शब्द "प्रतिरोधकता" उस पैरामीटर को संदर्भित करता है जो तांबे या किसी अन्य धातु के पास होता है, और अक्सर पाया जाता है विशेष साहित्य. इसका क्या मतलब है यह समझने लायक है।

कॉपर केबल के प्रकारों में से एक

विद्युत प्रतिरोध के बारे में सामान्य जानकारी

सबसे पहले, विद्युत प्रतिरोध की अवधारणा पर विचार करें। जैसा कि आप जानते हैं, एक चालक पर विद्युत धारा की क्रिया के तहत (और तांबा सबसे अच्छी चालक धातुओं में से एक है), इसमें कुछ इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल जाली में अपना स्थान छोड़ देते हैं और चालक के धनात्मक ध्रुव की ओर भाग जाते हैं। हालांकि, सभी इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल जाली को नहीं छोड़ते हैं, उनमें से कुछ इसमें रहते हैं और बनाना जारी रखते हैं चक्रीय गतिएक परमाणु के नाभिक के चारों ओर। ये इलेक्ट्रॉन, साथ ही नोड्स पर स्थित परमाणु क्रिस्टल लैटिस, और बनाएँ विद्युतीय प्रतिरोध, जारी कणों की गति को रोकना।

यह प्रक्रिया, जिसे हमने संक्षेप में रेखांकित किया है, तांबे सहित किसी भी धातु के लिए विशिष्ट है। स्वाभाविक रूप से, विभिन्न धातुएं, जिनमें से प्रत्येक विशेष आकारऔर क्रिस्टल जाली के आयाम, विभिन्न तरीकों से उनके माध्यम से विद्युत प्रवाह की गति का विरोध करते हैं। यह ये अंतर हैं जो विशिष्ट प्रतिरोध की विशेषता रखते हैं - एक संकेतक जो प्रत्येक धातु के लिए अलग-अलग होता है।

विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में तांबे का उपयोग

विद्युत के निर्माण के लिए एक सामग्री के रूप में तांबे की लोकप्रियता के कारण को समझने के लिए और इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम, बस इसकी प्रतिरोधकता के मूल्य के लिए तालिका में देखें। तांबे के लिए, यह पैरामीटर 0.0175 ओम * मिमी 2 / मीटर है। इस संबंध में तांबा चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है।

यह कम प्रतिरोधकता है, जिसे 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर मापा जाता है, यही मुख्य कारण है कि आज लगभग कोई भी इलेक्ट्रॉनिक और विद्युत उपकरण तांबे के बिना नहीं कर सकता है। कॉपर तारों और केबलों, मुद्रित सर्किट बोर्डों, विद्युत मोटरों और बिजली ट्रांसफार्मर भागों के उत्पादन के लिए मुख्य सामग्री है।

तांबे की विशेषता कम प्रतिरोधकता उच्च ऊर्जा-बचत गुणों वाले विद्युत उपकरणों के निर्माण के लिए इसका उपयोग करना संभव बनाती है। इसके अलावा, तांबे के कंडक्टरों का तापमान बहुत कम बढ़ जाता है जब उनमें से विद्युत प्रवाह गुजरता है।

प्रतिरोधकता के मूल्य को क्या प्रभावित करता है?

यह जानना महत्वपूर्ण है कि धातु की रासायनिक शुद्धता पर प्रतिरोधकता मूल्य की निर्भरता होती है। जब तांबे में थोड़ी मात्रा में भी एल्यूमीनियम (0.02%) होता है, तो इस पैरामीटर का मूल्य काफी (10% तक) बढ़ सकता है।

यह गुणांक कंडक्टर के तापमान से भी प्रभावित होता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि तापमान में वृद्धि के साथ, इसके क्रिस्टल जाली के नोड्स में धातु के परमाणुओं के कंपन में वृद्धि होती है, जो इस तथ्य की ओर जाता है कि प्रतिरोधकता गुणांक बढ़ जाता है।

इसीलिए सभी संदर्भ तालिकाओं में इस पैरामीटर का मान 20 डिग्री के तापमान को ध्यान में रखते हुए दिया गया है।

कंडक्टर के कुल प्रतिरोध की गणना कैसे करें?

यह जानना कि प्रतिरोधकता किसके बराबर है, इसके डिजाइन के दौरान विद्युत उपकरणों के मापदंडों की प्रारंभिक गणना करने के लिए महत्वपूर्ण है। ऐसे मामलों में, डिज़ाइन किए गए डिवाइस के कंडक्टरों का कुल प्रतिरोध, जिसमें कुछ आकार और आकार होते हैं, निर्धारित किया जाता है। संदर्भ तालिका के अनुसार कंडक्टर की प्रतिरोधकता के मूल्य को देखने के बाद, इसके आयाम और क्षेत्र का निर्धारण अनुप्रस्थ काट, आप सूत्र द्वारा इसके कुल प्रतिरोध के मान की गणना कर सकते हैं:

यह सूत्र निम्नलिखित संकेतन का उपयोग करता है:

• आर कंडक्टर का कुल प्रतिरोध है, जिसे निर्धारित किया जाना चाहिए;
• पी धातु का विशिष्ट प्रतिरोध है जिससे कंडक्टर बनाया जाता है (तालिका के अनुसार निर्धारित);
• एल कंडक्टर की लंबाई है;
• S इसके अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल है।

