Kapag ang isang de-koryenteng circuit ay sarado, sa mga terminal kung saan mayroong potensyal na pagkakaiba, ang isang electric current ay nangyayari. Ang mga libreng electron, sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng electric field, ay gumagalaw sa konduktor. Sa kanilang paggalaw, ang mga electron ay bumangga sa mga atomo ng konduktor at binibigyan sila ng supply ng kanilang kinetic energy. Ang bilis ng paggalaw ng elektron ay patuloy na nagbabago: kapag ang mga electron ay bumangga sa mga atomo, molekula at iba pang mga electron, bumababa ito, pagkatapos ay sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field ito ay tumataas at bumababa muli sa panahon ng isang bagong banggaan. Bilang isang resulta, ang isang pare-parehong daloy ng mga electron ay itinatag sa konduktor sa bilis ng ilang mga fraction ng isang sentimetro bawat segundo. Dahil dito, ang mga electron na dumadaan sa isang konduktor ay laging nakatagpo ng pagtutol sa kanilang paggalaw mula sa gilid nito. Kapag dumaan ang electric current sa isang conductor, ang huli ay umiinit.

Elektrisidad na paglaban

Ang electrical resistance ng isang conductor, na tinutukoy ng isang Latin na titik r, ay ang pag-aari ng isang katawan o daluyan upang i-convert ang elektrikal na enerhiya sa thermal energy kapag ang isang electric current ay dumaan dito.

Sa mga diagram, ang electrical resistance ay ipinahiwatig tulad ng ipinapakita sa Figure 1, A.

Ang variable na electrical resistance, na nagsisilbing baguhin ang kasalukuyang sa isang circuit, ay tinatawag rheostat. Sa mga diagram, ang mga rheostat ay itinalaga tulad ng ipinapakita sa Figure 1, b. Sa pangkalahatan, ang isang rheostat ay gawa sa isang wire ng isang resistensya o iba pa, na sugat sa isang insulating base. Ang slider o rheostat lever ay inilalagay sa isang tiyak na posisyon, bilang isang resulta kung saan ang kinakailangang pagtutol ay ipinakilala sa circuit.

Ang isang mahabang konduktor na may maliit na cross-section ay lumilikha ng malaking pagtutol sa kasalukuyang. Ang mga maikling konduktor na may malaking cross-section ay nag-aalok ng kaunting pagtutol sa kasalukuyang.

Kung kukuha ka ng dalawang konduktor mula sa magkakaibang mga materyales, ngunit ang parehong haba at cross-section, kung gayon ang mga konduktor ay magsasagawa ng kasalukuyang naiiba. Ipinapakita nito na ang paglaban ng isang konduktor ay nakasalalay sa materyal ng konduktor mismo.

Ang temperatura ng konduktor ay nakakaapekto rin sa paglaban nito. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang paglaban ng mga metal, at bumababa ang paglaban ng mga likido at karbon. Ang ilang mga espesyal na haluang metal lamang (manganin, constantan, nickel at iba pa) ay halos hindi nagbabago ng kanilang paglaban sa pagtaas ng temperatura.

Kaya, nakikita natin na ang electrical resistance ng isang konduktor ay nakasalalay sa: 1) ang haba ng konduktor, 2) ang cross-section ng konduktor, 3) ang materyal ng konduktor, 4) ang temperatura ng konduktor.

Ang yunit ng paglaban ay isang ohm. Ang Om ay madalas na kinakatawan ng malaking titik ng Greek na Ω (omega). Samakatuwid, sa halip na isulat ang "Ang resistensya ng konduktor ay 15 ohms," maaari mo lamang isulat: r= 15 Ω.
Ang 1,000 ohms ay tinatawag na 1 kiloohm(1kOhm, o 1kΩ),
Ang 1,000,000 ohms ay tinatawag na 1 megaohm(1mOhm, o 1MΩ).

Kapag inihambing ang paglaban ng mga konduktor mula sa iba't ibang mga materyales, kinakailangan na kumuha ng isang tiyak na haba at cross-section para sa bawat sample. Pagkatapos ay magagawa nating hatulan kung aling materyal ang nagsasagawa ng electric current nang mas mahusay o mas masahol pa.

Video 1. Paglaban ng konduktor

Electrical resistivity

Ang paglaban sa ohms ng isang conductor na 1 m ang haba, na may cross section na 1 mm² ay tinatawag resistivity at tinutukoy ng letrang Griyego ρ (ro).

Ipinapakita sa talahanayan 1 ang resistivity ng ilang konduktor.

Talahanayan 1

Mga resistensya ng iba't ibang konduktor

Ipinapakita ng talahanayan na ang isang bakal na wire na may haba na 1 m at isang cross-section na 1 mm² ay may resistensya na 0.13 Ohm. Upang makakuha ng 1 Ohm ng paglaban kailangan mong kumuha ng 7.7 m ng naturang kawad. Ang pilak ay may pinakamababang resistivity. Ang 1 Ohm ng paglaban ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkuha ng 62.5 m ng silver wire na may cross section na 1 mm². Ang pilak ay ang pinakamahusay na konduktor, ngunit ang halaga ng pilak ay hindi kasama ang posibilidad ng paggamit nito sa masa. Pagkatapos ng pilak sa talahanayan ay may tanso: 1 m ng tansong wire na may cross section na 1 mm² ay may resistensya na 0.0175 Ohm. Upang makakuha ng paglaban ng 1 oum, kailangan mong kumuha ng 57 m ng naturang kawad.

Ang kemikal na dalisay na tanso, na nakuha sa pamamagitan ng pagpino, ay natagpuan ang malawakang paggamit sa electrical engineering para sa paggawa ng mga wire, cable, windings ng mga electrical machine at device. Ang aluminyo at bakal ay malawakang ginagamit din bilang mga konduktor.

Ang paglaban ng konduktor ay maaaring matukoy ng formula:

saan r- paglaban ng konduktor sa ohms; ρ - tiyak na paglaban ng konduktor; l- haba ng konduktor sa m; S– cross-section ng conductor sa mm².

