Электрическое сопротивление – физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока.
Электрическое сопротивление является обратной величиной электропроводности.
В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения электрического сопротивления является ом (русское обозначение: Ом ; международное: Ω).
1 Ом равен электрическому сопротивлению проводника , между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.
Электрическое сопротивление среды (вещества) зависит от свойств вещества (среды) проводить или препятствовать прохождению электрического тока, его длины, сечения, геометрии, температуры и пр. факторов.
Удельным электрическим сопротивлением (удельным сопротивлением) называют меру способности вещества препятствовать прохождению электрического тока.
Проверка СОПРОТИВЛЕНИЯ на ЗОЛОТО и СЕРЕБРО.
Удельное электрическое сопротивление обозначается буквой ρ и в Международной системе единиц (СИ) измеряется в омах на метр (Ом·м).
Электрическое сопротивление серебра:
Удельное электрическое сопротивление серебра (ρ) составляет 15,87 нОм·м.
Удельное электрическое сопротивление серебра приведена при температуре 20 °C.
Величина электрического сопротивления и её механизм зависят от природы (строения) данного вещества, его химического состава, агрегатного состояния, а также от физических условий, прежде всего таких, как температура.
Точное значение удельного электрического сопротивления вещества в зависимости от физических условий (температуры и пр.) необходимо смотреть в справочниках.
Коэффициент востребованности 113
- ← Электрическое сопротивление платины
- Электрическое сопротивление железа →
Мировая экономика
Справочники
Востребованные технологии
- Концепция инновационного развития общественного производства – осуществления Второй индустриализации России на период 2017-2022 гг. (107 922)
- Экономика Второй индустриализации России (105 121)
- Этилен (этен), получение, свойства, химические реакции (41 561)
- Крахмал, свойства, получение и применение (36 264)
- Целлюлоза, свойства, получение и применение (34 472)
- Природный газ, свойства, химический состав, добыча и применение (33 285)
- Программа искусственного интеллекта ЭЛИС (32 515)
- Прямоугольный треугольник, свойства, признаки и формулы (32 094)
- Метан, получение, свойства, химические реакции (31 825)
- Плазма, свойства, виды, получение и применение (30 581)
Поиск технологий
О чём данный сайт?
Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.
Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
Всё про резисторы СП-1 и им подобным
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.
Удельное сопротивление сплавов
Есть много металлов и намного больше сплавов из нескольких металлов.
Самые первые искусственные сплавы в результате металлургических экспериментов, проведенных человеком, были созданы (на основе найденных археологических останков) примерно от 3000 до 2500 лет до нашей эры.
Это была прежде всего бронза, потому что металлы, из которых она состоит (медь и олово), присутствуют (в изобилии) в самородном состоянии и не требуют извлечения из руды.
Золото и серебро — металлы находящиеся в изобилии в природе, и по этой причине они известны с 5-го тысячелетия до нашей эры, поэтому их тоже очень часто смешивали, в частности, чтобы изменить цвет или твердость золота.
Теоретически существует бесконечное множество сплавов. Базовый процесс прост: достаточно нагреть два или более металлов до тех пор, пока они не достигнут соответствующей точки плавления, затем смешать их в соответствии с точными дозировками и запустить их охлаждение.
Таким образом, достаточно даже незначительно варьировать дозировку ингредиентов, чтобы создать новый сплав, который будет обладать уникальными свойствами. Кроме того, условия производства нового сплава также имеют решающее значение: достаточно, например, варьировать температуру плавления, условия обжига или даже продолжительность охлаждения.
Зависимость удельного сопротивление сплавов от их состава имеет весьма различный характер. В некоторых случаях сплав является совокупностью очень мелких кристаллов обоих металлов, входящих в сплав. Каждый металл кристаллизуется независимо от другого, то их кристаллы равномерно и вполне беспорядочно перемешаны в сплаве.
Таковы свинец, олово, цинк и кадмий, смешивающиеся в любых отношениях. Удельное сопротивление таких сплавов при различных концентрациях лежит между крайними значениями сопротивления чистых металлов, т. е. всегда меньше большего из них и больше меньшего.
На рисунке ниже изображена графически зависимость удельного сопротивления сплава цинка и олова от объемных концентраций обоих металлов.
