Конвертор на дължина и разстояние Конвертор на маса Конвертор на мерки за обем на насипни продукти и хранителни продукти Конвертор на площ Конвертор на обем и мерни единици в кулинарни рецепти Конвертор на температура Преобразувател на налягане, механично напрежение, модул на Йънг Конвертор на енергия и работа Конвертор на мощност Конвертор на сила Конвертор на време Конвертор линейна скоростПреобразувател на термична ефективност с плосък ъгъл и горивна ефективност Преобразувател на числа към различни системиозначения Преобразувател на единици за измерване на количество информация Обменни курсове Размери на дамско облекло и обувки Размери мъжко облеклои конвертор за обувки ъглова скорости скорост на въртене Преобразувател на ускорение Преобразувател на ъглово ускорение Преобразувател на плътност Преобразувател на специфичен обем Преобразувател на инерционен момент Преобразувател на въртящ момент Преобразувател на специфична топлина на изгаряне (по маса) Преобразувател на енергийна плътност и специфична топлина на изгаряне на гориво (по обем) Преобразувател на температурна разлика Коеф. of thermal expansion converter Converter Thermal Resistance Converter Thermal Conductivity Converter Specific Heat Capacity Converter Energy Exposure and Thermal Radiation Power Converter Heat Flux Density Converter Heat Transfer Coefficient Converter Volume Flow Converter Mass Flow Converter Molar Flow Converter Mass Flow Density Converter Molar Concentration Converter Mass Concentration Converter in Конвертор на динамичен (абсолютен) вискозитет на разтвора Конвертор на кинематичен вискозитет повърхностно напрежениеКонвертор на паропропускливост Конвертор на паропропускливост и скорост на пренос на пари Конвертор на ниво на звука Конвертор на чувствителност на микрофона Конвертор на ниво на звуково налягане (SPL) Конвертор на ниво на звуково налягане с избираемо референтно налягане Конвертор на яркост Конвертор на светлинен интензитет Конвертор на осветеност Конвертор на разделителна способност компютърна графикаКонвертор на честота и дължина на вълната Диоптрична мощност и фокусно разстояние Диоптрична мощност и Увеличение на обектива (×) Конвертор електрически зарядЛинеен преобразувател на плътността на заряда Преобразувател на повърхностната плътност на заряда Преобразувател на плътността на обемния заряд Преобразувател на електрическия ток Преобразувател на линейната плътност на тока Преобразувател на повърхностната плътност на тока Преобразувател на напрегнатостта на електрическото поле Преобразувател на електростатичен потенциал и напрежение Преобразувател на електрическо съпротивление Преобразувател на електрическо съпротивление Преобразувател на електрическа проводимост Преобразувател на електрическа проводимост Преобразувател на индуктивност на електрически капацитет Американски проводник преобразувател на габарит Нива в dBm (dBm или dBmW), dBV (dBV), ватове и други единици Преобразувател на магнитодвижеща сила Преобразувател на напрежение магнитно полеПреобразувател на магнитен поток Преобразувател на магнитна индукция Радиация. Конвертор на мощността на погълнатата доза на йонизиращо лъчение Радиоактивност. Преобразувател на радиоактивен разпад Радиация. Конвертор на експозиционна доза Радиация. Конвертор на абсорбираната доза Преобразувател на десетичен префикс Пренос на данни Типография и изображения Конвертор на единици Конвертор на единици за обем на дървен материал Изчисляване на моларна маса Периодична таблица химически елементиД. И. Менделеева

1 ом сантиметър [Ohm cm] = 0,01 ом метър [Ohm m]

Първоначална стойност

Преобразувана стойност

ом метър ом сантиметър ом инч микроом сантиметър микроом инч абом сантиметър статом на сантиметър кръгъл мили ом на фут ом кв. милиметър на метър

Повече за електрическото съпротивление

Главна информация

Веднага след като електричеството напусна лабораториите на учените и започна да се въвежда широко в практиката Ежедневието, възникна въпросът за търсене на материали, които имат определени, понякога напълно противоположни характеристики по отношение на протичането на електрически ток през тях.

Например при прехвърляне електрическа енергияна дълги разстояния материалът на жицата беше необходим, за да се сведат до минимум загубите, дължащи се на нагряване на джаул в комбинация с характеристики с ниско тегло. Пример за това е познатото високоволтови линииелектропреносни линии от алуминиеви проводници със стоманена сърцевина.

Или, обратно, за създаване на компактни тръбни електрически нагреватели са необходими материали с относително високо електрическо съпротивление и висока термична стабилност. Най-простият пример за устройство, което използва материали с подобни свойства, е горелката на обикновена кухненска електрическа печка.

