Pri uzavretí elektrického obvodu, na ktorého svorkách je potenciálny rozdiel, vzniká elektrický prúd. Voľné elektróny pod vplyvom síl elektrického poľa sa pohybujú pozdĺž vodiča. Pri svojom pohybe sa elektróny zrážajú s atómami vodiča a poskytujú im rezervu ich kinetickej energie. Rýchlosť pohybu elektrónov sa neustále mení: pri zrážke elektrónov s atómami, molekulami a inými elektrónmi klesá, potom sa vplyvom elektrického poľa zvyšuje a pri novej zrážke opäť klesá. V dôsledku toho sa vo vodiči vytvorí rovnomerný tok elektrónov rýchlosťou niekoľkých zlomkov centimetra za sekundu. V dôsledku toho elektróny prechádzajúce vodičom vždy narážajú na odpor z jeho strany voči ich pohybu. Keď elektrický prúd prechádza vodičom, tento sa zahrieva.
Elektrický odpor
Elektrický odpor vodiča, ktorý je označený latinským písmenom r, je vlastnosť telesa alebo média premieňať elektrickú energiu na tepelnú energiu, keď ním prechádza elektrický prúd.
V diagramoch je elektrický odpor znázornený na obrázku 1, a.
Premenlivý elektrický odpor, ktorý slúži na zmenu prúdu v obvode, sa nazýva reostat. V diagramoch sú reostaty označené tak, ako je znázornené na obrázku 1, b. Vo všeobecnosti je reostat vyrobený z drôtu jedného alebo druhého odporu, navinutého na izolačnej základni. Posúvač alebo páka reostatu je umiestnená v určitej polohe, v dôsledku čoho sa do obvodu zavádza požadovaný odpor.
Dlhý vodič malého prierezu vytvára vysokú odolnosť voči prúdu. Krátke vodiče s veľkým prierezom majú malý odpor voči prúdu.
Ak vezmeme dva vodiče z rôznych materiálov, ale rovnakej dĺžky a prierezu, potom budú vodiče viesť prúd rôznymi spôsobmi. To ukazuje, že odpor vodiča závisí od materiálu samotného vodiča.
Teplota vodiča tiež ovplyvňuje jeho odpor. So stúpajúcou teplotou sa zvyšuje odolnosť kovov a znižuje sa odolnosť kvapalín a uhlia. Len niektoré špeciálne zliatiny kovov (manganín, konštantán, nikelín a iné) so zvyšujúcou sa teplotou takmer nemenia svoj odpor.
Vidíme teda, že elektrický odpor vodiča závisí od: 1) dĺžky vodiča, 2) prierezu vodiča, 3) materiálu vodiča, 4) teploty vodiča.
Jednotkou odporu je jeden ohm. Om sa často označuje gréckym veľkým písmenom Ω (omega). Takže namiesto písania „Odpor vodiča je 15 ohmov“ môžete jednoducho napísať: r= 15Ω.
1000 ohmov sa nazýva 1 kiloohm(1kΩ alebo 1kΩ),
1 000 000 ohmov sa nazýva 1 megaohm(1mgOhm alebo 1MΩ).
Pri porovnávaní odporu vodičov z rôznych materiálov je potrebné odobrať pre každú vzorku určitú dĺžku a prierez. Potom budeme vedieť posúdiť, ktorý materiál vedie elektrický prúd lepšie alebo horšie.
Video 1. Odpor vodiča
Špecifický elektrický odpor
Nazýva sa odpor vodiča dlhého 1 m s prierezom 1 mm² v ohmoch rezistivita a označuje sa gréckym písmenom ρ (ro).
Tabuľka 1 uvádza špecifické odpory niektorých vodičov.
stôl 1
Odpor rôznych vodičov
Tabuľka ukazuje, že železný drôt s dĺžkou 1 m a prierezom 1 mm² má odpor 0,13 ohmu. Ak chcete získať odpor 1 ohm, musíte si vziať 7,7 m takéhoto drôtu. Striebro má najnižší odpor. Odpor 1 ohm možno získať odoberaním 62,5 m strieborného drôtu s prierezom 1 mm². Striebro je najlepší vodič, ale cena striebra vylučuje jeho široké použitie. Po striebre v tabuľke nasleduje meď: 1 m medeného drôtu s prierezom 1 mm² má odpor 0,0175 ohmov. Ak chcete získať odpor 1 ohm, musíte si vziať 57 m takéhoto drôtu.
