. На состояние сверхпроводимости влияет тгкже величина магнитной индукции, наибольшее допустимое значение которой также называют критической.  [c.341]

Чем вызваны столь характерные изменения постоянной кристаллической решетки металлов при трении в поверхностно-ак-тивных смазочных средах Совершенно очевидно, что при трении в инактивных смазочных средах, когда роль смазки проявляется в том, что действующие нагрузки воспринимаются металлом распределенными через слой смазки, равномерное по глубине зоны деформации уменьшение периода решетки определяют макронапряжения в поверхностных слоях. Остаточные напряжения I рода ст = Eh) tg 0 А0, где А0 = MId) tg О,, здесь Е — модуль упругости V — коэффициент Пуассона, Adid — относительное изменение межплоскостного расстояния. Оценка остаточных напряжений по этой формуле дает величину о 1300 МПа, что в несколько раз превышает временное сопротивление меди. Эти результаты хорошо согласуются с данными работы [15], где показано, что в процессе трения могут возникать напряжения, намного большие, чем в условиях статического или динамического деформирования. Оценка о для никеля и железа также указывает на превышение временного сопротивления.  [c.127]


Из оксидированного алюминия изготовляют различные катушки, работающие при высокой температуре возможность нагрузки провода большей плотностью тока при малой толщине изоляции позволяет во многих случаях заменять медь алюминием, несмотря на, его более высокое удельное сопротивление (медь — 0,0172, алюминий — 0,028 ом мм 1м). Для получения медного провода с весьма высокой пагревостойкостью изоляции иногда покрывают медь алюминием, а затем поверхность алюминия оксидируют.[c.548]

На кранах применяют резисторы из фехралевой или, реже, констан-тановой проволоки или из фехралевой ленты. Константан и фехраль — это сплавы, обладающие большим удельным сопротивлением у кон-стантана более чем в 25 раз, а у фехраля, в 75 раз превышающим удельное сопротивление меди. Величина сопротивления этих сплавов почти не изменяется от температуры. Они рассчитаны на работу при высоких температурах так, для константана предельная температура равна 300, а для фехраля — 350°С.  [c.351]


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. Твердые элементы классифицируются как изоляторы, полупроводники или проводники по их «статическому сопротивлению» в периодической таблице элементов. Удельное сопротивление в изоляторе, полупроводнике или проводящем материале является основным свойством, которое учитывается для применения в электротехнике.

В таблице показаны некоторые данные ρ, σ и температурных коэффициентов. Для металлов сопротивление возрастает по мере увеличения температуры. Для полупроводников и многих изоляторов верно обратное. -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.

Конвертер удельного электрического сопротивления • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыИмпульс (количество движения)Импульс силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Высоковольтная линия идет на север от атомной электростанции в Пикеринге, Онтарио, Канада

Общие сведения

Алюминиевый провод высоковольтной линии электропередачи

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.

Трубчатый нагреватель кухонной плиты

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.

Александр Николаевич Лодыгин. Источник: Wikimedia Commons

Вольфрамовая спираль лампы накаливания

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.

Низкое качество электропроводки часто является причиной пожаров в каркасных домах

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.

Одной из важнейших характеристик как природных, так и синтезированных материалов является удельное электрическое сопротивление. Примером электрического прибора, в котором в чистом виде применяется это свойство, может служить плавкий предохранитель, защищающий нашу электро- и электронную аппаратуру от воздействия тока, превышающего допустимые значения.

При этом надо заметить, что именно самодельные заменители стандартных предохранителей, выполненные без знаний удельного сопротивления материала, порой служат причиной не только выгорания различных элементов электрических схем, но и возникновения пожаров в домах и возгорания проводки в автомобилях.

Различные плавкие предохранители, применяемые для защиты электронной аппаратуры

То же самое относится и к замене предохранителей в силовых сетях, когда вместо предохранителя меньшего номинала устанавливается предохранитель с большим номиналом тока срабатывания. Это приводит к перегреву электропроводки и даже, как следствие, к возникновению пожаров с печальными последствиями. Особенно это присуще каркасным домам.

Историческая справка

Понятие удельного электрического сопротивление появилось благодаря трудам известного немецкого физика Георга Ома, который теоретически обосновал и в ходе многочисленных экспериментов доказал связь между силой тока, электродвижущей силой батареи и сопротивлением всех частей цепи, открыв таким образом закон элементарной электрической цепи, названным затем его именем. Ом исследовал зависимость величины протекающего тока от величины приложенного напряжения, от длины и формы материала проводника, а также от рода материала, используемого в качестве проводящей среды.

При этом надо отдать должное работам сэра Гемфри Дэви, английского химика, физика и геолога, который первым установил зависимости электрического сопротивления проводника от его длины и площади поперечного сечения, а также отметил зависимость электропроводности от температуры.

Исследуя зависимости протекания электрического тока от рода материалов, Ом обнаружил, что каждый доступный ему проводящий материал обладал некоторой присущей только ему характеристикой сопротивления протеканию тока.

Надо заметить, что во времена Ома один из самых обыкновенных ныне проводников — алюминий — имел статус особо драгоценного металла, поэтому Ом ограничился опытами с медью, серебром, золотом, платиной, цинком, оловом, свинцом и железом.

В конечном итоге Ом ввёл понятие удельного электрического сопротивления материала как фундаментальной характеристики, совершенно ничего не зная ни о природе протекания тока в металлах, ни о зависимости их сопротивления от температуры.

Удельное электрическое сопротивление. Определение

Удельное электрическое сопротивление или просто удельное сопротивление — фундаментальная физическая характеристика проводящего материала, которая характеризует способность вещества препятствовать похождению электрического тока. Обозначается греческой буквой ρ (произносится как ро) и рассчитывается исходя из эмпирической формулы для расчёта сопротивления, полученной Георгом Омом.

