Бодисын эсэргүүцэл гэж юу вэ? Хариулах энгийн үгээрЭнэ асуултад хариулахын тулд та физикийн хичээлийг санаж, энэ тодорхойлолтын бие махбодийн биелэлийг төсөөлөх хэрэгтэй. Бодисоор цахилгаан гүйдэл дамждаг бөгөөд энэ нь эргээд ямар нэгэн хүчээр гүйдэл дамжуулахаас сэргийлдэг.
Бодисын эсэргүүцлийн тухай ойлголт
Энэ нь тухайн бодис нь гүйдлийн урсгалд хэр хүчтэй саад учруулж байгааг харуулдаг бөгөөд энэ нь тодорхой эсэргүүцэл юм (Латин "rho" үсэг). Олон улсын нэгжийн системд эсэргүүцэл Омоор илэрхийлэгдэнэ, метрээр үржүүлсэн. Тооцооллын томъёо нь: "Эсэргүүцлийг хөндлөн огтлолын талбайгаар үржүүлж, дамжуулагчийн уртад хуваана."
"Эсэргүүцлийг олоход яагаад өөр эсэргүүцэл ашигладаг вэ?" Гэсэн асуулт гарч ирнэ. Хариулт нь энгийн, хоёр өөр хэмжигдэхүүн байдаг - эсэргүүцэл ба эсэргүүцэл. Хоёр дахь нь тухайн бодис түүгээр гүйдэл дамжихаас хэрхэн хамгаалах чадвартайг харуулсан бол эхнийх нь бараг ижил зүйлийг харуулж байна. бид ярьж байнаерөнхий утгаараа бодисын тухай биш, харин энэ бодисоор хийгдсэн тодорхой урт, хөндлөн огтлолтой дамжуулагчийн тухай.
Бодисын цахилгаан дамжуулах чадварыг тодорхойлдог харилцан хэмжигдэхүүнийг тусгай цахилгаан дамжуулах чанар гэж нэрлэдэг бөгөөд хувийн эсэргүүцлийг тооцоолох томъёо нь тусгай дамжуулалттай шууд хамааралтай байдаг.
Зэсийн хэрэглээ
Эсэргүүцлийн тухай ойлголтыг цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадварыг тооцоолоход өргөн ашигладаг. төрөл бүрийн металлууд. Эдгээр тооцоонд үндэслэн барилга байгууламж, багаж хэрэгсэл болон бусад салбарт ашигладаг цахилгаан дамжуулагчийг үйлдвэрлэхэд тодорхой металлыг ашиглах нь зүйтэй гэсэн шийдвэрийг гаргадаг.
Металл эсэргүүцлийн хүснэгт
Тодорхой хүснэгтүүд байдаг уу? Металлын дамжуулалт ба эсэргүүцлийн талаархи мэдээллийг нэгтгэдэг бөгөөд дүрмээр бол эдгээр хүснэгтийг тодорхой нөхцөлд тооцдог.
Ялангуяа энэ нь өргөн тархсан байдаг металл монокристал эсэргүүцлийн хүснэгтхорин градусын температурт, түүнчлэн металл ба хайлшийн эсэргүүцлийн хүснэгт.
Эдгээр хүснэгтүүд нь янз бүрийн өгөгдлийг тооцоолоход ашиглагддаг хамгийн тохиромжтой нөхцөлТодорхой зорилгоор утгыг тооцоолохын тулд та томъёог ашиглах хэрэгтэй.
Зэс. Түүний шинж чанар, шинж чанар
Бодис ба шинж чанарын тодорхойлолт
Зэс бол хүн төрөлхтний эрт дээр үеэс нээсэн бөгөөд мөн олон жилийн турш техникийн зориулалтаар ашиглагдаж ирсэн металл юм. Зэс нь цахилгаан дамжуулах өндөр чадвартай, уян хатан, уян хатан металл бөгөөд янз бүрийн утас, дамжуулагч хийхэд маш их алдартай байдаг.
Зэсийн физик шинж чанар:
- хайлах цэг - Цельсийн 1084 градус;
- буцлах цэг - 2560 хэм;
- 20 градусын нягтрал - шоо метрээр хуваагдсан 8890 килограмм;
- тогтмол даралт ба температурын хувийн дулааны багтаамж 20 градус - 385 кЖ/Ж*кг
- цахилгаан эсэргүүцэл - 0.01724;
Зэсийн агуулга
Энэ металлыг хэд хэдэн бүлэг буюу зэрэглэлд хувааж болох бөгөөд тус бүр нь өөрийн гэсэн шинж чанартай, үйлдвэрлэлд өөрийн гэсэн хэрэглээтэй байдаг.
- M00, M0, M1 зэрэг нь утас, дамжуулагчийг дахин хайлуулах үед хүчилтөрөгчийн хэт ханалтыг арилгадаг.
- M2 ба M3 зэрэг нь бага оврын өнхрөхөд зориулагдсан хямд өртөгтэй сонголтууд бөгөөд ихэнх жижиг хэмжээний техникийн болон үйлдвэрлэлийн даалгавруудыг хангадаг.