Chemicky čistá meď získaná rafináciou našla široké využitie v elektrotechnike na výrobu drôtov, káblov, vinutí elektrických strojov a prístrojov. Hliník a železo sú tiež široko používané ako vodiče.
Odpor vodiča možno určiť podľa vzorca:
kde r- odpor vodiča v ohmoch; ρ - špecifický odpor vodiča; l je dĺžka vodiča vm; S– prierez vodiča v mm².
Príklad 1 Určte odpor 200 m železného drôtu s prierezom 5 mm².
Príklad 2 Vypočítajte odpor 2 km hliníkového drôtu s prierezom 2,5 mm².
Z odporového vzorca ľahko určíte dĺžku, rezistivitu a prierez vodiča.
Príklad 3 Pre rádiový prijímač je potrebné navinúť odpor 30 ohmov z niklového drôtu s prierezom 0,21 mm². Určite požadovanú dĺžku drôtu.
Príklad 4 Určte prierez 20 m nichrómového drôtu, ak je jeho odpor 25 ohmov.
Príklad 5 Drôt s prierezom 0,5 mm² a dĺžkou 40 m má odpor 16 ohmov. Určite materiál drôtu.
Materiál vodiča charakterizuje jeho odpor.
Podľa tabuľky rezistivity zistíme, že olovo má takýto odpor.
Vyššie bolo uvedené, že odpor vodičov závisí od teploty. Urobme nasledujúci experiment. Navinieme niekoľko metrov tenkého kovového drôtu vo forme špirály a premeníme túto špirálu na batériový obvod. Ak chcete merať prúd v obvode, zapnite ampérmeter. Pri zahrievaní špirály v plameni horáka môžete vidieť, že hodnoty ampérmetra sa znížia. To ukazuje, že odpor kovového drôtu sa pri zahrievaní zvyšuje.
Pri niektorých kovoch sa pri zahriatí o 100 ° zvyšuje odpor o 40 - 50%. Existujú zliatiny, ktoré mierne menia svoj odpor teplom. Niektoré špeciálne zliatiny takmer nemenia odpor s teplotou. Odpor kovových vodičov stúpa so zvyšujúcou sa teplotou, odpor elektrolytov (tekutých vodičov), uhlia a niektorých pevných látok, naopak, klesá.
Schopnosť kovov meniť svoj odpor so zmenami teploty sa využíva na konštrukciu odporových teplomerov. Takým teplomerom je platinový drôt navinutý na sľudovom ráme. Vložením teplomera napríklad do pece a meraním odporu platinového drôtu pred a po zahriatí možno určiť teplotu v peci.
Zmena odporu vodiča pri jeho zahrievaní na 1 ohm počiatočného odporu a 1 ° teploty sa nazýva teplotný koeficient odporu a označuje sa písmenom α.
Ak pri teplote t 0 odpor vodiča je r 0 a pri teplote t rovná sa r t, potom teplotný koeficient odporu
Poznámka. Tento vzorec je možné vypočítať len v určitom teplotnom rozsahu (asi do 200 °C).
Pre niektoré kovy uvádzame hodnoty teplotného koeficientu odporu α (tabuľka 2).
tabuľka 2
Hodnoty teplotných koeficientov pre niektoré kovy
Zo vzorca pre teplotný koeficient odporu určíme r t:
r t = r 0 .
Príklad 6 Určte odpor železného drôtu zahriateho na 200 °C, ak jeho odpor pri 0 °C bol 100 ohmov.
r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 ohmov.
Príklad 7 Odporový teplomer z platinového drôtu v miestnosti s teplotou 15°C mal odpor 20 ohmov. Teplomer sa umiestnil do pece a po chvíli sa zmeral jeho odpor. Ukázalo sa, že sa rovná 29,6 ohmov. Určte teplotu v rúre.
elektrická vodivosť
Doteraz sme odpor vodiča považovali za prekážku, ktorú vodič poskytuje elektrickému prúdu. Vodičom však preteká prúd. Preto má vodič okrem odporu (prekážok) aj schopnosť viesť elektrický prúd, teda vodivosť.
