ტერმინი "რეზისტენტობა" ეხება პარამეტრს, რომელსაც აქვს სპილენძი ან სხვა ლითონი და საკმაოდ ხშირად გვხვდება სპეციალური ლიტერატურა. ღირს იმის გაგება, თუ რა იგულისხმება ამაში.

სპილენძის კაბელის ერთ-ერთი სახეობა

ზოგადი ინფორმაცია ელექტრული წინააღმდეგობის შესახებ

პირველი, განიხილეთ ელექტრული წინააღმდეგობის კონცეფცია. მოგეხსენებათ, დირიჟორზე ელექტრული დენის მოქმედებით (და სპილენძი ერთ-ერთი საუკეთესო გამტარი ლითონია), მასში შემავალი ელექტრონების ნაწილი ტოვებს ადგილს ბროლის ბადეში და მიეჩქარება გამტარის დადებითი პოლუსისკენ. თუმცა, ყველა ელექტრონი არ ტოვებს ბროლის ბადეს, ზოგიერთი მათგანი რჩება მასში და აგრძელებს შექმნას მბრუნავი მოძრაობაატომის ბირთვის გარშემო. ეს ელექტრონები, ისევე როგორც კვანძებში მდებარე ატომები ბროლის გისოსიდა შექმენით ელექტრული წინააღმდეგობააფერხებს გამოთავისუფლებული ნაწილაკების მოძრაობას.

ეს პროცესი, რომელიც მოკლედ ავღნიშნეთ, დამახასიათებელია ნებისმიერი ლითონისთვის, მათ შორის სპილენძისთვის. ბუნებრივია, სხვადასხვა ლითონები, რომელთაგან თითოეული სპეციალური ფორმადა ბროლის გისოსის ზომები, წინააღმდეგობას უწევს მათში ელექტრული დენის მოძრაობას სხვადასხვა გზით. სწორედ ეს განსხვავებები ახასიათებს სპეციფიკურ წინააღმდეგობას - ინდიკატორი, რომელიც ინდივიდუალურია თითოეული ლითონისთვის.

სპილენძის გამოყენება ელექტრო და ელექტრო სისტემებში

იმისათვის, რომ გავიგოთ სპილენძის პოპულარობის მიზეზი, როგორც მასალა ელექტრო და ელექტრონული სისტემები, უბრალოდ გადახედეთ ცხრილში მისი წინაღობის მნიშვნელობას. სპილენძისთვის, ეს პარამეტრია 0,0175 Ohm * mm2 / მეტრი. ამ მხრივ სპილენძი მეორე ადგილზეა მხოლოდ ვერცხლის შემდეგ.

ეს არის დაბალი წინაღობა, რომელიც იზომება 20 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე, რაც არის მთავარი მიზეზი იმისა, რომ დღეს თითქმის არცერთ ელექტრონულ და ელექტრო მოწყობილობას არ შეუძლია სპილენძის გარეშე. სპილენძი არის მთავარი მასალა მავთულის და კაბელების, ბეჭდური მიკროსქემის დაფების, ელექტროძრავების და დენის ტრანსფორმატორის ნაწილების წარმოებისთვის.

დაბალი წინაღობა, რომელიც ახასიათებს სპილენძს, შესაძლებელს ხდის მის გამოყენებას ენერგიის მაღალი დაზოგვის თვისებების მქონე ელექტრო მოწყობილობების წარმოებისთვის. გარდა ამისა, სპილენძის გამტარების ტემპერატურა ძალიან მცირედ იზრდება, როდესაც მათში ელექტრული დენი გადის.

რა გავლენას ახდენს წინაღობის მნიშვნელობაზე?

მნიშვნელოვანია ვიცოდეთ, რომ არსებობს წინააღმდეგობის მნიშვნელობის დამოკიდებულება ლითონის ქიმიურ სისუფთავეზე. როდესაც სპილენძი შეიცავს თუნდაც მცირე რაოდენობით ალუმინს (0.02%), ამ პარამეტრის მნიშვნელობა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს (10% -მდე).

ამ კოეფიციენტზე ასევე მოქმედებს გამტარის ტემპერატურა. ეს აიხსნება იმით, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება ლითონის ატომების ვიბრაცია მისი კრისტალური მედის კვანძებში, რაც იწვევს იმ ფაქტს, რომ იზრდება წინააღმდეგობის კოეფიციენტი.

ამიტომ ყველა საცნობარო ცხრილში მოცემული პარამეტრის მნიშვნელობა მოცემულია 20 გრადუსიანი ტემპერატურის გათვალისწინებით.

როგორ გამოვთვალოთ გამტარის მთლიანი წინააღმდეგობა?

იმის ცოდნა, თუ რის ტოლია წინაღობა, მნიშვნელოვანია, რომ განხორციელდეს ელექტრული აღჭურვილობის პარამეტრების წინასწარი გამოთვლები მისი დიზაინის დროს. ასეთ შემთხვევებში განისაზღვრება დაპროექტებული მოწყობილობის გამტარების საერთო წინააღმდეგობა, რომლებსაც აქვთ გარკვეული ზომები და ფორმები. დირიჟორის წინაღობის მნიშვნელობის დათვალიერების შემდეგ საცნობარო ცხრილის მიხედვით, განვსაზღვროთ მისი ზომები და ფართობი რადიუსი, შეგიძლიათ გამოთვალოთ მისი მთლიანი წინააღმდეგობის მნიშვნელობა ფორმულით:

ეს ფორმულა იყენებს შემდეგ აღნიშვნას:

• R არის გამტარის მთლიანი წინააღმდეგობა, რომელიც უნდა განისაზღვროს;
• p არის ლითონის სპეციფიკური წინააღმდეგობა, საიდანაც მზადდება გამტარი (განსაზღვრულია ცხრილის მიხედვით);
• l არის დირიჟორის სიგრძე;
• S არის მისი კვეთის ფართობი.