• कॉन्स्टेंटन (58.8 Cu, 40 Ni, 1.2 Mn)
• मैंगनीन (85 Cu, 12 Mn, 3 Ni)
• निकल चांदी (65 Cu, 20 Zn, 15 Ni)
• निकलिन (54 Cu, 20 Zn, 26 Ni)
• निक्रोम (67.5 Ni, 15 करोड़, 16 Fe, 1.5 Mn)
• रियोनेट (84Cu, 12Mn, 4 Zn)
• Fechral (80 Fe, 14 करोड़, 6 Al)

नाइक्रोम की प्रतिरोधकता

हर शरीर जिससे होकर गुजरता है बिजली, स्वचालित रूप से उसे एक निश्चित प्रतिरोध प्रदान करता है। विद्युत धारा का प्रतिरोध करने के लिए एक कंडक्टर की संपत्ति को विद्युत प्रतिरोध कहा जाता है।

विचार करना इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत यह घटना. एक चालक के साथ चलते समय, मुक्त इलेक्ट्रॉन लगातार अपने रास्ते में अन्य इलेक्ट्रॉनों और परमाणुओं से मिलते हैं। उनके साथ बातचीत करते हुए, एक मुक्त इलेक्ट्रॉन अपने चार्ज का कुछ हिस्सा खो देता है। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनों को कंडक्टर सामग्री से प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है। प्रत्येक पिंड की अपनी परमाणु संरचना होती है, जो विद्युत प्रवाह को अलग-अलग प्रतिरोध प्रदान करती है। प्रतिरोध की इकाई ओम है। सामग्री का प्रतिरोध इंगित किया गया है - आर या आर।

कंडक्टर का प्रतिरोध जितना कम होगा, विद्युत प्रवाह के लिए इस शरीर से गुजरना उतना ही आसान होगा। और इसके विपरीत: प्रतिरोध जितना अधिक होता है, शरीर उतना ही खराब विद्युत प्रवाह करता है।

प्रत्येक व्यक्तिगत कंडक्टर का प्रतिरोध उस सामग्री के गुणों पर निर्भर करता है जिससे इसे बनाया जाता है। किसी विशेष सामग्री के विद्युत प्रतिरोध को सटीक रूप से चिह्नित करने के लिए, अवधारणा पेश की गई थी - विशिष्ट प्रतिरोध (निक्रोम, एल्यूमीनियम, आदि)। विशिष्ट प्रतिरोध को 1 मीटर तक लंबे कंडक्टर का प्रतिरोध माना जाता है, जिसका क्रॉस सेक्शन 1 वर्ग मीटर है। मिमी यह सूचक पत्र पी द्वारा दर्शाया गया है। कंडक्टर के निर्माण में प्रयुक्त प्रत्येक सामग्री की अपनी प्रतिरोधकता होती है। उदाहरण के लिए, नाइक्रोम और फेक्रल (3 मिमी से अधिक) की प्रतिरोधकता पर विचार करें:

• Х15Н60 - 1.13 ओम * मिमी / मी
• Kh23Yu5T - 1.39 ओम * मिमी / मी
• Х20Н80 - 1.12 ओम * मिमी / मी
• XN70YU - 1.30 ओम * मिमी / मी
• XN20YUS - 1.02 ओम * मिमी / मी

प्रतिरोधकतानिक्रोम, फेक्रल उनके आवेदन के मुख्य दायरे को इंगित करता है: उपकरणों का निर्माण तापीय क्रिया, घरेलू उपकरणऔर औद्योगिक भट्टियों के विद्युत ताप तत्व।

चूंकि नाइक्रोम और फेक्रल मुख्य रूप से हीटिंग तत्वों के उत्पादन में उपयोग किए जाते हैं, सबसे आम उत्पाद नाइक्रोम थ्रेड, टेप, Kh15N60 और Kh20N80 स्ट्रिप, साथ ही साथ Kh23Yu5T फेक्रल वायर हैं।

प्रतिरोधकताधातु विद्युत प्रवाह के पारित होने का विरोध करने के लिए उनके गुणों का एक उपाय है। यह मान ओम-मीटर (Ohm⋅m) में व्यक्त किया जाता है। प्रतिरोधकता का प्रतीक है ग्रीक अक्षर(आरओ)। उच्च प्रतिरोधकता का अर्थ है कि सामग्री विद्युत आवेश को अच्छी तरह से संचालित नहीं करती है।

प्रतिरोधकता

विद्युत प्रतिरोधकता को ताकत के बीच के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है विद्युत क्षेत्रधातु के अंदर वर्तमान घनत्व में:

कहाँ पे:
ρ धातु की प्रतिरोधकता है (Ohm⋅m),
ई विद्युत क्षेत्र की ताकत (वी / एम) है,
J धातु में विद्युत धारा घनत्व का मान है (A/m2)

यदि धातु में विद्युत क्षेत्र की ताकत (ई) बहुत बड़ी है, और वर्तमान घनत्व (जे) बहुत छोटा है, तो इसका मतलब है कि धातु में उच्च प्रतिरोधकता है।

पारस्परिकप्रतिरोधकता विद्युत चालकता है, यह दर्शाता है कि कोई सामग्री विद्युत प्रवाह को कितनी अच्छी तरह संचालित करती है:

σ सामग्री की चालकता है, जिसे सीमेंस प्रति मीटर (एस/एम) में व्यक्त किया जाता है।

विद्युतीय प्रतिरोध

विद्युत प्रतिरोध, घटकों में से एक, ओम (ओम) में व्यक्त किया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विद्युत प्रतिरोध और प्रतिरोधकता एक ही चीज नहीं हैं। प्रतिरोधकता किसी पदार्थ का गुण है, जबकि विद्युत प्रतिरोध किसी वस्तु का गुण है।

एक प्रतिरोधक का विद्युत प्रतिरोध उस सामग्री के आकार और प्रतिरोधकता के संयोजन से निर्धारित होता है जिससे इसे बनाया जाता है।

उदाहरण के लिए, एक लंबे और पतले तार से बने तार प्रतिरोधी में उसी धातु के छोटे और मोटे तार से बने प्रतिरोधी की तुलना में अधिक प्रतिरोध होता है।

साथ ही, एक उच्च प्रतिरोधकता सामग्री से बने तार-घाव प्रतिरोधी में कम प्रतिरोधी सामग्री से बने प्रतिरोधी की तुलना में उच्च विद्युत प्रतिरोध होता है। और यह सब इस तथ्य के बावजूद कि दोनों प्रतिरोधक समान लंबाई और व्यास के तार से बने हैं।

स्पष्टता के लिए, एक सादृश्य बनाया जा सकता है हाइड्रोलिक प्रणालीजहां पाइप के जरिए पानी डाला जाता है।

• पाइप जितना लंबा और पतला होगा, उतना ही अधिक पानी प्रतिरोध प्रदान किया जाएगा।
• रेत से भरा पाइप रेत के बिना पाइप की तुलना में पानी का अधिक प्रतिरोध करेगा।

तार प्रतिरोध

तार का प्रतिरोध मान तीन मापदंडों पर निर्भर करता है: धातु की प्रतिरोधकता, तार की लंबाई और व्यास ही। तार प्रतिरोध की गणना के लिए सूत्र:

कहाँ:
आर - तार प्रतिरोध (ओम)
- धातु का विशिष्ट प्रतिरोध (Ohm.m)
एल - तार की लंबाई (एम)
ए - तार का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र (एम 2)

एक उदाहरण के रूप में, 1.10×10-6 ओम की प्रतिरोधकता के साथ एक नाइक्रोम तार रोकनेवाला पर विचार करें। तार की लंबाई 1500 मिमी और व्यास 0.5 मिमी है। इन तीन मापदंडों के आधार पर, हम नाइक्रोम तार के प्रतिरोध की गणना करते हैं:

आर \u003d 1.1 * 10 -6 * (1.5 / 0.000000196) \u003d 8.4 ओम

निक्रोम और कॉन्स्टेंटन को अक्सर प्रतिरोध सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। नीचे दी गई तालिका में आप सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली धातुओं में से कुछ की प्रतिरोधकता देख सकते हैं।

सतह प्रतिरोध

सतह प्रतिरोध मूल्य की गणना उसी तरह की जाती है जैसे तार प्रतिरोध। पर इस मामले मेंक्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को डब्ल्यू और टी के उत्पाद के रूप में दर्शाया जा सकता है:

कुछ सामग्रियों के लिए, जैसे कि पतली फिल्म, प्रतिरोधकता और फिल्म की मोटाई के बीच संबंध को परत शीट प्रतिरोध RS के रूप में संदर्भित किया जाता है:

जहां RS को ओम में मापा जाता है। इस गणना में, फिल्म की मोटाई स्थिर होनी चाहिए।

विद्युत प्रवाह के पथ को बढ़ाने के लिए प्रतिरोध बढ़ाने के लिए अक्सर प्रतिरोधी निर्माता फिल्म में पटरियों को काट देते हैं।

प्रतिरोधी सामग्री के गुण

किसी धातु की प्रतिरोधकता तापमान पर निर्भर करती है। उनके मान आमतौर पर दिए जाते हैं कमरे का तापमान(20 डिग्री सेल्सियस)। तापमान में परिवर्तन के परिणामस्वरूप प्रतिरोधकता में परिवर्तन तापमान गुणांक की विशेषता है।

उदाहरण के लिए, थर्मिस्टर्स (थर्मिस्टर्स) में, इस संपत्ति का उपयोग तापमान को मापने के लिए किया जाता है। दूसरी ओर, सटीक इलेक्ट्रॉनिक्स में, यह एक अवांछनीय प्रभाव है।
धातु फिल्म प्रतिरोधों में उत्कृष्ट तापमान स्थिरता गुण होते हैं। यह न केवल सामग्री की कम प्रतिरोधकता के कारण प्राप्त किया जाता है, बल्कि स्वयं प्रतिरोधी के यांत्रिक डिजाइन के कारण भी प्राप्त किया जाता है।

प्रतिरोधकों के निर्माण में कई विभिन्न सामग्रियों और मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है। निक्रोम (निकेल और क्रोमियम का एक मिश्र धातु), इसकी उच्च प्रतिरोधकता और ऑक्सीकरण के प्रतिरोध के कारण उच्च तापमान, अक्सर वायरवाउंड प्रतिरोधक बनाने के लिए सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। इसका नुकसान यह है कि इसे मिलाप नहीं किया जा सकता है। कॉन्स्टेंटन, एक अन्य लोकप्रिय सामग्री, मिलाप के लिए आसान है और इसका तापमान गुणांक कम है।