Halimbawa 1. Tukuyin ang paglaban ng 200 m ng iron wire na may cross section na 5 mm².

Halimbawa 2. Kalkulahin ang paglaban ng 2 km ng aluminum wire na may cross section na 2.5 mm².

Mula sa formula ng paglaban madali mong matukoy ang haba, resistivity at cross-section ng konduktor.

Halimbawa 3. Para sa isang radio receiver, kinakailangang i-wind ang 30 Ohm resistance mula sa nickel wire na may cross section na 0.21 mm². Tukuyin ang kinakailangang haba ng wire.

Halimbawa 4. Tukuyin ang cross-section ng 20 m ng nichrome wire kung ang resistensya nito ay 25 Ohms.

Halimbawa 5. Ang isang wire na may cross section na 0.5 mm² at isang haba na 40 m ay may resistensya na 16 Ohms. Tukuyin ang materyal ng wire.

Ang materyal ng konduktor ay nagpapakilala sa resistivity nito.

Batay sa talahanayan ng resistivity, nakita namin na ang tingga ay may ganitong pagtutol.

Nabanggit sa itaas na ang paglaban ng mga konduktor ay nakasalalay sa temperatura. Gawin natin ang sumusunod na eksperimento. I-wind natin ang ilang metro ng manipis na metal wire sa anyo ng isang spiral at ikonekta ang spiral na ito sa circuit ng baterya. Upang sukatin ang kasalukuyang, ikinonekta namin ang isang ammeter sa circuit. Kapag ang coil ay pinainit sa apoy ng burner, mapapansin mong bababa ang mga pagbabasa ng ammeter. Ito ay nagpapakita na ang paglaban ng isang metal wire ay nagdaragdag sa pag-init.

Para sa ilang mga metal, kapag pinainit ng 100°, ang paglaban ay tumataas ng 40-50%. May mga haluang metal na bahagyang nagbabago ng kanilang paglaban sa pag-init. Ang ilang mga espesyal na haluang metal ay nagpapakita ng halos walang pagbabago sa paglaban kapag nagbabago ang temperatura. Ang paglaban ng mga konduktor ng metal ay tumataas sa pagtaas ng temperatura, habang ang paglaban ng mga electrolyte (mga konduktor ng likido), karbon at ilang mga solido, sa kabaligtaran, ay bumababa.

Ang kakayahan ng mga metal na baguhin ang kanilang paglaban sa mga pagbabago sa temperatura ay ginagamit upang bumuo ng mga thermometer ng paglaban. Ang thermometer na ito ay isang platinum wire na sugat sa isang mika frame. Sa pamamagitan ng paglalagay ng thermometer, halimbawa, sa isang pugon at pagsukat ng paglaban ng platinum wire bago at pagkatapos ng pagpainit, ang temperatura sa pugon ay maaaring matukoy.

Ang pagbabago sa paglaban ng isang konduktor kapag ito ay pinainit sa bawat 1 ohm ng unang pagtutol at bawat 1° na temperatura ay tinatawag koepisyent ng temperatura ng paglaban at tinutukoy ng titik α.

Kung sa temperatura t 0 konduktor pagtutol ay r 0, at sa temperatura t katumbas r t, pagkatapos ay ang temperatura koepisyent ng paglaban

Tandaan. Ang pagkalkula gamit ang formula na ito ay maaari lamang gawin sa isang tiyak na hanay ng temperatura (hanggang sa humigit-kumulang 200°C).

Ipinakita namin ang mga halaga ng koepisyent ng temperatura ng paglaban α para sa ilang mga metal (Talahanayan 2).

talahanayan 2

Mga halaga ng koepisyent ng temperatura para sa ilang mga metal

Mula sa formula para sa koepisyent ng temperatura ng paglaban ay tinutukoy namin r t:

r t = r 0 .

Halimbawa 6. Tukuyin ang paglaban ng isang bakal na kawad na pinainit hanggang 200°C kung ang paglaban nito sa 0°C ay 100 Ohms.

r t = r 0 = 100 (1 + 0.0066 × 200) = 232 ohms.

Halimbawa 7. Ang resistance thermometer na gawa sa platinum wire ay may resistensya na 20 ohms sa isang silid sa 15°C. Ang thermometer ay inilagay sa oven at pagkaraan ng ilang oras ay nasusukat ang paglaban nito. Ito ay naging katumbas ng 29.6 Ohms. Tukuyin ang temperatura sa oven.

Electrical conductivity

Sa ngayon, isinasaalang-alang namin ang paglaban ng isang konduktor bilang ang balakid na ibinibigay ng konduktor sa electric current. Ngunit gayon pa man, ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng konduktor. Samakatuwid, bilang karagdagan sa paglaban (hadlang), ang konduktor ay mayroon ding kakayahang magsagawa ng electric current, iyon ay, conductivity.

Kung mas maraming resistensya ang isang konduktor, mas mababa ang conductivity nito, mas malala ang nagsasagawa ng electric current, at, sa kabaligtaran, mas mababa ang resistensya ng isang konduktor, mas maraming conductivity ito, mas madali para sa kasalukuyang dumaan sa konduktor. Samakatuwid, ang paglaban at kondaktibiti ng isang konduktor ay katumbas na dami.

Mula sa matematika ay kilala na ang kabaligtaran ng 5 ay 1/5 at, sa kabaligtaran, ang kabaligtaran ng 1/7 ay 7. Samakatuwid, kung ang paglaban ng isang konduktor ay tinutukoy ng titik r, kung gayon ang conductivity ay tinukoy bilang 1/ r. Ang conductivity ay karaniwang sinasagisag ng letrang g.

Ang electrical conductivity ay sinusukat sa (1/Ohm) o sa siemens.

Halimbawa 8. Ang resistensya ng konduktor ay 20 ohms. Tukuyin ang conductivity nito.

