როდესაც დახურულია ელექტრული წრე, რომლის ტერმინალებზე არის პოტენციური განსხვავება, წარმოიქმნება ელექტრული დენი. თავისუფალი ელექტრონები ელექტრული ველის ძალების გავლენის ქვეშ მოძრაობენ გამტარის გასწვრივ. მათი მოძრაობისას ელექტრონები ეჯახებიან გამტარის ატომებს და აძლევენ მათ კინეტიკური ენერგიის რეზერვს. ელექტრონების მოძრაობის სიჩქარე მუდმივად იცვლება: როდესაც ელექტრონები ეჯახებიან ატომებს, მოლეკულებს და სხვა ელექტრონებს, ის მცირდება, შემდეგ იზრდება ელექტრული ველის გავლენით და კვლავ მცირდება ახალი შეჯახებით. შედეგად, გამტარში დამყარებულია ელექტრონების ერთგვაროვანი ნაკადი წამში სანტიმეტრის რამდენიმე ფრაქციის სიჩქარით. შესაბამისად, ელექტრონები, რომლებიც გამტარში გადიან, ყოველთვის ხვდებიან წინააღმდეგობას მისი მხრიდან მოძრაობის მიმართ. როდესაც ელექტრული დენი გადის გამტარში, ეს უკანასკნელი თბება.

ელექტრული წინააღმდეგობა

გამტარის ელექტრული წინააღმდეგობა, რომელიც ლათინური ასოებით არის მითითებული რ, არის სხეულის ან საშუალების თვისება, გარდაქმნას ელექტრული ენერგია სითბურ ენერგიად, როდესაც მასში ელექტრული დენი გადის.

დიაგრამებში, ელექტრული წინააღმდეგობა მითითებულია, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1, ა.

ცვლადი ელექტრული წინააღმდეგობა, რომელიც ემსახურება წრეში დენის შეცვლას, ე.წ რეოსტატი. დიაგრამებში, რეოსტატები მითითებულია, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1, ბ. ზოგადად, რიოსტატი მზადდება ამა თუ იმ წინააღმდეგობის მავთულისგან, ჭრილობა საიზოლაციო ბაზაზე. რიოსტატის სლაიდერი ან ბერკეტი მოთავსებულია გარკვეულ მდგომარეობაში, რის შედეგადაც სასურველი წინააღმდეგობა შემოდის წრედში.

მცირე ჯვრის მონაკვეთის გრძელი გამტარი ქმნის მაღალ წინააღმდეგობას დენის მიმართ. დიდი კვეთის მოკლე გამტარებს აქვთ მცირე წინააღმდეგობა დენის მიმართ.

თუ ავიღებთ ორ გამტარს სხვადასხვა მასალისგან, მაგრამ ერთი და იგივე სიგრძისა და მონაკვეთის, მაშინ გამტარები დენს სხვადასხვა გზით გაატარებენ. ეს გვიჩვენებს, რომ გამტარის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია თავად გამტარის მასალაზე.

გამტარის ტემპერატურა ასევე გავლენას ახდენს მის წინააღმდეგობაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად მატულობს ლითონების წინააღმდეგობა, მცირდება სითხეებისა და ნახშირის წინააღმდეგობა. მხოლოდ ზოგიერთი სპეციალური ლითონის შენადნობები (მანგანინი, კონსტანტანი, ნიკელინი და სხვა) თითქმის არ ცვლის მათ წინააღმდეგობას ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

ამრიგად, ჩვენ ვხედავთ, რომ გამტარის ელექტრული წინააღმდეგობა დამოკიდებულია: 1) გამტარის სიგრძეზე, 2) გამტარის ჯვარედინი კვეთაზე, 3) გამტარის მასალაზე, 4) გამტარის ტემპერატურაზე.

წინააღმდეგობის ერთეული არის ერთი ომი. Om ხშირად აღინიშნება ბერძნული დიდი ასოთი Ω (ომეგა). ასე რომ, იმის ნაცვლად, რომ დაწეროთ "გამტარის წინააღმდეგობა არის 15 ohms", შეგიძლიათ უბრალოდ დაწეროთ: რ= 15Ω.
1000 ომს ქვია 1 კილოამ(1kΩ, ან 1kΩ),
1,000,000 ohms ეწოდება 1 მეგაოჰმი(1mgOhm, ან 1MΩ).

სხვადასხვა მასალისგან გამტარების წინააღმდეგობის შედარებისას აუცილებელია თითოეული ნიმუშისთვის გარკვეული სიგრძისა და მონაკვეთის აღება. მაშინ ჩვენ შევძლებთ ვიმსჯელოთ, რომელი მასალა ატარებს ელექტრო დენს უკეთესად თუ უარესად.

ვიდეო 1. დირიჟორის წინააღმდეგობა

სპეციფიკური ელექტრული წინააღმდეგობა

1 მ სიგრძის გამტარის წინააღმდეგობა ომებში, 1 მმ² ჯვრის მონაკვეთით ეწოდება წინააღმდეგობადა აღინიშნება ბერძნული ასოებით ρ (რო).

ცხრილი 1 მოცემულია ზოგიერთი გამტარის სპეციფიკური წინააღმდეგობები.