По оси абсцисс отложены в процентах к единице объема сплава объемы олова, т. е. абсцисса 60 означает, что в единице объема сплава содержится 0,6 объема олова и 0,4 объема цинка. По оси ординат отложены величины удельного сопротивления сплава, умноженное на 10 6 .
Так как у чистых металлов температурные коэффициенты сопротивления суть величины одного порядка, близкие к коэффициенту расширения газов, то, очевидно, что и сплавы рассматриваемой группы имеют коэффициенты того же порядка.
Во многих других случаях сплавы двух металлов являются однородной массой, состоящей из небольших кристаллов, построенных из атомов обоих металлов.
Иногда такие смешанные кристаллы могут быть образованы атомами обоих металлов в любом отношении, иногда такие образования возможны лишь в определенных, областях концентрации.
Вне этих областей сплавы подобны сплавам только что рассмотренной первой группы с тем различием, что они представляют смесь кристаллов чистого металла и кристаллов смешанного типа, построенных из атомов обоего рода.
Сопротивление сплавов рассматриваемого типа обычно больше сопротивлений обоих металлов.
На рисунке ниже представлена графически зависимость от концентрации удельного сопротивления сплава золота и серебра, образующих смешанные кристаллы в любых концентрациях. Способ построения кривой такой же, как и кривой на предыдущем рисунке.
Удельное сопротивление чистого серебра на графике равно 1,5*10 -6 , чистого золота 2,0*10 -8 . Сплавляя равные объемы обоих металлов (50%), получаем сплав с удельным сопротивлением 10,4*10 -6 .
Температурные коэффициенты сопротивления у сплавов этой группы обыкновенно меньше, чем у каждого из металлов, входящих в состав сплава.
На рисунке ниже представлена графически зависимость величины температурного коэффициента сплава золота и серебра от концентрации золота.
В области концентраций от 15% до 75% температурный коэффициент сопротивления не превышает четверти того же коэффициента чистых металлов.
Важное техническое значение имеют некоторые сплавы из трех металлов.
Первый из этих сплавов манганин при надлежащей обработке имеет температурный коэффициент равный нулю, вследствие чего манганиновая проволока употребляется для изготовления точных магазинов сопротивления.
Сплав никеля, хрома, с добавками марганца, кремния, железа, алюминия (нихром) является самым распротраненным материалом для изготовления различных нагревательных элементов.
Остальные сплавы (константан, никелин, нейзильбер) применяются для изготовления регулирующих реостатов, так как они обладают значительным удельным сопротивлением и сравнительно мало окисляются в воздухе при тех довольно высоких температурах, которые часто имеют проволоки реостатов.
Подробно про трехкопонентные сплавы, наиболее часто используемые в электротехнической промышленности смотрите здесь: Материалы с высоким сопротивлением, сплавы с большим удельным сопротивлением
Конкретные значения удельных сопротивлений различных сплавов лучше всего искать в специальных справочниках или же определять экспериментально, т.к. они могут изменяться в широких пределах.
Для примера приведем значения удельного электрического сопротивления и теплопроводности сплавов Mg-Al и Mg-Zn:
В этой работе были исследованы удельное электрическое сопротивление и теплопроводность бинарных сплавов Mg – Al и Mg – Zn в диапазоне температур от 298 К до 448 К, а также проанализирована корреляция между соответствующей электропроводностью и теплопроводностью сплавов.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Источник: electricalschool.info
Что такое удельное сопротивление
В любом проводнике электрический ток возникает, если заряженные частицы начинают двигаться в определенном направлении. На прохождение тока влияют физические и химические свойства вещества. Оцениваются эти свойства электрическим сопротивлением.
Зависимость электросопротивления от характеристик проводника
Физический смысл удельного сопротивления
Чтобы понять, что собой представляет удельное электрическое сопротивление, представим сначала проводник определенной длины L и площадью поперечного сечения S. Если его подключить к источнику напряжения, то через него начнет протекать ток I.
