Pojem "odpor" sa vzťahuje na parameter, ktorý má meď alebo akýkoľvek iný kov a ktorý sa pomerne často vyskytuje špeciálna literatúra. Stojí za to pochopiť, čo sa tým myslí.

Jeden z typov medených káblov

Všeobecné informácie o elektrickom odpore

Najprv zvážte koncept elektrického odporu. Ako viete, pri pôsobení elektrického prúdu na vodič (a meď je jedným z najlepších vodivých kovov) niektoré elektróny v ňom opustia svoje miesto v kryštálovej mriežke a ponáhľajú sa smerom k kladnému pólu vodiča. Nie všetky elektróny však opustia kryštálovú mriežku, časť z nich v nej zostane a pokračuje v tvorbe rotačný pohyb okolo jadra atómu. Tieto elektróny, ako aj atómy umiestnené v uzloch kryštálová mriežka a vytvorte elektrický odpor, ktoré bránia pohybu uvoľnených častíc.

Tento proces, ktorý sme stručne načrtli, je typický pre akýkoľvek kov vrátane medi. Prirodzene, rôzne kovy, z ktorých každý špeciálna forma a rozmery kryštálovej mriežky, odolávajú pohybu elektrického prúdu cez ne rôznymi spôsobmi. Práve tieto rozdiely charakterizujú špecifický odpor - indikátor, ktorý je individuálny pre každý kov.

Použitie medi v elektrických a elektronických systémoch

Aby sme pochopili dôvod popularity medi ako materiálu na výrobu elektrických a elektronické systémy, stačí sa pozrieť do tabuľky na hodnotu jeho rezistivity. Pre meď je tento parameter 0,0175 Ohm * mm2 / meter. V tomto ohľade je meď na druhom mieste za striebrom.

Práve nízky merný odpor, meraný pri teplote 20 stupňov Celzia, je hlavným dôvodom, prečo sa dnes bez medi nezaobíde takmer žiadne elektronické a elektrické zariadenie. Meď je hlavným materiálom na výrobu vodičov a káblov, dosiek plošných spojov, elektromotorov a častí výkonových transformátorov.

Nízky merný odpor, ktorý je charakteristický pre meď, umožňuje jej použitie na výrobu elektrických zariadení s vysokými vlastnosťami úspory energie. Okrem toho teplota medených vodičov stúpa len veľmi málo, keď nimi prechádza elektrický prúd.

Čo ovplyvňuje hodnotu odporu?

Je dôležité vedieť, že existuje závislosť hodnoty odporu od chemickej čistoty kovu. Keď meď obsahuje čo i len malé množstvo hliníka (0,02 %), hodnota tohto parametra sa môže výrazne zvýšiť (až o 10 %).

Tento koeficient je ovplyvnený aj teplotou vodiča. Vysvetľuje to skutočnosť, že so zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšujú vibrácie atómov kovu v uzloch jeho kryštálovej mriežky, čo vedie k tomu, že koeficient odporu sa zvyšuje.

Preto je vo všetkých referenčných tabuľkách hodnota tohto parametra uvedená s prihliadnutím na teplotu 20 stupňov.

Ako vypočítať celkový odpor vodiča?

Vedieť, čomu sa rovná merný odpor, je dôležité na vykonanie predbežných výpočtov parametrov elektrického zariadenia pri jeho návrhu. V takýchto prípadoch sa určuje celkový odpor vodičov navrhovaného zariadenia, ktoré majú určité veľkosti a tvary. Po pohľade na hodnotu rezistivity vodiča podľa referenčnej tabuľky, určenie jeho rozmerov a plochy prierez, môžete vypočítať hodnotu jeho celkového odporu podľa vzorca:

Tento vzorec používa nasledujúci zápis:

• R je celkový odpor vodiča, ktorý sa musí určiť;
• p je špecifický odpor kovu, z ktorého je vyrobený vodič (určený podľa tabuľky);
• l je dĺžka vodiča;
• S je plocha jeho prierezu.