ცხრილი 1

სხვადასხვა გამტარების წინააღმდეგობა

ცხრილი გვიჩვენებს, რომ რკინის მავთულს, რომლის სიგრძეა 1 მ და ჯვარი მონაკვეთი 1 მმ², აქვს 0,13 ohms წინააღმდეგობა. 1 Ohm წინააღმდეგობის მისაღებად, თქვენ უნდა აიღოთ 7,7 მ ასეთი მავთული. ვერცხლს აქვს ყველაზე დაბალი წინაღობა. 1 Ohm წინააღმდეგობის მიღება შესაძლებელია 62,5 მ ვერცხლის მავთულის აღებით 1 მმ² ჯვრის კვეთით. ვერცხლი საუკეთესო გამტარია, მაგრამ ვერცხლის ღირებულება გამორიცხავს მის ფართო გამოყენებას. ცხრილში ვერცხლის შემდეგ მოდის სპილენძი: 1 მ სპილენძის მავთულის ჯვარი 1 მმ² აქვს წინააღმდეგობა 0,0175 ohms. 1 Ohm წინააღმდეგობის მისაღებად, თქვენ უნდა აიღოთ 57 მ ასეთი მავთული.

ქიმიურად სუფთა, გადამუშავების შედეგად მიღებული სპილენძი ფართოდ გამოიყენება ელექტროტექნიკაში მავთულხლართების, კაბელების, ელექტრული მანქანებისა და აპარატების გრაგნილების დასამზადებლად. ალუმინი და რკინა ასევე ფართოდ გამოიყენება გამტარებად.

გამტარის წინააღმდეგობა შეიძლება განისაზღვროს ფორმულით:

სადაც რ- დირიჟორის წინააღმდეგობა ohms-ში; ρ - გამტარის სპეციფიკური წინააღმდეგობა; ლარის გამტარის სიგრძე m-ში; ს- გამტარის განივი კვეთა მმ²-ში.

მაგალითი 1განსაზღვრეთ 200 მ რკინის მავთულის წინააღმდეგობა 5 მმ² კვეთით.

მაგალითი 2გამოთვალეთ 2 კმ ალუმინის მავთულის წინააღმდეგობა 2,5 მმ² ჯვრის მონაკვეთით.

წინააღმდეგობის ფორმულიდან შეგიძლიათ მარტივად განსაზღვროთ გამტარის სიგრძე, წინაღობა და ჯვარი მონაკვეთი.

მაგალითი 3რადიოს მიმღებისთვის აუცილებელია ნიკელის მავთულისგან 30 ohms წინააღმდეგობის გახვევა 0,21 მმ² ჯვრის მონაკვეთით. განსაზღვრეთ მავთულის საჭირო სიგრძე.

მაგალითი 4განსაზღვრეთ ნიქრომული მავთულის 20 მ-ის ჯვარი მონაკვეთი, თუ მისი წინაღობა არის 25 ohms.

მაგალითი 5მავთულს 0,5 მმ² ჯვრის მონაკვეთით და 40 მ სიგრძით აქვს 16 ohms წინააღმდეგობა. განსაზღვრეთ მავთულის მასალა.

გამტარის მასალა ახასიათებს მის წინააღმდეგობას.

წინაღობის ცხრილის მიხედვით ვხვდებით, რომ ტყვიას აქვს ასეთი წინააღმდეგობა.

ზემოთ ითქვა, რომ გამტარების წინააღმდეგობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. მოდით გავაკეთოთ შემდეგი ექსპერიმენტი. რამდენიმე მეტრი თხელი ლითონის მავთულის სპირალის სახით ვახვევთ და ამ სპირალს ვაქცევთ ბატარეის წრედ. წრეში დენის გასაზომად ჩართეთ ამპერმეტრი. სანთურის ალიში სპირალის გაცხელებისას ხედავთ, რომ ამმეტრის მაჩვენებლები შემცირდება. ეს გვიჩვენებს, რომ ლითონის მავთულის წინააღმდეგობა იზრდება გათბობასთან ერთად.

ზოგიერთი ლითონისთვის, 100 ° -ით გაცხელებისას, წინააღმდეგობა იზრდება 40 - 50% -ით. არის შენადნობები, რომლებიც ოდნავ ცვლის მათ წინააღმდეგობას სითბოსთან ერთად. ზოგიერთი სპეციალური შენადნობი თითქმის არ ცვლის წინააღმდეგობას ტემპერატურასთან. ლითონის გამტარების წინააღმდეგობა იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, პირიქით, მცირდება ელექტროლიტების (თხევადი გამტარების), ნახშირის და ზოგიერთი მყარი ნივთიერების წინააღმდეგობა.

ლითონების უნარი, შეცვალონ მათი წინააღმდეგობა ტემპერატურის ცვლილებებით, გამოიყენება წინააღმდეგობის თერმომეტრების ასაგებად. ასეთი თერმომეტრი არის პლატინის მავთულის ჭრილობა მიკას ჩარჩოზე. თერმომეტრის მოთავსებით, მაგალითად, ღუმელში და პლატინის მავთულის წინააღმდეგობის გაზომვით გათბობამდე და გახურების შემდეგ, შესაძლებელია ღუმელში ტემპერატურის დადგენა.

გამტარის წინააღმდეგობის ცვლილება, როდესაც ის გაცხელებულია, საწყისი წინააღმდეგობის 1 ომზე და 1 ° ტემპერატურაზე, ე.წ. წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტიდა აღინიშნება α ასოთი.

თუ ტემპერატურაზე ტ 0 დირიჟორის წინააღმდეგობა არის რ 0 და ტემპერატურაზე ტუდრის რ ტ, შემდეგ წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტი

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

ჩვენ ვაძლევთ α წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტის მნიშვნელობებს ზოგიერთი ლითონისთვის (ცხრილი 2).

