Ketika suatu rangkaian listrik ditutup, pada terminal-terminal yang terdapat beda potensial, timbul arus listrik. Elektron bebas di bawah pengaruh gaya medan listrik bergerak di sepanjang konduktor. Dalam gerakannya, elektron bertabrakan dengan atom konduktor dan memberi mereka cadangan energi kinetiknya. Kecepatan pergerakan elektron terus berubah: ketika elektron bertabrakan dengan atom, molekul, dan elektron lain, ia berkurang, kemudian meningkat di bawah pengaruh medan listrik dan berkurang lagi dengan tumbukan baru. Akibatnya, aliran elektron yang seragam terbentuk dalam konduktor dengan kecepatan beberapa fraksi sentimeter per detik. Akibatnya, elektron yang melewati konduktor selalu menghadapi hambatan dari sisinya terhadap gerakannya. Ketika arus listrik melewati konduktor, yang terakhir memanas.

hambatan listrik

Hambatan listrik konduktor, yang ditunjukkan oleh huruf Latin r, adalah sifat suatu benda atau media untuk mengubah energi listrik menjadi energi panas ketika arus listrik melewatinya.

Dalam diagram, hambatan listrik ditunjukkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, sebuah.

Hambatan listrik variabel, yang berfungsi untuk mengubah arus dalam rangkaian, disebut reostat. Dalam diagram, rheostat ditunjuk seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, b. Secara umum, rheostat dibuat dari kawat dengan resistansi satu atau lain, yang dililitkan pada alas isolasi. Penggeser atau tuas rheostat ditempatkan pada posisi tertentu, sebagai akibatnya resistansi yang diinginkan dimasukkan ke dalam sirkuit.

Sebuah konduktor panjang dengan penampang kecil menciptakan resistensi yang tinggi terhadap arus. Konduktor pendek dengan penampang besar memiliki resistansi kecil terhadap arus.

Jika kita mengambil dua konduktor dari bahan yang berbeda, tetapi dengan panjang dan bagian yang sama, maka konduktor tersebut akan menghantarkan arus dengan cara yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa hambatan suatu penghantar tergantung dari bahan penghantar itu sendiri.

Temperatur suatu konduktor juga mempengaruhi resistansinya. Saat suhu naik, resistensi logam meningkat, dan resistensi cairan dan batubara menurun. Hanya beberapa paduan logam khusus (manganin, konstantan, nikel, dan lain-lain) yang hampir tidak mengubah ketahanannya dengan meningkatnya suhu.

Jadi, kita melihat bahwa hambatan listrik konduktor tergantung pada: 1) panjang konduktor, 2) penampang konduktor, 3) bahan konduktor, 4) suhu konduktor.

Satuan hambatan adalah satu ohm. Om sering dilambangkan dengan huruf kapital Yunani (omega). Jadi, alih-alih menulis "Hambatan konduktor adalah 15 ohm", Anda cukup menulis: r= 15.
1000 ohm disebut 1 kiloohm(1kΩ, atau 1kΩ),
1.000.000 ohm disebut 1 megaohm(1mgOhm, atau 1MΩ).

Saat membandingkan resistansi konduktor dari bahan yang berbeda, perlu untuk mengambil panjang dan bagian tertentu untuk setiap sampel. Kemudian kita akan dapat menilai bahan mana yang menghantarkan arus listrik lebih baik atau lebih buruk.

Video 1. Resistansi konduktor

Hambatan listrik spesifik

Hambatan dalam ohm dari sebuah penghantar yang panjangnya 1 m, dengan penampang 1 mm² disebut resistivitas dan dilambangkan dengan huruf Yunani ρ (ro).

Tabel 1 memberikan resistansi spesifik dari beberapa konduktor.

