Kokia yra medžiagos savitoji varža? Atsakyti paprastais žodžiais Norėdami atsakyti į šį klausimą, turite prisiminti fizikos kursą ir įsivaizduoti fizinį šio apibrėžimo įkūnijimą. Per medžiagą praeina elektros srovė, kuri savo ruožtu tam tikra jėga neleidžia srovei praeiti.

Medžiagos varžos sąvoka

Būtent ši vertė, parodanti, kaip stipriai medžiaga trukdo srovei tekėti, yra specifinė varža (lotyniška raidė „rho“). Tarptautinėje vienetų sistemoje pasipriešinimas išreikštas omais, padaugintas iš metro. Skaičiavimo formulė yra tokia: „Varža padauginama iš skerspjūvio ploto ir padalinama iš laidininko ilgio“.

Kyla klausimas: „Kodėl ieškant varžos naudojama kita varža? Atsakymas paprastas, yra du skirtingi dydžiai – varža ir varža. Antrasis parodo, kaip medžiaga gali neleisti pro ją praeiti srovei, o pirmoji rodo praktiškai tą patį, tik mes kalbame apie jau ne apie medžiagą bendrąja prasme, o apie tam tikro ilgio ir skerspjūvio ploto laidininką, kurie yra pagaminti iš šios medžiagos.

Abipusis dydis, apibūdinantis medžiagos gebėjimą perduoti elektrą, vadinamas savituoju elektros laidumu, o formulė, pagal kurią apskaičiuojama savitoji varža, yra tiesiogiai susijusi su savituoju laidumu.

Vario programos

Skaičiuojant elektros srovės laidumą plačiai naudojama savitosios varžos sąvoka. įvairių metalų. Remiantis šiais skaičiavimais, sprendžiama, ar konkretų metalą tikslinga naudoti gaminant elektros laidininkus, kurie naudojami statybose, prietaisų gamyboje ir kitose srityse.

Metalo atsparumo stalas

Ar yra konkrečių lentelių? kurios sujungia turimą informaciją apie metalų pralaidumą ir atsparumą, paprastai šios lentelės skaičiuojamos tam tikroms sąlygoms.

Visų pirma, jis yra plačiai žinomas metalinis monokristalinis atsparumo stalas dvidešimties laipsnių Celsijaus temperatūroje, taip pat metalų ir lydinių atsparumo lentelė.

Šios lentelės naudojamos įvairiems duomenims apskaičiuoti vadinamojoje idealios sąlygos Norėdami apskaičiuoti reikšmes konkretiems tikslams, turite naudoti formules.

Varis. Jo savybės ir savybės

Medžiagos ir savybių aprašymas

Varis yra metalas, kurį žmonija atrado seniai ir taip pat nuo seno buvo naudojamas įvairiems techniniams tikslams. Varis yra labai lankstus ir kalus metalas, turintis didelį elektros laidumą, todėl labai populiarus gaminant įvairius laidus ir laidininkus.

Fizinės vario savybės:

• lydymosi temperatūra - 1084 laipsniai Celsijaus;
• virimo temperatūra - 2560 laipsnių Celsijaus;
• tankis 20 laipsnių temperatūroje - 8890 kilogramų, padalytas iš kubinių metrų;
• savitoji šiluminė talpa esant pastoviam slėgiui ir temperatūrai 20 laipsnių - 385 kJ/J*kg
• varža elektrinė - 0,01724;

Vario markės

Šį metalą galima suskirstyti į kelias grupes arba rūšis, kurių kiekviena turi savo savybes ir savo pritaikymą pramonėje:

1. M00, M0, M1 klasės puikiai tinka kabeliams ir laidininkams gaminti, perlydant pašalinamas per didelis deguonies prisotinimas.
2. M2 ir M3 klasės yra nebrangios galimybės, skirtos nedidelio masto valcavimui ir atitinkančios daugumą nedidelių techninių ir pramoninių užduočių.
3. Prekiniai ženklai M1, M1f, M1r, M2r, M3r yra brangių prekių ženklų vario, kurie gaminami konkrečiam vartotojui su specifiniais reikalavimais ir pageidavimais.