ცხრილი 2

ტემპერატურის კოეფიციენტის მნიშვნელობები ზოგიერთი ლითონისთვის

წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტის ფორმულიდან ჩვენ განვსაზღვრავთ რ ტ:

რ ტ = რ 0 .

მაგალითი 6დაადგინეთ 200°C-მდე გაცხელებული რკინის მავთულის წინააღმდეგობა, თუ მისი წინააღმდეგობა 0°C-ზე იყო 100 ohms.

რ ტ = რ 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 ohms.

მაგალითი 7 15°C ტემპერატურის მქონე ოთახში პლატინის მავთულისგან დამზადებულ წინააღმდეგობის თერმომეტრს ჰქონდა 20 ohms წინააღმდეგობა. თერმომეტრი მოათავსეს ღუმელში და ცოტა ხნის შემდეგ გაზომეს მისი წინააღმდეგობა. აღმოჩნდა 29,6 ohms-ის ტოლი. განსაზღვრეთ ტემპერატურა ღუმელში.

ელექტრო გამტარობის

აქამდე გამტარის წინაღობა მიგვაჩნია დაბრკოლებად, რომელსაც გამტარი უზრუნველყოფს ელექტრო დენს. თუმცა, დენი მიედინება გამტარში. ამიტომ, გარდა წინაღობისა (დაბრკოლებებისა), გამტარს აქვს ელექტრული დენის, ანუ გამტარობის გატარების უნარიც.

რაც უფრო მეტი წინააღმდეგობა აქვს გამტარს, მით ნაკლებია გამტარობა, მით უარესად ატარებს ელექტრო დენს და პირიქით, რაც უფრო დაბალია გამტარის წინაღობა, მით მეტია გამტარობა, მით უფრო ადვილია დენი გადის გამტარში. მაშასადამე, გამტარის წინააღმდეგობა და გამტარობა ორმხრივი სიდიდეებია.

მათემატიკიდან ცნობილია, რომ 5-ის ორმხრივი არის 1/5 და, პირიქით, 1/7-ის საპასუხო არის 7. ამიტომ, თუ გამტარის წინაღობა აღინიშნება ასოთი. რ, მაშინ გამტარობა განისაზღვრება როგორც 1/ რ. გამტარობა ჩვეულებრივ აღინიშნება ასო გ-ით.

ელექტრული გამტარობა იზომება (1/ohm) ან სიმენსში.

მაგალითი 8გამტარის წინააღმდეგობა არის 20 ohms. განსაზღვრეთ მისი გამტარობა.

Თუ რ= 20 Ohm, მაშინ

მაგალითი 9გამტარის გამტარობა არის 0.1 (1/ohm). განსაზღვრეთ მისი წინააღმდეგობა

თუ g \u003d 0.1 (1 / Ohm), მაშინ რ= 1 / 0.1 = 10 (ohm)

ელექტროტექნიკაში გამოყენებული ერთ-ერთი ფიზიკური რაოდენობა არის ელექტრული წინაღობა. ალუმინის სპეციფიკური წინააღმდეგობის გათვალისწინებით, უნდა გვახსოვდეს, რომ ეს მნიშვნელობა ახასიათებს ნივთიერების უნარს, ხელი შეუშალოს მასში ელექტრული დენის გავლას.

რეზისტენტობასთან დაკავშირებული ცნებები

წინაღობის საწინააღმდეგო მნიშვნელობას ეწოდება გამტარობა ან ელექტრული გამტარობა. ჩვეულებრივი ელექტრული წინააღმდეგობა დამახასიათებელია მხოლოდ გამტარისთვის, ხოლო სპეციფიკური ელექტრული წინააღმდეგობა მხოლოდ კონკრეტული ნივთიერებისთვის.

როგორც წესი, ეს მნიშვნელობა გამოითვლება ერთიანი სტრუქტურის მქონე დირიჟორისთვის. ელექტრული ერთგვაროვანი გამტარების დასადგენად გამოიყენება ფორმულა:

ამ რაოდენობის ფიზიკური მნიშვნელობა მდგომარეობს ერთგვაროვანი გამტარის გარკვეულ წინააღმდეგობაში, გარკვეული სიგრძით და განივი ფართობით. საზომი ერთეულია SI ერთეული Ohm.m ან სისტემის გარეთ ერთეული Ohm.mm2/m. ბოლო ერთეული ნიშნავს, რომ 1 მ სიგრძის ერთგვაროვანი ნივთიერების გამტარს, რომელსაც აქვს 1 მმ2 განივი განყოფილება, ექნება წინააღმდეგობა 1 ომ. ამრიგად, ნებისმიერი ნივთიერების წინაღობა შეიძლება გამოითვალოს ელექტრული წრედის 1 მ სიგრძის მონაკვეთის გამოყენებით, რომლის განივი განყოფილება იქნება 1 მმ2.

სხვადასხვა ლითონების წინააღმდეგობა

თითოეულ მეტალს აქვს საკუთარი ინდივიდუალური მახასიათებლები. თუ შევადარებთ ალუმინის წინაღობას, მაგალითად, სპილენძს, შეიძლება აღინიშნოს, რომ სპილენძისთვის ეს მნიშვნელობა არის 0.0175 Ohm.mm2/m, ხოლო ალუმინისთვის - 0.0271 Ohm.mm2/m. ამრიგად, ალუმინის წინააღმდეგობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე სპილენძის. აქედან გამომდინარეობს, რომ ელექტრული გამტარობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე ალუმინის.