Tabel 1

Resistivitas berbagai konduktor

Tabel menunjukkan bahwa seutas kawat besi dengan panjang 1 m dan penampang 1 mm² memiliki hambatan 0,13 ohm. Untuk mendapatkan hambatan 1 ohm, Anda perlu mengambil 7,7 m kawat tersebut. Perak memiliki resistivitas terendah. Resistansi 1 ohm dapat diperoleh dengan mengambil 62,5 m kawat perak dengan penampang 1 mm². Perak adalah konduktor terbaik, tetapi harga perak menghalangi penggunaannya secara luas. Setelah perak di meja datang tembaga: 1 m kawat tembaga dengan penampang 1 mm² memiliki hambatan 0,0175 ohm. Untuk mendapatkan hambatan 1 ohm, Anda perlu mengambil 57 m dari kawat tersebut.

Murni secara kimia, diperoleh dengan pemurnian, tembaga telah digunakan secara luas dalam teknik listrik untuk pembuatan kabel, kabel, belitan mesin dan peralatan listrik. Aluminium dan besi juga banyak digunakan sebagai konduktor.

Hambatan suatu konduktor dapat ditentukan dengan rumus :

di mana r- resistansi konduktor dalam ohm; ρ - resistansi spesifik konduktor; aku adalah panjang konduktor dalam m; S– penampang konduktor dalam mm².

Contoh 1 Tentukan hambatan 200 m kawat besi dengan penampang 5 mm².

Contoh 2 Hitung hambatan 2 km kawat aluminium dengan penampang 2,5 mm².

Dari rumus resistansi, Anda dapat dengan mudah menentukan panjang, resistivitas, dan penampang konduktor.

Contoh 3 Untuk penerima radio, perlu untuk melilitkan resistansi 30 ohm dari kawat nikel dengan penampang 0,21 mm². Tentukan panjang kawat yang dibutuhkan.

Contoh 4 Tentukan penampang kawat nikrom 20 m jika hambatannya 25 ohm.

Contoh 5 Sebuah kawat dengan penampang 0,5 mm² dan panjang 40 m memiliki hambatan 16 ohm. Tentukan bahan kawat.

Bahan konduktor mencirikan resistivitasnya.

Menurut tabel resistivitas, kami menemukan bahwa timah memiliki resistansi seperti itu.

Dinyatakan di atas bahwa resistansi konduktor tergantung pada suhu. Mari lakukan percobaan berikut. Kami melilitkan beberapa meter kawat logam tipis dalam bentuk spiral dan mengubah spiral ini menjadi sirkuit baterai. Untuk mengukur arus dalam rangkaian, nyalakan ammeter. Saat memanaskan spiral dalam nyala kompor, Anda dapat melihat bahwa pembacaan ammeter akan berkurang. Ini menunjukkan bahwa resistansi kawat logam meningkat dengan pemanasan.

Untuk beberapa logam, ketika dipanaskan hingga 100 °, resistansi meningkat 40 - 50%. Ada paduan yang sedikit mengubah ketahanannya dengan panas. Beberapa paduan khusus hampir tidak mengubah resistansi dengan suhu. Resistansi konduktor logam meningkat dengan meningkatnya suhu, resistansi elektrolit (konduktor cair), batubara dan beberapa padatan, sebaliknya, menurun.

Kemampuan logam untuk mengubah resistansinya dengan perubahan suhu digunakan untuk membuat termometer resistansi. Termometer semacam itu adalah luka kawat platinum pada bingkai mika. Dengan menempatkan termometer, misalnya, dalam tungku dan mengukur resistansi kawat platinum sebelum dan sesudah pemanasan, suhu dalam tungku dapat ditentukan.

Perubahan resistansi konduktor ketika dipanaskan, per 1 ohm dari resistansi awal dan suhu 1 °, disebut koefisien suhu resistansi dan dilambangkan dengan huruf .

Jika pada suhu t 0 hambatan konduktor adalah r 0, dan pada suhu t sama dengan r t, maka koefisien suhu resistansi

Catatan. Rumus ini hanya dapat dihitung dalam rentang suhu tertentu (sampai sekitar 200 °C).

Kami memberikan nilai koefisien suhu resistansi untuk beberapa logam (tabel 2).