टर्मिनलों पर संभावित अंतर के साथ सर्किट को बंद करने के परिणामस्वरूप विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। क्षेत्र बल मुक्त इलेक्ट्रॉनों पर कार्य करते हैं और वे चालक के अनुदिश गति करते हैं। इस यात्रा के दौरान, इलेक्ट्रॉन परमाणुओं से मिलते हैं और उन्हें अपनी संचित ऊर्जा का हिस्सा स्थानांतरित करते हैं। नतीजतन, उनकी गति कम हो जाती है। लेकिन, विद्युत क्षेत्र के प्रभाव के कारण, यह फिर से गति प्राप्त कर रहा है। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन लगातार प्रतिरोध का अनुभव कर रहे हैं, यही वजह है कि विद्युत प्रवाह गर्म होता है।

किसी पदार्थ का विद्युत धारा की क्रिया के दौरान विद्युत को ऊष्मा में परिवर्तित करने का गुण विद्युत प्रतिरोध है और इसे R के रूप में दर्शाया जाता है, इसकी इकाई ओम है। प्रतिरोध की मात्रा मुख्य रूप से विभिन्न सामग्रियों की वर्तमान प्रवाहित करने की क्षमता पर निर्भर करती है।
पहली बार जर्मन शोधकर्ता जी. ओम ने प्रतिरोध की घोषणा की।

धारा और प्रतिरोध के बीच संबंध का पता लगाने के लिए, प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानीबहुत सारे प्रयोग किए। प्रयोगों के लिए, उन्होंने विभिन्न कंडक्टरों का उपयोग किया और विभिन्न संकेतक प्राप्त किए।
पहली बात जी ओम ने निर्धारित किया था कि प्रतिरोधकता कंडक्टर की लंबाई पर निर्भर करती है। अर्थात् चालक की लम्बाई बढ़ने पर प्रतिरोध भी बढ़ जाता है। नतीजतन, यह संबंध सीधे आनुपातिक होने के लिए निर्धारित किया गया था।

दूसरी निर्भरता क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र है। यह कंडक्टर के एक क्रॉस सेक्शन द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। कट पर बनने वाली आकृति का क्षेत्रफल क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है। यहाँ सम्बन्ध व्युत्क्रमानुपाती होता है। यही है, क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र जितना बड़ा होगा, कंडक्टर का प्रतिरोध उतना ही कम होगा।

और तीसरा, महत्वपूर्ण मात्रा, जिस पर प्रतिरोध निर्भर करता है, वह सामग्री है। ओम ने प्रयोगों में जो प्रयोग किया उसके परिणामस्वरूप विभिन्न सामग्री, उसने पता लगाया विभिन्न गुणप्रतिरोध। इन सभी प्रयोगों और संकेतकों को एक तालिका में संक्षेपित किया गया था जिससे यह देखा जा सकता है कि अलग अर्थविभिन्न पदार्थों का विशिष्ट प्रतिरोध।

यह ज्ञात है कि सबसे अच्छे कंडक्टर धातु हैं। कौन सी धातु सबसे अच्छी चालक हैं? तालिका से पता चलता है कि तांबे और चांदी का प्रतिरोध सबसे कम है। तांबे का प्रयोग इसकी कम कीमत के कारण अधिक बार किया जाता है, जबकि चांदी का उपयोग सबसे महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण उपकरणों में किया जाता है।

तालिका में उच्च प्रतिरोधकता वाले पदार्थ बिजली का संचालन अच्छी तरह से नहीं करते हैं, जिसका अर्थ है कि वे उत्कृष्ट इन्सुलेट सामग्री हो सकते हैं। पदार्थ जिनके पास यह गुण है अधिकांश, यह चीनी मिट्टी के बरतन और एबोनाइट है।

सामान्य तौर पर, विद्युत प्रतिरोधकता बहुत होती है एक महत्वपूर्ण कारक, आखिरकार, इसके संकेतक को निर्धारित करके, हम यह पता लगा सकते हैं कि कंडक्टर किस पदार्थ से बना है। ऐसा करने के लिए, क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को मापना आवश्यक है, वोल्टमीटर और एमीटर का उपयोग करके वर्तमान ताकत का पता लगाएं, और वोल्टेज को भी मापें। इस प्रकार, हम प्रतिरोधकता का मान ज्ञात करेंगे और, तालिका का उपयोग करके, हम आसानी से पदार्थ तक पहुँच सकते हैं। यह पता चला है कि प्रतिरोधकता किसी पदार्थ के उंगलियों के निशान की तरह है। इसके अलावा, लंबी योजना बनाते समय प्रतिरोधकता महत्वपूर्ण है इलेक्ट्रिक सर्किट्स: लंबाई और क्षेत्रफल के बीच संतुलन बनाने के लिए हमें इस आंकड़े को जानना होगा।

एक सूत्र है जो निर्धारित करता है कि प्रतिरोध 1 ओम है, यदि 1V के वोल्टेज पर, इसकी वर्तमान ताकत 1A है। अर्थात् एक निश्चित पदार्थ से बने इकाई क्षेत्रफल और इकाई लंबाई का प्रतिरोध प्रतिरोधकता है।