Проводниците, използвани в биологията и медицината като електроди, сонди и сонди, изискват висока химическа устойчивост и съвместимост с биоматериали, съчетани с ниско контактно съпротивление.

Цяла плеяда изобретатели от различни страни: Англия, Русия, Германия, Унгария и САЩ. Томас Едисън, след като проведе повече от хиляда експеримента, тествайки свойствата на материалите, подходящи за ролята на нишки, създаде лампа с платинена спирала. Лампите на Едисон, въпреки че имаха дълъг експлоатационен живот, не бяха практични поради високата цена на изходния материал.

Последвалата работа на руския изобретател Лодигин, който предложи използването на сравнително евтин, огнеупорен волфрам и молибден с по-високо съпротивление като нишковидни материали, установи практическа употреба. Освен това Лодигин предложи изпомпване на въздуха от цилиндрите на лампата с нажежаема жичка, замяната му с инертни или благородни газове, което доведе до създаването на модерни лампи с нажежаема жичка. Пионерът в масовото производство на достъпни и издръжливи електрически лампи беше компанията General Electric, на която Лодигин прехвърли правата върху своите патенти и след това дълго време успешно работи в лабораториите на компанията.

Този списък може да бъде продължен, тъй като любознателният човешки ум е толкова изобретателен, че понякога, за да реши даден технически проблем, се нуждае от материали с невиждани досега свойства или с невероятни комбинации от тези свойства. Природата вече не може да се справи с нашите апетити и учени от цял ​​свят се включиха в надпреварата за създаване на материали, които нямат естествени аналози.

Една от най-важните характеристики както на естествените, така и на синтезираните материали е електрическото съпротивление. Пример за електрическо устройство, в което чиста формаКогато се приложи това свойство, предпазителят може да служи като предпазител, който предпазва нашето електрическо и електронно оборудване от излагане на ток, надвишаващ допустимите стойности.

Трябва да се отбележи, че домашните заместители на стандартните предпазители, направени без познаване на съпротивлението на материала, понякога причиняват не само изгаряне на различни елементи на електрически вериги, но и пожари в къщи и пожари в окабеляване в автомобили.

Същото важи и за подмяна на предпазители в електрическите мрежи, когато вместо предпазител с по-нисък номинал се монтира предпазител с по-висок номинален работен ток. Това води до прегряване на електрическата инсталация и дори, като следствие, до пожари с тежки последици. Това важи особено за рамковите къщи.

Историческа справка

Концепцията за специфично електрическо съпротивление се появи благодарение на трудовете на известния немски физик Георг Ом, който теоретично обоснова и чрез множество експерименти доказа връзката между силата на тока, електродвижещата сила на батерията и съпротивлението на всички части на батерията. верига, като по този начин открива закона за елементарната електрическа верига, който след това е кръстен на него. Ом изследва зависимостта на големината на протичащия ток от величината на приложеното напрежение, от дължината и формата на материала на проводника, както и от вида на материала, използван като проводяща среда.

В същото време трябва да отдадем почит на работата на сър Хъмфри Дейви, английски химик, физик и геолог, който пръв установява зависимостта на електрическото съпротивление на проводника от неговата дължина и напречно сечение и също отбеляза зависимостта на електрическата проводимост от температурата.

Изучавайки зависимостта на потока от електрически ток от вида на материалите, Ом откри, че всеки проводящ материал, който му е на разположение, има някаква характерна характеристика на устойчивост на потока от ток, присъщ само на него.

Трябва да се отбележи, че по времето на Ом един от най-разпространените днес проводници - алуминият - имаше статут на особено благороден метал, така че Ом се ограничи до експерименти с мед, сребро, злато, платина, цинк, калай, олово и желязо .

В крайна сметка Ом въвежда концепцията за електрическото съпротивление на материала като фундаментална характеристика, без да знае абсолютно нищо за естеството на протичащия ток в металите или зависимостта на тяхното съпротивление от температурата.

Специфично електрическо съпротивление. Определение

Електрическо съпротивление или просто съпротивление- фундаментални физическа характеристикапроводящ материал, който характеризира способността на веществото да предотвратява протичането на електрически ток. Означава се с гръцката буква ρ (произнася се ро) и се изчислява въз основа на емпиричната формула за изчисляване на съпротивлението, получена от Георг Ом.

или от тук

където R е съпротивление в ома, S е площ в m²/, L е дължина в m

Размерът на електрическото съпротивление в Международната система от единици (SI) се изразява в Ohm m.

Това е съпротивлението на проводник с дължина 1 m и площ на напречното сечение 1 m² / 1 ом.

В електротехниката, за удобство на изчисленията, е обичайно да се използва производната на стойността на електрическото съпротивление, изразена в Ohm mm²/m. Стойностите на съпротивлението за най-често срещаните метали и техните сплави могат да бъдат намерени в съответните справочници.