R = ρ ∙ L/S

или, отсюда

ρ = R ∙ S/L

где R — сопротивление в Омах, S — площадь в м²/, L — длина в м

Размерность удельного электрического сопротивления в Международной системе единиц СИ выражается в Ом•м.

Это сопротивление проводника длиной в 1 м и площадью поперечного сечения в 1 м²/ величиной в 1 Ом.

В электротехнике, для удобства расчётов, принято пользоваться производной величины удельного электрического сопротивления, выражаемой в Ом•мм²/м. Значения удельного сопротивления для наиболее распространённых металлов и их сплавов можно найти в соответствующих справочниках.

В таблицах 1 и 2 приведены значения удельных сопротивлений различных наиболее распространённых материалов.

Таблица 1. Удельное сопротивление некоторых металлов

Металлρ, Ом•мм²/мМеталлρ, Ом•мм²/мМеталлρ, Ом•мм²/м
Серебро0,015…0,0162Алюминий0,0262…0,0295Железо0,098
Медь0,01724…0,018Цинк0,059Платина0,107
Золото0,023Никель0,087Олово0,12

Таблица 2. Удельное сопротивление распространенных сплавов

Сплавρ, Ом•мм²/мСплавρ, Ом•мм²/мСплавρ, Ом•мм²/м
Сталь0,103…0,137Манганин0,43…0,51Хромаль1,3…1,5
Эваном0,764Нихром1,05…1,4Латунь0,025…0,108
Константан0,5Фехраль1,15…1,35Бронза0,095…0,1

Источник: Статья Википедии «Удельное электрическое сопротивление» с изменениями и дополнениями

 

Кристалл кварца

Удельные электрические сопротивления различных сред. Физика явлений

Удельные электрические сопротивления металлов и их сплавов, полупроводников и диэлектриков

Сегодня, вооружённые знаниями, мы в состоянии заранее просчитать удельное электрическое сопротивление любого, как природного, так и синтезированного материала исходя из его химического состава и предполагаемого физического состояния.

Эти знания помогают нам лучшим образом использовать возможности материалов, порой весьма экзотические и уникальные.

В силу сложившихся представлений, с точки зрения физики твёрдые тела подразделяются на кристаллические, поликристаллические и аморфные вещества.

Кварцевые резонаторы в различных устройствах

Проще всего, в смысле технического расчёта удельного сопротивления или его измерения, дело обстоит с аморфными веществами. Они не имеют выраженной кристаллической структуры (хотя и могут иметь микроскопические включения таковых веществ), относительно однородны по химическому составу и проявляют характерные для данного материала свойства.

У поликристаллических веществ, образованных совокупностью относительно мелких кристаллов одного химического состава, поведение свойств не очень отличается от поведения аморфных веществ, поскольку удельное электрическое сопротивление, как правило, определяется как интегральное совокупное свойство данного образца материала.

Кварцевый резонатор в форме камертона в корпусе и со снятым корпусом

Сложнее дело обстоит с кристаллическими веществами, особенно с монокристаллами, которые имеют различное удельное электрическое сопротивление и другие электрические характеристики относительно осей симметрии их кристаллов. Это свойство называется анизотропией кристалла и широко используется в технике, в частности, в радиотехнических схемах кварцевых генераторов, где стабильность частоты определяется именно генерацией частот, присущих данному кристаллу кварца.

Каждый из нас, являясь обладателем компьютера, планшета, мобильного телефона или смартфона, включая владельцев наручных электронных часов вплоть до iWatch, одновременно является обладателем кристаллика кварца. По этому можно судить о масштабах использования в электронике кварцевых резонаторов, исчисляемых десятками миллиардов.

Помимо прочего, удельное сопротивление многих материалов, особенно полупроводников, зависит от температуры, поэтому справочные данные обычно приводятся с указанием температуры измерения, обычно равной 20 °С.

Уникальные свойства платины, имеющей постоянную и хорошо изученную зависимость удельного электрического сопротивления от температуры, а также возможность получения металла высокой чистоты послужили предпосылкой создания на её основе датчиков в широком диапазоне температур.

Для металлов разброс справочных значений удельного сопротивления обусловлен способами изготовления образцов и химической чистотой металла данного образца.

Для сплавов более сильный разброс справочных значений удельного сопротивления обусловлен способами изготовления образцов и непостоянством состава сплава.

Удельное электрическое сопротивление жидкостей (электролитов)

Вода имеет максимальную плотность при 4 °С

В основе понимания удельного сопротивления жидкостей лежат теории термической диссоциации и подвижности катионов и анионов. Например, в самой распространённой жидкости на Земле – обыкновенной воде, некоторая часть её молекул под воздействием температуры распадается на ионы: катионы Н+ и анионы ОН– . При подаче внешнего напряжения на электроды, погружённые в воду при обычных условиях, возникает ток, обусловленный перемещением вышеупомянутых ионов. Как выяснилось, в воде образуются целые ассоциации молекул — кластеры, порой соединяющимися с катионами Н+ или анионами ОН–. Поэтому передача ионов кластерами под воздействием электрического напряжения происходит так: принимая ион в направлении приложенного электрического поля с одной стороны, кластер «сбрасывает» аналогичный ион с другой стороны. Наличие в воде кластеров прекрасно объясняет тот научный факт, что при температуре около 4 °C вода имеет наибольшую плотность. Большая часть молекул воды при этом находится в кластерах из-за действия водородных и ковалентных связей, практически в квазикристаллическом состоянии; термодиссоциация при этом минимальна, а образование кристаллов льда, который имеет более низкую плотность (лёд плавает в воде), ещё не началось.

В целом проявляется более сильная зависимость удельного сопротивления жидкостей от температуры, поэтому эта характеристика всегда измеряется при температуре в 293 K, что соответствует температуре 20 °C.

Помимо воды имеется большое число других растворителей, способных создавать катионы и анионы растворяемых веществ. Знание и измерение удельного сопротивления таких растворов также имеет большое практическое значение.