Antspaudai tarpusavyje skiriasi keliais būdais:

Priemaišų įtaka vario savybėms

Priemaišos gali paveikti gaminių mechanines, technines ir eksploatacines savybes.

Savitoji elektrinė varža arba tiesiog medžiagos savitoji varža - fizinis kiekis charakterizuojantys medžiagos gebėjimą užkirsti kelią elektros srovei.

Atsparumasžymimas graikiška raide ρ. Savitosios varžos grįžtamasis dydis vadinamas savituoju laidumu (elektros laidumu). Skirtingai nuo elektrinės varžos, kuri yra laidininko savybė ir priklauso nuo jo medžiagos, formos ir dydžio, elektrinė varža yra tik medžiagos savybė.

Elektrinė varža vienalyčio laidininko, kurio savitoji varža ρ, ilgį l ir skerspjūvio plotą S galima apskaičiuoti pagal formulę (manoma, kad išilgai laidininko nesikeičia nei plotas, nei skerspjūvio forma). Atitinkamai, ρ turime

Iš paskutinės formulės matyti: fizinę reikšmę Medžiagos savitoji varža yra ta, kad ji atitinka vienetinio ilgio ir vienetinio skerspjūvio ploto vienalyčio, pagaminto iš šios medžiagos, varžą.

Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) varžos vienetas yra Ohm m.

Iš santykio išplaukia, kad savitosios varžos matavimo vienetas SI sistemoje yra lygus medžiagos, kurioje iš šios medžiagos pagamintas 1 m ilgio, 1 m² skerspjūvio ploto vienalytis laidininkas, varžai. varža lygi 1 omai. Atitinkamai, savavališkos medžiagos savitoji varža, išreikšta SI vienetais, yra skaitine prasme lygi elektros grandinės, pagamintos iš tam tikros medžiagos, atkarpos, kurios ilgis yra 1 m, o skerspjūvio plotas yra 1 m², varžai.

Technologijoje taip pat naudojamas pasenęs nesisteminis vienetas Ohm mm²/m, lygus 10–6 iš 1 Ohm m. Šis vienetas yra lygus medžiagos savitumui, kai iš šios medžiagos pagamintas 1 m ilgio vienalytis laidininkas, kurio skerspjūvio plotas yra 1 mm², turi varžą, lygią 1 omai. Atitinkamai, medžiagos savitoji varža, išreikšta šiais vienetais, skaitine prasme yra lygi elektros grandinės, pagamintos iš šios medžiagos, 1 m ilgio ir 1 mm² skerspjūvio ploto, varžai.

Elektrovaros jėga (EMF) – skaliarinis fizikinis dydis, apibūdinantis išorinių jėgų, tai yra bet kokių neelektrinės kilmės jėgų, veikiančių kvazistacionariose nuolatinės srovės arba kintamosios srovės grandinėse, darbą. Uždaroje laidžiojoje kilpoje EML yra lygus šių jėgų darbui judant vienetui teigiamas krūvis palei visą kontūrą.

Analogiškai su elektrinio lauko stipriu įvedama išorinės jėgos stiprumo sąvoka, kuri suprantama kaip vektorinis fizikinis dydis, lygus bandymą veikiančios išorinės jėgos santykiui. elektros krūvis, iki šio krūvio dydžio. Tada uždaroje kilpoje EMF bus lygus:

kur yra kontūro elementas.