- M1, M1f, M1r, M2r, M3r брэндүүд үнэтэй брэндүүдтодорхой шаардлага, хүсэлтээр тодорхой хэрэглэгчдэд зориулан үйлдвэрлэсэн зэс.
Бие биенийхээ хоорондох тамга хэд хэдэн талаараа ялгаатай:
Зэсийн шинж чанарт хольцын нөлөө
Бохирдол нь бүтээгдэхүүний механик, техникийн болон гүйцэтгэлийн шинж чанарт нөлөөлдөг.
Тодорхой цахилгаан эсэргүүцэл, эсвэл зүгээр л бодисын эсэргүүцэл - физик хэмжигдэхүүнцахилгаан гүйдэл дамжуулахаас урьдчилан сэргийлэх бодисын чадварыг тодорхойлдог.
ЭсэргүүцэлГрекийн ρ үсгээр тэмдэглэсэн. Эсэргүүцлийн харилцан хамаарлыг тусгай дамжуулалт (цахилгаан дамжуулах чанар) гэж нэрлэдэг. Цахилгаан эсэргүүцэлээс ялгаатай нь дамжуулагчийн өмч бөгөөд түүний материал, хэлбэр, хэмжээ зэргээс хамаардаг бол цахилгаан эсэргүүцэл нь зөвхөн бодисын шинж чанар юм.
Цахилгаан эсэргүүцэлЭсэргүүцэл ρ, урт l, хөндлөн огтлолын талбай S-тэй нэгэн төрлийн дамжуулагчийн томъёог ашиглан тооцоолж болно (дамжуулагчийн дагуу талбай болон хөндлөн огтлолын хэлбэр өөрчлөгдөхгүй гэж үздэг). Үүний дагуу бид ρ-ийн хувьд байна
Сүүлийн томъёоноос харахад дараах байдалтай байна. физик утгаБодисын эсэргүүцэл гэдэг нь энэ бодисоор хийгдсэн нэгж урттай, нэгж хөндлөн огтлолтой нэгэн төрлийн дамжуулагчийн эсэргүүцлийг илэрхийлдэгт оршино.
Олон улсын нэгжийн систем (SI) дахь эсэргүүцлийн нэгж нь Ом м байна.
Харилцаанаас үзэхэд SI систем дэх эсэргүүцлийн хэмжлийн нэгж нь энэ бодисоор хийсэн 1 м² хөндлөн огтлолын талбай бүхий 1 м урт нэгэн төрлийн дамжуулагч байх бодисын эсэргүүцэлтэй тэнцүү байна. эсэргүүцэл нь 1 Ом-тэй тэнцүү. Үүний дагуу SI нэгжээр илэрхийлсэн дурын бодисын эсэргүүцэл нь 1 м урттай, 1 м² хөндлөн огтлолын талбай бүхий өгөгдсөн бодисоор хийсэн цахилгаан хэлхээний хэсгийн эсэргүүцэлтэй тоогоор тэнцүү байна.
Технологийн хувьд 1 Ом-ын 10 −6-тай тэнцэх Ohm mm²/m-ийн хуучирсан системийн бус нэгжийг бас ашигладаг. Энэ нэгж нь энэ бодисоор хийсэн 1 мм² хөндлөн огтлолын талбай бүхий 1 м урт нэгэн төрлийн дамжуулагч нь 1 Ом-тэй тэнцэх эсэргүүцэлтэй бодисын эсэргүүцэлтэй тэнцүү байна. Үүний дагуу эдгээр нэгжээр илэрхийлсэн бодисын эсэргүүцэл нь 1 м урттай, 1 мм² хөндлөн огтлолын талбайтай энэ бодисоор хийгдсэн цахилгаан хэлхээний хэсгийн эсэргүүцэлтэй тоогоор тэнцүү байна.
Цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) нь гадны хүчний ажлыг тодорхойлдог скаляр физик хэмжигдэхүүн юм, өөрөөр хэлбэл бараг суурин тогтмол гүйдлийн болон хувьсах гүйдлийн хэлхээнд ажилладаг цахилгаан бус гаралтай аливаа хүч юм. Хаалттай дамжуулагч гогцоонд EMF нь нэгжийг хөдөлгөх эдгээр хүчний ажилтай тэнцүү байна эерэг цэнэгбүх контурын дагуу.
Цахилгаан талбайн хүч чадалтай зүйрлэснээр гадны хүчний хүч гэдэг ойлголтыг нэвтрүүлсэн бөгөөд энэ нь туршилтанд нөлөөлж буй гадны хүчний харьцаатай тэнцүү вектор физик хэмжигдэхүүн гэж ойлгогддог. цахилгаан цэнэг, энэ цэнэгийн хэмжээ хүртэл. Дараа нь хаалттай гогцоонд EMF нь дараахтай тэнцүү болно.
контурын элемент хаана байна.