• Konstantan (58,8 Cu, 40 Ni, 1,2 Mn)
• Manganín (85 Cu, 12 Mn, 3 Ni)
• Niklové striebro (65 Cu, 20 Zn, 15 Ni)
• Nikelín (54 Cu, 20 Zn, 26 Ni)
• nichróm (67,5 Ni, 15 Cr, 16 Fe, 1,5 Mn)
• Rheonát (84Cu, 12Mn, 4 Zn)
• Fechral (80 Fe, 14 Cr, 6 Al)

Odolnosť nichrómu

Každé telo, ktorým prechádza elektriny, automaticky mu poskytuje určitý odpor. Vlastnosť vodiča odolávať elektrickému prúdu sa nazýva elektrický odpor.

Zvážte elektronická teória tento jav. Pri pohybe po vodiči sa voľné elektróny na svojej ceste neustále stretávajú s inými elektrónmi a atómami. Pri interakcii s nimi voľný elektrón stráca časť svojho náboja. Elektróny teda narážajú na odpor materiálu vodiča. Každé teleso má svoju vlastnú atómovú štruktúru, ktorá poskytuje rôznu odolnosť voči elektrickému prúdu. Jednotkou odporu je ohm. Odolnosť materiálov je označená - R alebo r.

Čím nižší je odpor vodiča, tým ľahšie prechádza elektrický prúd cez toto teleso. A naopak: čím vyšší odpor, tým horšie telo vedie elektrický prúd.

Odolnosť každého jednotlivého vodiča závisí od vlastností materiálu, z ktorého je vyrobený. Na presnú charakteristiku elektrického odporu materiálu bol zavedený pojem - špecifický odpor (nichróm, hliník atď.). Za špecifický odpor sa považuje odpor vodiča dlhého do 1 m, ktorého prierez je 1 m2. mm. Tento indikátor sa označuje písmenom p. Každý materiál použitý pri výrobe vodiča má svoj vlastný odpor. Zvážte napríklad odpor nichrómu a fechralu (viac ako 3 mm):

• 15H60 — 1,13 Ohm*mm/m
• Kh23Yu5T - 1,39 Ohm * mm / m
• 20H 80 — 1,12 Ohm*mm/m
• XN70YU - 1,30 Ohm*mm/m
• XN20YUS - 1,02 Ohm*mm/m

Odpor nichrom, fechral označuje hlavný rozsah ich použitia: výroba zariadení tepelné pôsobenie, domáce prístroje a elektrické vykurovacie články priemyselných pecí.

Keďže nichróm a fechral sa používajú hlavne pri výrobe vykurovacích telies, najbežnejšími výrobkami sú nichrómové nite, páska, pás Kh15N60 a Kh20N80, ako aj fechralový drôt Kh23Yu5T.

Odpor kovov je mierou ich vlastností odolávať prechodu elektrického prúdu. Táto hodnota je vyjadrená v ohmmetroch (Ohm⋅m). Symbol pre odpor je Grécke písmenoρ (rho). Vysoký odpor znamená, že materiál nevedie dobre elektrický náboj.

Odpor

Elektrický odpor je definovaný ako pomer medzi pevnosťou elektrické pole vnútri kovu na prúdovú hustotu v ňom:

kde:
ρ je odpor kovu (Ohm⋅m),
E je intenzita elektrického poľa (V/m),
J je hodnota hustoty elektrického prúdu v kove (A/m2)

Ak je sila elektrického poľa (E) v kove veľmi veľká a prúdová hustota (J) je veľmi malá, znamená to, že kov má vysoký odpor.

recipročné Odpor je elektrická vodivosť, ktorá ukazuje, ako dobre materiál vedie elektrický prúd:

σ je vodivosť materiálu vyjadrená v siemens na meter (S/m).

Elektrický odpor

Elektrický odpor, jedna zo zložiek, sa vyjadruje v ohmoch (Ohm). Treba poznamenať, že elektrický odpor a rezistivita nie sú to isté. Odpor je vlastnosťou materiálu, zatiaľ čo elektrický odpor je vlastnosťou objektu.

Elektrický odpor odporu je určený kombináciou tvaru a odporu materiálu, z ktorého je vyrobený.

Napríklad drôt vyrobený z dlhého a tenkého drôtu má väčší odpor ako odpor vyrobený z krátkeho a hrubého drôtu z rovnakého kovu.

Súčasne má drôtový odpor vyrobený z materiálu s vysokým odporom vyšší elektrický odpor ako odpor vyrobený z materiálu s nízkym odporom. A to všetko napriek tomu, že oba odpory sú vyrobené z drôtu rovnakej dĺžky a priemeru.

Pre jasnosť je možné urobiť analógiu s hydraulický systém kde sa voda čerpá potrubím.