Для водных растворов солей, кислот и щелочей существенную роль в определении удельного сопротивления раствора играет концентрация растворённого вещества. Примером может служить следующая таблица, в которой приведены значения удельных сопротивлений различных растворённых в воде веществ при температуре 18 °С:

Таблица 3. Значения удельных сопротивлений различных растворённых в воде веществ при температуре 18 °С

 Удельное сопротивление, Ом•м
Концентрация c, %NH₄ClNaClZnSO₄CuSO₄КОНNaOHH₂SO₄
5,010,914,952,452,95,85,14,8
15,03,96,124,123,82,42,91,8
25,02,54,720,81,93,71,4

Данные таблиц взяты из Краткого физико-технического справочника, Том 1, — М.: 1960

 

Цветная гибкая полихлорвиниловая и жидкая изоленты

Удельное сопротивление изоляторов

Огромное значение в отраслях электротехники, электроники, радиотехники и робототехники играет целый класс различных веществ, имеющий относительно высокое удельное сопротивление. Вне зависимости от их агрегатного состояния, будь оно твёрдое, жидкое или газообразное, такие вещества называются изоляторами. Такие материалы используются для изолирования отдельных частей электрических схем друг от друга.

Примером твёрдых изоляторов может служить всем знакомая гибкая изолента, благодаря которой мы восстанавливаем изоляцию при соединении различных проводов. Многим знакомы фарфоровые изоляторы подвески воздушных линий электропередач, текстолитовые платы с электронными компонентами, входящими в состав большинства изделий электронной техники, керамика, стекло и многие другие материалы. Современные твёрдые изоляционные материалы на базе пластмасс и эластомеров делают безопасным использование электрического тока различных напряжений в самых разнообразных устройствах и приборах.

Мощные понижающие трансформаторы на трансформаторной подстанции в Торонто, Канада

Помимо твёрдых изоляторов широкое применение в электротехнике находят жидкие изоляторы с высоким удельным сопротивлением. В силовых трансформаторах электросетей жидкое трансформаторное масло предотвращает межвитковые пробои из-за ЭДС самоиндукции, надёжно изолируя витки обмоток. В масляных выключателях масло используется для гашения электрической дуги, которая возникает при переключении источников тока. Конденсаторное масло используется для создания компактных конденсаторов с высокими электрическими характеристиками; помимо этих масел в качестве жидких изоляторов используются природное касторовое масло и синтетические масла.

При нормальном атмосферном давлении все газы и их смеси являются с точки зрения электротехники отличными изоляторами, но благородные газы (ксенон, аргон, неон, криптон) в силу их инертности обладают более высоким удельным сопротивлением, что широко используется в некоторых областях техники.

Но самым распространённым изолятором служит воздух, в основном состоящий из молекулярного азота (75% по массе), молекулярного кислорода (23,15% по массе), аргона (1,3% по массе), углекислого газа, водорода, воды и некоторой примеси различных благородных газов. Он изолирует протекание тока в обычных бытовых выключателях света, переключателях тока на основе реле, магнитных пускателях и механических рубильниках. Необходимо отметить, что снижение давления газов или их смесей ниже атмосферного приводит к росту их удельного электрического сопротивления. Идеальным изолятором в этом смысле является вакуум.

Красными стрелками показано заземление оборудования столба высоковольтной линии электропередачи в жилом районе. На желтом фоне написано, что заземляющий провод изготовлен из омеднённой стали и не представляет ценности при сдаче в металлолом.

Удельное электрическое сопротивление различных грунтов

Одним из важнейших способов защиты человека от поражающего действия электрического тока при авариях электроустановок является устройство защитного заземления.

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.

Электротомография оказывает неоценимую помощь геологам, археологам и палеозоологам

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.

Определение диаметра проволоки

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 · d2/4

Теперь формула для расчёта удельного электрического сопротивления будет выглядеть следующим образом

Измерение сопротивления куска проволоки

ρ = R · π · d2/4 · L

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

ρ1 = 0,12 ом мм2

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

ρ2 = 1,2 ом мм2

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.

Автор статьи: Сергей Акишкин

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Серебро электрическое сопротивление — Справочник химика 21

    Удельное электрическое сопротивление серебра, меди и алюминия р, нОм см [31] [c.236]

    Термостойкие токопроводящие клеи получают, вводя в термостойкие полимерные клеящие системы токопроводящие наполнители. Наполнители могут быть порошкообразными, а также ткаными— из металлической проволоки [1, 2]. В качестве порошкообразных материалов используют мелкодисперсное серебро, золото, никель, медь, графит и карбонильный никель. Часто наполнителем служат специально приготовленные серебряные порошки, которые вводят в количествах, в 2—3 раза превышающих массу полимера [3]. Удельное объемное электрическое сопротивление таких систем достигает 10 —10- Ом-м. В тех случаях, когда не требуется высокая электропроводность и выбор наполнителя ограничивают требования низкой стоимости, в качестве наполнителей токопроводящих клеев используют карбонильный никель и графит. Удельное объемное электрическое сопротивление таких клеев находится в пределах 5-10- Ом-м. Золото в качестве токопроводящего наполнителя применяют для изготовления клеев, подвергающихся в процессе работы воздействию кислот. Проводимость таких систем несколько выше, чем систем, наполненных серебром. [c.178]


    Электрическое сопротивление — величина, обратная электропроводности. Вещества, пропускающие электрический ток, называются электропроводниками, а имеющие высокое сопротивление — изоляторами. К проводникам относятся серебро, медь, алюминий изоляторы — резина, каучук, керамика, стекло, сухое дерево, пластмассы. [c.64]

    Электропроводные полимерные пленки характеризуются удельным объемным электрическим сопротивлением не более 10 Ом см. Существует два вида электропроводных пленок гомопленки (из одного полимера), обладающие полупроводниковыми свойствами, и гетеропленки (из полимеров с различными токопроводящими наполнителями), содержащие сажу, графит, порошки никеля, меди, серебра и других металлов. [c.77]