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रतिरोधकता सूचकांक सीधे पदार्थ की आवृत्ति पर निर्भर करता है। यानी इसमें अशुद्धियां हैं या नहीं। कि, मैंगनीज का केवल एक प्रतिशत जोड़ने से सबसे अधिक प्रवाहकीय पदार्थ - तांबा, का प्रतिरोध तीन गुना बढ़ जाता है।

यह तालिका कुछ पदार्थों की विद्युत प्रतिरोधकता दर्शाती है।

अत्यधिक प्रवाहकीय सामग्री

ताँबा
जैसा कि हमने कहा, तांबे का उपयोग अक्सर कंडक्टर के रूप में किया जाता है। यह न केवल इसके कम प्रतिरोध के कारण है। कॉपर में उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध, उपयोग में आसानी और अच्छी मशीनेबिलिटी के फायदे हैं। तांबे के अच्छे ग्रेड M0 और M1 हैं। उनमें अशुद्धियों की मात्रा 0.1% से अधिक नहीं होती है।

धातु की उच्च लागत और इसकी प्रमुखता हाल के समय मेंकमी निर्माताओं को एक कंडक्टर के रूप में एल्यूमीनियम का उपयोग करने के लिए प्रोत्साहित करती है। इसके अलावा, विभिन्न धातुओं के साथ तांबे की मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।
अल्युमीनियम
यह धातु तांबे की तुलना में बहुत हल्की है, लेकिन एल्युमीनियम में है बड़े मूल्यगर्मी क्षमता और पिघलने का तापमान। इस संबंध में, इसे पिघला हुआ राज्य में लाने के लिए, यह आवश्यक है ज्यादा उर्जातांबे की तुलना में। फिर भी, तांबे की कमी के तथ्य को ध्यान में रखा जाना चाहिए।
विद्युत उत्पादों के उत्पादन में, एक नियम के रूप में, एल्यूमीनियम ग्रेड ए 1 का उपयोग किया जाता है। इसमें 0.5% से अधिक अशुद्धियाँ नहीं होती हैं। एक धातु उच्चतम आवृत्ति- यह एल्युमिनियम ग्रेड AB0000 है।
लोहा
लोहे की सस्तीता और उपलब्धता इसके उच्च विशिष्ट प्रतिरोध से प्रभावित होती है। इसके अलावा, यह जल्दी से खराब हो जाता है। इस कारण से, स्टील कंडक्टर अक्सर जस्ता के साथ लेपित होते हैं। तथाकथित बायमेटल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - यह सुरक्षा के लिए तांबे के साथ लेपित स्टील है।
सोडियम
सोडियम भी एक किफायती और आशाजनक सामग्री है, लेकिन इसका प्रतिरोध तांबे के लगभग तीन गुना है। इसके अलावा, धात्विक सोडियम में एक उच्च रासायनिक गतिविधि होती है, जो इस तरह के कंडक्टर को हेमेटिक सुरक्षा के साथ कवर करना आवश्यक बनाती है। इसे कंडक्टर को यांत्रिक क्षति से भी बचाना चाहिए, क्योंकि सोडियम बहुत नरम और नाजुक सामग्री है।

अतिचालकता
नीचे दी गई तालिका 20 डिग्री के तापमान पर पदार्थों की प्रतिरोधकता दिखाती है। तापमान का संकेत आकस्मिक नहीं है, क्योंकि प्रतिरोधकता सीधे इस सूचक पर निर्भर करती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि गर्म होने पर परमाणुओं की गति भी बढ़ जाती है, जिसका अर्थ है कि इलेक्ट्रॉनों के साथ उनके मिलने की संभावना भी बढ़ जाएगी।

यह दिलचस्प है कि शीतलन परिस्थितियों में प्रतिरोध का क्या होता है। पहली बार परमाणुओं का व्यवहार बहुत कम तामपान 1911 में जी. कामेरलिंग-ओन्स को देखा। उन्होंने पारा के तार को 4K तक ठंडा किया और इसका प्रतिरोध शून्य तक गिर गया। भौतिक विज्ञानी ने कम तापमान की स्थिति में कुछ मिश्र धातुओं और धातुओं के विशिष्ट प्रतिरोध सूचकांक में परिवर्तन को अतिचालकता कहा।

सुपरकंडक्टर्स ठंडा होने पर सुपरकंडक्टिविटी की स्थिति में चले जाते हैं, और उनकी ऑप्टिकल और संरचनात्मक विशेषताएं नहीं बदलती हैं। मुख्य खोज यह है कि विद्युत और चुंबकीय गुणअतिचालक अवस्था में धातुएँ सामान्य अवस्था में अपने गुणों से बहुत भिन्न होती हैं, साथ ही अन्य धातुओं के गुणों से भी भिन्न होती हैं, जो तापमान कम होने पर इस अवस्था में नहीं जा सकती हैं।
सुपरकंडक्टर्स का उपयोग मुख्य रूप से सुपरस्ट्रांग प्राप्त करने में किया जाता है चुंबकीय क्षेत्र, जिसकी ताकत 107 ए / एम तक पहुंच जाती है। अतिचालक विद्युत लाइनों की प्रणालियाँ भी विकसित की जा रही हैं।