Čím väčší odpor má vodič, tým má menšiu vodivosť, tým horšie vedie elektrický prúd, a naopak, čím je odpor vodiča nižší, tým má väčšiu vodivosť, tým ľahšie prechádza vodičom. Preto sú odpor a vodivosť vodiča recipročné veličiny.
Z matematiky je známe, že prevrátená 5 je 1/5 a naopak prevrátená 1/7 je 7. Ak teda odpor vodiča označíme písm. r, potom je vodivosť definovaná ako 1/ r. Vodivosť sa zvyčajne označuje písmenom g.
Elektrická vodivosť sa meria v (1/ohm) alebo siemens.
Príklad 8 Odpor vodiča je 20 ohmov. Určite jeho vodivosť.
Ak r= 20 Ohm, teda
Príklad 9 Vodivosť vodiča je 0,1 (1/ohm). Určte jeho odpor
Ak g \u003d 0,1 (1 / Ohm), potom r= 1 / 0,1 = 10 (ohm)
Jednou z fyzikálnych veličín používaných v elektrotechnike je elektrický odpor. Vzhľadom na špecifický odpor hliníka je potrebné pripomenúť, že táto hodnota charakterizuje schopnosť látky zabrániť prechodu elektrického prúdu cez ňu.
Pojmy súvisiace s odporom
Hodnota opačná k odporu sa nazýva vodivosť alebo elektrická vodivosť. Zvyčajný elektrický odpor je charakteristický len pre vodič a špecifický elektrický odpor je charakteristický len pre určitú látku.
Spravidla sa táto hodnota vypočíta pre vodič s jednotnou štruktúrou. Na určenie elektrických homogénnych vodičov sa používa vzorec:
Fyzikálny význam tejto veličiny spočíva v určitom odpore homogénneho vodiča s určitou jednotkovou dĺžkou a plochou prierezu. Jednotkou merania je jednotka SI Ohm.m alebo mimosystémová jednotka Ohm.mm2/m. Posledná jednotka znamená, že vodič z homogénnej látky, dlhý 1 m, s plochou prierezu 1 mm2, bude mať odpor 1 ohm. Odpor akejkoľvek látky teda možno vypočítať pomocou úseku elektrického obvodu s dĺžkou 1 m, ktorého prierez bude 1 mm2.
Odolnosť rôznych kovov
Každý kov má svoje vlastné individuálne vlastnosti. Ak porovnáme odpor hliníka, napríklad s meďou, možno poznamenať, že pre meď je táto hodnota 0,0175 Ohm.mm2 / m a pre hliník - 0,0271 Ohm.mm2 / m. Odpor hliníka je teda oveľa vyšší ako odpor medi. Z toho vyplýva, že elektrická vodivosť je oveľa vyššia ako u hliníka.
Hodnotu rezistivity kovov ovplyvňujú určité faktory. Napríklad pri deformáciách dochádza k narušeniu štruktúry kryštálovej mriežky. V dôsledku vzniknutých defektov sa zvyšuje odolnosť voči prechodu elektrónov vo vnútri vodiča. Preto dochádza k zvýšeniu odporu kovu.
Vplyv má aj teplota. Pri zahrievaní začnú uzly kryštálovej mriežky silnejšie oscilovať, čím sa zvýši odpor. V súčasnosti sa kvôli vysokému odporu hliníkové drôty všade nahrádzajú medenými drôtmi, ktoré majú vyššiu vodivosť.
Alebo elektrický obvod elektrického prúdu.
Elektrický odpor je definovaný ako faktor úmernosti R medzi napätím U a jednosmerný prúd ja v Ohmovom zákone pre časť reťaze.
Jednotka odporu sa nazýva ohm(Ohm) na počesť nemeckého vedca G. Ohma, ktorý tento pojem zaviedol do fyziky. Jeden ohm (1 ohm) je odpor takého vodiča, v ktorom sa pri napätí 1 AT súčasná sila je 1 ALE.
Odpor.
Odpor homogénneho vodiča konštantného prierezu závisí od materiálu vodiča, jeho dĺžky l a prierez S a dá sa určiť podľa vzorca:
kde ρ je rezistivita materiálu, z ktorého je vodič vyrobený.
Odpor hmoty- je to fyzikálna veličina udávajúca odpor vodiča z tejto látky jednotkovej dĺžky a jednotkovej plochy prierezu.