EML, kaip ir įtampa, Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) matuojamas voltais. Apie elektrovaros jėgą galime kalbėti bet kurioje grandinės dalyje. Tai yra specifinis išorinių jėgų darbas ne visoje grandinėje, o tik tam tikroje srityje. Galvaninio elemento EML yra išorinių jėgų darbas, kai vienas teigiamas krūvis elemento viduje perkeliamas iš vieno poliaus į kitą. Išorinių jėgų darbas negali būti išreikštas potencialų skirtumu, nes išorinės jėgos yra nepotencialios ir jų darbas priklauso nuo trajektorijos formos. Taigi, pavyzdžiui, išorinių jėgų darbas perkeliant krūvį tarp srovės gnybtų išorėje? šaltinis yra nulis.

Uždarius elektros grandinę, kurios gnybtuose yra potencialų skirtumas, atsiranda elektros srovė. Laisvieji elektronai, veikiami elektrinio lauko jėgų, juda išilgai laidininko. Judėdami elektronai susiduria su laidininko atomais ir suteikia jiems jų tiekimą kinetinė energija. Elektronų judėjimo greitis nuolat kinta: elektronams susidūrus su atomais, molekulėmis ir kitais elektronais jis mažėja, tada veikiamas elektrinio lauko didėja ir vėl mažėja naujo susidūrimo metu. Dėl to laidininkas yra sumontuotas vienodas judesys elektronų srautas kelių centimetro dalių per sekundę greičiu. Todėl elektronai, einantys per laidininką, visada susiduria su pasipriešinimu jų judėjimui iš jo pusės. Kai elektros srovė praeina per laidininką, pastarasis įkaista.

Elektrinė varža

Laidininko elektrinė varža, kuri yra nurodyta Lotyniška raidė r, yra kūno ar terpės savybė transformuotis elektros energijaį šilumą, kai per jį praeina elektros srovė.

Diagramose elektrinė varža nurodyta, kaip parodyta 1 paveiksle, A.

Kintama elektrinė varža, kuri skirta pakeisti srovę grandinėje, vadinama reostatas. Diagramose reostatai pažymėti kaip parodyta 1 paveiksle, b. IN bendras vaizdas Reostatas pagamintas iš vienokios ar kitokios varžos vielos, apvyniotos ant izoliuojančio pagrindo. Slankiklis arba reostato svirtis dedama į tam tikrą padėtį, dėl kurios į grandinę įvedamas reikiamas pasipriešinimas.

Ilgas laidininkas su mažu skerspjūviu sukuria didelį atsparumą srovei. Trumpi didelio skerspjūvio laidininkai turi mažą atsparumą srovei.

Jei paimtume du laidininkus iš skirtingos medžiagos, bet vienodo ilgio ir skerspjūvio, tada laidininkai srovę ves skirtingai. Tai rodo, kad laidininko varža priklauso nuo paties laidininko medžiagos.

Laidininko temperatūra taip pat turi įtakos jo varžai. Kylant temperatūrai, metalų atsparumas didėja, o skysčių ir anglies atsparumas mažėja. Tik kai kurie specialūs metalų lydiniai (manganinas, konstantanas, nikelis ir kiti) beveik nekeičia savo atsparumo kylant temperatūrai.

Taigi, matome, kad laidininko elektrinė varža priklauso nuo: 1) laidininko ilgio, 2) laidininko skerspjūvio, 3) laidininko medžiagos, 4) laidininko temperatūros.

Atsparumo vienetas yra vienas omas. Om dažnai žymimas graikiškai Didžioji raidėΩ (omega). Todėl užuot rašę „Laidžio varža yra 15 omų“, galite tiesiog parašyti: r= 15 Ω.
1000 omų vadinamas 1 kiloomų(1kOhm arba 1kΩ),
1 000 000 omų vadinamas 1 megaohmas(1 mOhm arba 1MΩ).

Lyginant skirtingų medžiagų laidininkų varžą, kiekvienam mėginiui reikia paimti tam tikrą ilgį ir skerspjūvį. Tada galėsime spręsti, kuri medžiaga geriau ar blogiau praleidžia elektros srovę.

Vaizdo įrašas 1. Laidininko varža

Elektrinė varža

Vadinama 1 m ilgio, 1 mm² skerspjūvio laidininko varža omuose varža ir žymimas graikiška raide ρ (ro).