    Для получения токопроводящих клеев, не уступающих по электропроводности наполненным серебром, можно применять порошки меди [46, с. 33]. Медь по электропроводности незначительно уступает серебру, однако она легко окисляется. Поэтому поверхность медного порошка рекомендуется предварительно обработать специальными модифицирующими добавками, исключающими непосредственный контакт его поверхности с воздухом. Оптимальное содержание наполнителя — 80% (масс.) от массы связующего Эпоксидные токопроводящие клеи, наполненные медным порошком, имеют удельное объемное электрическое сопротивление ЫО-5—8-10- Ом-м [37, с. 33]. [c.112]

    Высокая степень ориентации и упорядоченность структуры пиро-графита приводят к резко выраженной анизотропии свойств. Так, в кристаллографическом направлении а, параллельном поверхности осаждения, материал обладает очень высокой механической прочностью, теплопроводность его превыщает теплопроводность меди и серебра, электрическое сопротивление очень мало. В направлении с, перпендикулярном поверхности осаждения, прочность значительно меньше, теплопроводность сравнима с теплопроводностью окисных керамических материалов, электропроводность также очень низкая (см. табл. 1). [c.324]

    Удельное электрическое сопротивление р серебра в зависимости от температуры  [c.73]

    Применение. Высокая теплопроводность и малое электрическое сопротивление меди позволяют применять ее в электротехнической промышленности. Разнообразное применение находят такие сплавы, как бронзы, латуни, мельхиор, томпак, нейзильбер, константан, сплав Деварда, сплавы меди с серебром и золотом для изготовления монет и ювелирных изделий, катализаторы на основе меди. [c.83]

    Переходное электрическое сопротивление покрытий сплавом серебро — палладий [c.283]

    Электрическое сопротивление химически осажденного серебра во много раз превышает сопротивление металлургического серебра. При старении пленок серебра их электрическое сопротивление уменьшается, причем этот процесс может быть ускорен различными воздействиями на серебряный слой например, при обработке серебряной пленки 0,0001 моль/л раствором азотной кислоты сопротивление уменьшается максимально. [c.41]

    Температурный коэффициент электрического сопротивления а серебра при 273 К равен 4,10-10 К . При переходе из твердого состояния в жидкое удельное электросопротивление увеличивается почти в два раза и продолжает возрастать при дальнейшем повышении температуры  [c.73]

    Если образовавшийся на аноде слой является ионным проводником, то есть твердым электролитом (как, например, слой хлористого серебра на серебряном электроде), то он, хотя и не задерживает электрического тока, но изменяет анодный процесс. В таких слоях электрический ток переносится ионами. Через границу осажденного слоя, примыкающую к металлу, ионы металла переходят в этот слой, мигрируют в нем и достигают его внешней поверхности. Анионы, находящиеся в растворе, подходят к этой поверхности и соединяются с ионами металла. Конечным результатом такого процесса является образование новых количеств нерастворимого соединения и утолщение осажденного слоя. Электрическое сопротивление слоя увеличивается, вследствие чего сила тока и скорость анодного процесса все сильнее падают. Если осажденный слой до некоторой степени растворим, то рано или поздно устанавливается такое состояние, при котором на стороне слоя, обращенного к раствору, растворится в одну секунду столько же вещества, сколько его образуется в слое со стороны металла. В этом случае металл медленно, но непрерывно переходит в раствор, и осажденный слой перемещается внутрь металлического электрода, оставаясь примерно постоянным по толщине. Однако в большинстве случаев осажденный слой с увеличением толщины становится все более хрупким. Так как кристаллическая структура твердого слоя отличается от структуры металла, то объем окислов (или других нерастворимых веществ), из которых состоит слой, отличается от соответствующего объема металла. В результате возникают механические напряжения, которые с ростом толщины слоя рано или поздно приводят к отслоению всего покрытия, вследствие чего освобождаются участки поверхности металла и процесс начинается сначала. [c.193]


    Превосходным электродно-активным кристаллическим веществом является сульфид серебра, обладающий малой растворимостью, высокой устойчивостью к окислителям и восстановителям, низким электрическим сопротивлением. Мембрану можно изготовить из прессованного поликристаллического сульфида серебра и. из пластинки монокристалла. Низкое электрическое сопротивление позволяет использовать сульфид серебра в качестве инертной токопроводящей матрицы при изготовлении электрода, селективного к ионам меди (на основе гомогенной смеси Си8 и А 28), свинца (на основе смеси А 28 и РЬ8) и других электродов. [c.344]

    Данные рентгеноструктурного анализа подтверждаются измерением электрического сопротивления. Измерения производились над осадками, содержащими до 10,2% РЬ, так как при большем содержании свинца образцы непригодны для измерения в силу их хрупкости. По мере увеличения содержания свинца в серебре удельное сопротивление сильно возрастает. [c.9]

    Переходное электрическое сопротивление серебро — кадмий (в ом) для точечного контакта при силе тока 50 ма [c.275]

    Степень черноты определяется как отношение энергии, излучаемой веществом, к энергии, излучаемой абсолютно черным телом. Характерно, что металлы с наибольшей отражательной способностью обладают и наименьшим электрическим сопротивлением (медь, серебро, алюминий). С понижением температуры загрязнение хорошо отражающих поверхностей или обработка поверхностей, приводящих к уплотнению поверхностного слоя металла, увеличивает степень черноты [8]. [c.46]

    Высокая износостойкость, прочность и теплостойкость фенилона позволили использовать его в качестве связующего при получении материала для контактных щеток с большим сроком службы в широком интервале температур [54]. Путем подбора оптимального состава композиции, состоящей из сажи, карбида бора, графита, окиси серебра и фенилона, достигается необходимое удельное объемное электрическое сопротивление материала, составляющее (0,4—3,9) X Х10 3 Ом-м (сопротивление одной щетки не более 4 Ом). [c.213]