Meja 2

Nilai koefisien suhu untuk beberapa logam

Dari rumus koefisien temperatur resistansi, kita tentukan r t:

r t = r 0 .

Contoh 6 Tentukan hambatan seutas kawat besi yang dipanaskan hingga 200°C jika hambatannya pada 0°C adalah 100 ohm.

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

Contoh 7 Sebuah termometer hambatan yang terbuat dari kawat platina dalam sebuah ruangan bersuhu 15°C memiliki hambatan 20 ohm. Termometer ditempatkan di tungku dan setelah beberapa saat resistansi diukur. Ternyata sama dengan 29,6 ohm. Tentukan suhu dalam oven.

konduktivitas listrik

Sampai sekarang, kita telah menganggap resistansi konduktor sebagai hambatan yang diberikan konduktor terhadap arus listrik. Namun, arus mengalir melalui konduktor. Oleh karena itu, selain hambatan (hambatan), penghantar juga memiliki kemampuan untuk menghantarkan arus listrik, yaitu konduktivitas.

Semakin besar resistansi suatu konduktor, semakin kecil konduktivitasnya, semakin buruk konduktor tersebut menghantarkan arus listrik, dan, sebaliknya, semakin rendah resistansi suatu konduktor, semakin besar konduktivitas yang dimilikinya, semakin mudah arus melewati konduktor. Oleh karena itu, resistansi dan konduktivitas konduktor adalah besaran timbal balik.

Diketahui dari matematika bahwa kebalikan dari 5 adalah 1/5 dan, sebaliknya, kebalikan dari 1/7 adalah 7. Oleh karena itu, jika hambatan suatu penghantar dilambangkan dengan huruf r, maka konduktivitas didefinisikan sebagai 1/ r. Konduktivitas biasanya dilambangkan dengan huruf g.

Konduktivitas listrik diukur dalam (1/ohm) atau siemens.

Contoh 8 Resistansi penghantar adalah 20 ohm. Tentukan konduktivitasnya.

Jika sebuah r= 20 Ohm, maka

Contoh 9 Konduktivitas konduktor adalah 0,1 (1/ohm). Tentukan hambatannya

Jika g \u003d 0,1 (1 / Ohm), maka r= 1 / 0,1 = 10 (ohm)

Salah satu besaran fisika yang digunakan dalam teknik elektro adalah resistivitas listrik. Mempertimbangkan resistansi spesifik aluminium, harus diingat bahwa nilai ini mencirikan kemampuan suatu zat untuk mencegah lewatnya arus listrik melaluinya.

Konsep Terkait Resistivitas

Nilai yang berlawanan dengan resistivitas disebut konduktivitas atau konduktivitas listrik. Hambatan listrik biasa hanya merupakan karakteristik dari sebuah konduktor, dan hambatan listrik spesifik hanya merupakan karakteristik dari zat tertentu.

Sebagai aturan, nilai ini dihitung untuk konduktor yang memiliki struktur seragam. Untuk menentukan konduktor homogen listrik, rumus digunakan:

Arti fisis besaran ini terletak pada hambatan tertentu dari suatu penghantar homogen dengan satuan panjang dan luas penampang tertentu. Satuan pengukuran adalah satuan SI Ohm.m atau satuan luar sistem Ohm.mm2/m. Satuan terakhir berarti bahwa penghantar zat homogen, panjang 1 m, memiliki luas penampang 1 mm2, akan memiliki hambatan 1 ohm. Dengan demikian, resistivitas zat apa pun dapat dihitung menggunakan bagian dari sirkuit listrik sepanjang 1 m, yang penampangnya akan menjadi 1 mm2.

Resistivitas logam yang berbeda

Setiap logam memiliki karakteristik masing-masing. Jika kita membandingkan resistivitas aluminium, misalnya, dengan tembaga, dapat dicatat bahwa untuk tembaga nilainya adalah 0,0175 Ohm.mm2 / m, dan untuk aluminium - 0,0271 Ohm.mm2 / m. Dengan demikian, resistivitas aluminium jauh lebih tinggi daripada tembaga. Dari sini dapat disimpulkan bahwa konduktivitas listrik jauh lebih tinggi daripada aluminium.