Kung r= 20 Ohm, kung gayon

Halimbawa 9. Ang conductivity ng conductor ay 0.1 (1/Ohm). Tukuyin ang paglaban nito

Kung g = 0.1 (1/Ohm), kung gayon r= 1 / 0.1 = 10 (Ohm)

Karamihan sa mga batas ng pisika ay batay sa mga eksperimento. Ang mga pangalan ng mga nag-eksperimento ay na-immortalize sa mga pamagat ng mga batas na ito. Isa sa kanila ay si Georg Ohm.

Mga eksperimento ni Georg Ohm

Sa panahon ng mga eksperimento sa pakikipag-ugnayan ng kuryente sa iba't ibang mga sangkap, kabilang ang mga metal, itinatag niya ang isang pangunahing ugnayan sa pagitan ng density, lakas ng patlang ng kuryente at ang pag-aari ng isang sangkap, na tinawag na "tiyak na kondaktibiti". Ang formula na naaayon sa pattern na ito, na tinatawag na "Ohm's Law," ay ang mga sumusunod:

j= λE , kung saan

• j— density ng kuryente;
• λ — tiyak na kondaktibiti, na tinatawag ding "electrical conductivity";
• E – lakas ng electric field.

Sa ilang mga kaso, ang ibang titik ng alpabetong Greek ay ginagamit upang ipahiwatig ang conductivity - σ . Ang partikular na kondaktibiti ay nakasalalay sa ilang mga parameter ng sangkap. Ang halaga nito ay naiimpluwensyahan ng temperatura, mga sangkap, presyon, kung ito ay isang gas, at higit sa lahat, ang istraktura ng sangkap na ito. Ang batas ng Ohm ay sinusunod lamang para sa mga homogenous na sangkap.

Para sa mas maginhawang mga kalkulasyon, ang kapalit ng tiyak na kondaktibiti ay ginagamit. Tinatawag itong "resistivity", na nauugnay din sa mga katangian ng sangkap kung saan dumadaloy ang electric current, na tinutukoy ng letrang Griyego ρ at may sukat na Ohm*m. Ngunit dahil ang iba't ibang mga teoretikal na katwiran ay nalalapat sa iba't ibang pisikal na phenomena, ang mga alternatibong formula ay maaaring gamitin para sa resistivity. Ang mga ito ay salamin ng klasikal na elektronikong teorya ng mga metal, pati na rin ang quantum theory.

Mga pormula

Sa mga formula na ito, na nakakapagod para sa mga ordinaryong mambabasa, lumilitaw ang mga salik tulad ng pare-pareho ni Boltzmann, pare-pareho ni Avogadro at pare-pareho ni Planck. Ang mga constant na ito ay ginagamit para sa mga kalkulasyon na isinasaalang-alang ang libreng landas ng mga electron sa isang konduktor, ang kanilang bilis sa panahon ng thermal motion, ang antas ng ionization, ang konsentrasyon at density ng sangkap. Sa madaling salita, ang lahat ay medyo kumplikado para sa isang di-espesyalista. Upang hindi maging walang batayan, sa ibaba maaari mong maging pamilyar sa kung ano talaga ang hitsura ng lahat:

Mga tampok ng metal

Dahil ang paggalaw ng mga electron ay nakasalalay sa homogeneity ng sangkap, ang kasalukuyang sa isang metal conductor ay dumadaloy ayon sa istraktura nito, na nakakaapekto sa pamamahagi ng mga electron sa conductor, na isinasaalang-alang ang heterogeneity nito. Natutukoy ito hindi lamang sa pagkakaroon ng mga inklusyon ng karumihan, kundi pati na rin ng mga pisikal na depekto - mga bitak, mga voids, atbp. Ang heterogeneity ng conductor ay nagpapataas ng resistivity nito, na tinutukoy ng panuntunan ni Matthiesen.

Ang madaling maunawaan na panuntunang ito ay mahalagang nagsasabi na ang ilang magkakahiwalay na resistivity ay maaaring makilala sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor. At ang resultang halaga ay ang kanilang kabuuan. Ang mga bahagi ay ang resistivity ng metal crystal lattice, impurities at conductor defects. Dahil ang parameter na ito ay nakasalalay sa likas na katangian ng sangkap, ang mga kaukulang batas ay tinukoy upang kalkulahin ito, kabilang ang para sa mga pinaghalong sangkap.

Sa kabila ng katotohanan na ang mga haluang metal ay mga metal din, ang mga ito ay itinuturing na mga solusyon na may magulong istraktura, at para sa pagkalkula ng resistivity, mahalaga kung aling mga metal ang kasama sa haluang metal. Karaniwan, ang karamihan sa mga haluang metal ng dalawang bahagi na hindi nabibilang sa mga metal na transisyon, pati na rin ang mga metal na bihirang lupa, ay nasa ilalim ng paglalarawan ng batas ni Nodheim.

Ang resistivity ng mga metal na manipis na pelikula ay itinuturing na isang hiwalay na paksa. Ito ay lubos na lohikal na ipagpalagay na ang halaga nito ay dapat na mas malaki kaysa sa isang bulk conductor na gawa sa parehong metal. Ngunit sa parehong oras, ang isang espesyal na empirical Fuchs formula ay ipinakilala para sa pelikula, na naglalarawan ng pagtutulungan ng resistivity at kapal ng pelikula. Lumalabas na ang mga metal sa mga pelikula ay nagpapakita ng mga katangian ng semiconductor.

At ang proseso ng paglilipat ng singil ay naiimpluwensyahan ng mga electron, na gumagalaw sa direksyon ng kapal ng pelikula at nakakasagabal sa paggalaw ng "paayon" na mga singil. Kasabay nito, ang mga ito ay makikita mula sa ibabaw ng konduktor ng pelikula, at sa gayon ang isang elektron ay nag-oscillates sa pagitan ng dalawang ibabaw nito sa loob ng mahabang panahon. Ang isa pang makabuluhang kadahilanan sa pagtaas ng resistivity ay ang temperatura ng konduktor. Kung mas mataas ang temperatura, mas malaki ang paglaban. Sa kabaligtaran, mas mababa ang temperatura, mas mababa ang paglaban.