გარკვეული ფაქტორები გავლენას ახდენენ ლითონების წინაღობის მნიშვნელობაზე. მაგალითად, დეფორმაციების დროს ირღვევა ბროლის გისოსის სტრუქტურა. შედეგად მიღებული დეფექტების გამო, იზრდება წინააღმდეგობა ელექტრონების გავლის მიმართ დირიჟორის შიგნით. აქედან გამომდინარე, იზრდება ლითონის წინაღობა.

ტემპერატურაც მოქმედებს. როდესაც თბება, კრისტალური მედის კვანძები უფრო ძლიერად იწყებენ რხევას, რითაც იზრდება წინაღობა. ამჟამად, მაღალი წინააღმდეგობის გამო, ალუმინის მავთულები იცვლება სპილენძის მავთულებით, რომლებსაც აქვთ უფრო მაღალი გამტარობა.

ან ელექტრული წრე ელექტრული დენი.

ელექტრული წინააღმდეგობა განისაზღვრება, როგორც პროპორციულობის ფაქტორი რძაბვას შორის Uდა პირდაპირი დენი მეოჰმის კანონში ჯაჭვის მონაკვეთისთვის.

წინააღმდეგობის ერთეული ეწოდება ომ(Ohm) გერმანელი მეცნიერის G. Ohm-ის პატივსაცემად, რომელმაც ეს კონცეფცია ფიზიკაში შემოიტანა. ერთი ომი (1 ომ) არის ისეთი გამტარის წინააღმდეგობა, რომელშიც, ძაბვის დროს 1 ATმიმდინარე სიძლიერე არის 1 მაგრამ.

წინააღმდეგობა.

მუდმივი განივი კვეთის ერთგვაროვანი გამტარის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია გამტარის მასალაზე, მის სიგრძეზე ლდა ჯვარი მონაკვეთი სდა შეიძლება განისაზღვროს ფორმულით:

სადაც ρ არის მასალის წინაღობა, საიდანაც მზადდება გამტარი.

მატერიის წინააღმდეგობა- ეს არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც აჩვენებს ამ ნივთიერებისგან დამზადებული გამტარის წინააღმდეგობას ერთეული სიგრძისა და ერთეული განივი ფართობის.

ფორმულიდან გამომდინარეობს, რომ

ღირებულება, ორმხრივი ρ , ეწოდება გამტარობა σ :

ვინაიდან SI-ში წინააღმდეგობის ერთეულია 1 ohm. ფართობის ერთეული არის 1 მ 2, ხოლო სიგრძის ერთეული 1 მ, მაშინ წინაღობის ერთეული SI-ში იქნება 1 Ohm. · მ 2 / მ, ან 1 ომ მ. გამტარობის ერთეული SI-ში არის Ohm -1 m -1.

პრაქტიკაში, თხელი მავთულის განივი ფართობი ხშირად გამოიხატება კვადრატულ მილიმეტრებში (მმ2). ამ შემთხვევაში, წინააღმდეგობის უფრო მოსახერხებელი ერთეულია Ohm mm 2 /m. ვინაიდან 1 მმ 2 \u003d 0.000001 მ 2, შემდეგ 1 ომ მმ 2 / მ \u003d 10 -6 ომ მ. ლითონებს აქვთ ძალიან დაბალი წინაღობა - რიგის (1 10 -2) Ohm mm 2 /m, დიელექტრიკები - 10 15 -10 20 დიდი.

წინააღმდეგობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე.

ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება ლითონების წინააღმდეგობა. თუმცა, არის შენადნობები, რომელთა წინააღმდეგობა თითქმის არ იცვლება ტემპერატურის მატებასთან ერთად (მაგალითად, კონსტანტანი, მანგანინი და ა.შ.). ელექტროლიტების წინააღმდეგობა მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტიდირიჟორი არის დირიჟორის წინააღმდეგობის ცვლილების თანაფარდობა 1 ° C-ით გაცხელებისას მისი წინააღმდეგობის მნიშვნელობამდე 0 º C-ზე:

.

გამტარების წინაღობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე გამოიხატება ფორმულით:

.

Ზოგადად α დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, მაგრამ თუ ტემპერატურის ინტერვალი მცირეა, მაშინ ტემპერატურის კოეფიციენტი შეიძლება ჩაითვალოს მუდმივი. სუფთა ლითონებისთვის α \u003d (1/273) K -1. ელექტროლიტური ხსნარებისთვის α < 0 . მაგალითად, 10% მარილიანი ხსნარისთვის α \u003d -0.02 K -1. კონსტანტანისთვის (სპილენძ-ნიკელის შენადნობი) α \u003d 10 -5 K -1.

გამტარის წინააღმდეგობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე გამოიყენება წინააღმდეგობის თერმომეტრები.