• კონსტანტანი (58.8 Cu, 40 Ni, 1.2 Mn)
• მანგანინი (85 Cu, 12 Mn, 3 Ni)
• ნიკელის ვერცხლი (65 Cu, 20 Zn, 15 Ni)
• ნიკელინი (54 Cu, 20 Zn, 26 Ni)
• ნიქრომი (67.5 Ni, 15 Cr, 16 Fe, 1.5 Mn)
• რეონატი (84Cu, 12Mn, 4 Zn)
• ფეხრალი (80 Fe, 14 Cr, 6 Al)

ნიქრომის წინააღმდეგობა

ყოველი სხეული, რომელიც გადის ელექტროობა, ავტომატურად უწევს მას გარკვეულ წინააღმდეგობას. გამტარის თვისებას ელექტრული დენის წინააღმდეგობის გაწევა ეწოდება ელექტრული წინააღმდეგობა.

განიხილეთ ელექტრონული თეორია ამ ფენომენს. გამტარის გასწვრივ მოძრაობისას, თავისუფალი ელექტრონები მუდმივად ხვდებიან სხვა ელექტრონებსა და ატომებს გზაზე. მათთან ურთიერთქმედებისას თავისუფალი ელექტრონი კარგავს მუხტის ნაწილს. ამრიგად, ელექტრონები ექმნებათ წინააღმდეგობას გამტარი მასალისგან. თითოეულ სხეულს აქვს საკუთარი ატომური სტრუქტურა, რომელიც უზრუნველყოფს სხვადასხვა წინააღმდეგობას ელექტრო დენის მიმართ. წინააღმდეგობის ერთეული არის ომი. მითითებულია მასალების წინააღმდეგობა - R ან r.

რაც უფრო დაბალია გამტარის წინააღმდეგობა, მით უფრო ადვილია ელექტრული დენის გავლა ამ სხეულში. და პირიქით: რაც უფრო მაღალია წინააღმდეგობა, მით უფრო ცუდად ატარებს სხეული ელექტრო დენს.

თითოეული ინდივიდუალური დირიჟორის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია მასალის თვისებებზე, საიდანაც იგი მზადდება. მასალის ელექტრული წინააღმდეგობის ზუსტად დასახასიათებლად დაინერგა კონცეფცია - სპეციფიკური წინააღმდეგობა (ნიკრომი, ალუმინი და ა.შ.). სპეციფიკურ წინაღობად ითვლება 1 მ-მდე სიგრძის გამტარის წინაღობა, რომლის ჯვარი 1 კვ. მმ. ეს მაჩვენებელი აღინიშნება ასო p. დირიჟორის წარმოებაში გამოყენებულ თითოეულ მასალას აქვს საკუთარი წინაღობა. მაგალითად, განვიხილოთ ნიქრომის და ფეხრალის წინაღობა (3 მმ-ზე მეტი):

• Х15Н60 — 1,13 ომ*მმ/მ
• Kh23Yu5T - 1.39 Ohm * მმ / მ
• Х20Н80 — 1,12 ომ*მმ/მ
• XN70YU - 1,30 ომ*მმ/მ
• XN20YUS - 1.02 Ohm*mm/m

წინააღმდეგობანიქრომი, ფეხრალი მიუთითებს მათი გამოყენების ძირითად სფეროზე: მოწყობილობების წარმოებაზე თერმული მოქმედება, საყოფაცხოვრებო ნივთებიდა სამრეწველო ღუმელების ელექტრო გათბობის ელემენტები.

ვინაიდან ნიქრომი და ფეხრალი ძირითადად გამოიყენება გათბობის ელემენტების წარმოებაში, ყველაზე გავრცელებული პროდუქტებია ნიქრომის ძაფი, ლენტი, Kh15N60 და Kh20N80 ზოლები, ასევე Kh23Yu5T ფეხრალის მავთული.

წინააღმდეგობალითონები არის მათი თვისებების საზომი ელექტრული დენის გავლის წინააღმდეგობის გაწევისთვის. ეს მნიშვნელობა გამოიხატება Ohm-მეტრში (Ohm⋅m). წინააღმდეგობის სიმბოლოა ბერძნული ასოρ (rho). მაღალი წინააღმდეგობა ნიშნავს, რომ მასალა კარგად არ ატარებს ელექტრულ მუხტს.

წინააღმდეგობა

ელექტრული წინაღობა განისაზღვრება, როგორც სიძლიერის თანაფარდობა ელექტრული ველილითონის შიგნით მასში არსებული დენის სიმკვრივემდე:

სადაც:
ρ არის ლითონის წინაღობა (Ohm⋅m),
E არის ელექტრული ველის სიძლიერე (V/m),
J არის ელექტრული დენის სიმკვრივის მნიშვნელობა მეტალში (A/m2)

თუ ელექტრული ველის სიძლიერე (E) მეტალში ძალიან დიდია, ხოლო დენის სიმკვრივე (J) ძალიან მცირეა, ეს ნიშნავს, რომ ლითონს აქვს მაღალი წინააღმდეგობა.

ორმხრივიწინაღობა არის ელექტრული გამტარობა, რაც მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად კარგად ატარებს მასალა ელექტრულ დენს:

σ არის მასალის გამტარობა, გამოხატული სიმენსი მეტრზე (S/m).