Таблици 1 и 2 показват стойностите на съпротивлението на различни най-често срещани материали.

Таблица 1. Съпротивление на някои метали

Таблица 2. Съпротивление на обикновени сплави

Специфични електрически съпротивления на различни среди. Физика на явленията

Електрическо съпротивление на метали и техните сплави, полупроводници и диелектрици

Днес, въоръжени със знания, ние сме в състояние предварително да изчислим електрическото съпротивление на всеки материал, както естествен, така и синтезиран, въз основа на химичен състави очакваното физическо състояние.

Това знание ни помага да използваме по-добре възможностите на материалите, понякога доста екзотични и уникални.

Поради преобладаващите идеи, от гледна точка на физиката твърди веществасе делят на кристални, поликристални и аморфни вещества.

Най-лесният начин, в смисъл на техническо изчисляване на съпротивлението или неговото измерване, е с аморфни вещества. Те нямат ясно изразена кристална структура (въпреки че могат да имат микроскопични включвания на такива вещества), са относително хомогенни по химичен състав и проявяват свойства, характерни за даден материал.

За поликристални вещества, образувани от съвкупност от относително малки кристали с еднакъв химичен състав, поведението на свойствата не се различава много от поведението на аморфните вещества, тъй като електрическото съпротивление, като правило, се определя като интегрално кумулативно свойство на дадена проба от материал.

Ситуацията е по-сложна с кристалните вещества, особено с монокристалите, които имат различно електрическо съпротивление и други електрически характеристики по отношение на осите на симетрия на техните кристали. Това свойство се нарича кристална анизотропия и се използва широко в техниката, по-специално в радиосхемите на кварцови осцилатори, където стабилността на честотата се определя именно от генерирането на честоти, присъщи на даден кварцов кристал.

Всеки от нас, като собственик на компютър, таблет, мобилен телефонили смартфон, включително собственици на електронни часовници до iWatch, също е собственик на кварцов кристал. От това можем да съдим за мащаба на използване на кварцови резонатори в електрониката, възлизащ на десетки милиарди.

Освен това съпротивлението на много материали, особено на полупроводниците, зависи от температурата, така че референтните данни обикновено се дават при температурата на измерване, обикновено 20°C.

Уникалните свойства на платината, която има постоянна и добре проучена зависимост на електрическото съпротивление от температурата, както и възможността за получаване на метал с висока чистота, послужиха като предпоставка за създаването на сензори на нейна основа в широк температурен диапазон. диапазон.

За метали, разпространение референтни стойностисъпротивлението се определя от методите за приготвяне на проби и химическата чистота на метала на дадена проба.

За сплавите по-голямото разсейване в референтните стойности на съпротивлението се дължи на методите за приготвяне на проби и променливостта на състава на сплавта.

Специфично електрическо съпротивление на течности (електролити)

Разбирането за съпротивлението на течностите се основава на теориите за термична дисоциация и подвижността на катиони и аниони. Например в най-разпространената течност на Земята - обикновената вода, някои от нейните молекули под въздействието на температурата се разпадат на йони: Н+ катиони и ОН– аниони. Когато се приложи външно напрежение към електроди, потопени във вода при нормални условия, възниква ток поради движението на гореспоменатите йони. Както се оказа, във водата се образуват цели асоциации от молекули - клъстери, понякога комбиниращи се с H+ катиони или OH– аниони. Следователно прехвърлянето на йони от клъстери под въздействието на електрическо напрежение се извършва по следния начин: приемайки йон в посоката на приложеното електрическо поле от едната страна, клъстерът „изпуска“ подобен йон от другата страна. Наличието на клъстери във водата идеално обяснява научния факт, че при температура от около 4 °C водата има най-висока плътност. Повечето отводните молекули са в клъстери поради действието на водородни и ковалентни връзки, почти в квазикристално състояние; термичната дисоциация е минимална и образуването на ледени кристали, което има повече ниска плътност(ледът плува във водата), още не е започнал.

Като цяло съпротивлението на течностите е по-зависимо от температурата, така че тази характеристика винаги се измерва при температура от 293 K, което съответства на температура от 20 °C.

В допълнение към водата има голямо числодруги разтворители, способни да създават катиони и аниони на разтворими вещества. Познаването и измерването на съпротивлението на такива разтвори също е от голямо практическо значение.

За водни разтворисоли, киселини и основи, концентрацията на разтвореното вещество играе важна роля при определяне на съпротивлението на разтвора. Пример е следната таблица, която показва стойностите на съпротивлението на различни вещества, разтворени във вода при температура 18 °C:

Таблица 3. Стойности на съпротивлението на различни вещества, разтворени във вода при температура 18 ° C

Данните в таблицата са взети от Краткия физико-технически справочник, том 1, - М.: 1960 г.