ბევრს სმენია ოჰმის კანონის შესახებ, მაგრამ ყველამ არ იცის რა არის ეს. სწავლა იწყება სასკოლო კურსით ფიზიკაში. უფრო დეტალურად გაიარეთ ფიზიკური ფაკულტეტი და ელექტროდინამიკა. ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ეს ცოდნა გამოადგება ჩვეულებრივი ერისკაცისთვის, მაგრამ ეს აუცილებელია ზოგადი განვითარებისთვის, ვიღაცისთვის კი მომავალი პროფესიისთვის. მეორეს მხრივ, ელექტროენერგიის, მისი სტრუქტურის, სახლის მახასიათებლების შესახებ ძირითადი ცოდნა დაგეხმარებათ გააფრთხილოთ თავი უბედურებისგან. გასაკვირი არ არის, რომ ოჰმის კანონს ელექტროენერგიის ფუნდამენტურ კანონს უწოდებენ. სახლის ოსტატს უნდა ჰქონდეს ცოდნა ელექტროენერგიის სფეროში, რათა თავიდან აიცილოს ზედმეტი ძაბვა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დატვირთვის გაზრდა და ხანძარი.

ელექტრული წინააღმდეგობის კონცეფცია

კავშირი ელექტრული წრედის ძირითად ფიზიკურ სიდიდეებს შორის - წინააღმდეგობა, ძაბვა, დენის სიძლიერე აღმოაჩინა გერმანელმა ფიზიკოსმა გეორგ სიმონ ომმა.

გამტარის ელექტრული წინააღმდეგობა არის მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს მის წინააღმდეგობას ელექტრული დენის მიმართ.სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ელექტრონების ნაწილი გამტარზე ელექტრული დენის მოქმედებით ტოვებს თავის ადგილს ბროლის ბადეში და მიდის გამტარის დადებით პოლუსზე. ზოგიერთი ელექტრონი რჩება გისოსში და აგრძელებს ბრუნვას ბირთვის ატომის გარშემო. ეს ელექტრონები და ატომები ქმნიან ელექტრულ წინააღმდეგობას, რომელიც ხელს უშლის გამოთავისუფლებული ნაწილაკების მოძრაობას.

ზემოაღნიშნული პროცესი გამოიყენება ყველა ლითონისთვის, მაგრამ მათში წინააღმდეგობა სხვადასხვა გზით ხდება. ეს განპირობებულია ზომის, ფორმის, მასალის განსხვავებით, საიდანაც შედგება დირიჟორი. შესაბამისად, ბროლის გისოსის ზომებს არათანაბარი ფორმა აქვს სხვადასხვა მასალისთვის, შესაბამისად, ელექტრული წინააღმდეგობა მათში დენის მოძრაობის მიმართ არ არის იგივე.

ამ კონცეფციიდან გამომდინარეობს ნივთიერების წინაღობის დეფინიცია, რომელიც ინდივიდუალური მაჩვენებელია თითოეული ლითონისთვის ცალკე. ელექტრული წინაღობა (ER) არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც აღინიშნება ბერძნული ასო ρ და ხასიათდება ლითონის უნარით, ხელი შეუშალოს მასში ელექტროენერგიის გავლას.

სპილენძი არის მთავარი მასალა დირიჟორებისთვის

ნივთიერების წინაღობა გამოითვლება ფორმულით, სადაც ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია ელექტრული წინააღმდეგობის ტემპერატურული კოეფიციენტი. ცხრილი შეიცავს სამი ცნობილი ლითონის წინაღობის მნიშვნელობებს ტემპერატურის დიაპაზონში 0-დან 100°C-მდე.

თუ ავიღებთ რკინის წინაღობის ინდექსს, როგორც ერთ-ერთ ხელმისაწვდომ მასალას, 0,1 Ohm-ის ტოლი, მაშინ 1 Ohm-ს დასჭირდება 10 მეტრი. ვერცხლს აქვს ყველაზე დაბალი ელექტრული წინააღმდეგობა, მისი 1 Ohm მაჩვენებლისთვის გამოვა 66,7 მეტრი. მნიშვნელოვანი განსხვავებაა, მაგრამ ვერცხლი არის ძვირადღირებული ლითონი, რომელიც ფართოდ არ გამოიყენება. შესრულების თვალსაზრისით შემდეგი არის სპილენძი, სადაც 1 ომს 57,14 მეტრი სჭირდება. მისი ხელმისაწვდომობის, ვერცხლთან შედარებით ღირებულების გამო, სპილენძი ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული მასალაა ელექტრო ქსელებში გამოსაყენებლად. სპილენძის მავთულის დაბალი წინაღობა ან სპილენძის მავთულის წინააღმდეგობა შესაძლებელს ხდის სპილენძის გამტარის გამოყენებას მეცნიერების, ტექნოლოგიის ბევრ დარგში, ასევე სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო მიზნებში.

წინააღმდეგობის მნიშვნელობა

წინააღმდეგობის მნიშვნელობა არ არის მუდმივი, ის იცვლება შემდეგი ფაქტორების მიხედვით:

• Ზომა. რაც უფრო დიდია გამტარის დიამეტრი, მით მეტ ელექტრონს გადის ის საკუთარ თავში. ამიტომ, რაც უფრო მცირეა მისი ზომა, მით მეტია წინააღმდეგობა.
• სიგრძე. ელექტრონები გადიან ატომებში, ამიტომ რაც უფრო გრძელია მავთული, მით მეტი ელექტრონები უნდა იმოგზაურონ მათში. გაანგარიშებისას აუცილებელია მავთულის სიგრძის, ზომის გათვალისწინება, რადგან რაც უფრო გრძელი, თხელია მავთული, მით მეტია მისი წინაღობა და პირიქით. გამოყენებული აღჭურვილობის დატვირთვის გამოთვლამ შეიძლება გამოიწვიოს მავთულის გადახურება და ხანძარი.
• ტემპერატურა. ცნობილია, რომ ტემპერატურულ რეჟიმს დიდი მნიშვნელობა აქვს ნივთიერებების სხვადასხვაგვარად ქცევაზე. მეტალი, ისევე როგორც სხვა არაფერი, ცვლის თავის თვისებებს სხვადასხვა ტემპერატურაზე. სპილენძის წინაღობა პირდაპირ დამოკიდებულია სპილენძის წინააღმდეგობის ტემპერატურულ კოეფიციენტზე და იზრდება გაცხელებისას.
• კოროზია. კოროზიის წარმოქმნა მნიშვნელოვნად ზრდის დატვირთვას. ეს ხდება გარემოზე ზემოქმედების, ტენიანობის, მარილის, ჭუჭყის და ა.შ. გამოვლინების გამო. რეკომენდირებულია იზოლირება, დაცვა ყველა კავშირის, ტერმინალის, გადახვევის, ქუჩაში მდებარე აღჭურვილობის დაცვის დაყენება, დაზიანებული მავთულის, შეკრების, შეკრების დროული შეცვლა.

წინააღმდეგობის გაანგარიშება

გამოთვლები ხდება სხვადასხვა დანიშნულებისა და გამოყენების ობიექტების დიზაინის დროს, რადგან თითოეული მათგანის სიცოცხლის მხარდაჭერა ელექტროენერგიიდან მოდის. ყველაფერი გათვალისწინებულია, განათების მოწყობილობებიდან ტექნიკურად რთულ აღჭურვილობამდე. სახლში, ასევე სასარგებლო იქნება გაანგარიშების გაკეთება, განსაკუთრებით თუ დაგეგმილია გაყვანილობის შეცვლა. კერძო საცხოვრებლის მშენებლობისთვის აუცილებელია დატვირთვის გამოთვლა, წინააღმდეგ შემთხვევაში ელექტრული გაყვანილობის "ხელოსნობის" შეკრებამ შეიძლება გამოიწვიოს ხანძარი.

გაანგარიშების მიზანია ყველა გამოყენებული მოწყობილობის გამტარების საერთო წინააღმდეგობის დადგენა მათი ტექნიკური პარამეტრების გათვალისწინებით. იგი გამოითვლება ფორმულით R=p*l/S, სადაც:

R არის გამოთვლილი შედეგი;

p არის წინაღობის ინდექსი ცხრილიდან;

l არის მავთულის სიგრძე (გამტარი);

S არის მონაკვეთის დიამეტრი.

ერთეულები

ფიზიკური სიდიდეების ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI) ელექტრული წინააღმდეგობა იზომება ომში (Ohm). SI სისტემის მიხედვით წინაღობის გაზომვის ერთეული უდრის ნივთიერების ისეთ წინაღობას, რომლის დროსაც ერთი მასალისგან დამზადებული გამტარი 1 მ სიგრძით 1 კვ. მ აქვს წინააღმდეგობა 1 Ohm. 1 ომ/მ-ის გამოყენება სხვადასხვა ლითონებთან მიმართებაში ნათლად არის ნაჩვენები ცხრილში.

რეზისტენტობის მნიშვნელობა

წინაღობასა და გამტარობას შორის ურთიერთობა შეიძლება ჩაითვალოს ორმხრივად. რაც უფრო მაღალია ერთი გამტარის ინდექსი, მით უფრო დაბალია მეორის ინდექსი და პირიქით. ამიტომ, ელექტროგამტარობის გაანგარიშებისას გამოიყენება გაანგარიშება 1/r, რადგან X-ის საპასუხო რიცხვი არის 1/X და პირიქით. კონკრეტული მაჩვენებელი აღინიშნება ასო გ-ით.

ელექტროლიტური სპილენძის სარგებელი

დაბალი წინაღობა (ვერცხლის შემდეგ), როგორც უპირატესობა, სპილენძი შეზღუდული არ არის. მას აქვს თავისი მახასიათებლებით უნიკალური თვისებები, კერძოდ პლასტიურობა, მაღალი მოქნილობა. ამ თვისებების წყალობით, მაღალი სისუფთავის ელექტროლიტური სპილენძი იწარმოება კაბელების წარმოებისთვის, რომლებიც გამოიყენება ელექტრო ტექნიკაში, კომპიუტერულ ტექნოლოგიაში, ელექტრო ინდუსტრიაში და საავტომობილო ინდუსტრიაში.

წინააღმდეგობის ინდექსის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე

ტემპერატურის კოეფიციენტი არის მნიშვნელობა, რომელიც უდრის მიკროსქემის ნაწილის ძაბვის ცვლილებას და ლითონის წინაღობა ტემპერატურის ცვლილების შედეგად. ლითონების უმეტესობა ტემპერატურის მატებასთან ერთად გაზრდის წინააღმდეგობას კრისტალური მედის თერმული ვიბრაციების გამო. სპილენძის წინააღმდეგობის ტემპერატურული კოეფიციენტი გავლენას ახდენს სპილენძის მავთულის სპეციფიკურ წინააღმდეგობაზე და 0-დან 100°C-მდე ტემპერატურაზე არის 4,1 10−3 (1/კელვინი). ვერცხლისთვის, ამ ინდიკატორს იმავე პირობებში აქვს 3.8 მნიშვნელობა, ხოლო რკინისთვის - 6.0. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს სპილენძის გამტარად გამოყენების ეფექტურობას.