ელექტრული წინააღმდეგობა

ელექტრული წინააღმდეგობა, ერთ-ერთი კომპონენტი, გამოიხატება ohms-ში (Ohm). უნდა აღინიშნოს, რომ ელექტრული წინააღმდეგობა და წინაღობა არ არის იგივე. წინააღმდეგობა არის მასალის თვისება, ხოლო ელექტრული წინააღმდეგობა არის ობიექტის თვისება.

რეზისტორის ელექტრული წინააღმდეგობა განისაზღვრება იმ მასალის ფორმისა და წინაღობის კომბინაციით, საიდანაც იგი მზადდება.

მაგალითად, გრძელი და თხელი მავთულისგან დამზადებულ მავთულის რეზისტორს უფრო მეტი წინააღმდეგობა აქვს, ვიდრე იმავე ლითონის მოკლე და სქელი მავთულისგან დამზადებულ რეზისტორს.

ამავდროულად, მაღალი წინაღობის მასალისგან დამზადებულ მავთულხლართებს აქვს უფრო მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობა, ვიდრე დაბალი წინაღობის მასალისგან დამზადებულ რეზისტორს. და ეს ყველაფერი იმისდა მიუხედავად, რომ ორივე რეზისტორი დამზადებულია იმავე სიგრძისა და დიამეტრის მავთულისგან.

სიცხადისთვის, ანალოგიის გაკეთება შეიძლება ჰიდრავლიკური სისტემასადაც წყალი მიედინება მილებით.

• რაც უფრო გრძელი და თხელია მილი, მით მეტი იქნება წყალგამძლეობა.
• ქვიშით სავსე მილი წყალს უფრო გაუძლებს, ვიდრე მილი ქვიშის გარეშე.

მავთულის წინააღმდეგობა

მავთულის წინააღმდეგობის მნიშვნელობა დამოკიდებულია სამ პარამეტრზე: ლითონის წინაღობა, თავად მავთულის სიგრძე და დიამეტრი. მავთულის წინააღმდეგობის გაანგარიშების ფორმულა:

სად:
R - მავთულის წინააღმდეგობა (Ohm)
ρ - ლითონის სპეციფიკური წინააღმდეგობა (Ohm.m)
L - მავთულის სიგრძე (მ)
A - მავთულის განივი ფართობი (მ2)

მაგალითად, განვიხილოთ ნიქრომული მავთულის რეზისტორი, რომლის წინაღობაა 1,10×10-6 ohm.m. მავთულის სიგრძეა 1500 მმ და დიამეტრი 0,5 მმ. ამ სამი პარამეტრის საფუძველზე, ჩვენ ვიანგარიშებთ ნიქრომული მავთულის წინააღმდეგობას:

R \u003d 1.1 * 10 -6 * (1.5 / 0.000000196) \u003d 8.4 ohms

ნიქრომი და კონსტანტანი ხშირად გამოიყენება როგორც წინააღმდეგობის მასალა. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში შეგიძლიათ იხილოთ ზოგიერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული ლითონის წინაღობა.

ზედაპირის წინააღმდეგობა

ზედაპირის წინააღმდეგობის მნიშვნელობა გამოითვლება ისევე, როგორც მავთულის წინააღმდეგობა. AT ამ საქმესგანივი ფართობი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს w და ​​t ნამრავლის სახით:

ზოგიერთი მასალისთვის, როგორიცაა თხელი ფენები, მიმართება წინაღობასა და ფირის სისქეს შორის მოიხსენიება, როგორც ფენის ფურცლის წინააღმდეგობა RS:

სადაც RS იზომება ომებში. ამ გაანგარიშებით, ფილმის სისქე უნდა იყოს მუდმივი.

ხშირად, რეზისტორების მწარმოებლები ჭრიან ფილმში ბილიკებს, რათა გაზარდონ წინააღმდეგობა ელექტრო დენის ბილიკის გაზრდის მიზნით.

რეზისტენტული მასალების თვისებები

ლითონის წინაღობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. მათი ღირებულებები ჩვეულებრივ მოცემულია ოთახის ტემპერატურაზე(20°C). ტემპერატურის ცვლილების შედეგად წინაღობის ცვლილება ხასიათდება ტემპერატურის კოეფიციენტით.

მაგალითად, თერმისტორებში (თერმისტორებში) ეს თვისება გამოიყენება ტემპერატურის გასაზომად. მეორეს მხრივ, ზუსტი ელექტრონიკაში, ეს საკმაოდ არასასურველი ეფექტია.
ლითონის ფირის რეზისტორებს აქვთ ტემპერატურის მდგრადობის შესანიშნავი თვისებები. ეს მიიღწევა არა მხოლოდ მასალის დაბალი წინაღობის გამო, არამედ თავად რეზისტორის მექანიკური დიზაინის გამო.

მრავალი განსხვავებული მასალა და შენადნობები გამოიყენება რეზისტორების წარმოებაში. ნიქრომი (ნიკელის და ქრომის შენადნობი), მისი მაღალი წინააღმდეგობის და დაჟანგვისადმი გამძლეობის გამო. მაღალი ტემპერატურა, ხშირად გამოიყენება როგორც მასალა მავთულხლართების რეზისტორების დასამზადებლად. მისი მინუსი ის არის, რომ მისი შედუღება შეუძლებელია. Constantan, კიდევ ერთი პოპულარული მასალა, ადვილად შედუღებადი და აქვს დაბალი ტემპერატურის კოეფიციენტი.