EMF нь хүчдэлийн нэгэн адил Олон улсын нэгжийн системд (SI) вольтоор хэмжигддэг. Бид хэлхээний аль ч хэсэгт цахилгаан хөдөлгөх хүчний талаар ярьж болно. Энэ бол бүхэл бүтэн хэлхээнд биш, зөвхөн тухайн бүс нутагт гадны хүчний тодорхой ажил юм. Гальваник эсийн EMF нь элемент доторх нэг эерэг цэнэгийг нэг туйлаас нөгөөд шилжүүлэх үед гадны хүчний ажил юм. Гадны хүч нь потенциал бус бөгөөд тэдгээрийн ажил нь траекторийн хэлбэрээс хамаардаг тул гадны хүчний ажлыг боломжит зөрүүгээр илэрхийлэх боломжгүй. Жишээлбэл, гүйдлийн терминалуудын хооронд цэнэгийг шилжүүлэхэд гадны хүчний ажил юу вэ? эх үүсвэр нь тэг байна.
Боломжит зөрүүтэй терминалууд дээр цахилгаан хэлхээг хаах үед цахилгаан гүйдэл үүсдэг. Цахилгаан орны хүчний нөлөөн дор чөлөөт электронууд дамжуулагчийн дагуу хөдөлдөг. Хөдөлгөөний явцад электронууд дамжуулагчийн атомуудтай мөргөлдөж, тэдгээрийн нөөцийг өгдөг кинетик энерги. Электрон хөдөлгөөний хурд тасралтгүй өөрчлөгддөг: электронууд атом, молекул болон бусад электронуудтай мөргөлдөх үед энэ нь буурч, дараа нь цахилгаан талбайн нөлөөн дор нэмэгдэж, шинэ мөргөлдөөний үед дахин буурдаг. Үүний үр дүнд дамжуулагчийг суурилуулсан жигд хөдөлгөөнсекундэд хэдэн см-ийн хурдтай электронуудын урсгал. Үүний үр дүнд дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх электронууд түүний хажуугийн хөдөлгөөнд үргэлж эсэргүүцэлтэй тулгардаг. Цахилгаан гүйдэл дамжуулагчаар дамжин өнгөрөхөд сүүлийнх нь халдаг.
Цахилгаан эсэргүүцэл
Зориулалтын дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл Латин үсэг r, нь хувиргах бие эсвэл орчны өмч юм цахилгаан эрчим хүчцахилгаан гүйдэл дамжин өнгөрөх үед халуунд .
Диаграммд цахилгаан эсэргүүцлийг Зураг 1-д үзүүлсний дагуу харуулав. А.
Хэлхээний гүйдлийг өөрчлөхөд үйлчилдэг хувьсах цахилгаан эсэргүүцлийг нэрлэдэг реостат. Диаграммд реостатуудыг 1-р зурагт үзүүлсний дагуу тодорхойлсон болно. б. IN ерөнхий үзэлРеостатыг тусгаарлагч суурь дээр ороосон нэг эсэргүүцэлтэй утаснаас хийдэг. Гулсагч эсвэл реостатын хөшүүргийг тодорхой байрлалд байрлуулсан бөгөөд үүний үр дүнд шаардлагатай эсэргүүцлийг хэлхээнд оруулна.
Жижиг хөндлөн огтлолтой урт дамжуулагч нь гүйдэлд их хэмжээний эсэргүүцлийг бий болгодог. Том хөндлөн огтлолтой богино дамжуулагч нь гүйдэлд бага эсэргүүцэл үзүүлдэг.
Хэрэв бид хоёр дамжуулагчийг авах юм бол янз бүрийн материал, гэхдээ ижил урт ба хөндлөн огтлолтой бол дамжуулагч нь өөр өөр гүйдэл дамжуулах болно. Энэ нь дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь дамжуулагчийн материалаас хамаардаг болохыг харуулж байна.
Дамжуулагчийн температур нь түүний эсэргүүцэлд бас нөлөөлдөг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр металлын эсэргүүцэл нэмэгдэж, шингэн болон нүүрсний эсэргүүцэл буурдаг. Зөвхөн зарим тусгай металлын хайлш (манганин, константан, никель болон бусад) температур нэмэгдэхийн хэрээр эсэргүүцлээ бараг өөрчилдөггүй.
Тиймээс дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл нь: 1) дамжуулагчийн урт, 2) дамжуулагчийн хөндлөн огтлол, 3) дамжуулагчийн материал, 4) дамжуулагчийн температураас хамаарна.
Эсэргүүцлийн нэгж нь нэг ом юм. Грек хэлээр омыг ихэвчлэн тэмдэглэдэг том үсэгΩ (омега). Тиймээс "Дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь 15 Ом" гэж бичихийн оронд та зүгээр л бичиж болно: r= 15 Ом.
1000 ом-ыг 1 гэж нэрлэдэг килоом(1 кОм эсвэл 1 кОм),
1,000,000 омыг 1 гэж нэрлэдэг мегаом(1мОм эсвэл 1МΩ).
Янз бүрийн материалаас дамжуулагчийн эсэргүүцлийг харьцуулахдаа дээж бүрийн хувьд тодорхой урт, хөндлөн огтлолыг авах шаардлагатай. Дараа нь бид аль материал нь цахилгаан гүйдэл илүү сайн эсвэл муу дамжуулдаг болохыг шүүх боломжтой болно.