समान सामग्री।

प्रत्येक पदार्थ में धारा प्रवाहित करने में सक्षम है बदलती डिग्री, यह मान सामग्री के प्रतिरोध से प्रभावित होता है। ताँबा, एल्युमिनियम, स्टील तथा अन्य किसी तत्व का विशिष्ट प्रतिरोध पत्र द्वारा दर्शाया जाता है ग्रीक वर्णमाला. यह मान कंडक्टर की ऐसी विशेषताओं पर निर्भर नहीं करता है जैसे आयाम, आकार और भौतिक अवस्था, सामान्य विद्युत प्रतिरोध इन मापदंडों को ध्यान में रखता है। प्रतिरोधकता को ओम में मिमी² से गुणा करके और एक मीटर से विभाजित करके मापा जाता है।

श्रेणियाँ और उनका विवरण

कोई भी सामग्री दो प्रकार के प्रतिरोध प्रदर्शित करने में सक्षम होती है, जो उसे आपूर्ति की गई बिजली पर निर्भर करती है। करंट परिवर्तनशील या स्थिर है, जो पदार्थ के तकनीकी प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। तो, ऐसे प्रतिरोध हैं:

1. ओमिक। प्रत्यक्ष धारा के प्रभाव में प्रकट होता है। एक कंडक्टर में विद्युत आवेशित कणों की गति से उत्पन्न घर्षण को दर्शाता है।
2. सक्रिय। यह उसी सिद्धांत द्वारा निर्धारित किया जाता है, लेकिन यह पहले से ही कार्रवाई के तहत बनाया गया है प्रत्यावर्ती धारा.

इस संबंध में, विशिष्ट मूल्य की दो परिभाषाएँ भी हैं। प्रत्यक्ष धारा के लिए, यह एक इकाई निश्चित क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की एक प्रवाहकीय सामग्री की एक इकाई लंबाई द्वारा प्रदान किए गए प्रतिरोध के बराबर है। संभावित विद्युत क्षेत्र सभी कंडक्टरों, साथ ही अर्धचालकों और आयनों के संचालन में सक्षम समाधानों को प्रभावित करता है। यह मान सामग्री के प्रवाहकीय गुणों को ही निर्धारित करता है। कंडक्टर के आकार और उसके आयामों को ध्यान में नहीं रखा जाता है, इसलिए इसे इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान में बुनियादी कहा जा सकता है।

प्रत्यावर्ती धारा के पारित होने के अधीन विशिष्ट मूल्यप्रवाहकीय सामग्री की मोटाई को ध्यान में रखते हुए गणना की जाती है। यहां, न केवल संभावित, बल्कि एड़ी करंट भी पहले से ही प्रभावित है, इसके अलावा, विद्युत क्षेत्रों की आवृत्ति को ध्यान में रखा जाता है। इस प्रकार की प्रतिरोधकता से अधिक होती है डीसी, यहाँ से हम प्रतिरोध के सकारात्मक मूल्य को ध्यान में रखते हैं भंवर क्षेत्र. साथ ही, यह मान कंडक्टर के आकार और आकार पर ही निर्भर करता है। ये पैरामीटर हैं जो आवेशित कणों की भंवर गति की प्रकृति को निर्धारित करते हैं।

प्रत्यावर्ती धारा निश्चित कारणों से होती है विद्युत चुम्बकीय घटना. वे प्रवाहकीय सामग्री की विद्युत विशेषताओं के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं:

1. त्वचा का प्रभाव कमजोर पड़ने की विशेषता है विद्युत चुम्बकीयजितना अधिक, वह कंडक्टर के माध्यम में उतना ही अधिक प्रवेश करता है। इस घटना को सतही प्रभाव भी कहा जाता है।
2. निकटता प्रभाव पड़ोसी तारों की निकटता और उनके प्रभाव के कारण वर्तमान घनत्व को कम करता है।

इष्टतम कंडक्टर मोटाई की गणना करते समय ये प्रभाव बहुत महत्वपूर्ण होते हैं, क्योंकि तार का उपयोग करते समय जिसका त्रिज्या सामग्री में वर्तमान प्रवेश की गहराई से अधिक होता है, इसका शेष द्रव्यमान अप्रयुक्त रहेगा, और इसलिए यह दृष्टिकोण अक्षम होगा। की गई गणना के अनुसार, कुछ स्थितियों में प्रवाहकीय सामग्री का प्रभावी व्यास इस प्रकार होगा:

• 50 हर्ट्ज - 2.8 मिमी की धारा के लिए;
• 400 हर्ट्ज - 1 मिमी;
• 40 किलोहर्ट्ज़ - 0.1 मिमी।

इसे देखते हुए, उच्च-आवृत्ति धाराओं के लिए, कई पतले तारों से युक्त फ्लैट मल्टीकोर केबलों का उपयोग सक्रिय रूप से किया जाता है।

धातुओं के लक्षण

धातु कंडक्टरों के विशिष्ट संकेतक विशेष तालिकाओं में निहित हैं। इन आंकड़ों के आधार पर आगे की आवश्यक गणना की जा सकती है। ऐसी प्रतिरोधकता तालिका का एक उदाहरण छवि में देखा जा सकता है।