ელექტრული დენი წარმოიქმნება ტერმინალებზე პოტენციური სხვაობით მიკროსქემის დახურვის შედეგად. ველის ძალები მოქმედებს თავისუფალ ელექტრონებზე და ისინი მოძრაობენ გამტარის გასწვრივ. ამ მოგზაურობის დროს ელექტრონები ხვდებიან ატომებს და გადასცემენ მათ დაგროვილი ენერგიის ნაწილს. შედეგად, მათი სიჩქარე მცირდება. მაგრამ, ელექტრული ველის გავლენის გამო, ის კვლავ იძენს იმპულსს. ამრიგად, ელექტრონები მუდმივად განიცდიან წინააღმდეგობას, რის გამოც ელექტრული დენი თბება.

ნივთიერების თვისება დენის მოქმედებისას ელექტროენერგია სითბოდ გარდაქმნას არის ელექტრული წინააღმდეგობა და აღინიშნება როგორც R, მისი ერთეული არის Ohm. წინააღმდეგობის ოდენობა ძირითადად დამოკიდებულია სხვადასხვა მასალის უნარზე დენის გატარების უნარზე.
პირველად წინააღმდეგობა გამოაცხადა გერმანელმა მკვლევარმა გ.

დენსა და წინააღმდეგობას შორის კავშირის გასარკვევად, ცნობილი ფიზიკოსიჩაატარა ბევრი ექსპერიმენტი. ექსპერიმენტებისთვის მან გამოიყენა სხვადასხვა გამტარები და მიიღო სხვადასხვა ინდიკატორი.
პირველი, რაც G. Ohm-მა დაადგინა, იყო ის, რომ წინაღობა დამოკიდებულია გამტარის სიგრძეზე. ანუ თუ გამტარის სიგრძე გაიზარდა, წინააღმდეგობაც გაიზარდა. შედეგად, ეს ურთიერთობა პირდაპირპროპორციულად განისაზღვრა.

მეორე დამოკიდებულება არის განივი ფართობი. ეს შეიძლება განისაზღვროს დირიჟორის განივი მონაკვეთით. ფიგურის ფართობი, რომელიც ჩამოყალიბდა ჭრილზე, არის განივი ფართობი. აქ ურთიერთობა უკუპროპორციულია. ანუ რაც უფრო დიდია კვეთის ფართობი მით უფრო დაბალია გამტარის წინააღმდეგობა.

და მესამე, მნიშვნელოვანი რაოდენობა, რომელზეც დამოკიდებულია წინააღმდეგობა, არის მასალა. იმის შედეგად, რაც ომ გამოიყენა ექსპერიმენტებში სხვადასხვა მასალები, აღმოაჩინა მან სხვადასხვა თვისებებიწინააღმდეგობა. ყველა ეს ექსპერიმენტი და ინდიკატორი შეჯამებულია ცხრილში, საიდანაც ჩანს, რომ განსხვავებული მნიშვნელობასხვადასხვა ნივთიერებების სპეციფიკური წინააღმდეგობა.

ცნობილია, რომ საუკეთესო გამტარები ლითონები არიან. რომელი ლითონებია საუკეთესო გამტარები? ცხრილიდან ჩანს, რომ სპილენძსა და ვერცხლს აქვს ყველაზე ნაკლები წინააღმდეგობა. სპილენძი უფრო ხშირად გამოიყენება მისი დაბალი ღირებულების გამო, ხოლო ვერცხლი გამოიყენება ყველაზე მნიშვნელოვან და კრიტიკულ მოწყობილობებში.

ცხრილის მაღალი წინააღმდეგობის მქონე ნივთიერებები კარგად არ ატარებენ ელექტროენერგიას, რაც ნიშნავს, რომ ისინი შეიძლება იყოს შესანიშნავი საიზოლაციო მასალები. ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ ეს თვისება ყველაზეეს არის ფაიფური და ებონიტი.

ზოგადად, ელექტრული წინაღობა ძალიან მაღალია მნიშვნელოვანი ფაქტორი, ბოლოს და ბოლოს, მისი ინდიკატორის დადგენით, შეგვიძლია გავარკვიოთ, თუ რა ნივთიერებისგან შედგება გამტარი. ამისათვის აუცილებელია კვეთის ფართობის გაზომვა, ვოლტმეტრისა და ამმეტრის გამოყენებით მიმდინარე სიძლიერის გარკვევა და ასევე ძაბვის გაზომვა. ამრიგად, ჩვენ გავარკვევთ წინაღობის მნიშვნელობას და ცხრილის გამოყენებით ადვილად მივაღწევთ ნივთიერებას. გამოდის, რომ რეზისტენტობა ნივთიერების თითის ანაბეჭდებს ჰგავს. გარდა ამისა, რეზისტენტობა მნიშვნელოვანია ხანგრძლივი დაგეგმვისას ელექტრული სქემები: ჩვენ უნდა ვიცოდეთ ეს ფიგურა, რათა დავამყაროთ ბალანსი სიგრძესა და ფართობს შორის.

არსებობს ფორმულა, რომელიც განსაზღვრავს, რომ წინააღმდეგობა არის 1 Ohm, თუ ძაბვის 1V, მისი მიმდინარე ძალა არის 1A. ანუ, ერთეული ფართობის და ერთეული სიგრძის წინააღმდეგობა, რომელიც დამზადებულია გარკვეული ნივთიერებისგან, არის წინაღობა.