Видео 1. Дамжуулагчийн эсэргүүцэл
Цахилгаан эсэргүүцэл
1 м урт, 1 мм² хөндлөн огтлолтой дамжуулагчийн ом дахь эсэргүүцлийг гэнэ эсэргүүцэлба Грек үсгээр тэмдэглэсэн ρ (ro).
Хүснэгт 1-д зарим дамжуулагчийн эсэргүүцлийг харуулав.
Хүснэгт 1
Төрөл бүрийн дамжуулагчийн эсэргүүцэл
Хүснэгтээс харахад 1 м урт, 1 мм² хөндлөн огтлолтой төмөр утас нь 0.13 Ом эсэргүүцэлтэй байна. 1 Ом эсэргүүцэл авахын тулд та 7.7 м ийм утас авах хэрэгтэй. Мөнгө нь хамгийн бага эсэргүүцэлтэй байдаг. 1 мм² хөндлөн огтлолтой 62.5 м мөнгөн утсыг авснаар 1 Ом эсэргүүцлийг олж авах боломжтой. Мөнгө бол хамгийн сайн дамжуулагч боловч мөнгөний өртөг нь түүнийг их хэмжээгээр ашиглах боломжийг үгүйсгэдэг. Хүснэгтэнд мөнгөний дараа зэс орж ирдэг: 1 мм² хөндлөн огтлолтой 1 м зэс утас нь 0.0175 Ом эсэргүүцэлтэй байдаг. 1 ом эсэргүүцэл авахын тулд та 57 м ийм утас авах хэрэгтэй.
Цэвэршүүлэх замаар гаргаж авсан химийн цэвэр зэс нь цахилгаан инженерчлэлд утас, кабель, цахилгаан машин, төхөөрөмжийн ороомог үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг. Хөнгөн цагаан, төмрийг мөн дамжуулагч болгон өргөн ашигладаг.
Дамжуулагчийн эсэргүүцлийг дараах томъёогоор тодорхойлж болно.
Хаана r- Ом дахь дамжуулагчийн эсэргүүцэл; ρ - дамжуулагчийн тодорхой эсэргүүцэл; л- дамжуулагчийн урт м-ээр; С– мм²-ээр дамжуулагчийн хөндлөн огтлол.
Жишээ 1. 5 мм² хөндлөн огтлолтой 200 м төмөр утасны эсэргүүцлийг тодорхойлно.
Жишээ 2. 2.5 мм² хөндлөн огтлолтой 2 км хөнгөн цагаан утасны эсэргүүцлийг тооцоол.
Эсэргүүцлийн томъёоноос та дамжуулагчийн урт, эсэргүүцэл, хөндлөн огтлолыг хялбархан тодорхойлж болно.
Жишээ 3.Радио хүлээн авагчийн хувьд 0.21 мм² хөндлөн огтлолтой никель утаснаас 30 Ом эсэргүүцэлтэй байх шаардлагатай. Шаардлагатай утасны уртыг тодорхойлно.
Жишээ 4.Эсэргүүцэл нь 25 Ом бол 20 м никром утасны хөндлөн огтлолыг тодорхойлно.
Жишээ 5. 0.5 мм² хөндлөн огтлолтой, 40 м урттай утас нь 16 Ом эсэргүүцэлтэй байдаг. Утасны материалыг тодорхойлох.
Дамжуулагчийн материал нь түүний эсэргүүцлийг тодорхойлдог.
Эсэргүүцлийн хүснэгтэд үндэслэн хар тугалга нь ийм эсэргүүцэлтэй байдаг.
Дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь температураас хамаарна гэж дээр дурдсан. Дараах туршилтыг хийцгээе. Хэдэн метрийн нимгэн төмөр утсыг спираль хэлбэрээр салхилж, энэ спиральыг зайны хэлхээнд холбоно. Гүйдлийг хэмжихийн тулд бид амперметрийг хэлхээнд холбодог. Ороомог шатаагчны дөлөөр халах үед амперметрийн заалт буурах болно. Энэ нь металл утасны эсэргүүцэл нь халах үед нэмэгддэг болохыг харуулж байна.
Зарим металлын хувьд 100 ° -аар халах үед эсэргүүцэл нь 40-50% -иар нэмэгддэг. Халаахад эсэргүүцлээ бага зэрэг өөрчилдөг хайлш байдаг. Зарим тусгай хайлш нь температур өөрчлөгдөхөд эсэргүүцэл бараг өөрчлөгддөггүй. Металл дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь температур нэмэгдэх тусам электролит (шингэн дамжуулагч), нүүрс болон зарим бодисын эсэргүүцэл нэмэгддэг. хатуу бодис, эсрэгээр нь буурдаг.
Температурын өөрчлөлтөд металлын эсэргүүцлийг өөрчлөх чадварыг эсэргүүцлийн термометр барихад ашигладаг. Энэхүү термометр нь гялтгануур хүрээ дээр ороосон цагаан алтны утас юм. Жишээлбэл, термометрийг зууханд байрлуулж, халаахаас өмнө болон дараа нь цагаан алтны утасны эсэргүүцлийг хэмжих замаар зуухны температурыг тодорхойлж болно.