Ang mga metal ay ang mga sangkap na may pinakamababang resistivity sa tinatawag na "kuwarto" na temperatura. Ang tanging di-metal na nagbibigay-katwiran sa paggamit nito bilang konduktor ay carbon. Ang graphite, na isa sa mga varieties nito, ay malawakang ginagamit para sa paggawa ng mga sliding contact. Ito ay may napakatagumpay na kumbinasyon ng mga katangian tulad ng resistivity at sliding friction coefficient. Samakatuwid, ang grapayt ay isang kailangang-kailangan na materyal para sa mga electric motor brush at iba pang mga sliding contact. Ang mga halaga ng resistivity ng mga pangunahing sangkap na ginagamit para sa mga layuning pang-industriya ay ibinibigay sa talahanayan sa ibaba.

Superconductivity

Sa mga temperatura na tumutugma sa liquefaction ng mga gas, iyon ay, hanggang sa temperatura ng likidong helium, na katumbas ng -273 degrees Celsius, ang resistivity ay bumababa halos hanggang sa kumpletong pagkawala. At hindi lamang magandang metal conductors tulad ng pilak, tanso at aluminyo. Halos lahat ng metal. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, na tinatawag na superconductivity, ang istraktura ng metal ay walang epekto sa pagbabawal sa paggalaw ng mga singil sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field. Samakatuwid, ang mercury at karamihan sa mga metal ay nagiging superconductor.

Ngunit, tulad ng nangyari, medyo kamakailan noong 80s ng ika-20 siglo, ang ilang mga uri ng keramika ay may kakayahang superconductivity din. Bukod dito, hindi mo kailangang gumamit ng likidong helium para dito. Ang mga naturang materyales ay tinatawag na high-temperature superconductor. Gayunpaman, lumipas na ang ilang dekada, at ang hanay ng mga konduktor na may mataas na temperatura ay lumawak nang malaki. Ngunit ang malawakang paggamit ng naturang mataas na temperatura na superconducting na mga elemento ay hindi naobserbahan. Sa ilang mga bansa, ang mga solong pag-install ay ginawa gamit ang pagpapalit ng mga conventional copper conductor na may high-temperature superconductor. Upang mapanatili ang normal na rehimen ng mataas na temperatura na superconductivity, kinakailangan ang likidong nitrogen. At ito ay lumalabas na isang masyadong mahal na teknikal na solusyon.

Samakatuwid, ang mababang halaga ng resistivity na ibinigay ng Kalikasan sa tanso at aluminyo ay ginagawa pa rin silang hindi maaaring palitan na mga materyales para sa paggawa ng iba't ibang mga konduktor ng kuryente.

Maraming tao ang nakarinig tungkol sa batas ng Ohm, ngunit hindi alam ng lahat kung ano ito. Nagsisimula ang pag-aaral sa kursong pisika ng paaralan. Ang mga ito ay itinuro nang mas detalyado sa Faculty of Physics at Electrodynamics. Ang kaalamang ito ay malamang na hindi kapaki-pakinabang sa karaniwang tao, ngunit ito ay kinakailangan para sa pangkalahatang pag-unlad, at para sa iba, para sa isang propesyon sa hinaharap. Sa kabilang banda, ang pangunahing kaalaman tungkol sa kuryente, istraktura nito, at mga tampok nito sa bahay ay makakatulong na protektahan ang iyong sarili mula sa pinsala. Ito ay hindi para sa wala na ang batas ng Ohm ay tinatawag na pangunahing batas ng kuryente. Ang isang home handyman ay kailangang magkaroon ng kaalaman sa larangan ng kuryente upang maiwasan ang overvoltage, na maaaring humantong sa pagtaas ng load at sunog.

Konsepto ng electrical resistance

Ang kaugnayan sa pagitan ng mga pangunahing pisikal na dami ng isang de-koryenteng circuit - paglaban, boltahe, kasalukuyang lakas - ay natuklasan ng German physicist na si Georg Simon Ohm.

Ang electrical resistance ng isang konduktor ay isang halaga na nagpapakilala sa paglaban nito sa electric current. Sa madaling salita, ang ilan sa mga electron sa ilalim ng impluwensya ng electric current sa konduktor ay umalis sa kanilang lugar sa kristal na sala-sala at nakadirekta sa positibong poste ng konduktor. Ang ilang mga electron ay nananatili sa sala-sala, na patuloy na umiikot sa paligid ng nuclear atom. Ang mga electron at atom na ito ay bumubuo ng electrical resistance na pumipigil sa paggalaw ng mga inilabas na particle.

Nalalapat ang proseso sa itaas sa lahat ng mga metal, ngunit naiiba ang nangyayari sa kanila. Ito ay dahil sa pagkakaiba sa laki, hugis, at materyal kung saan ginawa ang konduktor. Alinsunod dito, ang mga sukat ng kristal na sala-sala ay may iba't ibang mga hugis para sa iba't ibang mga materyales, samakatuwid, ang elektrikal na pagtutol sa paggalaw ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga ito ay hindi pareho.

Mula sa konseptong ito ay sumusunod sa kahulugan ng resistivity ng isang sangkap, na isang indibidwal na tagapagpahiwatig para sa bawat metal nang hiwalay. Ang electrical resistivity (SER) ay isang pisikal na dami, na tinutukoy ng letrang Greek na ρ, at nailalarawan sa pamamagitan ng kakayahan ng isang metal na pigilan ang pagdaan ng kuryente sa pamamagitan nito.

Ang tanso ay ang pangunahing materyal para sa mga konduktor

Ang resistivity ng isang sangkap ay kinakalkula gamit ang formula, kung saan ang isa sa mga mahalagang tagapagpahiwatig ay ang koepisyent ng temperatura ng electrical resistance. Ang talahanayan ay naglalaman ng mga halaga ng resistivity ng tatlong kilalang mga metal sa hanay ng temperatura mula 0 hanggang 100°C.