Faktor-faktor tertentu mempengaruhi nilai resistivitas logam. Misalnya, selama deformasi, struktur kisi kristal terganggu. Karena cacat yang dihasilkan, resistensi terhadap lewatnya elektron di dalam konduktor meningkat. Oleh karena itu, ada peningkatan resistivitas logam.

Suhu juga berpengaruh. Saat dipanaskan, simpul kisi kristal mulai berosilasi lebih kuat, sehingga meningkatkan resistivitas. Saat ini, karena resistivitas yang tinggi, kabel aluminium diganti di mana-mana dengan kabel tembaga, yang memiliki konduktivitas lebih tinggi.

Atau rangkaian listrik arus listrik.

Hambatan listrik didefinisikan sebagai faktor proporsionalitas R antara tegangan kamu dan arus searah Saya dalam hukum Ohm untuk bagian rantai.

Satuan hambatan disebut ohm(Ohm) untuk menghormati ilmuwan Jerman G. Ohm, yang memperkenalkan konsep ini ke dalam fisika. Satu ohm (1 ohm) adalah resistansi konduktor seperti itu, di mana, pada tegangan 1 PADA kekuatan arus adalah 1 TETAPI.

Resistivitas.

Hambatan konduktor homogen dengan penampang konstan tergantung pada bahan konduktor, panjangnya aku dan penampang S dan dapat ditentukan dengan rumus:

di mana ρ adalah resistivitas bahan dari mana konduktor dibuat.

Resistivitas materi- ini adalah besaran fisis yang menunjukkan hambatan konduktor yang terbuat dari bahan ini dengan satuan panjang dan luas penampang satuan.

Ini mengikuti dari rumus bahwa

Nilai, timbal balik ρ , disebut daya konduksi σ :

Karena dalam SI satuan hambatan adalah 1 ohm. satuan luas adalah 1 m 2, dan satuan panjang adalah 1 m, maka satuan resistivitas dalam SI adalah 1 Ohm · m 2 /m, atau 1 ohm m. Satuan konduktivitas dalam SI adalah Ohm -1 m -1.

Dalam praktiknya, luas penampang kabel tipis sering dinyatakan dalam milimeter persegi (mm2). Dalam hal ini, satuan resistivitas yang lebih tepat adalah Ohm mm 2 /m. Sejak 1 mm 2 \u003d 0,000001 m 2, maka 1 Ohm mm 2 / m \u003d 10 -6 Ohm m. Logam memiliki resistivitas yang sangat rendah - dari orde (1 10 -2) Ohm mm 2 /m, dielektrik - 10 15 -10 20 besar.

Ketergantungan resistansi pada suhu.

Dengan meningkatnya suhu, resistensi logam meningkat. Namun, ada paduan yang ketahanannya hampir tidak berubah dengan meningkatnya suhu (misalnya, konstantan, manganin, dll.). Hambatan elektrolit menurun dengan meningkatnya suhu.

koefisien suhu resistansi konduktor adalah rasio perubahan resistansi konduktor ketika dipanaskan 1 ° C dengan nilai resistansi pada 0 C:

.

Ketergantungan resistivitas konduktor pada suhu dinyatakan dengan rumus:

.

Secara umum α tergantung pada suhu, tetapi jika interval suhu kecil, maka koefisien suhu dapat dianggap konstan. Untuk logam murni \u003d (1/273) K -1. Untuk larutan elektrolit α < 0 . Misalnya, untuk larutan garam 10% \u003d -0,02 K -1. Untuk konstantan (paduan tembaga-nikel) \u003d 10 -5 K -1.

Ketergantungan resistansi konduktor pada suhu digunakan dalam termometer resistansi.