Анхны эсэргүүцлийн 1 ом ба 1 ° температурт халаах үед дамжуулагчийн эсэргүүцлийн өөрчлөлтийг гэнэ. эсэргүүцлийн температурын коэффициентба α үсгээр тэмдэглэнэ.
Хэрэв температуртай бол т 0 дамжуулагчийн эсэргүүцэл r 0 ба температурт ттэнцүү байна р т, дараа нь эсэргүүцлийн температурын коэффициент
Анхаарна уу.Энэ томъёог ашиглан тооцооллыг зөвхөн тодорхой температурын хязгаарт (ойролцоогоор 200 ° C хүртэл) хийж болно.
Зарим металлын α эсэргүүцлийн температурын коэффициентийн утгыг бид толилуулж байна (Хүснэгт 2).
хүснэгт 2
Зарим металлын температурын коэффициентийн утга
Эсэргүүцлийн температурын коэффициентийн томъёоноос бид тодорхойлно р т:
р т = r 0 .
Жишээ 6. 200°С хүртэл халаасан төмөр утасны эсэргүүцлийг 0°С-т 100 Ом байсан бол тодорхойл.
р т = r 0 = 100 (1 + 0.0066 × 200) = 232 Ом.
Жишээ 7.Платин утсаар хийсэн эсэргүүцлийн термометр нь 15 ° C температурт өрөөнд 20 Ом эсэргүүцэлтэй байв. Термометрийг зууханд хийж, хэсэг хугацааны дараа түүний эсэргүүцлийг хэмжсэн. Энэ нь 29.6 Ом-той тэнцүү болсон. Зууханд байгаа температурыг тодорхойлно.
Цахилгаан дамжуулах чанар
Одоогийн байдлаар бид дамжуулагчийн эсэргүүцлийг цахилгаан гүйдэлд хүргэдэг саад тотгор гэж үзсэн. Гэсэн хэдий ч гүйдэл дамжуулагчаар дамждаг. Тиймээс дамжуулагч нь эсэргүүцэл (саад тотгор) -оос гадна цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадвартай, өөрөөр хэлбэл дамжуулах чадвартай байдаг.
Дамжуулагчийн эсэргүүцэл их байх тусам дамжуулах чанар нь бага байх тусам цахилгаан гүйдлийг муу дамжуулдаг бөгөөд эсрэгээр дамжуулагчийн эсэргүүцэл бага байх тусам дамжуулагчийн дамжуулалт их байх тусам гүйдэл дамжуулагчаар дамжин өнгөрөхөд хялбар байдаг. Тиймээс дамжуулагчийн эсэргүүцэл ба дамжуулах чанар нь харилцан хэмжигдэхүүн юм.
Математикаас 5-ын урвуу нь 1/5, харин эсрэгээр 1/7-ийн урвуу нь 7 гэдгийг мэддэг. Тиймээс дамжуулагчийн эсэргүүцлийг үсгээр тэмдэглэвэл. r, тэгвэл дамжуулах чадварыг 1/ гэж тодорхойлно. r. Дамжуулах чадварыг ихэвчлэн g үсгээр тэмдэглэдэг.
Цахилгаан дамжуулах чанарыг (1/Ом) эсвэл siemens-ээр хэмждэг.
Жишээ 8.Дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь 20 Ом байна. Түүний дамжуулалтыг тодорхойлох.
Хэрэв r= 20 Ом, тэгвэл
Жишээ 9.Дамжуулагчийн дамжуулалт нь 0.1 (1/Ом) байна. Түүний эсэргүүцлийг тодорхойлох
Хэрэв g = 0.1 (1/Ом) бол r= 1 / 0.1 = 10 (Ом)
Цахилгаан эсэргүүцэл, эсвэл зүгээр л эсэргүүцэлбодис - цахилгаан гүйдэл дамжуулахаас сэргийлэх бодисын чадварыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн.
Эсэргүүцлийг Грекийн ρ үсгээр тэмдэглэв. Эсэргүүцлийн харилцан хамаарлыг тусгай дамжуулалт (цахилгаан дамжуулах чанар) гэж нэрлэдэг. Цахилгаан эсэргүүцэлээс ялгаатай нь өмч юм дамжуулагчмөн түүний материал, хэлбэр, хэмжээ зэргээс хамааран цахилгаан эсэргүүцэл нь зөвхөн өмч болно бодисууд.
ρ эсэргүүцэлтэй нэгэн төрлийн дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл, урт лболон хөндлөн огтлолын талбай Стомъёог ашиглан тооцоолж болно R = ρ ⋅ l S (\displaystyle R=(\frac (\rho \cdot l)(S)))(дамжуулагчийн дагуу талбай болон хөндлөн огтлолын хэлбэр өөрчлөгдөхгүй гэж үздэг). Үүний дагуу бид ρ-ийн хувьд байна ρ = R ⋅ S l . (\ displaystyle \ rho = (\ frac (R \ cdot S) (l)).)