1 lentelėje parodytos kai kurių laidininkų savitosios varžos.

1 lentelė

Įvairių laidininkų varžos

Lentelėje parodyta, kad 1 m ilgio ir 1 mm² skerspjūvio geležinės vielos varža yra 0,13 omo. Norint gauti 1 Ohm varžą, reikia paimti 7,7 m tokio laido. Sidabras turi mažiausią varžą. 1 omo varžą galima gauti paėmus 62,5 m sidabrinės vielos, kurios skerspjūvis yra 1 mm². Sidabras yra geriausias laidininkas, tačiau sidabro kaina neįtraukia jo masinio naudojimo galimybės. Po sidabro lentelėje atsiranda varis: 1 m varinės vielos, kurios skerspjūvis yra 1 mm², varža yra 0,0175 omo. Norint gauti 1 omo varžą, reikia paimti 57 m tokio laido.

Chemiškai grynas varis, gautas rafinuojant, buvo plačiai naudojamas elektrotechnikoje, gaminant laidus, kabelius, elektros mašinų ir prietaisų apvijas. Aliuminis ir geležis taip pat plačiai naudojami kaip laidininkai.

Laidininko varžą galima nustatyti pagal formulę:

Kur r– laidininko varža omais; ρ – specifinė laidininko varža; l– laidininko ilgis m; S– laidininko skerspjūvis mm².

1 pavyzdys. Nustatykite 200 m geležinės vielos, kurios skerspjūvis 5 mm², varžą.

2 pavyzdys. Apskaičiuokite 2 km aliuminio vielos, kurios skerspjūvis 2,5 mm², varžą.

Iš varžos formulės galite lengvai nustatyti laidininko ilgį, varžą ir skerspjūvį.

3 pavyzdys. Radijo imtuvui iš nikelio vielos, kurios skerspjūvis yra 0,21 mm², reikia apvynioti 30 omų varžą. Nustatykite reikiamą vielos ilgį.

4 pavyzdys. Nustatykite 20 m nichrominės vielos skerspjūvį, jei jo varža yra 25 omai.

5 pavyzdys. 0,5 mm² skerspjūvio ir 40 m ilgio vielos varža yra 16 omų. Nustatykite vielos medžiagą.

Laidininko medžiaga apibūdina jo varžą.

Remdamiesi varžos lentele, nustatome, kad švinas turi tokią varžą.

Aukščiau buvo nurodyta, kad laidininkų varža priklauso nuo temperatūros. Atlikime tokį eksperimentą. Suvyniokime kelis metrus plonos metalinės vielos spiralės pavidalu ir prijunkite šią spiralę prie akumuliatoriaus grandinės. Norėdami išmatuoti srovę, prie grandinės prijungiame ampermetrą. Kai spiralė kaitinama degiklio liepsnoje, pastebėsite, kad ampermetro rodmenys sumažės. Tai rodo, kad kaitinant metalinės vielos varža didėja.

Kai kurių metalų, kaitinant 100°, varža padidėja 40–50%. Yra lydinių, kurie kaitinant šiek tiek keičia savo atsparumą. Kai kurie specialūs lydiniai, keičiantis temperatūrai, beveik nekeičia atsparumo. Metalinių laidininkų varža didėja didėjant temperatūrai, elektrolitų (skysčių laidininkų), anglies ir kai kurių kietosios medžiagos, priešingai, mažėja.

Konstruojant varžos termometrus, naudojamas metalų gebėjimas keisti savo varžą keičiantis temperatūrai. Šis termometras yra platinos viela, suvyniota ant žėručio rėmo. Įdėjus termometrą, pavyzdžiui, į krosnį ir išmatavus platinos vielos varžą prieš ir po kaitinimo, galima nustatyti temperatūrą krosnyje.

Laidininko varžos pokytis kaitinant jį 1 omu pradinės varžos ir 1° temperatūros vadinamas atsparumo temperatūros koeficientas ir žymimas raide α.