Zo vzorca vyplýva, že
Hodnota, obojstranná ρ , sa volá vodivosť σ :
Pretože v SI je jednotka odporu 1 ohm. jednotka plochy je 1 m 2 a jednotka dĺžky je 1 m, potom jednotka odporu v SI bude 1 Ohm · m 2 /m alebo 1 ohm m. Jednotkou vodivosti v SI je Ohm -1 m -1.
V praxi sa plocha prierezu tenkých drôtov často vyjadruje v štvorcových milimetroch (mm2). V tomto prípade je vhodnejšia jednotka odporu Ohm mm 2 /m. Od 1 mm 2 \u003d 0,000001 m 2, potom 1 Ohm mm 2 / m \u003d 10 -6 Ohm m. Kovy majú veľmi nízky odpor - rádovo (1 10 -2) Ohm mm 2 /m, dielektrika - 10 15 -10 20 veľké.
Závislosť odporu od teploty.
So stúpajúcou teplotou sa zvyšuje odolnosť kovov. Existujú však zliatiny, ktorých odpor sa so zvyšujúcou sa teplotou takmer nemení (napríklad konštantán, manganín atď.). So zvyšujúcou sa teplotou klesá odpor elektrolytov.
teplotný koeficient odporu vodič je pomer zmeny odporu vodiča pri zahriatí o 1 °C k hodnote jeho odporu pri 0 °C:
.
Závislosť odporu vodičov od teploty vyjadruje vzorec:
.
Všeobecne α závisí od teploty, ale ak je teplotný interval malý, potom možno teplotný koeficient považovať za konštantný. Pre čisté kovy α \u003d (1/273) K -1. Pre roztoky elektrolytov α < 0 . Napríklad pre 10% fyziologický roztok α \u003d -0,02 K -1. Pre konštantán (zliatina medi a niklu) α \u003d 10-5 K-1.
Využíva sa závislosť odporu vodiča od teploty odporové teplomery.
Mnohí počuli o Ohmovom zákone, ale nie každý vie, čo to je. Štúdium začína školským kurzom fyziky. Podrobnejšie odovzdať fyzikálne schopnosti a elektrodynamiku. Je nepravdepodobné, že by tieto znalosti boli užitočné pre bežného laika, ale sú nevyhnutné pre všeobecný rozvoj a pre niekoho pre budúce povolanie. Na druhej strane základné znalosti o elektrine, jej štruktúre, vlastnostiach doma vám pomôžu varovať sa pred problémami. Niet divu, že Ohmov zákon sa nazýva základným zákonom elektriny. Domáci majster potrebuje mať znalosti v oblasti elektriny, aby sa zabránilo prepätiu, ktoré môže viesť k zvýšeniu záťaže a požiaru.
Pojem elektrického odporu
Vzťah medzi základnými fyzikálnymi veličinami elektrického obvodu – odpor, napätie, sila prúdu objavil nemecký fyzik Georg Simon Ohm.
Elektrický odpor vodiča je hodnota, ktorá charakterizuje jeho odolnosť voči elektrickému prúdu. Inými slovami, časť elektrónov pôsobením elektrického prúdu na vodič opúšťa svoje miesto v kryštálovej mriežke a smeruje ku kladnému pólu vodiča. Niektoré z elektrónov zostávajú v mriežke a pokračujú v rotácii okolo atómu jadra. Tieto elektróny a atómy tvoria elektrický odpor, ktorý bráni pohybu uvoľnených častíc.
Vyššie uvedený proces je použiteľný pre všetky kovy, ale odpor v nich sa vyskytuje rôznymi spôsobmi. Je to spôsobené rozdielom vo veľkosti, tvare, materiáli, z ktorého pozostáva vodič. V súlade s tým majú rozmery kryštálovej mriežky nerovnaký tvar pre rôzne materiály, preto elektrický odpor voči pohybu prúdu cez ne nie je rovnaký.
Z tohto pojmu vyplýva definícia rezistivity látky, ktorá je individuálnym ukazovateľom pre každý kov zvlášť. Elektrický odpor (SER) je fyzikálna veličina označovaná gréckym písmenom ρ a charakterizovaná schopnosťou kovu zabrániť prechodu elektriny cez ňu.