Banyak yang telah mendengar tentang hukum Ohm, tetapi tidak semua orang tahu apa itu. Studi dimulai dengan kursus sekolah dalam fisika. Secara lebih rinci menyampaikan fakultas fisik dan elektrodinamika. Pengetahuan ini tidak mungkin berguna bagi orang awam biasa, tetapi itu perlu untuk pengembangan umum, dan untuk seseorang untuk profesi masa depan. Di sisi lain, pengetahuan dasar tentang listrik, strukturnya, fitur-fiturnya di rumah akan membantu memperingatkan diri sendiri terhadap masalah. Tidak heran hukum Ohm disebut hukum dasar kelistrikan. Tuan rumah perlu memiliki pengetahuan di bidang kelistrikan untuk mencegah terjadinya tegangan lebih yang dapat menyebabkan peningkatan beban dan kebakaran.

Konsep hambatan listrik

Hubungan antara kuantitas fisik dasar dari rangkaian listrik - resistansi, tegangan, kekuatan arus ditemukan oleh fisikawan Jerman Georg Simon Ohm.

Hambatan listrik suatu konduktor adalah nilai yang mencirikan hambatannya terhadap arus listrik. Dengan kata lain, bagian dari elektron di bawah aksi arus listrik pada konduktor meninggalkan tempatnya di kisi kristal dan pergi ke kutub positif konduktor. Beberapa elektron tetap berada di kisi, terus berputar di sekitar atom nukleus. Elektron dan atom ini membentuk hambatan listrik yang mencegah pergerakan partikel yang dilepaskan.

Proses di atas berlaku untuk semua logam, tetapi resistansi di dalamnya terjadi dengan cara yang berbeda. Ini karena perbedaan ukuran, bentuk, bahan yang terdiri dari konduktor. Dengan demikian, dimensi kisi kristal memiliki bentuk yang tidak sama untuk bahan yang berbeda, oleh karena itu, hambatan listrik terhadap pergerakan arus yang melaluinya tidak sama.

Dari konsep ini berikut definisi resistivitas suatu zat, yang merupakan indikator individu untuk setiap logam secara terpisah. Resistivitas listrik (ER) adalah kuantitas fisik yang dilambangkan dengan huruf Yunani dan dicirikan oleh kemampuan logam untuk mencegah aliran listrik melaluinya.

Tembaga adalah bahan utama untuk konduktor

Resistivitas suatu zat dihitung dengan rumus, dimana salah satu indikator penting adalah koefisien temperatur dari hambatan listrik. Tabel tersebut berisi nilai resistivitas tiga logam yang diketahui dalam kisaran suhu dari 0 hingga 100 °C.

Jika kita mengambil indeks resistivitas besi, sebagai salah satu bahan yang tersedia, sebesar 0,1 Ohm, maka diperlukan 10 meter untuk 1 Ohm. Perak memiliki hambatan listrik paling rendah, untuk indikatornya 1 Ohm, akan keluar 66,7 meter. Perbedaan yang signifikan, tetapi perak adalah logam mahal yang tidak banyak digunakan. Selanjutnya dari segi performa adalah tembaga, dimana 1 ohm membutuhkan 57,14 meter. Karena ketersediaannya, biayanya dibandingkan dengan perak, tembaga adalah salah satu bahan yang paling populer untuk digunakan dalam jaringan listrik. Resistivitas kawat tembaga yang rendah atau hambatan kawat tembaga memungkinkan untuk menggunakan konduktor tembaga di banyak cabang ilmu pengetahuan, teknologi, serta dalam keperluan industri dan rumah tangga.