Jei esant temperatūrai t 0 laidininko varža yra r 0 ir esant temperatūrai t lygus r t, tada atsparumo temperatūros koeficientas

Pastaba. Skaičiavimas pagal šią formulę gali būti atliekamas tik esant tam tikram temperatūros diapazonui (iki maždaug 200°C).

Pateikiame kai kurių metalų atsparumo temperatūros koeficiento α reikšmes (2 lentelė).

2 lentelė

Kai kurių metalų temperatūros koeficiento vertės

Iš temperatūros pasipriešinimo koeficiento formulės nustatome r t:

r t = r 0 .

6 pavyzdys. Nustatykite geležinės vielos, įkaitintos iki 200 ° C, varžą, jei jos varža 0 ° C temperatūroje buvo 100 omų.

r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 omai.

7 pavyzdys. Atsparumo termometras, pagamintas iš platinos vielos, turėjo 20 omų varžą 15 ° C temperatūroje. Termometras buvo įdėtas į orkaitę ir po kurio laiko buvo išmatuotas jo atsparumas. Paaiškėjo, kad jis yra lygus 29,6 omo. Nustatykite temperatūrą orkaitėje.

Elektrinis laidumas

Iki šiol laidininko varžą laikėme kliūtimi, kurią laidininkas suteikia elektros srovei. Bet vis tiek srovė teka per laidininką. Todėl, be pasipriešinimo (kliūties), laidininkas taip pat turi galimybę praleisti elektros srovę, tai yra laidumą.

Kuo laidininkas turi didesnę varžą, tuo mažesnis jo laidumas, blogiau praleidžia elektros srovę, ir atvirkščiai, kuo mažesnė laidininko varža, tuo didesnis laidumas, tuo lengviau srovei pereiti laidininką. Todėl laidininko varža ir laidumas yra abipusiai dydžiai.

Iš matematikos žinoma, kad atvirkštinė 5 yra 1/5 ir atvirkščiai, atvirkštinė 1/7 yra 7. Todėl jei laidininko varža žymima raide r, tada laidumas apibrėžiamas kaip 1/ r. Laidumą dažniausiai simbolizuoja raidė g.

Elektros laidumas matuojamas (1/Ohm) arba siemens.

8 pavyzdys. Laidininko varža yra 20 omų. Nustatykite jo laidumą.

Jeigu r= tada 20 omų

9 pavyzdys. Laidininko laidumas yra 0,1 (1/Ohm). Nustatykite jo atsparumą

Jei g = 0,1 (1 / Ohm), tada r= 1 / 0,1 = 10 (omų)

Elektrinė varža, arba tiesiog varža medžiaga – fizinis dydis, apibūdinantis medžiagos gebėjimą neleisti elektros srovei praeiti.

Atsparumas žymimas graikiška raide ρ. Savitosios varžos grįžtamasis dydis vadinamas savituoju laidumu (elektros laidumu). Skirtingai nuo elektros varžos, kuri yra nuosavybė dirigentas ir priklausomai nuo jo medžiagos, formos ir dydžio, elektrinė varža yra tik savybė medžiagų.

Vienalyčio laidininko, kurio savitoji varža ρ, elektrinė varža, ilgis l ir skerspjūvio plotas S galima apskaičiuoti naudojant formulę R = ρ ⋅ l S (\displaystyle R=(\frac (\rho \cdot l)(S)))(daroma prielaida, kad nei plotas, nei skerspjūvio forma išilgai laidininko nesikeičia). Atitinkamai, ρ turime ρ = R ⋅ S l . (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)).)

Iš paskutinės formulės išplaukia: fizinė medžiagos savitoji reikšmė yra ta, kad ji reiškia vienalyčio, vienetinio ilgio ir vienetinio skerspjūvio ploto, pagaminto iš šios medžiagos, varžą.

Enciklopedinis „YouTube“.