Kung kukuha kami ng resistivity ng bakal, bilang isa sa mga magagamit na materyales, katumbas ng 0.1 Ohm, pagkatapos ay para sa 1 Ohm kakailanganin mo ng 10 metro. Ang pilak ay may pinakamababang electrical resistance; para sa halaga nito na 1 ohm ito ay magiging 66.7 metro. Isang makabuluhang pagkakaiba, ngunit ang pilak ay isang mamahaling metal na hindi praktikal na gamitin sa lahat ng dako. Ang susunod na pinakamahusay na tagapagpahiwatig ay tanso, kung saan kinakailangan ang 57.14 metro bawat 1 oum. Dahil sa kakayahang magamit at gastos kumpara sa pilak, ang tanso ay isa sa mga tanyag na materyales para sa paggamit sa mga de-koryenteng network. Ang mababang resistivity ng copper wire o ang resistensya ng copper wire ay ginagawang posible na gumamit ng copper conductor sa maraming sangay ng agham, teknolohiya, pati na rin para sa pang-industriya at domestic na layunin.

Halaga ng resistivity

Ang halaga ng resistivity ay hindi pare-pareho; nag-iiba ito depende sa mga sumusunod na kadahilanan:

• Sukat. Kung mas malaki ang diameter ng konduktor, mas maraming mga electron ang pinapayagan nito sa pamamagitan ng sarili nito. Samakatuwid, ang mas maliit na sukat nito, mas malaki ang resistivity.
• Ang haba. Ang mga electron ay dumadaan sa mga atomo, kaya kung mas mahaba ang wire, mas maraming mga electron ang kailangang maglakbay sa kanila. Kapag gumagawa ng mga kalkulasyon, kinakailangang isaalang-alang ang haba at sukat ng kawad, dahil mas mahaba o mas manipis ang kawad, mas malaki ang resistivity nito at kabaliktaran. Ang pagkabigong kalkulahin ang load ng kagamitan na ginamit ay maaaring humantong sa sobrang pag-init ng wire at sunog.
• Temperatura. Ito ay kilala na ang temperatura ay may malaking impluwensya sa pag-uugali ng mga sangkap sa iba't ibang paraan. Ang metal, tulad ng walang iba, ay nagbabago ng mga katangian nito sa iba't ibang temperatura. Ang resistivity ng tanso ay direktang nakasalalay sa koepisyent ng temperatura ng paglaban ng tanso at tumataas kapag pinainit.
• Kaagnasan. Ang pagbuo ng kaagnasan ay makabuluhang pinatataas ang pagkarga. Nangyayari ito dahil sa mga impluwensya sa kapaligiran, kahalumigmigan, asin, dumi, atbp. Inirerekomenda na i-insulate at protektahan ang lahat ng koneksyon, terminal, twists, mag-install ng proteksyon para sa mga kagamitan na matatagpuan sa kalye, at agad na palitan ang mga nasirang wire, component, at assemblies.

Pagkalkula ng paglaban

Ginagawa ang mga kalkulasyon kapag nagdidisenyo ng mga bagay para sa iba't ibang layunin at gamit, dahil ang suporta sa buhay ng lahat ay ibinibigay ng kuryente. Isinasaalang-alang ang lahat, mula sa mga lighting fixture hanggang sa teknikal na kumplikadong kagamitan. Sa bahay, magiging kapaki-pakinabang din na gumawa ng isang pagkalkula, lalo na kung ito ay binalak na palitan ang mga de-koryenteng mga kable. Para sa pagtatayo ng pribadong pabahay, kinakailangan upang kalkulahin ang pagkarga, kung hindi man ang "makeshift" na pagpupulong ng mga de-koryenteng mga kable ay maaaring humantong sa sunog.

Ang layunin ng pagkalkula ay upang matukoy ang kabuuang paglaban ng mga konduktor ng lahat ng mga aparato na ginamit, na isinasaalang-alang ang kanilang mga teknikal na parameter. Kinakalkula ito gamit ang formula R=p*l/S, kung saan:

R - kinakalkula na resulta;

p - tagapagpahiwatig ng resistivity mula sa talahanayan;

l - haba ng kawad (konduktor);

S - diameter ng seksyon.

Mga yunit

Sa International System of Units of Physical Quantities (SI), sinusukat ang electrical resistance sa Ohms (Ohms). Ang yunit ng pagsukat ng resistivity ayon sa SI system ay katumbas ng resistivity ng isang sangkap kung saan ang isang conductor ay gawa sa isang materyal na 1 m ang haba na may isang cross-section na 1 sq. m. ay may pagtutol na 1 Ohm. Ang paggamit ng 1 ohm/m para sa iba't ibang mga metal ay malinaw na ipinapakita sa talahanayan.

Kahalagahan ng resistivity

Ang relasyon sa pagitan ng resistivity at conductivity ay maaaring ituring bilang katumbas na dami. Kung mas mataas ang tagapagpahiwatig ng isang konduktor, mas mababa ang tagapagpahiwatig ng isa pa at kabaliktaran. Samakatuwid, kapag kinakalkula ang electrical conductivity, ang pagkalkula 1/r ay ginagamit, dahil ang inverse ng X ay 1/X at vice versa. Ang tiyak na tagapagpahiwatig ay tinutukoy ng titik g.

Mga Bentahe ng Electrolytic Copper

Ang tanso ay hindi limitado sa mababang resistivity index nito (pagkatapos ng pilak) bilang isang kalamangan. Ito ay may mga katangian na natatangi sa mga katangian nito, lalo na ang plasticity at mataas na malleability. Salamat sa mga katangiang ito, ang electrolytic copper ay ginawa sa isang mataas na antas ng kadalisayan para sa paggawa ng mga cable na ginagamit sa mga de-koryenteng kasangkapan, kagamitan sa computer, industriya ng elektrikal at industriya ng automotive.