Nilai resistivitas

Nilai resistivitas tidak konstan, itu berubah tergantung pada faktor-faktor berikut:

• Ukuran. Semakin besar diameter konduktor, semakin banyak elektron yang melewati dirinya sendiri. Oleh karena itu, semakin kecil ukurannya, semakin besar resistivitasnya.
• Panjang. Elektron melewati atom, jadi semakin panjang kawat, semakin banyak elektron yang harus melewatinya. Saat menghitung, perlu memperhitungkan panjang, ukuran kawat, karena semakin panjang, semakin tipis kawat, semakin besar resistivitasnya dan sebaliknya. Kegagalan dalam menghitung beban peralatan yang digunakan dapat menyebabkan kawat terlalu panas dan kebakaran.
• Suhu. Diketahui bahwa rezim suhu sangat penting pada perilaku zat dengan cara yang berbeda. Logam, tidak seperti yang lain, mengubah sifatnya pada suhu yang berbeda. Resistivitas tembaga secara langsung tergantung pada koefisien suhu resistansi tembaga dan meningkat ketika dipanaskan.
• Korosi. Pembentukan korosi secara signifikan meningkatkan beban. Ini terjadi karena pengaruh lingkungan, masuknya kelembaban, garam, kotoran, dll. manifestasi. Disarankan untuk mengisolasi dan melindungi semua koneksi, terminal, lilitan, memasang perlindungan untuk peralatan luar ruangan, mengganti kabel, rakitan, rakitan yang rusak secara tepat waktu.

Perhitungan resistansi

Perhitungan dilakukan pada saat mendesain objek untuk berbagai keperluan dan kegunaan, karena penopang kehidupan masing-masing berasal dari listrik. Semuanya diperhitungkan, mulai dari perlengkapan pencahayaan hingga peralatan yang rumit secara teknis. Di rumah juga akan berguna untuk membuat perhitungan, terutama jika direncanakan untuk mengganti kabel. Untuk konstruksi perumahan pribadi, perlu untuk menghitung beban, jika tidak, perakitan kabel listrik "kerajinan" dapat menyebabkan kebakaran.

Tujuan perhitungan adalah untuk menentukan resistansi total konduktor dari semua perangkat yang digunakan, dengan mempertimbangkan parameter teknisnya. Dihitung dengan rumus R=p*l/S , dimana:

R adalah hasil yang dihitung;

p adalah indeks resistivitas dari tabel;

l adalah panjang kawat (konduktor);

S adalah diameter bagian.

Satuan

Dalam sistem internasional satuan besaran fisik (SI), hambatan listrik diukur dalam Ohm (Ohm). Satuan pengukuran resistivitas menurut sistem SI sama dengan resistivitas suatu zat di mana konduktor terbuat dari satu bahan dengan panjang 1 m dengan penampang 1 sq. m.memiliki hambatan 1 ohm. Penggunaan 1 ohm / m sehubungan dengan logam yang berbeda ditunjukkan dengan jelas dalam tabel.

Signifikansi Resistivitas

Hubungan antara resistivitas dan konduktivitas dapat dilihat sebagai timbal balik. Semakin tinggi indeks satu konduktor, semakin rendah indeks yang lain dan sebaliknya. Oleh karena itu dalam menghitung daya hantar listrik digunakan perhitungan 1/r, karena bilangan yang berbanding lurus dengan X adalah 1/X dan sebaliknya. Indikator spesifik dilambangkan dengan huruf g.

Manfaat tembaga elektrolitik

Resistivitas rendah (setelah perak) sebagai keuntungan, tembaga tidak terbatas. Ini memiliki sifat unik dalam karakteristiknya, yaitu plastisitas, kelenturan yang tinggi. Berkat kualitas ini, tembaga elektrolitik kemurnian tinggi diproduksi untuk produksi kabel yang digunakan dalam peralatan listrik, teknologi komputer, industri listrik dan industri otomotif.

Ketergantungan indeks resistansi pada suhu

Koefisien suhu adalah nilai yang sama dengan perubahan tegangan bagian dari rangkaian dan resistivitas logam sebagai akibat dari perubahan suhu. Kebanyakan logam cenderung meningkatkan resistivitas dengan meningkatnya suhu karena getaran termal dari kisi kristal. Koefisien suhu resistansi tembaga mempengaruhi resistansi spesifik kawat tembaga dan pada suhu dari 0 hingga 100 °C adalah 4,1 10−3(1/Kelvin). Untuk perak, indikator ini dalam kondisi yang sama memiliki nilai 3,8, dan untuk besi, 6,0. Ini sekali lagi membuktikan efektivitas penggunaan tembaga sebagai konduktor.