• 1 / 5

  Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) varžos vienetas yra Ohm · . Iš santykio ρ = R ⋅ S l (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l))) Iš to išplaukia, kad savitosios varžos matavimo vienetas SI sistemoje yra lygus medžiagos, kurioje iš šios medžiagos pagamintas 1 m ilgio vienalytis laidininkas, kurio skerspjūvio plotas 1 m², varža yra lygi medžiagos varžai. iki 1 omo. Atitinkamai, savavališkos medžiagos savitoji varža, išreikšta SI vienetais, yra skaitine prasme lygi elektros grandinės, pagamintos iš tam tikros medžiagos, atkarpos, kurios ilgis yra 1 m, o skerspjūvio plotas yra 1 m², varžai.

  Technologijoje taip pat naudojamas pasenęs nesisteminis vienetas Ohm mm²/m, lygus 10–6 iš 1 Ohm m. Šis vienetas yra lygus medžiagos savitumui, kai iš šios medžiagos pagamintas 1 m ilgio vienalytis laidininkas, kurio skerspjūvio plotas yra 1 mm², turi varžą, lygią 1 omai. Atitinkamai, medžiagos savitoji varža, išreikšta šiais vienetais, skaitine prasme yra lygi elektros grandinės, pagamintos iš šios medžiagos, 1 m ilgio ir 1 mm² skerspjūvio ploto, varžai.

  Atsparumo sampratos apibendrinimas

  Taip pat galima nustatyti nevienodos medžiagos, kurios savybės skiriasi nuo taško, varžą. Šiuo atveju tai ne konstanta, o skaliarinė koordinačių funkcija – koeficientas, susijęs su elektrinio lauko stiprumu E → (r →) (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r)))) ir srovės tankis J → (r →) (\displaystyle (\vec (J))((\vec (r))))Šiuo atveju r → (\displaystyle (\vec (r))). Šį ryšį Omo dėsnis išreiškia diferencine forma:

  E → (r →) = ρ (r →) J → (r →) . (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r)))=\rho ((\vec (r)))(\vec (J))((\vec (r))).)

  Ši formulė galioja heterogeninei, bet izotropinei medžiagai. Medžiaga taip pat gali būti anizotropinė (dauguma kristalų, įmagnetinta plazma ir kt.), ty jos savybės gali priklausyti nuo krypties. Šiuo atveju varža yra nuo koordinačių priklausomas antrojo rango tenzorius, turintis devynis komponentus. Anizotropinėje medžiagoje srovės tankio ir elektrinio lauko stiprumo vektoriai kiekviename tam tikrame medžiagos taške nėra nukreipti kartu; ryšys tarp jų išreiškiamas santykiu

  E i (r →) = ∑ j = 1 3 ρ i j (r →) J j (r →) . (\displaystyle E_(i)((\vec (r)))=\sum _(j=1)^(3)\rho _(ij)((\vec (r)))J_(j)(( \vec (r))).)

  Anizotropinėje, bet vienalytėje medžiagoje tenzoras ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) nepriklauso nuo koordinačių.

  Tenzoras ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) simetriškas, tai yra bet kokiam i (\displaystyle i) Ir j (\displaystyle j) atlikta ρ i j = ρ j i (\displaystyle \rho _(ij)=\rho _(ji)).

  Kalbant apie bet kurį simetrinį tenzorių, už ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) galite pasirinkti stačiakampę Dekarto koordinačių sistemą, kurioje matrica ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) tampa įstrižainės, tai yra, jis įgauna formą, kurioje iš devynių komponentų ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) Tik trys yra ne nulis: ρ 11 (\displaystyle \rho _(11)), ρ 22 (\displaystyle \rho _(22)) Ir ρ 33 (\displaystyle \rho _(33)). Šiuo atveju nurodant ρ i i (\displaystyle \rho _(ii)) kaip vietoj ankstesnės formulės gauname paprastesnę

  E i = ρ i J i . (\displaystyle E_(i)=\rho _(i)J_(i).)