Специфично съпротивление на изолатори

Цял клас играе огромна роля в областта на електротехниката, електрониката, радиотехниката и роботиката. различни вещества, имащи относително високо съпротивление. Независимо от техните агрегатно състояние, независимо дали е твърдо, течно или газообразно, такива вещества се наричат ​​изолатори. Такива материали се използват за изолиране на отделни части от електрически вериги една от друга.

Пример за твърди изолатори е познатата гъвкава електрическа лента, благодарение на която възстановяваме изолацията при свързване на различни проводници. Много хора са запознати с порцеланови окачващи изолатори за въздушни електропроводи, текстолитни платки с електронни компоненти, включени в повечето електронни продукти, керамика, стъкло и много други материали. Съвременните твърди изолационни материали на базата на пластмаси и еластомери правят използването на електрически ток безопасно различни напреженияв голямо разнообразие от устройства и устройства.

В допълнение към твърдите изолатори в електротехниката широко се използват течни изолатори с високо съпротивление. В силови трансформатори на електрически мрежи течното трансформаторно масло предотвратява прекъсвания на завъртанията поради самоиндукция на ЕМП, като надеждно изолира завоите на намотките. В маслените превключватели маслото се използва за гасене на електрическата дъга, която възниква при превключване на източници на ток. Кондензаторното масло се използва за създаване на компактни кондензатори с висока електрическа производителност; в допълнение към тези масла се използват естествени вещества като течни изолатори рициново маслои синтетични масла.

При нормални условия атмосферно наляганеВсички газове и техните смеси са отлични изолатори от гледна точка на електротехниката, но благородните газове (ксенон, аргон, неон, криптон), поради своята инертност, имат по-високо съпротивление, което се използва широко в някои области на техниката.

Но най-често срещаният изолатор е въздухът, състоящ се главно от молекулярен азот (75% от теглото), молекулярен кислород (23,15% от теглото), аргон (1,3% от теглото), въглероден двуокис, водород, вода и някои примеси от различни благородни газове. Той изолира потока на ток в конвенционалните битови ключове за осветление, релейни токови превключватели, магнитни стартери и механични превключватели. Трябва да се отбележи, че намаляването на налягането на газовете или техните смеси под атмосферното налягане води до увеличаване на тяхното електрическо съпротивление. Идеалният изолатор в този смисъл е вакуумът.

Електрическо съпротивление на различни почви

Един от най-важните начини за защита на човек от вредното въздействие на електрическия ток по време на аварии в електрическата инсталация е защитното заземително устройство.

Това е умишленото свързване на корпуса или корпуса на електрически устройства към защитно заземително устройство. Обикновено заземяването се извършва под формата на стоманени или медни ленти, тръби, пръти или ъгли, заровени в земята на дълбочина повече от 2,5 метра, които в случай на авария осигуряват протичането на ток по веригата - корпус или корпус - земя - неутрален проводник на източника на променлив ток. Съпротивлението на тази верига трябва да бъде не повече от 4 ома. В този случай напрежението върху тялото на аварийното устройство се намалява до стойности, които са безопасни за хората, а автоматичните устройства за защита на веригата по един или друг начин изключват аварийното устройство.

При изчисляването на защитните заземителни елементи важна роля играе познаването на съпротивлението на почвите, което може да варира в широки граници.

В съответствие с данните в референтните таблици се избира площта на заземяващото устройство, от него се изчислява броят на заземяващите елементи и действителният дизайн на цялото устройство. Конструктивните елементи на защитното заземително устройство са свързани чрез заваряване.

Електрическа томография

Електроразведката изучава близката до повърхността геоложка среда и се използва за търсене на рудни и неметални полезни изкопаеми и други обекти въз основа на изследването на различни изкуствени електрически и електромагнитни полета. Специален случай на електропроучване е електрическата томография (Electrical Resistivity Tomography) - метод за определяне на свойствата на скалите чрез тяхното съпротивление.

Същността на метода е, че при определено положение на източника на електрическо поле се правят измервания на напрежението на различни сонди, след което източникът на поле се премества на друго място или се превключва към друг източник и измерванията се повтарят. Полеви източници и полеви приемни сонди се поставят на повърхността и в кладенци.

След това получените данни се обработват и интерпретират с помощта на съвременни компютърни методи за обработка, които позволяват визуализирането на информация под формата на двуизмерни и триизмерни изображения.

Като много прецизен методтърсене, електрическата томография предоставя неоценима помощ на геолози, археолози и палеозоолози.