    Изделия из пластических масс покрывают металлом не только для придания им хорошей электропроводности (например, покрытия из серебра, меди, алюминия, кобальта, кадмия), но и для получения на их поверхности участков с заданным электрическим сопротивлением (покрытия из хрома, никеля, черного аморфного серебра, окислов индия, кадмия, свинца, сульфидов серебра, меди, [c.153]

    Кристаллическая решетка металлического лития — объемно-центрированный куб с параметрами = 3,5023 А и а вз = == 3,4762 А. Сжимаемость лития наименьшая по сравнению с другими щелочными металлами. Удельное электрическое сопротивление металлического лития при 0° равно 8,9285-10 ом. Электропроводность лития составляет около 1/5 электропроводности серебра. [c.37]

    В качестве электропроводящих наполнителей используют специальные марки технического углерода, графит, углеродные волокна, порошки никеля, меди, серебра и других металлов. Наиболее распространенными электропроводящими на-полнителлми является ацетиленовый технический углерод и специальные печные марки — П267Э и П355Э. Резкое снижение удельного электрического сопротивления резин наблюдается уже при введений 20—30 мае. ч. технического углерода, на ГОО мае. ч. каучука вследствие образования наполнителем устойчивых токопроводящих структур, пронизывающих каучуковую матрицу. Дальнейшее увеличение концентрации наполнителя приводит к образованию пространственной сетчатой структуры, но электропроводность резин увеличивается медленнее за Счет совершенствования последней. Оптимальное содержание технического углерода составляет 30—60 мае. ч. [c.18]

    В тех случаях, когда клей не должен обладать высокой электропроводностью и выбор наполнителя ограничивают требования низкой стоимости, в качестве наполнителей токопроводящих клеев используют карбонильный никель и графит. Удельное объемное электрическое сопротивление таких клеев составляет я 5-10 Ом-м. Для повышения электропроводности клеев, в состав которых входят такие порошки, на их поверхность, можно напылить тонкий слой серебра. [c.112]

    Клеи с более низкой температурой отверждения — до 100 °С получают на основе фосфатного связующего и мелкодисперсного серебра. После термообработки при 350 °С они становятся негигроскопичными. Разрушающее напряжение при сдвиге клеевых соединений нержавеющей стали на этом клее составляет 3—4,5 МПа, титановых сплавов 3—4 МПа, керамики 4—7 МПа. Удельное объемное электрическое сопротивление клеев в интервале температур 20—500°С на воздухе составляет 10- — б-Ю Ом-м. Максимальная температура, при которой электропроводность клеев не изменяется, составляет 510 °С [19]. [c.183]

    Кислородный электрод готовится аналогичным способом. В отличие от водородного электрода в качестве катализатора здесь применяют серебро Ренея. Исходный сплав для его получения содержит 657о Ад и 35% А1. Кислородные электроды при работе подвергаются заметному коррозионному разрушению. Для повышения стойкости поверхность металла защищают окисной пленкой. Для этой цели электрод пропитывают раствором гидроокиси лития и нагревают на воздухе при 700—800 °С. Происходит поверхностное окисление металла. Ионы лития, внедряясь в кристаллическую решетку окислов никеля, снижают электрическое сопротивление образующегося окисного слоя. [c.53]

    ЗОЛОТА СПЛАВЫ — сплавы на основе золота. Известны с глубокой древности. 3. с. легируют, повышая их прочность, серебром и медью, реже — цинком, кадмием, никелем, палладием и др. металлами. Сплавы, легированные серебром и медью (марок ЗлМ, ЗлСр, ЗлСрМ), сохраняют высокую коррозионную стойкость к органическим и неорганическим реагентам, относительно высокую электропроводность, отличаются широкой гаммой золотой окраски (рис.). Т-ра плавления этих сплавов 960— 1060° С, уд. плотность 11,5 — 18,9 г см , уд. электрическое сопротивление 0,094—0,125 ом. мм м. Сплавы золота с серебром мягки, легко поддаются мех. обработке сплавы с медью обладают большей упругостью и твердостью. Литейные св-ва сплавов повышают небольшими добавками цинка и кадмия. Увеличение содержания меди (за счет золота) [c.462]

    Сплав медь—олово (бронза). Покрытие сплавом медь—олово, или бронзирование, применяют как для защиты от коррозии, так и для декоративной отделки поверхности изделий. Покрытие малооловянистьш сплавом (10—20% олова) золотисто-желтого цвета используют также в качестве подслоя взамен медного и никелевого покрытий перед хромированием. Высоко-оловянистый сплав (40—45 % олова), так называемая белая бронза, в некоторых случаях может служить заменой серебра. Несмотря на то, что значение удельного электрического сопротивления сплава Си—5п значительно выше, чем у серебра, в промышленной атмосфере, где есть примеси сернистых соединений, оно остается стабильным, в то время, как у серебра, возрастает в десятки раз. По этой причине покрытия белой бронзой рекомендуют для нанесения на электрические контакты. [c.60]

    Наименьшим электрическим сопротивлением обладают метаалы, атомы которых имеют в качестве валентных только внешние 5-электроны. (Атомы серебра, меди и золота вследствие проскока з-электронов имеют электронные конфигурации валентных оболочек атомов щелочных элементов пз ). В этих случаях в компактных металлах реализуется, как правило, металлическая связь. Появление неспаренных р- и -электронов приводит к увеличению доли направленных ковалентных связей, электропроводность у.меньшается. Атом железа на предвнешней электронной оболочке имеет неспаренные Зс/-электроны, которые также образуют ковалентные связи. Кроме этого, в кристалле металла, когда энергетические уровни атомов объединяются в энергетические зоны, Зс(-и 45-зоны пересекаются. Поэтому при определенном возбуждении -электроны могут перейти на молек лярные орбитали -зоны н, таким образом, количество носителей заряда может уменьшиться. Поэтому металлы -элементов с частично заполненной электронной -подоболочкой у атомов имеют несколько более высокое электрическое сопротивление, чем металлы непереходных элементов. [c.323]