  Kiekiai ρ i (\displaystyle \rho _(i)) paskambino pagrindinės vertybės varžos tenzorius.

  Ryšys su laidumu

  Izotropinėse medžiagose varžos santykis ρ (\displaystyle \rho ) ir savitasis laidumas σ (\displaystyle \sigma ) išreikšta lygybe

  ρ = 1 σ. (\displaystyle \rho =(\frac (1)(\sigma )).)

  Anizotropinių medžiagų atveju savitosios tenzoriaus komponentų santykis ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) o laidumo tenzorius yra sudėtingesnis. Iš tiesų, Omo dėsnis diferencine forma anizotropinėms medžiagoms turi tokią formą:

  J i (r →) = ∑ j = 1 3 σ i j (r →) E j (r →) . (\displaystyle J_(i)((\vec (r)))=\sum _(j=1)^(3)\sigma _(ij)((\vec (r)))E_(j)(( \vec (r))).)

  Iš šios lygybės ir anksčiau pateikto santykio už E i (r →) (\displaystyle E_(i)((\vec (r)))) iš to išplaukia, kad varžos tenzorius yra atvirkštinis laidumo tenzoriui. Atsižvelgiant į tai, varžos tenzoriaus komponentams galioja šie dalykai:

  ρ 11 = 1 det (σ) [ σ 22 σ 33 − σ 23 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(11)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 22)\sigma _(33)-\sigma _(23)\sigma _(32)],) ρ 12 = 1 det (σ) [ σ 33 σ 12 − σ 13 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(12)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 33)\sigma _(12)-\sigma _(13)\sigma _(32)],)

  Kur det (σ) (\displaystyle \det(\sigma)) yra matricos, sudarytos iš tenzoriaus komponentų, determinantas σ i j (\displaystyle \sigma _(ij)). Likę varžos tenzoriaus komponentai gaunami iš aukščiau pateiktų lygčių dėl ciklinio indeksų pertvarkymo. 1 , 2 Ir 3 .

  Kai kurių medžiagų elektrinė varža

  Metaliniai monokristalai

  Lentelėje pateiktos pagrindinės monokristalų varžos tenzoriaus vertės 20 °C temperatūroje.

  Kristalas	ρ 1 =ρ 2, 10 −8 Ohm m	ρ 3, 10–8 Ohm m
  Skardos	9,9	14,3
  Bismutas	109	138
  kadmis	6,8	8,3
  Cinkas	5,91	6,13

  Turinys:

  Elektrotechnikoje vienas iš pagrindinių elektros grandinių elementų yra laidai. Jų užduotis yra praleisti elektros srovę su minimaliais nuostoliais. Jau seniai eksperimentiškai nustatyta, kad norint sumažinti elektros nuostolius, laidus geriausia daryti iš sidabro. Būtent šis metalas suteikia laidininko savybes su minimalia varža omais. Tačiau kadangi šis taurusis metalas yra brangus, jo naudojimas pramonėje yra labai ribotas.

  Aliuminis ir varis tapo pagrindiniais laidų metalais. Deja, geležies, kaip elektros laidininko, varža yra per didelė, kad būtų galima pagaminti gerą laidą. Nepaisant mažesnės kainos, jis naudojamas tik kaip laikančioji bazė elektros linijų laidai.

  Tokie skirtingi pasipriešinimai

  Atsparumas matuojamas omais. Tačiau laidams ši vertė yra labai maža. Jei bandysite atlikti matavimus testeriu varžos matavimo režimu, bus sunku gauti teisingą rezultatą. Be to, kad ir kokį laidą imtume, rezultatas įrenginio ekrane mažai skirsis. Bet tai nereiškia, kad iš tikrųjų šių laidų elektrinė varža turės tokį patį poveikį elektros nuostoliams. Norėdami tai patikrinti, turite išanalizuoti atsparumui apskaičiuoti naudojamą formulę:

  Šioje formulėje naudojami tokie kiekiai:

  

  Pasirodo, pasipriešinimas lemia pasipriešinimą. Yra pasipriešinimas, apskaičiuotas pagal formulę, naudojant kitą pasipriešinimą. Ši varža ρ (graikiška raidė rho) lemia konkretaus metalo, kaip elektros laidininko, pranašumą:

  

  Todėl, jei naudosite varį, geležį, sidabrą ar bet kokią kitą medžiagą identiškiems specialaus dizaino laidams ar laidininkams, ši medžiaga atliks pagrindinį vaidmenį savo elektrinėse savybėse.