Определянето на формата на поява на минерални находища и границите на тяхното разпространение (очертаване) ни позволява да идентифицираме появата на венални находища на минерали, което значително намалява разходите за тяхното последващо развитие.

За археолозите този метод на търсене предоставя ценна информация за местоположението на древните погребения и наличието на артефакти в тях, като по този начин намалява разходите за разкопки.

Палеозоолозите използват електрическа томография, за да търсят вкаменени останки от древни животни; резултатите от тяхната работа могат да се видят в природонаучните музеи под формата на зашеметяващи реконструкции на скелети на праисторическа мегафауна.

Освен това електрическата томография се използва при изграждането и последващата експлоатация на инженерни съоръжения: високи сгради, язовири, диги, насипи и други.

Дефиниции на съпротивлението в практиката

Понякога за решение практически проблемиМоже да се сблъскаме със задачата да определим състава на вещество, например тел за рязане на полистиролова пяна. Имаме две намотки тел с подходящ диаметър от различни непознати за нас материали. За да се реши проблемът, е необходимо да се намери тяхното електрическо съпротивление и след това, като се използва разликата в намерените стойности или с помощта на справочна таблица, да се определи материалът на проводника.

Измерваме с рулетка и изрязваме 2 метра тел от всяка проба. Нека определим диаметрите на проводниците d₁ и d₂ с микрометър. След като включим мултиметъра до долната граница на измерване на съпротивлението, измерваме съпротивлението на пробата R₁. Повтаряме процедурата за друг образец и също измерваме неговото съпротивление R₂.

Нека вземем предвид, че площта на напречното сечение на проводниците се изчислява по формулата

S = π d 2 /4

Сега формулата за изчисляване на електрическото съпротивление ще изглежда така:

ρ = R π d 2 /4 L

Замествайки получените стойности на L, d₁ и R₁ във формулата за изчисляване на съпротивлението, дадена в статията по-горе, изчисляваме стойността на ρ₁ за първата проба.

ρ 1 = 0,12 ома mm 2 /m

Замествайки получените стойности на L, d₂ и R₂ във формулата, изчисляваме стойността на ρ₂ за втората проба.

ρ 2 = 1,2 ома mm 2 /m

От сравнение на стойностите на ρ₁ и ρ₂ с референтните данни в таблица 2 по-горе, заключаваме, че материалът на първата проба е стомана, а втората е нихром, от който ще направим режещата струна.

Трудно ли ви е да превеждате мерни единици от един език на друг? Колегите са готови да ви помогнат. Публикувайте въпрос в TCTermsи след няколко минути ще получите отговор.

Един от най-разпространените метали за производство на проводници е медта. Неговото електрическо съпротивление е най-ниското сред достъпните метали. По-малко е само за благородните метали (сребро и злато) и зависи от различни фактори.

Какво е електрически ток

На различни полюси на батерия или друг източник на ток има противоположни носители на електрически заряд. Ако са свързани към проводник, носителите на заряд започват да се движат от единия полюс на източника на напрежение към другия. Тези носители в течностите са йони, а в металите те са свободни електрони.

Определение.Електрическият ток е насочено движение на заредени частици.

Съпротивление

Електрическото съпротивление е стойност, която определя електрическото съпротивление на референтна проба от материал. За обозначаване на това количество се използва гръцката буква „p“. Формула за изчисление:

p=(R*S)/ л.

Тази стойност се измерва в Ohm*m. Можете да го намерите в справочници, в таблици за съпротивление или в Интернет.

Свободните електрони се движат през метала в кристалната решетка. Три фактора влияят върху съпротивлението на това движение и съпротивлението на проводника:

• Материал. Различните метали имат различна атомна плътност и брой свободни електрони;
• Примеси. В чистите метали кристалната решетка е по-подредена, следователно съпротивлението е по-ниско, отколкото в сплавите;
• температура. Атомите не са неподвижни на местата си, а вибрират. Колкото по-висока е температурата, толкова по-голяма е амплитудата на вибрациите, което пречи на движението на електроните и толкова по-голямо е съпротивлението.

На следващата фигура можете да видите таблица на съпротивлението на металите.

интересноИма сплави, чието електрическо съпротивление пада при нагряване или не се променя.

Проводимост и електрическо съпротивление

Тъй като размерите на кабела се измерват в метри (дължина) и mm² (сечение), електрическото съпротивление има размер Ohm mm²/m. Познавайки размерите на кабела, неговото съпротивление се изчислява по формулата:

R=(p* л)/С.

В допълнение към електрическото съпротивление, някои формули използват понятието "проводимост". Това е реципрочната стойност на съпротивлението. Означава се с "g" и се изчислява по формулата:

Проводимост на течности

Проводимостта на течностите е различна от проводимостта на металите. Носителите на заряд в тях са йони. Техният брой и електропроводимост се увеличават при нагряване, така че мощността на електродния котел се увеличава няколко пъти при нагряване от 20 до 100 градуса.