ასევე უნდა აღინიშნოს, რომ წინააღმდეგობის ინდექსი პირდაპირ დამოკიდებულია ნივთიერების სიხშირეზე. ანუ აქვს თუ არა მინარევები. ანუ მანგანუმის მხოლოდ ერთი პროცენტის დამატება სამჯერ ზრდის ყველაზე გამტარ ნივთიერების - სპილენძის წინააღმდეგობას.

ეს ცხრილი გვიჩვენებს ზოგიერთი ნივთიერების ელექტრული წინაღობა.

მაღალი გამტარობის მასალები

სპილენძი
როგორც ვთქვით, გამტარად ყველაზე ხშირად სპილენძი გამოიყენება. ეს გამოწვეულია არა მხოლოდ მისი დაბალი წინააღმდეგობით. სპილენძს აქვს მაღალი სიმტკიცის, კოროზიის წინააღმდეგობის, გამოყენების სიმარტივის და კარგი დამუშავების უპირატესობა. სპილენძის კარგი კლასებია M0 და M1. მათში მინარევების რაოდენობა არ აღემატება 0,1%-ს.

ლითონის მაღალი ღირებულება და მისი უპირატესი ბოლო დროსდეფიციტი ხელს უწყობს მწარმოებლებს გამოიყენონ ალუმინი გამტარად. ასევე, გამოიყენება სპილენძის შენადნობები სხვადასხვა ლითონებით.
ალუმინის
ეს ლითონი გაცილებით მსუბუქია ვიდრე სპილენძი, მაგრამ ალუმინს აქვს დიდი ღირებულებებისითბოს სიმძლავრე და დნობის ტემპერატურა. ამ მხრივ, იმისათვის, რომ იგი დნობის მდგომარეობამდე მიიყვანოთ, საჭიროა მეტი ენერგიავიდრე სპილენძი. მიუხედავად ამისა, გასათვალისწინებელია სპილენძის დეფიციტის ფაქტი.
ელექტრო პროდუქციის წარმოებაში, როგორც წესი, გამოიყენება ალუმინის კლასის A1. იგი შეიცავს არაუმეტეს 0,5% მინარევებს. მეტალი უმაღლესი სიხშირე- ეს არის ალუმინის კლასის AB0000.
რკინა
რკინის სიიაფეს და ხელმისაწვდომობას ჩრდილავს მისი მაღალი სპეციფიკური წინააღმდეგობა. გარდა ამისა, ის სწრაფად კოროზირდება. ამ მიზეზით, ფოლადის გამტარები ხშირად დაფარულია თუთიით. ფართოდ გამოიყენება ეგრეთ წოდებული ბიმეტალი - ეს არის სპილენძით დაფარული ფოლადი დასაცავად.
ნატრიუმი
ნატრიუმი ასევე ხელმისაწვდომი და პერსპექტიული მასალაა, მაგრამ მისი წინააღმდეგობა თითქმის სამჯერ აღემატება სპილენძს. გარდა ამისა, მეტალის ნატრიუმს აქვს მაღალი ქიმიური აქტივობა, რაც ავალდებულებს ასეთ გამტარს დაფაროს ჰერმეტული დაცვით. მან ასევე უნდა დაიცვას დირიჟორი მექანიკური დაზიანებისგან, რადგან ნატრიუმი არის ძალიან რბილი და საკმაოდ მყიფე მასალა.

ზეგამტარობა
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ნივთიერებების რეზისტენტობას 20 გრადუს ტემპერატურაზე. ტემპერატურის ჩვენება შემთხვევითი არ არის, რადგან წინააღმდეგობა პირდაპირ დამოკიდებულია ამ მაჩვენებელზე. ეს აიხსნება იმით, რომ გაცხელებისას ატომების სიჩქარეც იზრდება, რაც ნიშნავს, რომ მათი ელექტრონებთან შეხვედრის ალბათობაც გაიზრდება.

საინტერესოა რა ემართება წინააღმდეგობას გაგრილების პირობებში. პირველად, ატომების ქცევა ძალიან დაბალი ტემპერატურაშენიშნა გ.კამერლინგ-ონესმა 1911 წელს. მან გააცივა ვერცხლისწყლის მავთული 4K-მდე და აღმოაჩინა, რომ მისი წინააღმდეგობა ნულამდე დაეცემა. ფიზიკოსმა ზოგიერთი შენადნობისა და ლითონის სპეციფიკური წინააღმდეგობის ინდექსის ცვლილებას დაბალი ტემპერატურის პირობებში ზეგამტარობა უწოდა.

ზეგამტარები გაციებისას გადადიან ზეგამტარობის მდგომარეობაში და მათი ოპტიკური და სტრუქტურული მახასიათებლები არ იცვლება. მთავარი აღმოჩენა ის არის, რომ ელექტრო და მაგნიტური თვისებებიზეგამტარ მდგომარეობაში მყოფი ლითონები ძალიან განსხვავდებიან როგორც საკუთარი თვისებებისგან ჩვეულებრივ მდგომარეობაში, ასევე სხვა ლითონების თვისებებისგან, რომლებიც ტემპერატურის დაწევისას ვერ გადადიან ამ მდგომარეობაში.
ზეგამტარების გამოყენება ძირითადად ხდება სუპერძლიერის მისაღებად მაგნიტური ველი, რომლის სიძლიერე აღწევს 107 ა/მ. ასევე ვითარდება სუპერგამტარი ელექტროგადამცემი ხაზების სისტემები.

მსგავსი მასალები.