Meď je hlavným materiálom pre vodiče
Odpor látky sa vypočíta podľa vzorca, kde jedným z dôležitých ukazovateľov je teplotný koeficient elektrického odporu. Tabuľka obsahuje hodnoty rezistivity troch známych kovov v rozsahu teplôt od 0 do 100°C.
Ak vezmeme index odporu železa ako jeden z dostupných materiálov rovný 0,1 Ohm, potom na 1 Ohm bude potrebných 10 metrov. Strieborná má najnižší elektrický odpor, pre jej indikátor 1 Ohm vyjde 66,7 metra. Významný rozdiel, ale striebro je drahý kov, ktorý nie je široko používaný. Ďalším z hľadiska výkonu je meď, kde 1 ohm vyžaduje 57,14 metra. Vďaka svojej dostupnosti, nákladom v porovnaní so striebrom je meď jedným z najobľúbenejších materiálov na použitie v elektrických sieťach. Nízky odpor medeného drôtu alebo odpor medeného drôtu umožňuje použitie medeného vodiča v mnohých odvetviach vedy, techniky, ako aj na priemyselné a domáce účely.
Hodnota odporu
Hodnota odporu nie je konštantná, mení sa v závislosti od nasledujúcich faktorov:
- Veľkosť. Čím väčší je priemer vodiča, tým viac elektrónov ním prechádza. Preto čím je jeho veľkosť menšia, tým väčší je odpor.
- Dĺžka. Elektróny prechádzajú cez atómy, takže čím je drôt dlhší, tým viac elektrónov nimi musí prejsť. Pri výpočte je potrebné vziať do úvahy dĺžku, veľkosť drôtu, pretože čím je drôt dlhší, tenší, tým je jeho rezistivita väčšia a naopak. Neschopnosť vypočítať zaťaženie použitého zariadenia môže viesť k prehriatiu drôtu a požiaru.
- Teplota. Je známe, že teplotný režim má veľký význam pre správanie látok rôznymi spôsobmi. Kov, ako nič iné, mení svoje vlastnosti pri rôznych teplotách. Odpor medi priamo závisí od teplotného koeficientu odporu medi a zvyšuje sa pri zahrievaní.
- Korózia. Tvorba korózie výrazne zvyšuje zaťaženie. Deje sa tak vplyvom prostredia, vniknutím vlhkosti, soli, nečistôt atď. Odporúča sa izolovať, chrániť všetky pripojenia, svorky, zákruty, inštalovať ochranu pre zariadenia umiestnené na ulici, včas vymeniť poškodené drôty, zostavy, zostavy.
Výpočet odporu
Výpočty sa robia pri navrhovaní predmetov na rôzne účely a použitia, pretože podpora života každého pochádza z elektriny. Počíta sa so všetkým, od svietidiel až po technicky zložité vybavenie. Doma bude tiež užitočné urobiť výpočet, najmä ak sa plánuje výmena elektroinštalácie. Pre súkromnú bytovú výstavbu je potrebné vypočítať zaťaženie, inak môže „remeselná“ montáž elektrického vedenia viesť k požiaru.
Účelom výpočtu je určiť celkový odpor vodičov všetkých použitých zariadení s prihliadnutím na ich technické parametre. Vypočíta sa podľa vzorca R=p*l/S , kde:
R je vypočítaný výsledok;
p je index odporu z tabuľky;
l je dĺžka drôtu (vodiča);
S je priemer sekcie.
Jednotky
V medzinárodnom systéme jednotiek fyzikálnych veličín (SI) sa elektrický odpor meria v Ohmoch (Ohm). Jednotka merania merného odporu podľa sústavy SI sa rovná takému mernému odporu látky, pri ktorej je vodič vyrobený z jedného materiálu dlhý 1 m s prierezom 1 m2. m má odpor 1 ohm. Použitie 1 ohm / m vzhľadom na rôzne kovy je jasne uvedené v tabuľke.
Význam odporu
Vzťah medzi merným odporom a vodivosťou možno považovať za recipročný. Čím vyšší je index jedného vodiča, tým nižší je index druhého a naopak. Preto sa pri výpočte elektrickej vodivosti používa výpočet 1 / r, pretože číslo prevrátené k X je 1 / X a naopak. Špecifický ukazovateľ sa označuje písmenom g.