интересноДестилираната вода е изолатор. Разтворените примеси му придават проводимост.

Електрическо съпротивление на проводниците

Най-често срещаните метали за направата на проводници са мед и алуминий. Алуминият има по-голяма устойчивост, но е по-евтин от медта. Съпротивлението на медта е по-ниско, така че напречното сечение на проводника може да бъде избрано по-малко. Освен това е по-здрав и от този метал се правят гъвкави многожилни проводници.

Следващата таблица показва електрическото съпротивление на металите при 20 градуса. За да се определи при други температури, стойността от таблицата трябва да се умножи с корекционен коефициент, различен за всеки метал. Можете да разберете този коефициент от съответните справочници или с помощта на онлайн калкулатор.

Избор на напречно сечение на кабела

Тъй като проводникът има съпротивление, когато през него преминава електрически ток, се генерира топлина и възниква спад на напрежението. И двата фактора трябва да се вземат предвид при избора на напречно сечение на кабела.

Избор по допустимо нагряване

Когато ток протича в проводник, се освобождава енергия. Неговото количество може да се изчисли по формулата за електрическа мощност:

В меден проводник с напречно сечение 2,5 mm² и дължина 10 метра R = 10 * 0,0074 = 0,074 Ohm. При ток 30A P=30²*0.074=66W.

Тази мощност загрява проводника и самия кабел. Температурата, до която се загрява зависи от условията на монтаж, броя на жилата в кабела и други фактори, а допустимата температура зависи от изолационния материал. Медта има по-голяма проводимост, така че изходната мощност и необходимото напречно сечение са по-ниски. Определя се с помощта на специални таблици или с помощта на онлайн калкулатор.

Допустима загуба на напрежение

В допълнение към нагряването, когато електрическият ток преминава през проводниците, напрежението в близост до товара намалява. Тази стойност може да се изчисли с помощта на закона на Ом:

справка.Според стандартите на PUE, той трябва да бъде не повече от 5% или в мрежа от 220V - не повече от 11V.

Следователно, колкото по-дълъг е кабелът, толкова по-голямо трябва да бъде неговото напречно сечение. Можете да го определите с помощта на таблици или с помощта на онлайн калкулатор. За разлика от избора на напречно сечение въз основа на допустимото нагряване, загубите на напрежение не зависят от условията на полагане и изолационния материал.

В мрежа от 220 V напрежението се подава през два проводника: фаза и нула, така че изчислението се прави с двойна дължина на кабела. В кабела от предишния пример ще бъде U=I*R=30A*2*0.074Ohm=4.44V. Това не е много, но с дължина от 25 метра се оказва 11,1V - максимално допустимата стойност, ще трябва да увеличите напречното сечение.

Електрическо съпротивление на други метали

В допълнение към медта и алуминия в електротехниката се използват и други метали и сплави:

• Желязо. Стоманата има по-високо съпротивление, но е по-здрава от медта и алуминия. Стоманените нишки са вплетени в кабели, предназначени да бъдат положени във въздуха. Съпротивлението на желязото е твърде високо, за да предаде електричество, така че напречните сечения на сърцевината не се вземат предвид при изчисляването на напречното сечение. В допълнение, той е по-огнеупорен и от него се правят проводници за свързване на нагреватели в електрически пещи с висока мощност;
• Нихром (сплав от никел и хром) и фехрал (желязо, хром и алуминий). Имат ниска проводимост и огнеупорност. От тези сплави се правят жични резистори и нагреватели;
• Волфрам. Електрическото му съпротивление е високо, но е огнеупорен метал (3422 °C). Използва се за изработване на нишки в електрически лампи и електроди за аргонно-дъгово заваряване;
• Константан и манганин (мед, никел и манган). Съпротивлението на тези проводници не се променя с промените в температурата. Използва се във високопрецизни устройства за производство на резистори;
• Благородни метали – злато и сребро. Те имат най-висока специфична проводимост, но поради страхотни цениизползването им е ограничено.

Индуктивно съпротивление

Формулите за изчисляване на проводимостта на проводниците са валидни само в мрежа с постоянен ток или в прави проводници при ниски честоти. В бобините и във високочестотните мрежи се появява индуктивно съпротивление, многократно по-високо от обикновено. Освен това високочестотният ток се движи само по повърхността на жицата. Поради това понякога се покрива с тънък слой сребро или се използва Litz тел.

Терминът "съпротивление" се отнася до параметър, притежаван от мед или друг метал, и доста често се среща в специализираната литература. Струва си да разберем какво се има предвид под това.