Tembaga adalah salah satu bahan kawat yang paling umum. Resistansi listriknya adalah yang terendah dari logam yang terjangkau. Ini kurang hanya dalam logam mulia (perak dan emas) dan tergantung pada berbagai faktor.

Apa itu arus listrik?

Pada kutub yang berbeda dari baterai atau sumber arus lainnya, ada pembawa muatan listrik yang berlawanan. Jika mereka terhubung ke konduktor, pembawa muatan mulai bergerak dari satu kutub sumber tegangan ke kutub lainnya. Pembawa ini dalam cairan adalah ion, dan dalam logam mereka adalah elektron bebas.

Definisi. Arus listrik adalah gerakan terarah dari partikel bermuatan.

Resistivitas

Resistivitas listrik adalah besaran yang menentukan hambatan listrik dari sampel bahan referensi. Huruf Yunani "r" digunakan untuk menunjukkan nilai ini. Rumus untuk perhitungan:

p=(R*S)/ aku.

Nilai ini diukur dalam Ohm*m. Anda dapat menemukannya di buku referensi, di tabel resistivitas atau di Internet.

Elektron bebas bergerak melalui logam di dalam kisi kristal. Tiga faktor yang mempengaruhi resistensi terhadap gerakan ini dan resistivitas konduktor:

• Bahan. Logam yang berbeda memiliki kerapatan atom dan jumlah elektron bebas yang berbeda;
• kotoran. Dalam logam murni, kisi kristal lebih teratur, sehingga resistansi lebih rendah daripada paduan;
• Suhu. Atom tidak duduk diam di tempatnya, tetapi berosilasi. Semakin tinggi suhu, semakin besar amplitudo osilasi, yang mengganggu pergerakan elektron, dan semakin tinggi resistansi.

Pada gambar berikut, Anda dapat melihat tabel resistivitas logam.

Menarik. Ada paduan yang hambatan listriknya turun saat dipanaskan atau tidak berubah.

Konduktivitas dan hambatan listrik

Karena dimensi kabel diukur dalam meter (panjang) dan mm² (bagian), resistivitas listrik memiliki dimensi Ohm mm² / m. Mengetahui dimensi kabel, resistansi dihitung dengan rumus:

R=(p* aku)/S.

Selain hambatan listrik, beberapa rumus menggunakan konsep "konduktivitas". Ini adalah kebalikan dari perlawanan. Ini ditunjuk "g" dan dihitung dengan rumus:

Konduktivitas cairan

Konduktivitas cairan berbeda dari konduktivitas logam. Pembawa muatan di dalamnya adalah ion. Jumlah dan konduktivitas listriknya meningkat saat dipanaskan, sehingga kekuatan boiler elektroda meningkat beberapa kali saat dipanaskan dari 20 hingga 100 derajat.

Menarik. Air suling adalah isolator. Konduktivitas diberikan kepadanya oleh pengotor terlarut.

Hambatan listrik kabel

Bahan kawat yang paling umum adalah tembaga dan aluminium. Resistansi aluminium lebih tinggi, tetapi lebih murah daripada tembaga. Resistansi spesifik tembaga lebih rendah, sehingga ukuran kawat dapat dipilih lebih kecil. Selain itu, lebih kuat, dan kabel terdampar fleksibel terbuat dari logam ini.

Tabel berikut menunjukkan resistivitas listrik logam pada 20 derajat. Untuk menentukannya pada suhu lain, nilai dari tabel harus dikalikan dengan faktor koreksi yang berbeda untuk setiap logam. Anda dapat mengetahui koefisien ini dari buku referensi yang relevan atau menggunakan kalkulator online.

Pemilihan bagian kabel

Karena kawat memiliki hambatan, ketika arus listrik melewatinya, panas dihasilkan dan terjadi penurunan tegangan. Kedua faktor ini harus diperhitungkan saat memilih ukuran kabel.