Výhody elektrolytickej medi
Nízky odpor (po striebre) ako výhoda, meď nie je obmedzená. Má vlastnosti jedinečné svojimi vlastnosťami, a to plasticitu, vysokú kujnosť. Vďaka týmto vlastnostiam sa vyrába vysoko čistá elektrolytická meď na výrobu káblov, ktoré sa používajú v elektrospotrebičoch, výpočtovej technike, elektrotechnickom a automobilovom priemysle.
Závislosť indexu odporu od teploty
Teplotný koeficient je hodnota, ktorá sa rovná zmene napätia časti obvodu a odporu kovu v dôsledku zmien teploty. Väčšina kovov má tendenciu zvyšovať odpor so zvyšujúcou sa teplotou v dôsledku tepelných vibrácií kryštálovej mriežky. Teplotný koeficient odporu medi ovplyvňuje špecifický odpor medeného drôtu a pri teplotách od 0 do 100°C je 4,1 10−3 (1/Kelvin). Pre striebro má tento ukazovateľ za rovnakých podmienok hodnotu 3,8 a pre železo 6,0. To opäť dokazuje efektívnosť použitia medi ako vodiča.
Meď je jedným z najbežnejších drôtených materiálov. Jeho elektrický odpor je najnižší z cenovo dostupných kovov. Menej je len v drahých kovoch (striebro a zlato) a závisí od rôznych faktorov.
Čo je elektrický prúd
Na rôznych póloch batérie alebo iného zdroja prúdu sú opačne pomenované nosiče elektrického náboja. Ak sú pripojené k vodiču, nosiče náboja sa začnú pohybovať z jedného pólu zdroja napätia na druhý. Týmito nosičmi v kvapalinách sú ióny a v kovoch sú to voľné elektróny.
Definícia. Elektrický prúd je riadený pohyb nabitých častíc.
Odpor
Elektrický odpor je veličina, ktorá určuje elektrický odpor vzorky referenčného materiálu. Na označenie tohto množstva sa používa grécke písmeno „r“. Vzorec na výpočet:
p=(R*S)/ l.
Táto hodnota sa meria v Ohm*m. Môžete ho nájsť v referenčných knihách, v tabuľkách odporu alebo na internete.
Voľné elektróny sa pohybujú cez kov vo vnútri kryštálovej mriežky. Odolnosť voči tomuto pohybu a odpor vodiča ovplyvňujú tri faktory:
- Materiál. Rôzne kovy majú rôznu atómovú hustotu a počet voľných elektrónov;
- nečistoty. V čistých kovoch je kryštálová mriežka usporiadanejšia, takže odpor je nižší ako v zliatinách;
- Teplota. Atómy nesedia na svojich miestach, ale kmitajú. Čím vyššia je teplota, tým väčšia je amplitúda kmitov, ktoré rušia pohyb elektrónov, a tým väčší odpor.
Na nasledujúcom obrázku môžete vidieť tabuľku rezistivity kovov.
zaujímavé. Existujú zliatiny, ktorých elektrický odpor pri zahrievaní klesá alebo sa nemení.
Vodivosť a elektrický odpor
Keďže rozmery káblov sú merané v metroch (dĺžka) a mm² (sekcia), elektrický odpor má rozmer Ohm mm² / m. Pri znalosti rozmerov kábla sa jeho odpor vypočíta podľa vzorca:
R=(p* l)/S.
Okrem elektrického odporu niektoré vzorce používajú pojem "vodivosť". Toto je recipročný odpor. Označuje sa „g“ a vypočíta sa podľa vzorca:
Vodivosť kvapalín
Vodivosť kvapalín je iná ako vodivosť kovov. Nosičmi náboja v nich sú ióny. Ich počet a elektrická vodivosť sa pri zahrievaní zvyšuje, takže výkon elektródového kotla sa niekoľkokrát zvyšuje pri zahrievaní z 20 na 100 stupňov.
zaujímavé. Destilovaná voda je izolant. Vodivosť mu dodávajú rozpustené nečistoty.
Elektrický odpor vodičov
Najbežnejšími materiálmi drôtov sú meď a hliník. Odolnosť hliníka je vyššia, ale je lacnejšia ako meď. Špecifický odpor medi je nižší, takže veľkosť drôtu môže byť zvolená menšia. Navyše je pevnejší a z tohto kovu sú vyrobené ohybné lankové drôty.