Един от видовете меден кабел

Общи сведения за електрическото съпротивление

Първо, трябва да разгледаме концепцията за електрическо съпротивление. Както е известно, под въздействието на електрически ток върху проводник (а медта е един от най-добрите метали за проводник), част от електроните в него напускат мястото си в кристалната решетка и се устремяват към положителния полюс на проводника. Въпреки това, не всички електрони напускат кристалната решетка; някои от тях остават в нея и продължават да работят въртеливо движениеоколо ядрото на атома. Именно тези електрони, както и атомите, разположени във възлите на кристалната решетка, създават електрическо съпротивление, което предотвратява движението на освободените частици.

Този процес, който описахме накратко, е типичен за всеки метал, включително медта. Естествено е, че различни метали, всеки от които има специална форма и размери на кристалната решетка, се противопоставят на преминаването на електрически ток през тях по различни начини. Именно тези разлики характеризират съпротивлението - показател, индивидуален за всеки метал.

Приложения на медта в електрически и електронни системи

За да разберем причината за популярността на медта като материал за производство на електрически и електронни системи, просто погледнете стойността на неговото съпротивление в таблицата. За медта този параметър е 0,0175 Ohm*mm2/метър. В това отношение медта е на второ място след среброто.

Именно ниското съпротивление, измерено при температура от 20 градуса по Целзий, е основната причина днес почти нито едно електронно и електрическо устройство да не може без мед. Медта е основен материал за производството на проводници и кабели, печатни платки, електродвигатели и части за силови трансформатори.

Ниското съпротивление, с което се характеризира медта, позволява да се използва за производството на електрически устройства, характеризиращи се с високи енергоспестяващи свойства. Освен това температурата на медните проводници се повишава много малко, когато през тях преминава електрически ток.

Какво влияе на стойността на съпротивлението?

Важно е да се знае, че има зависимост на стойността на съпротивлението от химическата чистота на метала. Когато медта съдържа дори малко количество алуминий (0,02%), стойността на този параметър може да се увеличи значително (до 10%).

Този коефициент също се влияе от температурата на проводника. Това се обяснява с факта, че с повишаване на температурата вибрациите на металните атоми във възлите на неговата кристална решетка се засилват, което води до увеличаване на коефициента на съпротивление.

Ето защо във всички референтни таблици стойността на този параметър е дадена, като се вземе предвид температура от 20 градуса.

Как да изчислим общото съпротивление на проводник?

Знанието какво е съпротивление е важно, за да се извърши предварителни изчисленияпараметри на електрическото оборудване при проектирането му. В такива случаи определете общо съпротивлениепроводници на проектираното устройство, имащи определени размери и форми. След като разгледате стойността на съпротивлението на проводника с помощта на референтна таблица, определяйки неговите размери и площ на напречното сечение, можете да изчислите стойността на общото му съпротивление по формулата:

Тази формула използва следната нотация:

• R е общото съпротивление на проводника, което трябва да се определи;
• p е съпротивлението на метала, от който е направен проводникът (определено от таблицата);
• l е дължината на проводника;
• S е неговата площ на напречното сечение.

Понятие за електрическо съпротивление и проводимост

Всяко тяло, през което протича електрически ток, проявява известно съпротивление спрямо него. Свойството на даден проводник да предотвратява преминаването на електрически ток през него се нарича електрическо съпротивление.

Електронната теория обяснява същността на електрическото съпротивление на металните проводници. Свободните електрони, когато се движат по проводник, срещат атоми и други електрони по пътя си безброй пъти и, взаимодействайки с тях, неизбежно губят част от енергията си. Електроните изпитват един вид съпротива при движението си. Различните метални проводници с различни атомни структури предлагат различно съпротивление на електрически ток.

Същото нещо обяснява съпротивлението на течни проводници и газове при преминаване на електрически ток. Не бива обаче да забравяме, че в тези вещества не електроните, а заредените частици на молекулите срещат съпротивление при движението си.

Съпротивлението се обозначава с латинските букви R или r.

Единицата за електрическо съпротивление е ом.

Ом е съпротивлението на живачен стълб с височина 106,3 cm и напречно сечение 1 mm2 при температура 0°C.

Ако например електрическото съпротивление на един проводник е 4 ома, то се записва така: R = 4 ома или r = 4 ома.

За измерване на големи съпротивления се използва единица, наречена мегаом.

Един мегаом е равен на един милион ома.

Колкото по-голямо е съпротивлението на проводника, толкова по-лошо той провежда електрически ток и, обратно, колкото по-ниско е съпротивлението на проводника, толкова по-лесно е електрическият ток да премине през този проводник.