Pag-asa ng index ng paglaban sa temperatura

Ang koepisyent ng temperatura ay isang halaga na katumbas ng pagbabago sa boltahe ng isang bahagi ng circuit at ang resistivity ng metal bilang resulta ng mga pagbabago sa temperatura. Karamihan sa mga metal ay may posibilidad na tumaas ang resistivity sa pagtaas ng temperatura dahil sa thermal vibrations ng crystal lattice. Ang temperatura koepisyent ng paglaban ng tanso ay nakakaapekto sa resistivity ng tansong kawad at sa mga temperatura mula 0 hanggang 100°C ay 4.1 10− 3(1/Kelvin). Para sa pilak, ang tagapagpahiwatig na ito sa ilalim ng parehong mga kondisyon ay 3.8, at para sa bakal ito ay 6.0. Muli nitong pinatutunayan ang bisa ng paggamit ng tanso bilang konduktor.

Ang mga sangkap at materyales na may kakayahang magsagawa ng electric current ay tinatawag na conductors. Ang natitira ay inuri bilang dielectrics. Ngunit walang mga purong dielectrics; lahat sila ay nagsasagawa rin ng kasalukuyang, ngunit ang magnitude nito ay napakaliit.

Ngunit ang mga konduktor ay nagsasagawa rin ng kasalukuyang iba. Ayon sa pormula ni Georg Ohm, ang kasalukuyang dumadaloy sa isang konduktor ay linearly proportional sa magnitude ng boltahe na inilapat dito, at inversely proportional sa isang dami na tinatawag na resistance.

Ang yunit ng pagsukat ng paglaban ay pinangalanang Ohm bilang parangal sa siyentipiko na natuklasan ang relasyon na ito. Ngunit ito ay lumabas na ang mga konduktor na gawa sa iba't ibang mga materyales at pagkakaroon ng parehong mga geometric na sukat ay may iba't ibang electrical resistance. Upang matukoy ang paglaban ng isang konduktor ng kilalang haba at cross-section, ang konsepto ng resistivity ay ipinakilala - isang koepisyent na nakasalalay sa materyal.

Bilang resulta, ang paglaban ng isang konduktor ng kilalang haba at cross-section ay magiging katumbas ng

Nalalapat ang resistivity hindi lamang sa mga solidong materyales, kundi pati na rin sa mga likido. Ngunit ang halaga nito ay nakasalalay din sa mga impurities o iba pang mga bahagi sa pinagmulang materyal. Ang dalisay na tubig ay hindi nagsasagawa ng electric current, na isang dielectric. Ngunit ang distilled water ay hindi umiiral sa kalikasan; ito ay palaging naglalaman ng mga asin, bakterya at iba pang mga dumi. Ang cocktail na ito ay isang conductor ng electric current na may resistivity.

Sa pamamagitan ng pagpapakilala ng iba't ibang mga additives sa mga metal, ang mga bagong materyales ay nakuha - haluang metal, ang resistivity na kung saan ay naiiba mula sa orihinal na materyal, kahit na ang porsyento ng karagdagan dito ay hindi gaanong mahalaga.

Pag-asa ng resistivity sa temperatura

Ang resistivity ng mga materyales ay ibinibigay sa mga reference na libro para sa mga temperatura na malapit sa temperatura ng silid (20 °C). Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang paglaban ng materyal. Bakit ito nangyayari?

Ang electric current ay isinasagawa sa loob ng materyal libreng elektron. Sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, sila ay nahihiwalay sa kanilang mga atomo at lumipat sa pagitan ng mga ito sa direksyon na tinukoy ng field na ito. Ang mga atomo ng isang sangkap ay bumubuo ng isang kristal na sala-sala, sa pagitan ng mga node kung saan ang daloy ng mga electron, na tinatawag ding "electron gas," ay gumagalaw. Sa ilalim ng impluwensya ng temperatura, ang mga lattice node (atoms) ay nag-vibrate. Ang mga electron mismo ay hindi rin gumagalaw sa isang tuwid na linya, ngunit kasama ang isang masalimuot na landas. Kasabay nito, madalas silang bumangga sa mga atomo, binabago ang kanilang tilapon. Sa ilang mga punto sa oras, ang mga electron ay maaaring lumipat sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng electric current.

Sa pagtaas ng temperatura, tumataas ang amplitude ng atomic vibrations. Ang banggaan ng mga electron sa kanila ay nangyayari nang mas madalas, ang paggalaw ng daloy ng mga electron ay bumagal. Sa pisikal, ito ay ipinahayag sa isang pagtaas sa resistivity.

Ang isang halimbawa ng paggamit ng dependence ng resistivity sa temperatura ay ang pagpapatakbo ng isang maliwanag na lampara. Ang tungsten spiral kung saan ginawa ang filament ay may mababang resistivity sa sandali ng paglipat. Ang isang pag-agos ng kasalukuyang sa sandali ng paglipat sa mabilis na pinainit ito, ang resistivity ay tumataas, at ang kasalukuyang bumababa, nagiging nominal.

Ang parehong proseso ay nangyayari sa mga elemento ng pag-init ng nichrome. Samakatuwid, imposibleng kalkulahin ang kanilang operating mode sa pamamagitan ng pagtukoy sa haba ng nichrome wire ng isang kilalang cross-section upang lumikha ng kinakailangang pagtutol. Para sa mga kalkulasyon, kailangan mo ang resistivity ng heated wire, at ang mga reference na libro ay nagbibigay ng mga halaga para sa temperatura ng kuwarto. Samakatuwid, ang huling haba ng nichrome spiral ay nababagay sa eksperimento. Tinutukoy ng mga kalkulasyon ang tinatayang haba, at kapag nag-aayos, unti-unting paikliin ang seksyon ng thread ayon sa seksyon.