    Серьезные затруднения в работе серебряно-цинкового аккумулятора вызывает переход в конце заряда небольшого количества окислов серебра в коллоидный раствор (10 —10 г-экв1л). В таком виде окислы серебра диффундируют к цинковому электроду, восстанавливаются там до серебра, образуют игольчатые дендриты и вызывают внутренние короткие замыкания аккумуляторов. Для борьбы с этим явлением предлагают применять сепараторы из ионообменных смол, проводящих ток после набухания в растворах щелочи, но препятствующих диффузии серебра к цинку. Широкого применения подобные сепараторы еще не получили из-за своего относительно высокого электрического сопротивления. [c.544]

    Покрытия алюминия и его сплавов. Алюминий электрохимически покрывают металлами и сплавами. Для придания декоративного вида и увеличения поверхностной твердости его хромируют с целью повышения прочности сцепления резины с алюминием — латунируют, меднят, серебрят, для уменьшения переходного электрического сопротивления или улучшения паяе-мости — оловянируют. Однако непосредственное нанесение гальванических осадков из стандартных электролитов связано с большими трудност ями в связи [c.332]

    Фирма Kulilmann производит также этиленгликоль марки С и -О. Они выкипают в более узких пределах (195—200 °С), содержат не более 0,10% воды и их кислотность не выше 0,005%. Для этил н-гликоля марки С регламентируется электрическое сопротивление (электропроводность) в этиленгликоле марки D должны отсутствовать восстанавливающие вещества, зола, хлорндьт, и он должен давать отрицательную реакцию с нитратом серебра и аммиаком. [c.109]

    Температура плавления серебра равна 960 °С при атмосферном давлении, теплота сублимации равна 68 ккал1люль. Серебро представляет собой сравнительно мягкий металл с высокой теплопроводностью и с минимальным для металлов удельным внутренним электрическим сопротивлением 1,47-10 ом-см при 0° С. [c.262]

    На втором этапе (свыше 520° С) Рс10 частично восстанавливается и образуется твердый раствор Рс1—А в зоне контактирования частиц серебра и палладия благодаря взаимной диффузии. Электрическое сопротивление зависит от соотношения Ад—Рс10, которым управляют путем изменения этого соотношения в пределах от 1 2 до 3 2. Минимальное значение удельного пленочного сопротивления для проводниковых композиций на основе Ад—Рс1 составляет п=20 мОм/П. Высокоомного значения (7 а= 10 кОм/П) достигают при 40% Р(10. [c.61]

    Целлофан задерживает диффузию серебра к цинковому электроду и препятствует прорастанию дендритов к серебряному электроду. Чем больше слоев целлофана, тем дольще служит СЦА (до короткого замыкания), но тем выше его внутреннее электрическое сопротивление. Число слоев пленки обычно составляет [c.424]

    В эти лаки добавляют в качестве проводящего элемента гальванографит или очень мелко раздробленный металл, например серебро или медь. Для достижения электропроводности, достаточной для гальванической обработки, такой лак должен содержать относительно большое количество металла, обычно свыше 200 г/л. Для придания электропроводности пластмассам можно пользоваться только такими лаками, которые сохнут при комнатной или слегка повышенной температуре. При пользовании лаками, содержащими медь, необходимо учитывать, что мелко раздробленная медь очень легко окисляется, особенно при повышенных температурах. Благодаря этому повышается электрическое сопротивление слоя. Для улучшения электропроводности хорошо перед окончательным просушиванием лака протереть деталь графитом. Проводящий лак наносят общеизвестными способами лакирования кистью, пульверизацией, печатанием и т. д. В зависимости от способа нанесения лака выбирают состав и консистенцию препарата. [c.405]

    Наконец, у эвтектических смесей хлоридов рубидия с хлоридами меди, серебра или лития электрическое сопротивление падает с повышением температуры столь резко, что они могут стать весьма удобными термисторами в различных электрических установках, рабо-таюш,их при температуре порядка 150—290° С. [c.170]

    Германий улучшает также свойства сплавов щелочных металлов с серебром, используемых в фотоэлементах. Пленка кремне-германиевого сплава, полученная путем восстановления водородом паров Si l4 и Ge l4, обладает высоким удельным электрическим сопротивлением, которое почти не зависит от температуры. [c.387]

    Повышение электропроводности наблюдается при введении в состав эпоксидных клеев, содержащих мелкодисперсное серебро, 2,5% (масс.) монобутилового эфира диэтиленгликоля или моноэтилового эфира диэтиленгликольацетата. Такие добавки позволяют снизить электрическое сопротивление клеев в [c.111]

    Удельнное объемное электрическое сопротивление, Ом-м немодифицированный порошок серебра, немодифицирован-порошок серебра модифицированный ный порошок сереб СЖК ра, добавка СЖК [c.178]

    Токопроводящий клей получен на основе эпоксидно-кремний-органической смолы Т-111 [12]. В качестве отвердителя используют эламин, наполнителя — никелевый порошок с покрытием из серебра. Удельное объемное электрическое сопротивление клея составляет 5-10 Ом-м. При склеивании этим клеем ковара с керамикой разрушающее напряжение клеевых соединений при сдвиге составляет 5—7,5 МПа. [c.181]

    Токопроводящий клей разработан на основе кремнийорганического каучука ВИКСИНТ ПК-18, наполненного молекулярным серебром. Разрущающее напряжение при сдвиге клеевых соединений при 20 °С составляет 1,5 МПа. Удельное объемное электрическое сопротивление при комнатной температуре составляет 0,02—0,03 Ом-м. Клей применяют для крепления микросхем к основаниям при изготовлении СВЧ-устройств [17, с. 76]. [c.182]


сопротивление, удельное сопротивление и поверхностное сопротивление | by Voltera

Потребовались недели, чтобы сделать это интересное

Вы часто будете слышать термины сопротивление, удельное сопротивление, проводимость, поверхностное сопротивление, и т.д. Все они взаимосвязаны и дают разные ответы на этот вопрос:

Насколько легко электричеству проходить через материал?