• Čím dlhšia a tenšia je rúrka, tým väčšia bude odolnosť voči vode.
• Potrubie naplnené pieskom odolá vode viac ako potrubie bez piesku.

Odolnosť drôtu

Hodnota odporu drôtu závisí od troch parametrov: rezistivita kovu, dĺžka a priemer samotného drôtu. Vzorec na výpočet odporu drôtu:

Kde:
R - odpor vodiča (Ohm)
ρ - špecifický odpor kovu (Ohm.m)
L - dĺžka drôtu (m)
A - plocha prierezu drôtu (m2)

Ako príklad uvažujme nichromový drôtový odpor s odporom 1,10 × 10-6 ohm.m. Drôt má dĺžku 1500 mm a priemer 0,5 mm. Na základe týchto troch parametrov vypočítame odpor nichrómového drôtu:

R \u003d 1,1 * 10 -6 * (1,5 / 0,000000196) \u003d 8,4 ohmov

Ako odporový materiál sa často používa nichróm a konštantán. Nižšie v tabuľke môžete vidieť odpor niektorých najčastejšie používaných kovov.

Odolnosť povrchu

Hodnota povrchového odporu sa vypočíta rovnakým spôsobom ako odpor drôtu. AT tento prípad plocha prierezu môže byť vyjadrená ako súčin w at:

Pre niektoré materiály, ako sú tenké filmy, sa vzťah medzi merným odporom a hrúbkou filmu označuje ako odpor vrstvy RS:

kde RS sa meria v ohmoch. Pri tomto výpočte musí byť hrúbka filmu konštantná.

Výrobcovia rezistorov často vyrezávajú vo fólii stopy, aby zvýšili odpor, aby zvýšili cestu elektrického prúdu.

Vlastnosti odporových materiálov

Odpor kovu závisí od teploty. Ich hodnoty sú zvyčajne uvedené pre izbová teplota(20 °C). Zmena odporu v dôsledku zmeny teploty je charakterizovaná teplotným koeficientom.

Napríklad v termistoroch (termistoroch) sa táto vlastnosť používa na meranie teploty. Na druhej strane v presnej elektronike je to dosť nežiaduci efekt.
Kovové filmové rezistory majú vynikajúcu tepelnú stabilitu. To je dosiahnuté nielen vďaka nízkemu odporu materiálu, ale aj vďaka mechanickému prevedeniu samotného odporu.

Pri výrobe rezistorov sa používa veľa rôznych materiálov a zliatin. Nichróm (zliatina niklu a chrómu), vďaka svojmu vysokému odporu a odolnosti voči oxidácii pod vysoké teploty, často používaný ako materiál na výrobu drôtových rezistorov. Jeho nevýhodou je, že sa nedá nadpájať. Constantan, ďalší populárny materiál, sa ľahko spájkuje a má nižší teplotný koeficient.

Elektrický prúd vzniká v dôsledku uzavretia obvodu s rozdielom potenciálov na svorkách. Sily poľa pôsobia na voľné elektróny a tie sa pohybujú po vodiči. Počas tejto cesty sa elektróny stretávajú s atómami a odovzdávajú im časť svojej nahromadenej energie. V dôsledku toho sa ich rýchlosť znižuje. Ale vplyvom elektrického poľa opäť naberá na sile. Elektróny teda neustále zažívajú odpor, a preto sa elektrický prúd zahrieva.

Vlastnosťou látky premieňať elektrickú energiu na teplo pri pôsobení prúdu je elektrický odpor a označuje sa ako R, jej jednotkou je Ohm. Veľkosť odporu závisí najmä od schopnosti rôznych materiálov viesť prúd.
Nemecký výskumník G. Ohm prvýkrát ohlásil odpor.

Ak chcete zistiť vzťah medzi prúdom a odporom, slávny fyzik urobil veľa experimentov. Na experimenty používal rôzne vodiče a získaval rôzne indikátory.
Prvá vec, ktorú G. Ohm určil, bola, že rezistivita závisí od dĺžky vodiča. To znamená, že ak sa dĺžka vodiča zväčšila, zvýšil sa aj odpor. V dôsledku toho bol tento vzťah určený ako priamo úmerný.