სპილენძი არის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მავთულის მასალა. მისი ელექტრული წინააღმდეგობა ყველაზე დაბალია ხელმისაწვდომ ლითონებს შორის. ის ნაკლებია მხოლოდ ძვირფას ლითონებში (ვერცხლი და ოქრო) და დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორებზე.

რა არის ელექტრო დენი

ბატარეის ან სხვა დენის წყაროს სხვადასხვა პოლუსზე არის საპირისპირო სახელწოდება ელექტრული მუხტის მატარებლები. თუ ისინი დაკავშირებულია გამტართან, მუხტის მატარებლები იწყებენ გადაადგილებას ძაბვის წყაროს ერთი პოლუსიდან მეორეზე. სითხეებში ეს მატარებლები არის იონები, ხოლო ლითონებში ისინი თავისუფალი ელექტრონებია.

განმარტება.ელექტრული დენი არის დამუხტული ნაწილაკების მიმართული მოძრაობა.

წინააღმდეგობა

ელექტრული წინაღობა არის სიდიდე, რომელიც განსაზღვრავს საცნობარო მასალის ნიმუშის ელექტრულ წინააღმდეგობას. ბერძნული ასო "r" გამოიყენება ამ მნიშვნელობის აღსანიშნავად. გაანგარიშების ფორმულა:

p=(R*S)/ ლ.

ეს მნიშვნელობა იზომება Ohm*m-ში. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ის საცნობარო წიგნებში, წინააღმდეგობის ცხრილებში ან ინტერნეტში.

თავისუფალი ელექტრონები მოძრაობენ მეტალში კრისტალური მედის შიგნით. სამი ფაქტორი გავლენას ახდენს ამ მოძრაობის წინააღმდეგობაზე და გამტარის წინაღობაზე:

• მასალა. სხვადასხვა ლითონებს აქვთ განსხვავებული ატომური სიმკვრივე და თავისუფალი ელექტრონების რაოდენობა;
• მინარევები. სუფთა ლითონებში კრისტალური გისოსი უფრო მოწესრიგებულია, ამიტომ წინააღმდეგობა უფრო დაბალია, ვიდრე შენადნობებში;
• ტემპერატურა. ატომები თავის ადგილზე კი არ სხედან, არამედ ირხევიან. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია რხევების ამპლიტუდა, რაც ერევა ელექტრონების მოძრაობაში და მით უფრო მაღალია წინააღმდეგობა.

შემდეგ სურათზე ხედავთ ლითონების წინაღობის ცხრილს.

საინტერესოა.არის შენადნობები, რომელთა ელექტრული წინააღმდეგობა იკლებს გაცხელებისას ან არ იცვლება.

გამტარობა და ელექტრული წინააღმდეგობა

ვინაიდან კაბელების ზომები იზომება მეტრებში (სიგრძე) და მმ² (სექციით), ელექტრული წინაღობა აქვს Ohm mm²/m განზომილებას. კაბელის ზომების ცოდნა, მისი წინააღმდეგობა გამოითვლება ფორმულით:

R=(p* ლ)/ს.

ელექტრული წინააღმდეგობის გარდა, ზოგიერთი ფორმულა იყენებს "გამტარობის" კონცეფციას. ეს არის საპასუხო წინააღმდეგობა. იგი დანიშნულია "g" და გამოითვლება ფორმულით:

სითხეების გამტარობა

სითხეების გამტარობა განსხვავდება ლითონების გამტარობისგან. მათში მუხტის მატარებლები იონებია. მათი რაოდენობა და ელექტრული გამტარობა იზრდება გაცხელებისას, ამიტომ ელექტროდის ქვაბის სიმძლავრე რამდენჯერმე იზრდება 20-დან 100 გრადუსამდე გაცხელებისას.

საინტერესოა.გამოხდილი წყალი არის იზოლატორი. გამტარობა მას ანიჭებს გახსნილი მინარევებისაგან.

მავთულის ელექტრული წინააღმდეგობა

მავთულის ყველაზე გავრცელებული მასალებია სპილენძი და ალუმინი. ალუმინის წინააღმდეგობა უფრო მაღალია, მაგრამ უფრო იაფია ვიდრე სპილენძი. სპილენძის სპეციფიკური წინააღმდეგობა უფრო დაბალია, ამიტომ მავთულის ზომა შეიძლება უფრო მცირე იყოს. გარდა ამისა, ის უფრო ძლიერია და ამ ლითონისგან მზადდება მოქნილი ძაფიანი მავთულები.

შემდეგი ცხრილი გვიჩვენებს ლითონების ელექტრული წინაღობა 20 გრადუსზე. სხვა ტემპერატურაზე მისი დასადგენად, ცხრილიდან მიღებული მნიშვნელობა უნდა გამრავლდეს კორექტირების კოეფიციენტზე, რომელიც განსხვავდება თითოეული ლითონისთვის. ეს კოეფიციენტი შეგიძლიათ გაიგოთ შესაბამისი საცნობარო წიგნებიდან ან ონლაინ კალკულატორის გამოყენებით.

საკაბელო განყოფილების შერჩევა

ვინაიდან მავთულს აქვს წინააღმდეგობა, როდესაც მასში ელექტრული დენი გადის, წარმოიქმნება სითბო და ხდება ძაბვის ვარდნა. ორივე ეს ფაქტორი მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული კაბელის ზომის არჩევისას.