तालिका से पता चलता है कि चांदी में उच्चतम चालकता है - यह सभी मौजूदा धातुओं और मिश्र धातुओं के बीच एक आदर्श कंडक्टर है। यदि आप गणना करें कि 1 ओम का प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए इस सामग्री से कितने तार की आवश्यकता है, तो 62.5 मीटर निकलेगा। समान मूल्य के लिए लोहे के तारों को 7.7 मीटर की आवश्यकता होगी।

चांदी जितनी अद्भुत है, यह बिजली ग्रिड में बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए बहुत महंगी सामग्री है, इसलिए विस्तृत आवेदनरोजमर्रा की जिंदगी और उद्योग में तांबा पाया। विशिष्ट सूचकांक की दृष्टि से यह चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है और व्यापकता और निकासी में आसानी के मामले में यह इससे काफी बेहतर है। कॉपर के अन्य फायदे हैं जिसने इसे सबसे आम कंडक्टर बना दिया है। इसमे शामिल है:

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग के लिए, परिष्कृत तांबे का उपयोग किया जाता है, जो सल्फाइड अयस्क से गलाने के बाद, भूनने और उड़ाने की प्रक्रिया से गुजरता है, और फिर यह आवश्यक रूप से इलेक्ट्रोलाइटिक शुद्धिकरण के अधीन होता है। इस तरह के प्रसंस्करण के बाद, आप सामग्री बहुत प्राप्त कर सकते हैं उच्च गुणवत्ता(ग्रेड M1 और M0), जिसमें 0.1 से 0.05% अशुद्धियाँ होंगी। एक महत्वपूर्ण बारीकियांबहुत कम मात्रा में ऑक्सीजन की उपस्थिति है, क्योंकि यह तांबे की यांत्रिक विशेषताओं को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है।

अक्सर इस धातु को सस्ती सामग्री - एल्यूमीनियम और लोहे के साथ-साथ विभिन्न कांस्य (सिलिकॉन, बेरिलियम, मैग्नीशियम, टिन, कैडमियम, क्रोमियम और फास्फोरस के साथ मिश्र धातु) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। शुद्ध तांबे की तुलना में ऐसी रचनाओं में उच्च शक्ति होती है, हालांकि कम चालकता।

एल्यूमीनियम के लाभ

यद्यपि एल्यूमीनियम में अधिक प्रतिरोध होता है और यह अधिक भंगुर होता है, इसका व्यापक उपयोग इस तथ्य के कारण होता है कि यह तांबे की तरह दुर्लभ नहीं है, और इसलिए सस्ता है। एल्यूमीनियम का विशिष्ट प्रतिरोध 0.028 है, और इसका कम घनत्वउसे तांबे से 3.5 गुना कम वजन प्रदान करता है।

के लिए बिजली के कामशुद्ध A1 ग्रेड एल्यूमीनियम का उपयोग करें जिसमें 0.5% से अधिक अशुद्धियाँ न हों। उच्च ग्रेड AB00 का उपयोग इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, इलेक्ट्रोड और एल्यूमीनियम पन्नी के निर्माण के लिए किया जाता है। इस एल्यूमीनियम में अशुद्धियों की मात्रा 0.03% से अधिक नहीं है। शुद्ध धातु AB0000 . भी है 0.004% से अधिक एडिटिव्स सहित नहीं। अशुद्धियाँ स्वयं भी मायने रखती हैं: निकल, सिलिकॉन और जस्ता एल्यूमीनियम की चालकता को थोड़ा प्रभावित करते हैं, और इस धातु में तांबा, चांदी और मैग्नीशियम की सामग्री ध्यान देने योग्य प्रभाव देती है। थैलियम और मैंगनीज चालकता को सबसे अधिक कम करते हैं।

एल्युमीनियम में अच्छे एंटी-जंग गुण होते हैं। हवा के संपर्क में आने पर, यह ऑक्साइड की एक पतली फिल्म से ढक जाती है, जो इसे से बचाती है आगे विनाश. सुधार के लिए यांत्रिक विशेषताएंधातु अन्य तत्वों के साथ मिश्रित है।

स्टील और लोहे के संकेतक

तांबे और एल्यूमीनियम की तुलना में लोहे का विशिष्ट प्रतिरोध बहुत होता है उच्च प्रदर्शनहालांकि, उपलब्धता, ताकत और विरूपण के प्रतिरोध के कारण, सामग्री का व्यापक रूप से विद्युत उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

यद्यपि लोहे और स्टील, जिनकी प्रतिरोधकता और भी अधिक है, में महत्वपूर्ण कमियां हैं, कंडक्टर सामग्री के निर्माताओं ने उनकी भरपाई करने के तरीके खोजे हैं। विशेष रूप से, स्टील के तार को जस्ता या तांबे के साथ कोटिंग करके कम संक्षारण प्रतिरोध को दूर किया जाता है।

सोडियम के गुण

प्रवाहकीय उद्योग में धातुई सोडियम भी बहुत आशाजनक है। प्रतिरोध के संदर्भ में, यह तांबे से काफी अधिक है, लेकिन इसका घनत्व इससे 9 गुना कम है। यह सामग्री को अल्ट्रालाइट तारों के निर्माण में उपयोग करने की अनुमति देता है।