ყველა ნივთიერებას შეუძლია დენის გატარება სხვადასხვა ხარისხით, ამ მნიშვნელობაზე გავლენას ახდენს მასალის წინააღმდეგობა. ასოთი მითითებულია სპილენძის, ალუმინის, ფოლადის და ნებისმიერი სხვა ელემენტის სპეციფიკური წინააღმდეგობა ბერძნული ანბანირ. ეს მნიშვნელობა არ არის დამოკიდებული დირიჟორის ისეთ მახასიათებლებზე, როგორიცაა ზომები, ფორმა და ფიზიკური მდგომარეობა, ჩვეულებრივი ელექტრული წინააღმდეგობა ითვალისწინებს ამ პარამეტრებს. წინაღობა იზომება ომებში, გამრავლებული მმ²-ზე და იყოფა მეტრზე.

კატეგორიები და მათი აღწერა

ნებისმიერ მასალას შეუძლია გამოავლინოს ორი სახის წინააღმდეგობა, მასზე მიწოდებული ელექტროენერგიის მიხედვით. დენი ცვალებადი ან მუდმივია, რაც მნიშვნელოვნად აისახება ნივთიერების ტექნიკურ მუშაობაზე. ასე რომ, არსებობს ასეთი წინააღმდეგობები:

1. ომური. ჩნდება პირდაპირი დენის გავლენის ქვეშ. ახასიათებს ხახუნს, რომელიც წარმოიქმნება გამტარში ელექტრული დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობით.
2. აქტიური. იგივე პრინციპით არის განსაზღვრული, მაგრამ უკვე მოქმედების ქვეშ არის შექმნილი ალტერნატიული დენი.

ამასთან დაკავშირებით, ასევე არსებობს კონკრეტული მნიშვნელობის ორი განმარტება. პირდაპირი დენისთვის ის უდრის წინაღობას, რომელიც უზრუნველყოფილია ერთეულის ფიქსირებული განივი ფართობის გამტარი მასალის სიგრძით. პოტენციური ელექტრული ველი გავლენას ახდენს ყველა გამტარზე, ასევე ნახევარგამტარებზე და ხსნარებზე, რომლებსაც შეუძლიათ იონების გამტარობა. ეს მნიშვნელობა განსაზღვრავს თავად მასალის გამტარ თვისებებს. გამტარის ფორმა და მისი ზომები არ არის გათვალისწინებული, ამიტომ მას შეიძლება ეწოდოს ძირითადი ელექტროტექნიკისა და მასალების მეცნიერებაში.

ექვემდებარება ალტერნატიული დენის გავლას კონკრეტული ღირებულებაგამოითვლება გამტარი მასალის სისქის გათვალისწინებით. აქ უკვე იმოქმედებს არა მხოლოდ პოტენციური, არამედ მორევის დენიც, გარდა ამისა, გათვალისწინებულია ელექტრული ველების სიხშირე. ამ ტიპის წინაღობა უფრო დიდია, ვიდრე მასთან DC, ვინაიდან აქ ჩვენ გავითვალისწინებთ წინააღმდეგობის დადებით მნიშვნელობას მორევის ველი. ასევე, ეს მნიშვნელობა დამოკიდებულია თავად დირიჟორის ფორმასა და ზომაზე. სწორედ ეს პარამეტრები განსაზღვრავს დამუხტული ნაწილაკების მორევის მოძრაობის ბუნებას.

ალტერნატიული დენი იწვევს გარკვეულ ელექტრომაგნიტური ფენომენები. ისინი ძალიან მნიშვნელოვანია გამტარი მასალის ელექტრული მახასიათებლებისთვის:

1. კანის ეფექტი ხასიათდება შესუსტებით ელექტრომაგნიტური ველირაც უფრო მეტად შეაღწევს ის დირიჟორის გარემოში. ამ ფენომენს ზედაპირულ ეფექტსაც უწოდებენ.
2. სიახლოვის ეფექტი ამცირებს დენის სიმკვრივეს მეზობელი მავთულის სიახლოვის და მათი გავლენის გამო.

ეს ეფექტები ძალიან მნიშვნელოვანია გამტარის ოპტიმალური სისქის გაანგარიშებისას, რადგან მავთულის გამოყენებისას, რომლის რადიუსი აღემატება მასალაში მიმდინარე შეღწევის სიღრმეს, მისი დანარჩენი მასა გამოუყენებელი დარჩება და, შესაბამისად, ეს მიდგომა არაეფექტური იქნება. განხორციელებული გამოთვლების შესაბამისად, გამტარი მასალის ეფექტური დიამეტრი ზოგიერთ სიტუაციაში იქნება შემდეგი:

• 50 ჰც-იანი დენისთვის - 2,8 მმ;
• 400 Hz - 1 მმ;
• 40 kHz - 0,1 მმ.

ამის გათვალისწინებით, მაღალი სიხშირის დენებისთვის, აქტიურად გამოიყენება ბრტყელი მრავალბირთვიანი კაბელები, რომლებიც შედგება მრავალი თხელი მავთულისგან.

ლითონების მახასიათებლები

ლითონის გამტარების სპეციფიკური მაჩვენებლები მოცემულია სპეციალურ ცხრილებში. ამ მონაცემების საფუძველზე შესაძლებელია საჭირო შემდგომი გამოთვლების გაკეთება. ასეთი წინააღმდეგობის ცხრილის მაგალითი ჩანს სურათზე.

ცხრილიდან ჩანს, რომ ვერცხლს აქვს უმაღლესი გამტარობა - ის იდეალური გამტარია ყველა არსებულ ლითონსა და შენადნობებს შორის. თუ გამოთვლით რამდენი მავთული არის საჭირო ამ მასალისგან 1 Ohm-ის წინააღმდეგობის მისაღებად, მაშინ გამოვა 62,5 მ, იმავე მნიშვნელობისთვის რკინის მავთულს დასჭირდება 7,7 მ.