Druhou závislosťou je plocha prierezu. Dá sa určiť podľa prierezu vodiča. Plocha obrázku, ktorá sa vytvorila na reze, je plocha prierezu. Tu je vzťah nepriamo úmerný. To znamená, že čím väčšia je plocha prierezu, tým nižší je odpor vodiča.

A treťou, dôležitou veličinou, od ktorej odpor závisí, je materiál. V dôsledku toho, čo Om použil pri experimentoch rôznych materiálov, zistil rôzne vlastnosti odpor. Všetky tieto experimenty a ukazovatele boli zhrnuté v tabuľke, z ktorej je to vidieť iný významšpecifická odolnosť rôznych látok.

Je známe, že najlepšími vodičmi sú kovy. Ktoré kovy sú najlepšie vodiče? Tabuľka ukazuje, že meď a striebro majú najmenší odpor. Meď sa používa častejšie kvôli jej nižším nákladom, zatiaľ čo striebro sa používa v najdôležitejších a kritických zariadeniach.

Látky s vysokým odporom v tabuľke nevedú dobre elektrický prúd, čo znamená, že môžu byť vynikajúcimi izolačnými materiálmi. Látky, ktoré majú túto vlastnosť najviac, to je porcelán a ebonit.

Vo všeobecnosti je elektrický odpor veľmi vysoký dôležitým faktorom, veď určením jeho indikátora môžeme zistiť, z akej látky je vodič vyrobený. K tomu je potrebné zmerať plochu prierezu, zistiť silu prúdu pomocou voltmetra a ampérmetra a tiež zmerať napätie. Zistíme teda hodnotu rezistivity a pomocou tabuľky sa k látke ľahko dostaneme. Ukazuje sa, že odpor je ako odtlačky prstov látky. Pri dlhom plánovaní je navyše dôležitý odpor elektrické obvody: toto číslo potrebujeme poznať, aby sme dosiahli rovnováhu medzi dĺžkou a plochou.

Existuje vzorec, ktorý určuje, že odpor je 1 ohm, ak pri napätí 1V je jeho prúdová sila 1A. To znamená, že odpor jednotky plochy a jednotky dĺžky, vyrobený z určitej látky, je odpor.

Treba tiež poznamenať, že index odporu priamo závisí od frekvencie látky. Teda či má nečistoty. To, že pridanie len jedného percenta mangánu zvyšuje odolnosť najvodivejšej látky – medi, trojnásobne.

Táto tabuľka ukazuje elektrický odpor niektorých látok.

Vysoko vodivé materiály

Meď
Ako sme už povedali, najčastejšie sa ako vodič používa meď. Je to spôsobené nielen jeho nízkym odporom. Meď má výhody vysokej pevnosti, odolnosti proti korózii, jednoduchosti použitia a dobrej opracovateľnosti. Dobré triedy medi sú M0 a M1. V nich množstvo nečistôt nepresahuje 0,1%.

Vysoká cena kovu a jeho prevládajúca nedávne časy nedostatok povzbudzuje výrobcov, aby používali hliník ako vodič. Používajú sa aj zliatiny medi s rôznymi kovmi.
hliník
Tento kov je oveľa ľahší ako meď, ale hliník áno veľké hodnoty tepelná kapacita a teplota topenia. V tomto ohľade je potrebné, aby sa dostal do roztaveného stavu viac energie než meď. Napriek tomu je potrebné vziať do úvahy skutočnosť nedostatku medi.
Pri výrobe elektrických výrobkov sa spravidla používa hliník triedy A1. Neobsahuje viac ako 0,5% nečistôt. Kov najvyššia frekvencia- ide o hliník triedy AB0000.
železo
Lacnosť a dostupnosť železa je zatienená jeho vysokou špecifickou odolnosťou. Navyše rýchlo koroduje. Z tohto dôvodu sú oceľové vodiče často potiahnuté zinkom. Takzvaný bimetal je široko používaný - ide o oceľ potiahnutú meďou na ochranu.
Sodík
Sodík je tiež cenovo dostupný a perspektívny materiál, ale jeho odolnosť je takmer trojnásobná oproti medi. Okrem toho má kovový sodík vysokú chemickú aktivitu, čo si vyžaduje zakrytie takéhoto vodiča hermetickou ochranou. Mal by tiež chrániť vodič pred mechanickým poškodením, pretože sodík je veľmi mäkký a dosť krehký materiál.