Seleksi sesuai dengan pemanasan yang diizinkan

Ketika arus mengalir melalui kawat, energi dilepaskan. Kuantitasnya dapat dihitung dengan rumus daya listrik:

Pada kawat tembaga dengan penampang 2.5mm² dan panjang 10 meter R=10*0.0074=0.074Ohm. Pada arus 30A, P \u003d 30² * 0,074 \u003d 66W.

Daya ini memanaskan konduktor dan kabel itu sendiri. Suhu yang memanas tergantung pada kondisi peletakan, jumlah inti dalam kabel dan faktor lainnya, dan suhu yang diizinkan tergantung pada bahan insulasi. Tembaga memiliki konduktivitas yang lebih tinggi, sehingga output daya dan penampang yang dibutuhkan lebih sedikit. Itu ditentukan oleh tabel khusus atau menggunakan kalkulator online.

Kerugian tegangan yang diizinkan

Selain pemanasan, ketika arus listrik melewati kabel, tegangan di dekat beban berkurang. Nilai ini dapat dihitung menggunakan hukum Ohm:

Referensi. Menurut norma PUE, itu tidak boleh lebih dari 5% atau dalam jaringan 220V - tidak lebih dari 11V.

Oleh karena itu, semakin panjang kabel, semakin besar penampangnya. Anda dapat menentukannya dari tabel atau menggunakan kalkulator online. Berbeda dengan pemilihan bagian sesuai dengan pemanasan yang diijinkan, kehilangan tegangan tidak tergantung pada kondisi paking dan bahan insulasi.

Dalam jaringan 220V, tegangan disuplai melalui dua kabel: fase dan nol, sehingga perhitungan dibuat untuk menggandakan panjang kabel. Pada kabel dari contoh sebelumnya, itu akan menjadi U=I*R=30A*2*0.074Ω=4.44V. Ini tidak banyak, tetapi dengan panjang 25 meter ternyata 11.1V - nilai maksimum yang diijinkan, Anda harus meningkatkan penampang.

Tahanan listrik dari logam lain

Selain tembaga dan aluminium, logam dan paduan lainnya digunakan dalam teknik elektro:

• Besi. Resistansi spesifik baja lebih tinggi, tetapi lebih kuat dari tembaga dan aluminium. Konduktor baja dijalin menjadi kabel yang dimaksudkan untuk diletakkan di udara. Resistansi besi terlalu tinggi untuk transmisi listrik, oleh karena itu, saat menghitung penampang, inti tidak diperhitungkan. Selain itu, lebih tahan api, dan timah dibuat darinya untuk menghubungkan pemanas di tungku listrik berdaya tinggi;
• Nichrome (paduan nikel dan krom) dan Fechral (besi, krom dan aluminium). Mereka memiliki konduktivitas dan refraktori yang rendah. Resistor dan pemanas wirewound terbuat dari paduan ini;
• tungsten. Tahanan listriknya tinggi, tetapi merupakan logam tahan api (3422 °C). Ini digunakan untuk membuat filamen pada lampu listrik dan elektroda untuk pengelasan busur argon;
• Constantan dan manganin (tembaga, nikel dan mangan). Resistivitas konduktor ini tidak berubah dengan perubahan suhu. Mereka digunakan dalam perangkat klaim untuk pembuatan resistor;
• Logam mulia - emas dan perak. Mereka memiliki konduktivitas tertinggi, tetapi karena harganya yang tinggi, penggunaannya terbatas.

Reaktansi induktif

Rumus untuk menghitung konduktivitas kabel hanya berlaku di jaringan DC atau di konduktor lurus pada frekuensi rendah. Dalam kumparan dan jaringan frekuensi tinggi, resistansi induktif muncul berkali-kali lebih tinggi dari biasanya. Selain itu, arus frekuensi tinggi hanya merambat di atas permukaan kawat. Oleh karena itu, terkadang dilapisi dengan lapisan tipis perak atau digunakan kawat litz.