Пример с проводником
Если известны параметры тока и напряжения, то с лёгкостью можно найти сопротивление R через закон Ома:
Формула, выражающая закон Ома
Однако, зависит ли R только от U и I? Конечно, нет. Оно еще зависит от длины и площади поперечного сечения проводника:
Связь сопротивления с длиной и площадью
Следовательно, R проводника прямо пропорционально L и обратно пропорционально S. Но нам нужно заменить знак пропорциональности (~) на знак равенства. Для этого вводим величину, которая будет являться коэффициентом пропорциональности или, иначе говоря, удельным сопротивлением. Его принято обозначать буквой буквой ρ (ро). Формула после подстановки этого параметра приобретает вид:
Введение в формулу УС
Определение удельного сопротивления проводников формулируется следующим образом: ρ — это сопротивление проводника длиной 1 м и сечением 1 кв. мм. Единица его измерения — Ом*м . Но площадь сечения обычно указывают в квадратных миллиметрах, поэтому на практике в качестве единицы измерения используют Ом*мм 2 /м.
Физический смысл УС
Как определяется
В металлических проводниках заряд переносят свободные электроны. Если исходить из того, что у каждого металла своя кристаллическая решетка и свое количество носителей заряда, то становится понятно, почему удельное сопротивление проводника зависит от рода материала. Оно также зависит от длины и площади сечения. Поэтому, чтобы найти ρ, можно воспользоваться формулой:
Формула УС
Но лучше обратиться к специальной литературе, где есть таблица удельного сопротивления электрических проводников. В ней указаны, выведенные экспериментальным путём, значения УС различных электротехнических материалов.
УС некоторых материалов
Как видно из таблицы, удельное сопротивление у всех металлов разное. Например, удельное электрическое сопротивление стали колеблется от 0.103 до 0.137 Ом*мм 2 /м, а для железа оно составляет 0.1, серебра — 0.015 Ом*мм 2 /м и это самое маленькое значение. Один из самых больших показателей у графита — 13 Ом*мм 2 /м.
Отдельно хотелось бы отметить никелин и константан. Эти материалы входят в группу сплавов, а УС любого сплава на порядок выше, чем у чистого материала. Но есть некоторые нюансы: удельное сопротивление никелина и константана может меняться, в зависимости от химического состава сплава, а вот от температуры оно не зависит. Чего не скажешь об УС металлов.
Зависимость УС от температуры
Кроме того, удельное сопротивление стали, никеля, вольфрама и других металлов может изменяться под воздействием внешней силы, то есть, когда металл сгибают, скручивают или растягивают.
Для изготовления проводников часто используют алюминий (Al). Удельное сопротивление алюминия составляет 0.028 Ом*мм 2 /м, поэтому он хорошо проводит электрический ток. Еще лучше это делает медь (Cu). Провода из этого материала пользуются большой популярностью.
Если сравнивать удельное электрическое сопротивление меди и алюминия, то у меди оно меньше (0.0175), поэтому электропроводность у Cu выше, чем у Al. Плюс ко всему медь достаточно дешёвый материал.
Таблицей следует воспользоваться, если необходимо узнать электрическое сопротивление R металлической проволоки. Допустим, длина никелевой проволоки составляет 10 метров, площадь ее поперечного сечения — S = 2 . Чтобы узнать R, необходимо воспользоваться формулой:
Определение УС
Из таблицы находим УС никеля — 0.087 Ом*мм 2 /м. Тогда подставив значения, получим
Окончательный результат
Таким образом, найдено, что R никелевой проволоки длиной 10 метров будет равняться 0.4 Ом.
Объемное и поверхностное сопротивление
Свойство диэлектриков препятствовать прохождению тока выражается через такие понятия, как объёмное и поверхностное УС. Удельное объёмное сопротивление характеризирует способность прохождения тока через объём материала, а поверхностное показывает, насколько поверхность какого-либо предмета, изготовленного из диэлектрика, способна проводить ток. Удельное поверхностное сопротивление меняет свое значение в зависимости от химического состава материала, присутствия или отсутствия влаги на поверхности, ее температуры и приложенного напряжения.
Определение поверхностного УС
Объемное УС по величине равно сопротивлению куба с ребром 1 метр и изготовленного из какого-либо диэлектрика, когда через 2 его противоположные грани протекает постоянный ток.
Определение и поверхностного, и объемного УС осуществляется экспериментальным путем.
Источник: profazu.ru