Supravodivosť
Nižšie uvedená tabuľka ukazuje odpor látok pri teplote 20 stupňov. Indikácia teploty nie je náhodná, pretože odpor priamo závisí od tohto indikátora. Vysvetľuje to skutočnosť, že pri zahrievaní sa zvyšuje aj rýchlosť atómov, čo znamená, že sa zvýši aj pravdepodobnosť ich stretnutia s elektrónmi.

Je zaujímavé, čo sa stane s odporom v podmienkach chladenia. Prvýkrát sa správanie atómov pri veľmi nízke teploty všimol v roku 1911 G. Kamerling-Onnes. Ochladil ortuťový drôt na 4K a zistil, že jeho odpor klesol na nulu. Fyzik nazval zmenu špecifického indexu odporu niektorých zliatin a kovov v podmienkach nízkej teploty supravodivosťou.

Supravodiče pri ochladzovaní prechádzajú do stavu supravodivosti a ich optické a štrukturálne charakteristiky sa nemenia. Hlavným objavom je, že elektrické a magnetické vlastnosti kovy v supravodivom stave sú veľmi odlišné od ich vlastností v bežnom stave, ako aj od vlastností iných kovov, ktoré pri znížení teploty nemôžu prejsť do tohto stavu.
Použitie supravodičov sa vykonáva hlavne pri získavaní supersilných magnetické pole, ktorého sila dosahuje 107 A / m. Vyvíjajú sa aj systémy supravodivých elektrických vedení.

Podobné materiály.

Každá látka je schopná viesť prúd dovnútra rôznej miere, túto hodnotu ovplyvňuje odolnosť materiálu. Špecifická odolnosť medi, hliníka, ocele a akéhokoľvek iného prvku je označená písmenom grécka abecedaρ. Táto hodnota nezávisí od takých charakteristík vodiča, ako sú rozmery, tvar a fyzický stav, zvyčajný elektrický odpor zohľadňuje tieto parametre. Odpor sa meria v ohmoch vynásobený mm² a delený metrom.

Kategórie a ich popis

Akýkoľvek materiál je schopný vykazovať dva typy odporu v závislosti od elektriny, ktorá je do neho dodávaná. Prúd je premenlivý alebo konštantný, čo výrazne ovplyvňuje technickú výkonnosť látky. Takže existujú také odpory:

1. Ohmic. Objavuje sa pod vplyvom jednosmerného prúdu. Charakterizuje trenie, ktoré vzniká pohybom elektricky nabitých častíc vo vodiči.
2. Aktívne. Je určený rovnakým princípom, ale je vytvorený už počas akcie striedavý prúd.

V tejto súvislosti existujú aj dve definície konkrétnej hodnoty. Pre jednosmerný prúd sa rovná odporu, ktorý poskytuje jednotková dĺžka vodivého materiálu s jednotkovou pevnou plochou prierezu. Potenciálne elektrické pole ovplyvňuje všetky vodiče, ako aj polovodiče a roztoky schopné viesť ióny. Táto hodnota určuje vodivé vlastnosti samotného materiálu. Tvar vodiča a jeho rozmery sa neberú do úvahy, takže ho možno nazvať základným v elektrotechnike a materiálovej vede.

Podlieha prechodu striedavého prúdu konkrétnu hodnotu vypočítané s prihliadnutím na hrúbku vodivého materiálu. Tu je už ovplyvnený nielen potenciál, ale aj vírivý prúd, navyše sa berie do úvahy frekvencia elektrických polí. Odpor tohto typu je väčší ako u DC, keďže tu berieme do úvahy kladnú hodnotu odporu vírové pole. Táto hodnota tiež závisí od tvaru a veľkosti samotného vodiča. Práve tieto parametre určujú charakter vírivého pohybu nabitých častíc.

Striedavý prúd spôsobuje isté elektromagnetické javy. Sú veľmi dôležité pre elektrické vlastnosti vodivého materiálu:

1. Kožný efekt je charakterizovaný oslabením elektromagnetického poľačím viac, tým ďalej preniká do média vodiča. Tento jav sa nazýva aj povrchový efekt.
2. Efekt blízkosti znižuje hustotu prúdu v dôsledku blízkosti susedných vodičov a ich vplyvu.