შერჩევა დასაშვები გათბობის მიხედვით

როდესაც დენი მიედინება მავთულში, ენერგია გამოიყოფა. მისი რაოდენობა შეიძლება გამოითვალოს ელექტროენერგიის ფორმულით:

სპილენძის მავთულში 2,5მმ² ჯვრის კვეთით და 10 მეტრი სიგრძით R=10*0,0074=0,074Ohm. 30A დენის დროს, P \u003d 30² * 0.074 \u003d 66W.

ეს სიმძლავრე ათბობს გამტარს და თავად კაბელს. ტემპერატურა, რომლითაც ის თბება, დამოკიდებულია დაყენების პირობებზე, კაბელის ბირთვების რაოდენობაზე და სხვა ფაქტორებზე, ხოლო დასაშვები ტემპერატურა დამოკიდებულია საიზოლაციო მასალაზე. სპილენძს აქვს უფრო მაღალი გამტარობა, ამიტომ გამომავალი სიმძლავრე და საჭირო ჯვარი მონაკვეთი ნაკლებია. იგი განისაზღვრება სპეციალური ცხრილებით ან ონლაინ კალკულატორის გამოყენებით.

დასაშვები ძაბვის დანაკარგები

გარდა გათბობისა, როდესაც ელექტრული დენი გადის სადენებში, დატვირთვის მახლობლად ძაბვა მცირდება. ეს მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს Ohm-ის კანონის გამოყენებით:

მითითება. PUE-ს ნორმების მიხედვით, ის უნდა იყოს არაუმეტეს 5% ან 220 ვ ქსელში - არაუმეტეს 11 ვ.

ამიტომ, რაც უფრო გრძელია კაბელი, მით უფრო დიდი უნდა იყოს მისი ჯვარი განყოფილება. თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ ის ცხრილებიდან ან ონლაინ კალკულატორის გამოყენებით. დასაშვები გათბობის მიხედვით მონაკვეთის შერჩევისგან განსხვავებით, ძაბვის დანაკარგები არ არის დამოკიდებული შუასადების და საიზოლაციო მასალის პირობებზე.

220 ვ ქსელში ძაბვა მიეწოდება ორი მავთულის საშუალებით: ფაზა და ნული, ამიტომ გაანგარიშება ხდება კაბელის ორმაგ სიგრძეზე. წინა მაგალითის კაბელში ეს იქნება U=I*R=30A*2*0.074Ω=4.44V. ეს არ არის ბევრი, მაგრამ 25 მეტრი სიგრძით გამოდის 11.1 ვ - მაქსიმალური დასაშვები მნიშვნელობა, თქვენ მოგიწევთ ჯვრის მონაკვეთის გაზრდა.

სხვა ლითონების ელექტრული წინააღმდეგობა

სპილენძისა და ალუმინის გარდა, ელექტროტექნიკაში გამოიყენება სხვა ლითონები და შენადნობები:

• რკინა. ფოლადის სპეციფიკური წინააღმდეგობა უფრო მაღალია, მაგრამ ის უფრო ძლიერია ვიდრე სპილენძი და ალუმინი. ფოლადის გამტარები ნაქსოვია კაბელებში, რომლებიც განკუთვნილია ჰაერში დასაყენებლად. რკინის წინააღმდეგობა ძალიან მაღალია ელექტროენერგიის გადაცემისთვის, ამიტომ, ჯვრის მონაკვეთის გაანგარიშებისას, ბირთვები არ არის გათვალისწინებული. გარდა ამისა, ის უფრო ცეცხლგამძლეა და მისგან მზადდება გამათბობლების დასაკავშირებლად მაღალი სიმძლავრის ელექტრო ღუმელებში;
• ნიქრომი (ნიკელის და ქრომის შენადნობი) და ფეხრალი (რკინა, ქრომი და ალუმინი). მათ აქვთ დაბალი გამტარობა და ცეცხლგამძლეობა. ამ შენადნობებისგან მზადდება მავთულის რეზისტორები და გამათბობლები;
• ვოლფრამი. მისი ელექტრული წინააღმდეგობა მაღალია, მაგრამ ეს არის ცეცხლგამძლე ლითონი (3422 °C). გამოიყენება არგონ-რკალის შედუღების ელექტრო ნათურებში და ელექტროდებში ძაფების დასამზადებლად;
• კონსტანტანი და მანგანინი (სპილენძი, ნიკელი და მანგანუმი). ამ გამტარების წინაღობა არ იცვლება ტემპერატურის ცვლილებებით. ისინი გამოიყენება პრეტენზიის მოწყობილობებში რეზისტორების წარმოებისთვის;
• ძვირფასი ლითონები - ოქრო და ვერცხლი. მათ აქვთ უმაღლესი გამტარობა, მაგრამ მაღალი ფასის გამო მათი გამოყენება შეზღუდულია.

ინდუქციური რეაქტიულობა

მავთულის გამტარობის გამოთვლის ფორმულები მოქმედებს მხოლოდ DC ქსელში ან სწორ გამტარებლებში დაბალი სიხშირით. კოჭებში და მაღალი სიხშირის ქსელებში, ინდუქციური წინააღმდეგობა ჩვეულებრივზე ბევრჯერ უფრო მაღალია. გარდა ამისა, მაღალი სიხშირის დენი ვრცელდება მხოლოდ მავთულის ზედაპირზე. ამიტომ, ზოგჯერ იგი დაფარულია ვერცხლის თხელი ფენით ან გამოიყენება ლიცის მავთული.