Nasledujúca tabuľka ukazuje elektrický odpor kovov pri 20 stupňoch. Aby sme to mohli určiť pri iných teplotách, musí sa hodnota z tabuľky vynásobiť korekčným faktorom, ktorý je pre každý kov iný. Tento koeficient môžete zistiť z príslušných referenčných kníh alebo pomocou online kalkulačky.
Výber sekcie kábla
Keďže drôt má odpor, pri prechode elektrického prúdu sa vytvára teplo a dochádza k poklesu napätia. Pri výbere veľkostí káblov treba brať do úvahy oba tieto faktory.
Výber podľa prípustného ohrevu
Keď prúd preteká drôtom, uvoľňuje sa energia. Jeho množstvo možno vypočítať podľa vzorca elektrickej energie:
V medenom drôte s prierezom 2,5 mm² a dĺžkou 10 metrov R=10*0,0074=0,074Ohm. Pri prúde 30A, P \u003d 30² * 0,074 \u003d 66W.
Tento výkon ohrieva vodič a samotný kábel. Teplota, na ktorú sa ohrieva, závisí od podmienok kladenia, počtu žíl v kábli a ďalších faktorov a prípustná teplota závisí od izolačného materiálu. Meď má vyššiu vodivosť, takže výkon a požadovaný prierez sú menšie. Určuje sa pomocou špeciálnych tabuliek alebo pomocou online kalkulačky.
Prípustné straty napätia
Okrem vykurovania, keď elektrický prúd prechádza drôtmi, napätie v blízkosti záťaže klesá. Túto hodnotu možno vypočítať pomocou Ohmovho zákona:
Odkaz. Podľa noriem PUE by to nemalo byť viac ako 5% alebo v sieti 220 V - nie viac ako 11 V.
Preto čím dlhší je kábel, tým väčší by mal byť jeho prierez. Môžete to určiť z tabuliek alebo pomocou online kalkulačky. Na rozdiel od výberu úseku podľa prípustného ohrevu, straty napätia nezávisia od podmienok tesnenia a izolačného materiálu.
V sieti 220 V sa napätie dodáva cez dva vodiče: fázový a nulový, takže výpočet sa robí pre dvojnásobnú dĺžku kábla. V kábli z predchádzajúceho príkladu to bude U=I*R=30A*2*0,074Ω=4,44V. To nie je veľa, ale s dĺžkou 25 metrov sa ukáže 11,1 V - maximálna povolená hodnota, budete musieť zväčšiť prierez.
Elektrický odpor iných kovov
Okrem medi a hliníka sa v elektrotechnike používajú aj ďalšie kovy a zliatiny:
- Železo. Špecifický odpor ocele je vyšší, ale je pevnejší ako meď a hliník. Oceľové vodiče sú vpletené do káblov určených na kladenie vzduchom. Odpor železa je príliš vysoký na prenos elektriny, preto sa pri výpočte prierezu jadrá nezohľadňujú. Okrem toho je žiaruvzdornejší a vyrábajú sa z neho vodiče na pripojenie ohrievačov v elektrických peciach s vysokým výkonom;
- Nichróm (zliatina niklu a chrómu) a Fechral (železo, chróm a hliník). Majú nízku vodivosť a žiaruvzdornosť. Z týchto zliatin sú vyrobené drôtové odpory a ohrievače;
- Volfrám. Jeho elektrický odpor je vysoký, ale ide o žiaruvzdorný kov (3422 °C). Používa sa na výrobu vlákien v elektrických lampách a elektród na zváranie argónovým oblúkom;
- Konštantán a manganín (meď, nikel a mangán). Odpor týchto vodičov sa pri zmenách teploty nemení. Používajú sa v reklamačných zariadeniach na výrobu odporov;
- Drahé kovy - zlato a striebro. Majú najvyššiu vodivosť, ale kvôli vysokej cene je ich použitie obmedzené.
Indukčná reaktancia
Vzorce na výpočet vodivosti drôtov sú platné iba v jednosmernej sieti alebo v priamych vodičoch pri nízkej frekvencii. V cievkach a vo vysokofrekvenčných sieťach sa indukčný odpor javí mnohonásobne vyšší ako zvyčajne. Okrem toho sa vysokofrekvenčný prúd šíri iba po povrchu drôtu. Preto sa niekedy poťahuje tenkou vrstvou striebra alebo sa používa drôtik.