Tieto vplyvy sú veľmi dôležité pri výpočte optimálnej hrúbky vodiča, pretože pri použití drôtu, ktorého polomer je väčší ako hĺbka prieniku prúdu do materiálu, zostane zvyšok jeho hmoty nevyužitý, a preto bude tento prístup neefektívny. V súlade s vykonanými výpočtami bude efektívny priemer vodivého materiálu v niektorých situáciách takýto:

• pre prúd 50 Hz - 2,8 mm;
• 400 Hz - 1 mm;
• 40 kHz - 0,1 mm.

Vzhľadom na to sa pre vysokofrekvenčné prúdy aktívne používajú ploché viacžilové káble pozostávajúce z mnohých tenkých drôtov.

Charakteristika kovov

Špecifické ukazovatele kovových vodičov sú obsiahnuté v špeciálnych tabuľkách. Na základe týchto údajov je možné vykonať potrebné ďalšie výpočty. Príklad takejto tabuľky odporu je možné vidieť na obrázku.

Tabuľka ukazuje, že striebro má najvyššiu vodivosť – je ideálnym vodičom spomedzi všetkých existujúcich kovov a zliatin. Ak vypočítate, koľko drôtov z tohto materiálu je potrebných na získanie odporu 1 Ohm, vyjde 62,5 m. Železné drôty na rovnakú hodnotu budú potrebovať až 7,7 m.

Akokoľvek je striebro úžasné, je to príliš drahý materiál na masové použitie v elektrických sieťach široké uplatnenie našli meď v každodennom živote a priemysle. Z hľadiska špecifického indexu je na druhom mieste za striebrom a z hľadiska rozšírenosti a jednoduchosti ťažby je na tom oveľa lepšie. Meď má ďalšie výhody, ktoré z nej urobili najbežnejší vodič. Tie obsahujú:

Na použitie v elektrotechnike sa používa rafinovaná meď, ktorá po tavení zo sulfidovej rudy prechádza procesom praženia a fúkania a potom sa nevyhnutne podrobí elektrolytickému čisteniu. Po takomto spracovaní môžete získať materiál veľmi Vysoká kvalita(triedy M1 a M0), ktoré budú obsahovať od 0,1 do 0,05 % nečistôt. Dôležitá nuansa je prítomnosť kyslíka v extrémne malých množstvách, pretože negatívne ovplyvňuje mechanické vlastnosti medi.

Často sa tento kov nahrádza lacnejšími materiálmi - hliníkom a železom, ako aj rôznymi bronzmi (zliatiny s kremíkom, berýliom, horčíkom, cínom, kadmiom, chrómom a fosforom). Takéto kompozície majú vyššiu pevnosť v porovnaní s čistou meďou, hoci nižšiu vodivosť.

Výhody hliníka

Hliník má síce väčšiu odolnosť a je krehkejší, no jeho rozšírenosť je spôsobená tým, že nie je taký vzácny ako meď, a preto je lacnejší. Špecifický odpor hliníka je 0,028 a jeho nízka hustota poskytuje mu hmotnosť 3,5-krát menšiu ako meď.

Pre elektrické práce používajte čistý hliník triedy A1, ktorý neobsahuje viac ako 0,5 % nečistôt. Vyššia trieda AB00 sa používa na výrobu elektrolytických kondenzátorov, elektród a hliníkovej fólie. Obsah nečistôt v tomto hliníku nie je väčší ako 0,03%. Existuje aj čistý kov AB0000 vrátane najviac 0,004 % prísad. Nečistoty samotné sú tiež dôležité: nikel, kremík a zinok mierne ovplyvňujú vodivosť hliníka a obsah medi, striebra a horčíka v tomto kove dáva viditeľný efekt. Tálium a mangán najviac znižujú vodivosť.

Hliník má dobré antikorózne vlastnosti. Pri kontakte so vzduchom je pokrytý tenkým filmom oxidu, ktorý ho chráni pred ďalšie ničenie. Na zlepšenie mechanické vlastnosti kov je legovaný inými prvkami.

Ukazovatele ocele a železa

Špecifický odpor železa v porovnaní s meďou a hliníkom je veľmi vysoký výkon, avšak vďaka dostupnosti, pevnosti a odolnosti voči deformácii je materiál široko používaný v elektrotechnickej výrobe.

Hoci železo a oceľ, ktorých merný odpor je ešte vyšší, majú značné nevýhody, výrobcovia materiálu vodičov našli spôsoby, ako ich kompenzovať. Nízka odolnosť proti korózii sa prekoná najmä potiahnutím oceľového drôtu zinkom alebo meďou.