सोडियम धातु किसी भी प्रकार के विरूपण प्रभावों के लिए बहुत नरम और पूरी तरह से अस्थिर है, जो इसके उपयोग को समस्याग्रस्त बनाता है - इस धातु के तार को बहुत कम लचीलेपन के साथ एक बहुत मजबूत म्यान के साथ कवर किया जाना चाहिए। खोल वायुरोधी होना चाहिए, क्योंकि सोडियम एक मजबूत प्रदर्शित करता है रासायनिक गतिविधिसबसे तटस्थ परिस्थितियों में। यह हवा में तुरंत ऑक्सीकरण करता है और हवा सहित पानी के साथ एक हिंसक प्रतिक्रिया दिखाता है।

सोडियम का उपयोग करने का एक अन्य लाभ इसकी उपलब्धता है। इसे पिघले हुए सोडियम क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में प्राप्त किया जा सकता है, जिसकी दुनिया में असीमित मात्रा है। इस संबंध में अन्य धातुओं में स्पष्ट गिरावट है।

किसी विशेष कंडक्टर के प्रदर्शन की गणना करने के लिए, विशिष्ट संख्या के उत्पाद और तार की लंबाई को उसके क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र से विभाजित करना आवश्यक है। परिणाम ओम में एक प्रतिरोध मान है। उदाहरण के लिए, यह निर्धारित करने के लिए कि 5 मिमी² के नाममात्र क्रॉस सेक्शन के साथ 200 मीटर लोहे के तार का प्रतिरोध क्या है, आपको 0.13 को 200 से गुणा करना होगा और परिणाम को 5 से विभाजित करना होगा। उत्तर 5.2 ओम है।

गणना के नियम और विशेषताएं

धातु मीडिया के प्रतिरोध को मापने के लिए माइक्रोओममीटर का उपयोग किया जाता है। आज वे डिजिटल रूप में निर्मित होते हैं, इसलिए उनकी सहायता से लिए गए माप सटीक होते हैं। इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि धातुओं में ऊँचा स्तरचालकता और अत्यंत थोड़ा प्रतिरोध. उदाहरण के लिए, निचली दहलीज मापन उपकरण 10 -7 ओम का मान है।

माइक्रोओममीटर की मदद से, आप जल्दी से यह निर्धारित कर सकते हैं कि संपर्क कितना अच्छा है और जनरेटर, इलेक्ट्रिक मोटर्स और ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग के साथ-साथ बसबार क्या प्रतिरोध दिखाते हैं। पिंड में अन्य धातु समावेशन की उपस्थिति की गणना करना संभव है। उदाहरण के लिए, सोने से मढ़वाया टंगस्टन का एक टुकड़ा पूरे सोने के टुकड़े की आधी चालकता को दर्शाता है। उसी तरह, कंडक्टर में आंतरिक दोष और गुहाओं का निर्धारण किया जा सकता है।

प्रतिरोधकता सूत्र इस प्रकार है: ρ \u003d ओम मिमी 2 / मी. शब्दों में, इसे 1 मीटर कंडक्टर के प्रतिरोध के रूप में वर्णित किया जा सकता है 1 मिमी² का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र होना। तापमान मानक माना जाता है - 20 डिग्री सेल्सियस।

माप पर तापमान का प्रभाव

कुछ कंडक्टरों को गर्म करने या ठंडा करने से माप उपकरणों के प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। एक उदाहरण के रूप में, निम्नलिखित प्रयोग का हवाला दिया जा सकता है: एक सर्पिल घाव तार को बैटरी से जोड़ना और एक एमीटर को सर्किट से जोड़ना आवश्यक है।

कंडक्टर जितना अधिक गर्म होता है, डिवाइस की रीडिंग उतनी ही कम होती जाती है। वर्तमान ताकत वापस आ गई है आनुपातिक निर्भरताप्रतिरोध से। इसलिए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि गर्म करने के परिणामस्वरूप धातु की चालकता कम हो जाती है। अधिक या में डिग्री कमसभी धातुएं इस तरह से व्यवहार करती हैं, हालांकि, कुछ मिश्र धातुओं में चालकता में व्यावहारिक रूप से कोई परिवर्तन नहीं होता है।

विशेष रूप से, तरल कंडक्टर और कुछ ठोस अधातु बढ़ते तापमान के साथ अपने प्रतिरोध को कम कर देते हैं। लेकिन वैज्ञानिकों ने धातुओं की इस क्षमता को अपने फायदे में बदल लिया। कुछ सामग्रियों को गर्म करते समय प्रतिरोध के तापमान गुणांक (α) को जानकर, बाहरी तापमान को निर्धारित करना संभव है। उदाहरण के लिए, अभ्रक के फ्रेम पर रखे प्लेटिनम के तार को भट्टी में रखा जाता है, जिसके बाद प्रतिरोध का मापन किया जाता है। यह कितना बदल गया है, इसके आधार पर भट्ठी में तापमान के बारे में निष्कर्ष निकाला जाता है। इस डिजाइन को प्रतिरोध थर्मामीटर कहा जाता है।

यदि तापमान पर टी 0 कंडक्टर प्रतिरोध है आर 0, और तापमान पर टीबराबरी आर टी, तो प्रतिरोध का तापमान गुणांक के बराबर होता है

इस सूत्र की गणना केवल एक निश्चित तापमान सीमा (लगभग 200 डिग्री सेल्सियस तक) के भीतर की जा सकती है।