Temperatura koepisyent ng paglaban

Ngunit hindi sa lahat ng mga aparato, ang pagkakaroon ng isang pagtitiwala ng resistivity ng conductor sa temperatura ay kapaki-pakinabang. Sa teknolohiya ng pagsukat, ang pagbabago ng paglaban ng mga elemento ng circuit ay humahantong sa isang error.

Upang mabilang ang pagtitiwala ng materyal na paglaban sa temperatura, ang konsepto temperatura koepisyent ng pagtutol (TCR). Ipinapakita nito kung gaano nagbabago ang resistensya ng isang materyal kapag nagbabago ang temperatura ng 1°C.

Para sa paggawa ng mga elektronikong sangkap - ang mga resistor na ginagamit sa pagsukat ng mga circuit ng kagamitan, ang mga materyales na may mababang TCR ay ginagamit. Ang mga ito ay mas mahal, ngunit ang mga parameter ng aparato ay hindi nagbabago sa isang malawak na hanay ng mga ambient na temperatura.

Ngunit ang mga katangian ng mga materyales na may mataas na TCS ay ginagamit din. Ang pagpapatakbo ng ilang mga sensor ng temperatura ay batay sa mga pagbabago sa paglaban ng materyal kung saan ginawa ang elemento ng pagsukat. Upang gawin ito, kailangan mong mapanatili ang isang matatag na boltahe ng supply at sukatin ang kasalukuyang dumadaan sa elemento. Sa pamamagitan ng pag-calibrate sa sukat ng aparato na sumusukat sa kasalukuyang laban sa isang karaniwang thermometer, ang isang elektronikong metro ng temperatura ay nakuha. Ang prinsipyong ito ay ginagamit hindi lamang para sa mga sukat, kundi pati na rin para sa mga overheating sensor. Hindi pagpapagana ng device kapag nangyari ang hindi normal na mga kondisyon sa pagpapatakbo, na humahantong sa sobrang pag-init ng mga windings ng mga transformer o mga elemento ng power semiconductor.

Ginagamit din ang mga elemento sa electrical engineering na nagbabago ng kanilang paglaban hindi mula sa temperatura ng kapaligiran, ngunit mula sa kasalukuyang sa pamamagitan ng mga ito - mga thermistor. Ang isang halimbawa ng kanilang paggamit ay ang mga sistema ng demagnetization para sa mga tubo ng cathode ray ng mga telebisyon at monitor. Kapag inilapat ang boltahe, ang paglaban ng risistor ay minimal, at ang kasalukuyang dumadaan dito sa demagnetization coil. Ngunit ang parehong kasalukuyang nagpapainit sa materyal ng thermistor. Tumataas ang paglaban nito, binabawasan ang kasalukuyang at boltahe sa likid. At iba pa hanggang sa tuluyang mawala. Bilang isang resulta, ang isang sinusoidal na boltahe na may isang maayos na pagbaba ng amplitude ay inilalapat sa coil, na lumilikha ng parehong magnetic field sa espasyo nito. Ang resulta ay sa oras na uminit ang filament ng tubo, na-demagnetize na ito. At ang control circuit ay nananatiling naka-lock hanggang sa i-off ang device. Pagkatapos ang mga thermistor ay lalamig at magiging handa na magtrabaho muli.

Ang kababalaghan ng superconductivity

Ano ang mangyayari kung ang temperatura ng materyal ay nabawasan? Ang resistivity ay bababa. May limitasyon kung saan bumababa ang temperatura, tinatawag ganap na zero. ito - 273°С. Walang mga temperatura sa ibaba ng limitasyong ito. Sa halagang ito, ang resistivity ng anumang konduktor ay zero.

Sa ganap na zero, ang mga atomo ng kristal na sala-sala ay humihinto sa pag-vibrate. Bilang resulta, ang electron cloud ay gumagalaw sa pagitan ng mga lattice node nang hindi bumabangga sa kanila. Ang paglaban ng materyal ay nagiging zero, na nagbubukas ng posibilidad na makakuha ng walang katapusang malalaking alon sa mga conductor ng maliliit na cross-section.

Ang kababalaghan ng superconductivity ay nagbubukas ng mga bagong abot-tanaw para sa pagbuo ng electrical engineering. Ngunit mayroon pa ring mga paghihirap na nauugnay sa pagkuha sa mga domestic na kondisyon ng napakababang temperatura na kinakailangan upang lumikha ng epektong ito. Kapag nalutas na ang mga problema, lilipat ang electrical engineering sa isang bagong antas ng pag-unlad.

Mga halimbawa ng paggamit ng mga halaga ng resistivity sa mga kalkulasyon

Nasanay na kami sa mga prinsipyo ng pagkalkula ng haba ng nichrome wire para sa paggawa ng elemento ng pag-init. Ngunit may iba pang mga sitwasyon kung saan kailangan ang kaalaman sa resistivity ng mga materyales.

Para sa pagkalkula contours ng grounding device ginagamit ang mga coefficient na tumutugma sa karaniwang mga lupa. Kung ang uri ng lupa sa lokasyon ng ground loop ay hindi alam, pagkatapos ay para sa tamang mga kalkulasyon ang resistivity nito ay unang sinusukat. Sa ganitong paraan, ang mga resulta ng pagkalkula ay mas tumpak, na nag-aalis ng pangangailangan na ayusin ang mga parameter ng circuit sa panahon ng pagmamanupaktura: pagdaragdag ng bilang ng mga electrodes, na humahantong sa isang pagtaas sa mga geometric na sukat ng grounding device.

Ang resistivity ng mga materyales kung saan ginawa ang mga linya ng cable at busbar ay ginagamit upang kalkulahin ang kanilang aktibong paglaban. Sa dakong huli, sa kasalukuyang rate ng pag-load, gamitin ito ang halaga ng boltahe sa dulo ng linya ay kinakalkula. Kung ang halaga nito ay lumalabas na hindi sapat, kung gayon ang mga cross-section ng mga conductor ay nadagdagan nang maaga.