რამდენადაც მშვენიერია ვერცხლი, ის ძალიან ძვირი მასალაა ელექტრო ქსელებში მასობრივი გამოყენებისთვის ფართო აპლიკაციანაპოვნია სპილენძი ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ინდუსტრიაში. სპეციფიკური ინდექსით ვერცხლის შემდეგ მეორე ადგილზეა, გავრცელებითა და მოპოვების სიმარტივით კი მასზე ბევრად უკეთესია. სპილენძს სხვა უპირატესობები აქვს, რამაც იგი ყველაზე გავრცელებულ გამტარად აქცია. Ესენი მოიცავს:

ელექტროტექნიკაში გამოსაყენებლად გამოიყენება დახვეწილი სპილენძი, რომელიც სულფიდური მადნიდან დნობის შემდეგ გადის გამოწვისა და აფეთქების პროცესებს, შემდეგ კი აუცილებლად ექვემდებარება ელექტროლიტურ გაწმენდას. ასეთი დამუშავების შემდეგ, შეგიძლიათ მიიღოთ მასალა ძალიან Მაღალი ხარისხი(კლასები M1 და M0), რომელიც შეიცავს 0,1-დან 0,05%-მდე მინარევებს. მნიშვნელოვანი ნიუანსიარის ჟანგბადის არსებობა უკიდურესად მცირე რაოდენობით, რადგან ეს უარყოფითად მოქმედებს სპილენძის მექანიკურ მახასიათებლებზე.

ხშირად ამ ლითონს ცვლის იაფი მასალები - ალუმინი და რკინა, ასევე სხვადასხვა ბრინჯაო (შენადნობები სილიციუმით, ბერილიუმით, მაგნიუმით, კალის, კადმიუმის, ქრომისა და ფოსფორით). ასეთ კომპოზიციებს უფრო მაღალი სიმტკიცე აქვთ სუფთა სპილენძთან შედარებით, თუმცა დაბალი გამტარობა.

ალუმინის უპირატესობები

მიუხედავად იმისა, რომ ალუმინს აქვს მეტი წინააღმდეგობა და უფრო მყიფეა, მისი ფართო გამოყენება განპირობებულია იმით, რომ ის არ არის ისეთი მწირი, როგორც სპილენძი და, შესაბამისად, იაფია. ალუმინის სპეციფიკური წინააღმდეგობა არის 0,028 და მისი დაბალი სიმკვრივეუზრუნველყოფს მას სპილენძზე 3,5-ჯერ ნაკლებ წონას.

ამისთვის ელექტრო სამუშაოგამოიყენეთ გაწმენდილი A1 კლასის ალუმინი, რომელიც შეიცავს არაუმეტეს 0,5% მინარევებს. უმაღლესი კლასის AB00 გამოიყენება ელექტროლიტური კონდენსატორების, ელექტროდების და ალუმინის ფოლგის დასამზადებლად. ამ ალუმინში მინარევების შემცველობა არ არის 0,03%-ზე მეტი. ასევე არის სუფთა ლითონი AB0000, მათ შორის არაუმეტეს 0,004% დანამატებით. თავად მინარევებიც მნიშვნელოვანია: ნიკელი, სილიციუმი და თუთია ოდნავ მოქმედებს ალუმინის გამტარობაზე, ხოლო ამ ლითონში სპილენძის, ვერცხლის და მაგნიუმის შემცველობა შესამჩნევ ეფექტს იძლევა. ტალიუმი და მანგანუმი ყველაზე მეტად ამცირებს გამტარობას.

ალუმინს აქვს კარგი ანტიკოროზიული თვისებები. ჰაერთან შეხებისას იგი დაფარულია ოქსიდის თხელი ფილმით, რომელიც იცავს მას შემდგომი განადგურება. გაუმჯობესებისთვის მექანიკური მახასიათებლებილითონი შერწყმულია სხვა ელემენტებთან.

ფოლადის და რკინის ინდიკატორები

რკინის სპეციფიკური წინააღმდეგობა სპილენძთან და ალუმინთან შედარებით ძალიან დიდია მაღალი დონის შესრულებათუმცა, ხელმისაწვდომობის, სიმტკიცის და დეფორმაციის წინააღმდეგობის გამო, მასალა ფართოდ გამოიყენება ელექტრო წარმოებაში.

მიუხედავად იმისა, რომ რკინას და ფოლადს, რომელთა წინაღობა კიდევ უფრო მაღალია, აქვთ მნიშვნელოვანი ნაკლოვანებები, გამტარი მასალის მწარმოებლებმა იპოვეს მათი კომპენსაციის მეთოდები. კერძოდ, დაბალი კოროზიის წინააღმდეგობის დაძლევა ხდება ფოლადის მავთულის თუთიით ან სპილენძით დაფარვით.

ნატრიუმის თვისებები

მეტალის ნატრიუმი ასევე ძალიან პერსპექტიულია გამტარ ინდუსტრიაში. წინააღმდეგობის თვალსაზრისით ის მნიშვნელოვნად აღემატება სპილენძს, მაგრამ აქვს მასზე 9-ჯერ ნაკლები სიმკვრივე. ეს საშუალებას აძლევს მასალის გამოყენებას ულტრამსუბუქი მავთულის წარმოებაში.