  

  Tačiau iš tikrųjų situacija su pasipriešinimu yra sudėtingesnė nei tiesiog skaičiuojant naudojant aukščiau pateiktas formules. Šiose formulėse neatsižvelgiama į laidininko skersmens temperatūrą ir formą. Didėjant temperatūrai, vario, kaip ir bet kurio kito metalo, savitoji varža didėja. Labai aiškus to pavyzdys būtų kaitrinė lemputė. Jo spiralės varžą galite išmatuoti testeriu. Tada, išmatavę srovę grandinėje su šia lempa, naudokite Omo dėsnį, kad apskaičiuotumėte jos atsparumą švytėjimo būsenoje. Rezultatas bus daug didesnis nei matuojant varžą testeriu.

  Taip pat varis nesuteiks laukiamo efektyvumo esant didelėms srovėms, jei nepaisoma laidininko skerspjūvio formos. Dėl odos efekto, kuris atsiranda tiesiogiai proporcingai srovės padidėjimui, apskrito skerspjūvio laidininkai tampa neveiksmingi, net jei naudojamas sidabras ar varis. Dėl šios priežasties apvalios varinės vielos varža esant didelei srovei gali būti didesnė nei plokščios aliuminio vielos.

  Be to, net jei jų skersmens plotai yra vienodi. Esant kintamajai srovei, taip pat atsiranda odos efektas, kuris didėja didėjant srovės dažniui. Odos efektas reiškia srovės tendenciją tekėti arčiau laidininko paviršiaus. Dėl šios priežasties kai kuriais atvejais naudingiau naudoti sidabrinę laidų dangą. Net šiek tiek sumažinus sidabruoto vario laidininko paviršiaus varžą, signalo praradimas žymiai sumažėja.

  Atsparumo sampratos apibendrinimas

  Kaip ir bet kuriuo kitu atveju, susijusiu su matmenų rodymu, varža išreiškiama skirtingos sistemos vienetų. SI (Tarptautinė vienetų sistema) naudoja ohm m, tačiau taip pat priimtina naudoti Ohm*kV mm/m (tai nesisteminis varžos vienetas). Tačiau tikrame laidininke varžos vertė nėra pastovi. Kadangi visos medžiagos turi tam tikrą grynumą, kuris gali skirtis priklausomai nuo taško, reikėjo sukurti atitinkamą tikrosios medžiagos atsparumo atvaizdą. Šis pasireiškimas buvo Omo dėsnis diferencine forma:

  

  Šis įstatymas greičiausiai nebus taikomas namų ūkio mokėjimams. Tačiau projektuojant įvairius elektroninius komponentus, pavyzdžiui, rezistorius, kristalinius elementus, jis tikrai naudojamas. Kadangi tai leidžia atlikti skaičiavimus pagal tam tikrą tašką, kuriame yra srovės tankis ir elektrinio lauko stiprumas. Ir atitinkama varža. Formulė naudojama nehomogeninėms izotropinėms ir anizotropinėms medžiagoms (kristalams, dujų išleidimui ir kt.).

  Kaip gauti gryno vario

  Siekiant sumažinti nuostolius variniuose laiduose ir kabelių gyslose, jis turi būti ypač grynas. Tai pasiekiama specialiais technologiniai procesai:

  • remiantis elektronų pluošto ir zonos lydymu;
  • pakartotinis elektrolizės valymas.