Сүүлчийн томъёоноос харахад: бодисын эсэргүүцлийн физик утга нь энэ бодисоор хийгдсэн нэгж урттай, нэгж хөндлөн огтлолтой нэгэн төрлийн дамжуулагчийн эсэргүүцлийг илэрхийлдэг.
Нэвтэрхий толь бичиг YouTube
-
1 / 5
Олон улсын нэгжийн систем (SI) дахь эсэргүүцлийн нэгж нь Ом · . Харилцаанаас ρ = R ⋅ S l (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)))Үүнээс үзэхэд SI систем дэх эсэргүүцлийн хэмжүүрийн нэгж нь энэ бодисоор хийсэн 1 м² хөндлөн огтлолын талбай бүхий 1 м урт нэгэн төрлийн дамжуулагчийн эсэргүүцэлтэй тэнцүү байдаг бодисын эсэргүүцэлтэй тэнцүү байна. 1 Ом хүртэл. Үүний дагуу SI нэгжээр илэрхийлсэн дурын бодисын эсэргүүцэл нь 1 м урттай, 1 м² хөндлөн огтлолын талбай бүхий өгөгдсөн бодисоор хийсэн цахилгаан хэлхээний хэсгийн эсэргүүцэлтэй тоогоор тэнцүү байна.
Технологийн хувьд 1 Ом-ын 10 −6-тай тэнцэх Ohm mm²/m-ийн хуучирсан системийн бус нэгжийг бас ашигладаг. Энэ нэгж нь энэ бодисоор хийсэн 1 мм² хөндлөн огтлолын талбай бүхий 1 м урт нэгэн төрлийн дамжуулагч нь 1 Ом-тэй тэнцэх эсэргүүцэлтэй бодисын эсэргүүцэлтэй тэнцүү байна. Үүний дагуу эдгээр нэгжээр илэрхийлсэн бодисын эсэргүүцэл нь 1 м урттай, 1 мм² хөндлөн огтлолын талбайтай энэ бодисоор хийгдсэн цахилгаан хэлхээний хэсгийн эсэргүүцэлтэй тоогоор тэнцүү байна.
Эсэргүүцлийн тухай ойлголтын ерөнхий ойлголт
Эсэргүүцлийг шинж чанар нь цэгээс цэгээс хамаарч өөр өөр байдаг жигд бус материалын хувьд мөн тодорхойлж болно. Энэ тохиолдолд энэ нь тогтмол биш, харин координатын скаляр функц - цахилгаан талбайн хүч чадалтай холбоотой коэффициент юм. E → (r →) (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r))))ба одоогийн нягт J → (r →) (\displaystyle (\vec (J))((\vec (r))))энэ үед r → (\displaystyle (\vec (r))). Энэ хамаарлыг Омын хуулиар дифференциал хэлбэрээр илэрхийлнэ.
E → (r →) = ρ (r →) J → (r →) . (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r)))=\rho ((\vec (r)))(\vec (J))((\vec (r))).)Энэ томъёо нь гетероген боловч изотроп бодист хүчинтэй. Бодис нь анизотроп (ихэнх талст, соронзлогдсон плазм гэх мэт) байж болно, өөрөөр хэлбэл шинж чанар нь чиглэлээс хамаарна. Энэ тохиолдолд эсэргүүцэл нь есөн бүрэлдэхүүнийг агуулсан хоёрдугаар зэрэглэлийн координатаас хамааралтай тензор юм. Анизотроп бодист тухайн бодисын өгөгдсөн цэг бүр дэх гүйдлийн нягт ба цахилгаан талбайн хүч чадлын векторууд хамт чиглээгүй; тэдгээрийн хоорондын холбоо хамаарлаар илэрхийлэгдэнэ
E i (r →) = ∑ j = 1 3 ρ i j (r →) J j (r →) . (\displaystyle E_(i)((\vec (r)))=\нийлбэр _(j=1)^(3)\rho _(ij)((\vec (r)))J_(j)(( \vec (r))).)Анизотроп боловч нэгэн төрлийн бодист тензор ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))координатаас хамаардаггүй.
Тензор ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) тэгш хэмтэй, өөрөөр хэлбэл, ямар ч гэсэн би (\displaystyle i)Тэгээд j (\displaystyle j)гүйцэтгэсэн ρ i j = ρ j i (\displaystyle \rho _(ij)=\rho _(ji)).
Аливаа тэгш хэмт тензорын хувьд ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))та матриц байрлах декартын координатын ортогональ системийг сонгож болно ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))болдог диагональ, өөрөөр хэлбэл есөн бүрэлдэхүүн хэсгээс аль хэлбэрийг авдаг ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))Зөвхөн гурав нь тэг биш: ρ 11 (\displaystyle \rho _(11)), ρ 22 (\displaystyle \rho _(22))Тэгээд ρ 33 (\displaystyle \rho _(33)). Энэ тохиолдолд тэмдэглэнэ ρ i i (\displaystyle \rho _(ii))яаж, өмнөх томьёоны оронд бид илүү энгийн томъёог олж авдаг
E i = ρ i J i . (\displaystyle E_(i)=\rho _(i)J_(i).)Тоо хэмжээ ρ i (\displaystyle \rho _(i))дуудсан үндсэн үнэт зүйлсэсэргүүцлийн тензор.