ნატრიუმის ლითონი არის ძალიან რბილი და სრულიად არასტაბილური ნებისმიერი სახის დეფორმაციის ეფექტის მიმართ, რაც მის გამოყენებას პრობლემურია - ამ ლითონის მავთული უნდა იყოს დაფარული ძალიან ძლიერი გარსით, უკიდურესად მცირე მოქნილობით. ჭურვი უნდა იყოს ჰერმეტული, რადგან ნატრიუმი ავლენს ძლიერ ძალას ქიმიური აქტივობაყველაზე ნეიტრალურ პირობებში. ის მყისიერად იჟანგება ჰაერში და ავლენს ძალადობრივ რეაქციას წყალთან, ჰაერის ჩათვლით.

ნატრიუმის გამოყენების კიდევ ერთი უპირატესობა მისი ხელმისაწვდომობაა. მისი მიღება შესაძლებელია გამდნარი ნატრიუმის ქლორიდის ელექტროლიზის პროცესში, რომლის რაოდენობა მსოფლიოში შეუზღუდავია. სხვა ლითონები ამ მხრივ აშკარად კარგავენ.

კონკრეტული გამტარის მუშაობის გამოსათვლელად აუცილებელია მავთულის კონკრეტული რიცხვისა და სიგრძის ნამრავლის გაყოფა მისი კვეთის ფართობზე. შედეგი არის წინააღმდეგობის მნიშვნელობა ohms-ში. მაგალითად, 200 მ რკინის მავთულის წინააღმდეგობის დასადგენად ნომინალური კვეთით 5 მმ², თქვენ უნდა გაამრავლოთ 0,13 200-ზე და გაყოთ შედეგი 5-ზე. პასუხი არის 5,2 ohms.

გაანგარიშების წესები და მახასიათებლები

მიკროომმეტრები გამოიყენება მეტალის მედიის წინააღმდეგობის გასაზომად. დღეს ისინი იწარმოება ციფრული ფორმით, ამიტომ მათი დახმარებით მიღებული გაზომვები ზუსტია. ეს აიხსნება იმით, რომ ლითონებს აქვთ მაღალი დონეგამტარობა და აქვს უკიდურესად მცირე წინააღმდეგობა. მაგალითად, ქვედა ბარიერი საზომი ხელსაწყოებიაქვს ღირებულება 10 -7 ohms.

მიკროოჰომეტრების დახმარებით თქვენ შეგიძლიათ სწრაფად დაადგინოთ რამდენად კარგია კონტაქტი და რა წინააღმდეგობას ავლენს გენერატორების, ელექტროძრავების და ტრანსფორმატორების გრაგნილები, აგრეთვე ავტობუსები. შესაძლებელია გამოვთვალოთ სხვა ლითონის ჩანართების არსებობა ინგოტში. მაგალითად, ოქროთი მოოქროვილი ვოლფრამის ნაჭერი აჩვენებს მთლიანად ოქროს ნაჭრის გამტარობის ნახევარს. ანალოგიურად, შეიძლება განისაზღვროს დირიჟორის შიდა დეფექტები და ღრუები.

წინააღმდეგობის ფორმულა შემდეგია: ρ \u003d Ohm მმ 2 / მ. სიტყვებით, ეს შეიძლება შეფასდეს, როგორც გამტარის 1 მეტრის წინააღმდეგობაკვეთის ფართობი 1 მმ². ტემპერატურა ითვლება სტანდარტულად - 20 ° C.

ტემპერატურის გავლენა გაზომვაზე

ზოგიერთი დირიჟორის გათბობა ან გაგრილება მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს საზომი ხელსაწყოების მუშაობაზე. მაგალითად, შეიძლება მოვიყვანოთ შემდეგი ექსპერიმენტი: აუცილებელია სპირალურად დახვეული მავთულის ბატარეასთან დაკავშირება და ამპერმეტრის დაკავშირება წრედზე.

რაც უფრო თბება გამტარი, მით უფრო დაბალია მოწყობილობის ჩვენებები. ამჟამინდელი ძალა დაბრუნდა პროპორციული დამოკიდებულებაწინააღმდეგობისგან. აქედან გამომდინარე, შეიძლება დავასკვნათ, რომ გათბობის შედეგად ლითონის გამტარობა მცირდება. უფრო მეტში ან ნაკლები ხარისხიყველა ლითონი ასე იქცევა, თუმცა, ზოგიერთ შენადნობში გამტარუნარიანობა პრაქტიკულად არ იცვლება.

აღსანიშნავია, რომ თხევადი გამტარები და ზოგიერთი მყარი არალითონი ტემპერატურის მატებასთან ერთად ამცირებენ მათ წინააღმდეგობას. მაგრამ მეცნიერებმა ლითონების ეს უნარი თავიანთ სასარგებლოდ აქციეს. ზოგიერთი მასალის გაცხელებისას წინააღმდეგობის ტემპერატურული კოეფიციენტის (α) ცოდნა, შესაძლებელია გარე ტემპერატურის დადგენა. მაგალითად, მიკას ჩარჩოზე მოთავსებული პლატინის მავთული მოთავსებულია ღუმელში, რის შემდეგაც კეთდება წინააღმდეგობის გაზომვა. იმის მიხედვით, თუ რამდენად შეიცვალა იგი, კეთდება დასკვნა ღუმელში ტემპერატურის შესახებ. ამ დიზაინს ეწოდება წინააღმდეგობის თერმომეტრი.

თუ ტემპერატურაზე ტ 0 დირიჟორის წინააღმდეგობა არის რ 0 და ტემპერატურაზე ტუდრის რტ, მაშინ წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტი უდრის

ამ ფორმულის გამოთვლა შესაძლებელია მხოლოდ გარკვეული ტემპერატურის დიაპაზონში (დაახლოებით 200 °C-მდე).