Vlastnosti sodíka

Kovový sodík je tiež veľmi sľubný vo vodivom priemysle. Pokiaľ ide o odolnosť, výrazne prevyšuje meď, ale má hustotu 9-krát menšiu ako má. To umožňuje použitie materiálu pri výrobe ultraľahkých drôtov.

Sodíkový kov je veľmi mäkký a úplne nestabilný voči akémukoľvek druhu deformačných účinkov, čo sťažuje jeho použitie - drôt z tohto kovu musí byť obalený veľmi pevným plášťom s extrémne malou pružnosťou. Škrupina musí byť vzduchotesná, pretože sodík je silný chemická aktivita za najneutrálnejších podmienok. Okamžite oxiduje na vzduchu a vykazuje prudkú reakciu s vodou, vrátane vzduchu.

Ďalšou výhodou používania sodíka je jeho dostupnosť. Dá sa získať v procese elektrolýzy roztaveného chloridu sodného, ​​ktorého je na svete neobmedzené množstvo. Ostatné kovy v tomto smere jednoznačne strácajú.

Na výpočet výkonu konkrétneho vodiča je potrebné rozdeliť súčin konkrétneho čísla a dĺžky drôtu jeho prierezovou plochou. Výsledkom je hodnota odporu v ohmoch. Napríklad na určenie odporu 200 m železného drôtu s menovitým prierezom 5 mm² je potrebné vynásobiť 0,13 číslom 200 a výsledok vydeliť 5. Odpoveď je 5,2 ohmov.

Pravidlá a vlastnosti výpočtu

Mikroohmmetre sa používajú na meranie odporu kovových médií. Dnes sa vyrábajú v digitálnej podobe, takže merania s ich pomocou sú presné. Dá sa to vysvetliť tým, že kovy majú vysoký stupeň vodivosť a majú mimoriadne malý odpor. Napríklad spodný prah meracie prístroje má hodnotu 10 -7 ohmov.

Pomocou mikroohmmetrov môžete rýchlo určiť, aký dobrý je kontakt a aký odpor vykazujú vinutia generátorov, elektromotorov a transformátorov, ako aj prípojníc. Je možné vypočítať prítomnosť iných kovových inklúzií v ingote. Napríklad kus volfrámu potiahnutý zlatom vykazuje polovičnú vodivosť ako celozlatý kus. Rovnakým spôsobom je možné určiť vnútorné chyby a dutiny vo vodiči.

Vzorec odporu je nasledujúci: ρ \u003d Ohm mm 2 / m. Slovami sa to dá opísať ako odpor 1 metra vodiča s plochou prierezu 1 mm². Predpokladá sa, že teplota je štandardná - 20 ° C.

Vplyv teploty na meranie

Ohrev alebo chladenie niektorých vodičov má významný vplyv na výkon meracích prístrojov. Ako príklad možno uviesť nasledujúci experiment: k batérii je potrebné pripojiť špirálovo vinutý drôt a do obvodu zapojiť ampérmeter.

Čím viac sa vodič zahrieva, tým nižšie sú hodnoty zariadenia. Súčasná sila sa vrátila proporcionálna závislosť z odporu. Preto môžeme konštatovať, že v dôsledku zahrievania sa vodivosť kovu znižuje. Vo viac resp nižší stupeň všetky kovy sa tak správajú, avšak v niektorých zliatinách prakticky nedochádza k zmene vodivosti.

Najmä kvapalné vodiče a niektoré pevné nekovy majú tendenciu znižovať svoj odpor so zvyšujúcou sa teplotou. Vedci však túto schopnosť kovov premenili vo svoj prospech. Poznaním teplotného koeficientu odporu (α) pri ohreve niektorých materiálov je možné určiť vonkajšiu teplotu. Napríklad platinový drôt umiestnený na sľudovom ráme sa umiestni do pece, po ktorej sa vykoná meranie odporu. V závislosti od toho, ako veľmi sa zmenil, sa urobí záver o teplote v peci. Tento dizajn sa nazýva odporový teplomer.

Ak pri teplote t 0 odpor vodiča je r 0 a pri teplote t rovná sa rt, potom sa teplotný koeficient odporu rovná

Tento vzorec je možné vypočítať len v určitom teplotnom rozsahu (približne do 200 °C).