Здесь есть подробное объяснение, но оно довольно скучное.Читайте чуть менее скучную версию.

Что это?

Сопротивление (R), измеренное в омах (Ом), говорит вам, какое усилие требуется для прохождения электричества через объект, или, выражаясь иначе, говорит вам, насколько объект сопротивляется потоку тока.

Как мы его используем?

Прежде всего, в законе Ома, рабочей лошадке основных расчетов электроники:

Если вы знаете сопротивление объекта, вы можете получить ток при некотором приложенном напряжении, или наоборот.

Как об этом говорить?

Сопротивление специфично для одного объекта.

ХОРОШО:

«Каково сопротивление этой трассы?»

«Каково сопротивление этого куска провода?»

ПЛОХОЕ:

«Какое сопротивление меди?»

Почему плохо: Это ничего не значит . Для этого нужно сопротивление!

Что это?

Удельное сопротивление (ρ) является фундаментальным свойством сыпучего материала которое говорит вам, какое сопротивление будет иметь предмет, сделанный из этого материала, если вы знаете его форму* (длину, ширину, высота).

*(и температура… но не будем об этом беспокоиться.)

Почему это полезно? Допустим, мне нужно спроектировать два провода с одинаковым сопротивлением — один из меди, другой — Twizzler. Если я попытаюсь провести электричество через оба, я уверен, вы догадаетесь, что тот, который сделан из меди, позволит электричеству течь намного легче. Twizzler не будет: он просто будет электрически приготовлен изнутри, что на самом деле является идеей фудтрака, над которой я работаю. Знание удельного сопротивления позволит мне правильно отрегулировать длину провода, чтобы она соответствовала их сопротивлениям .Нам понадобится совсем немного меди.

Как мы его используем?

Вы будете использовать удельное сопротивление, если пытаетесь определить сопротивление объекта, сделанного из какого-либо материала. Для провода стандартное уравнение:

Если вы знаете длину и площадь поперечного сечения, вы получите нашего старого знакомого сопротивление .

Как об этом говорить?

Удельное сопротивление зависит от типа материала .

GOOD:

«Каково удельное сопротивление проводящих чернил?»

«Каково удельное сопротивление меди?»

ПЛОХОЕ:

«Каково удельное сопротивление этой трассы?»

Почему плохо: В худшем случае бессмысленно.В лучшем случае двусмысленно. Если кто-то спросит об этом, предположим, что они спрашивают о материале, из которого он сделан, и ответят так: , но с видом превосходства.

«Какое удельное сопротивление цепи?»

Почему плохо: Тебе должно быть плохо. Вы просто соединили два слова, которые звучат родственно. Твои предки смотрят, плача горячими слезами стыда.

Что это?

Сопротивление и Удельное сопротивление оба чисты, прекрасны наука слова. Листовое Сопротивление (R s ) — грязное, некультурное инженерное слово — оно существует только для облегчения расчетов, потому что слишком много размышлений может убить инженера. Инженеры печально известны своими кратчайшими путями, потому что все, о чем они заботятся, — это хромые вещи, такие как «достижение цели» или «достижение ощутимого прогресса». Не мы, ученые. В любом случае поверхностное сопротивление имеет единицы измерения Ом на квадрат .

Я знаю, квадрат — это не единица, квадрат — это форма.Скажите это инженерам.

Экзаменационный вопрос по инженерному делу — что из этого является единицей?

Во всяком случае, Сопротивление листа представляет собой комбинацию удельного сопротивления материала и его формы, и это сокращение для расчета сопротивления при проектировании печатных плат.

Как мы его используем?

Если у вас есть сопротивление листа R s , все, что вам нужно, это соотношение длины (L) к ширины (W) , чтобы найти сопротивление, например:

Почему это проще? Что ж, при проектировании печатных плат вы обычно уже знаете толщину (t) материала (35 мкм или 70 мкм) и тип материала (отожженная медь), поэтому вы знаете сопротивление листа.Все, что вам нужно, это измерить длину и ширину дорожки, и вот оно — сопротивление!

Примечание — y Вы также можете легко преобразовать поверхностное сопротивление в удельное сопротивление:

Как мы об этом говорим?

Обычно сопротивление листа указывается как в терминах толщины материала.

ХОРОШЕЕ:

«Сопротивление листа из 1 унции меди составляет 0,5 мОм/кв.»

«Сопротивление листа проводящих чернил при толщине 70 мкм составляет 12 мОм/кв.”

BAD:

«Квадрат – допустимая единица».

Почему плохо: Квадрат не единица. Ваши бедные предки.

Если сопротивление говорит вам, как трудно пропускать электричество через материал, то проводимость говорит вам, как легко проталкивать электричество через материал.

«Подождите минутку…» — бормочете вы. — Это одно и то же!

Ага.

Проводимость (G), в единицах Сименс [S] — это просто обратное сопротивления [R].

Аналогично, проводимость (σ) , выраженная в единицах Сименса на метр [См/м], является обратной величиной удельного сопротивления (ρ).

Так что, если кто-то спрашивает о проводимости, он на самом деле спрашивает вас о замаскированном удельном сопротивлении.

Теперь ты знаешь невозможную правду.

Вау, бронко помедленнее. С импедансом немного сложнее — пока просто думайте об импедансе как о сопротивлении, но когда вы имеете дело с вещами, которые не являются резисторами — вещами, которые требуют разного усилия для передачи сигнала по проводу из-за частоты сигнал.