Следователно, за да се характеризира проводник (от гледна точка на преминаването на електрически ток през него), може да се вземе предвид не само неговото съпротивление, но и реципрочната стойност на съпротивлението и наречената проводимост.

Електропроводимосте способността на материала да пропуска електрически ток през себе си.

Тъй като проводимостта е реципрочната стойност на съпротивлението, тя се изразява като 1/R, което означава проводимост латиницаж.

Влиянието на материала на проводника, неговите размери и температурата на околната среда върху стойността на електрическото съпротивление

Съпротивлението на различните проводници зависи от материала, от който са направени. За характеризиране на електрическото съпротивление на различни материали е въведена концепцията за така нареченото съпротивление.

Съпротивлениее съпротивлението на проводник с дължина 1 m и площ на напречното сечение 1 mm2. Съпротивлението се обозначава с буквата p от гръцката азбука. Всеки материал, от който е направен проводникът, има собствено съпротивление.

Например съпротивлението на медта е 0,017, т.е. меден проводник с дължина 1 m и напречно сечение 1 mm2 има съпротивление 0,017 ома. Съпротивлението на алуминия е 0,03, съпротивлението на желязото е 0,12, съпротивлението на константана е 0,48, съпротивлението на нихрома е 1-1,1.

Съпротивлението на проводника е право пропорционално на неговата дължина, т.е. колкото по-дълъг е проводникът, толкова по-голямо е неговото електрическо съпротивление.

Съпротивлението на проводника е обратно пропорционално на неговата площ на напречното сечение, т.е. колкото по-дебел е проводникът, толкова по-малко е съпротивлението му и, обратно, колкото по-тънък е проводникът, толкова по-голямо е съпротивлението му.

За да разберете по-добре тази връзка, представете си две двойки комуникиращи съдове, като едната двойка съдове има тънка свързваща тръба, а другата има дебела. Ясно е, че когато един от съдовете (всяка двойка) се напълни с вода, прехвърлянето й в другия съд през дебела тръба ще се случи много по-бързо, отколкото през тънка тръба, т.е. дебелата тръба ще има по-малко съпротивление на потока от вода. По същия начин е по-лесно електрическият ток да премине през дебел проводник, отколкото през тънък, т.е. първият му предлага по-малко съпротивление от втория.

Електрическо съпротивлениена проводник е равно на съпротивлението на материала, от който е направен проводникът, умножено по дължината на проводника и разделено на площта на напречното сечение на проводника:

R = р l/S,

Където - R е съпротивлението на проводника, ома, l е дължината на проводника в m, S е площта на напречното сечение на проводника, mm 2.

Площ на напречното сечение на кръгъл проводникизчислено по формулата:

S = π d 2/4

Където π - постоянна стойност, равна на 3,14; d е диаметърът на проводника.

Ето как се определя дължината на проводника:

l = S R / p,

Тази формула дава възможност да се определи дължината на проводника, неговото напречно сечение и съпротивление, ако са известни другите количества, включени във формулата.

Ако е необходимо да се определи площта на напречното сечение на проводника, тогава формулата приема следната форма:

S = р l / R

Трансформирайки същата формула и решавайки равенството по отношение на p, намираме съпротивлението на проводника:

Р = R S / л

Последната формула трябва да се използва в случаите, когато съпротивлението и размерите на проводника са известни, но неговият материал е неизвестен и освен това е трудно да се определи чрез външен вид. За да направите това, трябва да определите съпротивлението на проводника и с помощта на таблицата да намерите материал, който има такова съпротивление.

Друга причина, която влияе върху съпротивлението на проводниците, е температурата.

Установено е, че с повишаване на температурата съпротивлението на металните проводници нараства, а с понижаване на температурата намалява. Това увеличение или намаляване на съпротивлението за проводници от чист метал е почти същото и е средно 0,4% на 1°C. Съпротивлението на течните проводници и въглерода намалява с повишаване на температурата.

Електронната теория за структурата на материята дава следното обяснение за увеличаването на съпротивлението на металните проводници с повишаване на температурата. При нагряване проводникът получава топлинна енергия, която неизбежно се предава на всички атоми на веществото, в резултат на което интензивността на тяхното движение се увеличава. Увеличеното движение на атомите създава по-голямо съпротивление на насоченото движение на свободните електрони, поради което съпротивлението на проводника се увеличава. С понижаване на температурата, По-добри условияза насоченото движение на електроните и съпротивлението на проводника намалява. Това обяснява един интересен феномен - свръхпроводимост на металите.

Свръхпроводимост, т.е. намаляване на съпротивлението на металите до нула, възниква при огромна отрицателна температура - 273 ° C, наречена абсолютна нула. При температура абсолютна нула металните атоми изглежда замръзват на място, без изобщо да пречат на движението на електроните.