Дамжуулах чадварын хамаарал
Изотроп материалд эсэргүүцлийн хоорондын хамаарал ρ (\displaystyle \rho)ба тусгай дамжуулалт σ (\displaystyle \sigma)тэгш эрхээр илэрхийлэгддэг
ρ = 1 σ. (\ displaystyle \ rho = (\ frac (1) (\ сигма)).)Анизотроп материалын хувьд эсэргүүцлийн тензорын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын хамаарал ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))мөн дамжуулалтын тензор нь илүү төвөгтэй байдаг. Үнэн хэрэгтээ, анизотроп материалын дифференциал хэлбэрийн Ом хууль нь дараахь хэлбэртэй байна.
J i (r →) = ∑ j = 1 3 σ i j (r →) E j (r →) . (\displaystyle J_(i)((\vec (r)))=\нийлбэр _(j=1)^(3)\sigma _(ij)((\vec (r)))E_(j)(( \vec (r))).)Энэ тэгшитгэлээс болон өмнө нь өгсөн хамаарлаас E i (r →) (\displaystyle E_(i)((\vec (r))))эсэргїїцлийн тензор нь дамжуулагчийн тензорын урвуу утгатай байна. Үүнийг харгалзан эсэргүүцлийн тензорын бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд дараахь зүйлс хамаарна.
ρ 11 = 1 дет (σ) [ σ 22 σ 33 − σ 23 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(11)=(\frac (1)(\det(\sigma))))[\sigma _( 22)\сигма _(33)-\сигма _(23)\сигма _(32)],) ρ 12 = 1 дет (σ) [ σ 33 σ 12 − σ 13 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(12)=(\frac (1)(\det(\sigma))))[\sigma _( 33)\сигма _(12)-\сигма _(13)\сигма _(32)],)Хаана det (σ) (\displaystyle \det(\sigma))нь тензорын бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэх матрицын тодорхойлогч юм σ i j (\displaystyle \sigma _(ij)). Эсэргүүцлийн тензорын үлдсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дээрх тэгшитгэлээс индексүүдийн мөчлөгийн өөрчлөлтийн үр дүнд олж авна. 1 , 2 Тэгээд 3 .
Зарим бодисын цахилгаан эсэргүүцэл
Металл дан талстууд
Хүснэгтэнд 20 хэмийн температурт нэг талстуудын эсэргүүцлийн тензорын үндсэн утгуудыг харуулав.
Болор ρ 1 =ρ 2, 10 −8 Ом м ρ 3, 10 −8 Ом м Цагаан тугалга 9,9 14,3 Висмут 109 138 Кадми 6,8 8,3 Цайр 5,91 6,13 Агуулга:
Цахилгааны инженерийн хувьд цахилгаан хэлхээний гол элементүүдийн нэг нь утас юм. Тэдний даалгавар бол цахилгаан гүйдлийг хамгийн бага алдагдалтай дамжуулах явдал юм. Цахилгааны алдагдлыг багасгахын тулд утсыг мөнгөөр хийх нь дээр гэдгийг туршилтаар эртнээс тогтоосон. Энэ бол ом дахь хамгийн бага эсэргүүцэлтэй дамжуулагчийн шинж чанарыг өгдөг энэ металл юм. Гэвч энэ эрхэм металлын өртөг өндөр учраас үйлдвэрлэлд ашиглах нь маш хязгаарлагдмал.
Хөнгөн цагаан, зэс нь утаснуудын гол металл болсон. Харамсалтай нь цахилгаан дамжуулагчийн хувьд төмрийн эсэргүүцэл нь сайн утас хийхэд хэтэрхий өндөр байдаг. Хэдийгээр бага өртөгтэй ч гэсэн үүнийг зөвхөн ашигладаг даацын суурьцахилгаан шугамын утас.
Ийм янз бүрийн эсэргүүцэл
Эсэргүүцлийг омоор хэмждэг. Гэхдээ утаснуудын хувьд энэ утга нь маш бага болж хувирдаг. Хэрэв та эсэргүүцлийг хэмжих горимд шалгагчаар хэмжилт хийхийг оролдвол зөв үр дүнд хүрэхэд хэцүү байх болно. Түүнээс гадна бид ямар ч утсыг авахаас үл хамааран төхөөрөмжийн дэлгэц дээрх үр дүн бага зэрэг ялгаатай байх болно. Гэхдээ энэ нь үнэндээ эдгээр утаснуудын цахилгаан эсэргүүцэл нь цахилгааны алдагдалд ижил нөлөө үзүүлнэ гэсэн үг биш юм. Үүнийг шалгахын тулд та эсэргүүцлийг тооцоолоход ашигласан томъёонд дүн шинжилгээ хийх хэрэгтэй.
Энэ томьёо нь дараах хэмжигдэхүүнүүдийг ашигладаг.