TLDR: Сопротивление (Z) похоже на сопротивление, но в основном направлено на то, чтобы заставить учеников плакать. Когда в цепях есть сигналы, работающие на определенной частоте (например, тактовый сигнал, который включает светодиоды через заданные промежутки времени), этот сигнал может проходить легче или труднее в зависимости от частоты. Импеданс — это комплексное число, где сопротивление (R) — действительная часть, а реактивное сопротивление (X) — мнимая часть. Ясно, что для этого требуется отдельный пост в блоге, потому что, поскольку он имеет дело с мнимой частью импеданса, это будет воображаемый пост в блоге.

Подводя итог: сопротивление — это свойство данного объекта, удельное сопротивление — это свойство данного материала, а поверхностное сопротивление — это грязный, но полезный инженерный ярлык, который рассматривает форму как единицу. Ваши предки наконец-то смогут насладиться заслуженным сном.

Видео с вопросами: сопротивление и удельное сопротивление проводников

Стенограмма видео

Медный провод сопротивлением 12.8 мОм имеет площадь поперечного сечения 1,15 умножить на 10 с минус пятой метр в квадрате. Найдите длину провода. Используйте 1,7 умножить на 10 в минус восьмая ома, умноженная на метр, для удельного сопротивления меди.

Начнем с рисования схемы наш медный провод. На нашей диаграмме мы обозначили медный провод с удельным сопротивлением 𝜌 1,7 умножить на 10 на отрицательную восьмую Ом метра, площадь поперечного сечения 𝐴 1.15 умножить на 10 до минус пятого метра в квадрате, а сопротивление 𝑅 12,8 мОм, и рассчитываем на длину провода 𝐿.

Прежде чем приступить к каким-либо расчетам, нужно вспомнить уравнение, связывающее удельное сопротивление, площадь поперечного сечения, длина, и сопротивление нашего провода друг к другу. Это уравнение 𝑅, сопротивление провода, равно 𝜌, удельное сопротивление провода, умноженное на 𝐿, длина провод, разделенный на 𝐴, площадь поперечного сечения провода.Задача просила нас решить для длина провода. Поэтому мы должны перестроить нашу формулу, так что мы решаем для 𝐿.

Для этого нужно умножить обе части уравнения на 𝐴 над 𝜌. Это отменит оба 𝐴 и 𝜌 в правой части уравнения, оставляя нам отношение 𝐴 умножить 𝑅 на 𝜌 равно 𝐿. Теперь мы можем заменить наши значения для наших переменных.Для нашей области мы используем 1,15 умножить на 10 до минус пятого метра в квадрате. Сопротивление 12,8. миллиомы. А удельное сопротивление 1,7х10 к отрицательной восьмой Ом метров.

Нам нужно быть осторожными с нашими единицы. Наше сопротивление дается нам в миллиомы, но его нужно перевести в омы. Мы должны помнить, что милли- это приставка для 10 к отрицательной трети. Следовательно, мы можем заменить 12.8 мОм с 12,8 умножить на 10 до отрицательной трети Ом. Когда мы умножаем нашу дробь, получаем длину провода 8,66 метра. Удельное сопротивление в нашей задаче было даны две значащие цифры. Поэтому мы должны отчитаться о наших длина до двух значащих цифр. 8,66 метров патронов до 8,7 метров. Длина провода 8,7. метров.

Сопротивление и удельное сопротивление

Сопротивление и удельное сопротивление
Далее: ЭДС и внутреннее сопротивление Вверх: Электрический ток Предыдущий: Закон Ома


Сопротивление и удельное сопротивление Попробуем найти микроскопическое объяснение электрического сопротивление и закон Ома.Теперь электрический ток в металлах и большинстве других проводников обнаружен в обычных электрических цепях (хороших или плохих) переносится свободными электронами. Рассмотрим однородный провод площади поперечного сечения и длины, изготовленный из проводящий материал. Предположим, что разность потенциалов между два конца провода. Продольное электрическое поле внутри провод. поэтому . Рассмотрим свободный электрон заряда и массы внутри провод. Электрическое поле в проводе действует на электрон с такой силой, что разогнаться с ускорением в направлении провод.Однако электрон не ускоряется вечно. В конце концов, он врезается в один из атомов провода. Поскольку атомы намного массивнее чем электроны, электрон теряет весь поступательный импульс каждый раз, когда он сталкивается атом (точно так же, как мы потеряли бы весь поступательный импульс, если бы столкнулись с кирпичной стеной). Предположим, что средний интервал времени между столкновения есть . Конечно, это характерный временной интервал зависит от размера и плотности атомов в проводе. Сразу после того, как электрон сталкивается с атомом (скажем, при ), его поступательная скорость равна нуль.Затем электрон ускоряется электрическим поле, так . Конечная скорость электрона равна , а его средняя скорость
(128)

Фактически в среднем электрон ведет себя так, как если бы он дрейфовал вдоль проволока с постоянной скоростью. Эта скорость поэтому называется скоростью дрейфа .

Предположим, что на единицу объема проволоки приходится количество свободных электронов. Все из этих электронов эффективно дрейфуют по проводу со скоростью дрейфа .Таким образом, общий заряд, прошедший через любую точку провода за интервал времени . Это следует из того, что все свободные электроны, содержащиеся в трубке длина и площадь поперечного сечения проходят точку в вопрос в промежутке времени . Электрический ток, протекающий по проводу, определяется выражением

(129)

Это уравнение можно преобразовать, чтобы получить закон Ома,
(130)

куда
(131)

а также
(132)

Таким образом, мы действительно можем объяснить закон Ома на микроскопическом уровне.Согласно уравнению (131) сопротивление провода пропорционально его длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения. Константой пропорциональности называется удельное сопротивление материала, из которого он изготовлен. вверх по проводу. Единицы удельного сопротивления — ом-метры ( ). Таблица 2 ниже показаны удельные сопротивления некоторых распространенных металлов при C.
Таблица 2: Удельное сопротивление некоторых распространенных металлов при температуре C.



Далее: ЭДС и внутреннее сопротивление Вверх: Электрический ток Предыдущий: Закон Ома
Ричард Фицпатрик 2007-07-14
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.