Эсэргүүцэл нь эсэргүүцлийг тодорхойлдог нь харагдаж байна. Өөр эсэргүүцлийг ашиглан томьёогоор тооцоолсон эсэргүүцэл байдаг. Энэхүү цахилгаан эсэргүүцэл нь ρ (Грекийн rho үсэг) нь цахилгаан дамжуулагчийн хувьд тодорхой металлын давуу талыг тодорхойлдог зүйл юм.
Тиймээс, хэрэв та зэс, төмөр, мөнгө болон бусад материалыг тусгай хийцтэй ижил утас эсвэл дамжуулагч хийхэд ашигладаг бол материал нь түүний цахилгаан шинж чанарт гол үүрэг гүйцэтгэнэ.
Гэвч үнэн хэрэгтээ эсэргүүцэлтэй холбоотой нөхцөл байдал нь дээр дурдсан томъёог ашиглан зүгээр л тооцоолохоос илүү төвөгтэй юм. Эдгээр томьёо нь дамжуулагчийн диаметрийн температур, хэлбэрийг харгалздаггүй. Температур нэмэгдэхийн хэрээр бусад металлын нэгэн адил зэсийн эсэргүүцэл нэмэгддэг. Үүний тод жишээ бол улайсдаг гэрлийн чийдэн юм. Та түүний спираль эсэргүүцлийг шалгагчаар хэмжиж болно. Дараа нь энэ чийдэнгийн тусламжтайгаар хэлхээний гүйдлийг хэмжсэний дараа Ом-ийн хуулийг ашиглан гэрэлтэх төлөв дэх эсэргүүцлийг тооцоолно. Үр дүн нь шалгагчаар эсэргүүцлийг хэмжихээс хамаагүй их байх болно.
Үүний нэгэн адил, дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын хэлбэрийг үл тоомсорловол зэс нь өндөр гүйдлийн үед хүлээгдэж буй үр ашгийг өгөхгүй. Гүйдлийн өсөлттэй шууд пропорциональ үүсдэг арьсны нөлөө нь мөнгө эсвэл зэс ашигласан ч дугуй хөндлөн огтлолтой дамжуулагчийг үр дүнгүй болгодог. Энэ шалтгааны улмаас өндөр гүйдлийн үед дугуй зэс утасны эсэргүүцэл нь хавтгай хөнгөн цагаан утаснаас өндөр байж болно.
Түүнээс гадна, тэдгээрийн хөндлөн огтлолын талбай ижил байсан ч гэсэн. Хувьсах гүйдлийн үед арьсны эффект бас гарч ирдэг бөгөөд гүйдлийн давтамж нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Арьсны эффект гэдэг нь дамжуулагчийн гадаргуу руу гүйдэл ойртох хандлагыг хэлнэ. Энэ шалтгааны улмаас зарим тохиолдолд утаснуудын мөнгөн бүрээсийг ашиглах нь илүү ашигтай байдаг. Мөнгөн бүрсэн зэс дамжуулагчийн гадаргуугийн эсэргүүцлийг бага зэрэг бууруулсан ч дохионы алдагдлыг эрс багасгадаг.
Эсэргүүцлийн тухай ойлголтын ерөнхий ойлголт
Хэмжээг харуулахтай холбоотой бусад тохиолдлын нэгэн адил эсэргүүцлийг дараах байдлаар илэрхийлнэ өөр өөр системүүднэгж. SI (Олон улсын нэгжийн систем) нь ом м-ийг ашигладаг боловч Ohm*kV мм/м-ийг ашиглахыг зөвшөөрдөг (энэ нь эсэргүүцлийн системийн бус нэгж юм). Гэхдээ жинхэнэ дамжуулагчийн хувьд эсэргүүцлийн утга тогтмол биш юм. Бүх материал нь тодорхой цэвэршилттэй байдаг бөгөөд энэ нь цэгээс өөр өөр байж болох тул бодит материал дахь эсэргүүцлийн зохих дүрслэлийг бий болгох шаардлагатай байв. Энэ илрэл нь дифференциал хэлбэрийн Ом хууль байв.
Өрхийн төлбөрт энэ хууль үйлчлэхгүй байх магадлалтай. Гэхдээ янз бүрийн электрон эд ангиудыг, жишээлбэл, резистор, болор элементүүдийг зохион бүтээх явцад үүнийг мэдээж ашигладаг. Энэ нь одоогийн нягтрал ба цахилгаан талбайн хүч байгаа өгөгдсөн цэг дээр үндэслэн тооцоолол хийх боломжийг олгодог. Мөн харгалзах эсэргүүцэл. Энэ томъёог нэг төрлийн бус изотроп, түүнчлэн анизотроп бодис (талст, хийн ялгадас гэх мэт) -д ашигладаг.
Цэвэр зэсийг яаж авах вэ
Зэс утас, кабелийн судал дахь алдагдлыг багасгахын тулд энэ нь ялангуяа цэвэр байх ёстой. Үүнийг тусгай аргаар олж авдаг технологийн процессууд:
- электрон цацраг ба бүсийн хайлалт дээр үндэслэсэн;
- давтан электролизийн цэвэрлэгээ.