Konsepto ng electrical resistance at conductivity

Anumang katawan kung saan ang daloy ng kuryente ay nagpapakita ng isang tiyak na pagtutol dito. Ang pag-aari ng isang materyal na konduktor upang maiwasan ang daloy ng kuryente sa pamamagitan nito ay tinatawag na electrical resistance.

Ipinapaliwanag ng elektronikong teorya ang kakanyahan ng paglaban ng elektrikal ng mga konduktor ng metal. Ang mga libreng electron, kapag gumagalaw kasama ang isang konduktor, ay nakatagpo ng mga atomo at iba pang mga electron sa kanilang daan nang hindi mabilang na beses at, nakikipag-ugnayan sa kanila, hindi maiiwasang mawalan ng bahagi ng kanilang enerhiya. Ang mga electron ay nakakaranas ng isang uri ng pagtutol sa kanilang paggalaw. Ang iba't ibang mga metal conductor, na may iba't ibang mga atomic na istruktura, ay nag-aalok ng iba't ibang pagtutol sa electric current.

Ang parehong bagay ay nagpapaliwanag ng paglaban ng mga likidong conductor at gas sa pagpasa ng electric current. Gayunpaman, hindi natin dapat kalimutan na sa mga sangkap na ito ay hindi mga electron, ngunit sisingilin ang mga particle ng mga molekula na nakatagpo ng paglaban sa panahon ng kanilang paggalaw.

Ang paglaban ay tinutukoy ng mga letrang Latin na R o r.

Ang yunit ng electrical resistance ay ang ohm.

Ang Ohm ay ang paglaban ng isang haligi ng mercury na 106.3 cm ang taas na may cross section na 1 mm2 sa temperatura na 0° C.

Kung, halimbawa, ang paglaban ng elektrikal ng isang konduktor ay 4 ohms, kung gayon ito ay nakasulat tulad nito: R = 4 ohms o r = 4 ohms.

Upang sukatin ang malalaking resistensya, ginagamit ang isang yunit na tinatawag na megohm.

Ang isang megohm ay katumbas ng isang milyong ohms.

Kung mas malaki ang paglaban ng isang konduktor, mas malala itong nagsasagawa ng electric current, at, sa kabaligtaran, mas mababa ang paglaban ng konduktor, mas madali para sa electric current na dumaan sa konduktor na ito.

Dahil dito, upang makilala ang isang konduktor (mula sa punto ng view ng pagpasa ng electric current sa pamamagitan nito), maaaring isaalang-alang ng isa hindi lamang ang paglaban nito, kundi pati na rin ang kapalit ng paglaban at tinatawag na conductivity.

Electrical conductivity ay ang kakayahan ng isang materyal na magpasa ng electric current sa sarili nito.

Dahil ang kondaktibiti ay ang kapalit ng paglaban, ito ay ipinahayag bilang 1/R, at ang kondaktibiti ay tinutukoy ng Latin na letrang g.

Ang impluwensya ng materyal na konduktor, ang mga sukat nito at temperatura ng kapaligiran sa halaga ng paglaban sa kuryente

Ang paglaban ng iba't ibang mga konduktor ay nakasalalay sa materyal na kung saan sila ginawa. Upang makilala ang electrical resistance ng iba't ibang mga materyales, ang konsepto ng tinatawag na resistivity ay ipinakilala.

Resistivity ay ang paglaban ng isang konduktor na may haba na 1 m at isang cross-sectional area na 1 mm2. Ang resistivity ay tinutukoy ng letrang p ng alpabetong Greek. Ang bawat materyal na kung saan ginawa ang isang konduktor ay may sariling resistivity.

Halimbawa, ang resistivity ng tanso ay 0.017, i.e. isang tansong konduktor na may haba na 1 m at isang cross-section ng 1 mm2 ay may pagtutol na 0.017 ohms. Ang resistivity ng aluminyo ay 0.03, ang resistivity ng bakal ay 0.12, ang resistivity ng constantan ay 0.48, ang resistivity ng nichrome ay 1-1.1.

Ang paglaban ng isang konduktor ay direktang proporsyonal sa haba nito, ibig sabihin, kung mas mahaba ang konduktor, mas malaki ang resistensya ng kuryente nito.

Ang paglaban ng isang konduktor ay inversely proportional sa cross-sectional area nito, ibig sabihin, mas makapal ang konduktor, mas mababa ang resistensya nito, at, sa kabaligtaran, mas payat ang konduktor, mas malaki ang resistensya nito.

Upang mas maunawaan ang kaugnayang ito, isipin ang dalawang pares ng mga sasakyang pangkomunikasyon, na ang isang pares ng mga sisidlan ay may manipis na tubo na nagkokonekta, at ang isa ay may makapal na tubo. Malinaw na kapag ang isa sa mga sisidlan (bawat pares) ay napuno ng tubig, ang paglipat nito sa kabilang sisidlan sa pamamagitan ng isang makapal na tubo ay magaganap nang mas mabilis kaysa sa pamamagitan ng isang manipis na tubo, ibig sabihin, ang isang makapal na tubo ay magkakaroon ng mas kaunting pagtutol sa daloy. Ng tubig. Sa parehong paraan, mas madali para sa electric current na dumaan sa isang makapal na konduktor kaysa sa isang manipis, ibig sabihin, ang una ay nag-aalok ng mas kaunting pagtutol kaysa sa pangalawa.

Ang paglaban ng elektrikal ng isang konduktor ay katumbas ng resistivity ng materyal kung saan ginawa ang konduktor, pinarami ng haba ng konduktor at hinati sa cross-sectional area ng konduktor:

R = р l/S,

saan- R ay ang paglaban ng konduktor, ohm, l ay ang haba ng konduktor sa m, S ay ang cross-sectional area ng konduktor, mm 2.

Cross-sectional na lugar ng isang bilog na konduktor kinakalkula ng formula:

S = π d 2 / 4

saan π - pare-pareho ang halaga na katumbas ng 3.14; d ay ang diameter ng konduktor.

At ito ay kung paano tinutukoy ang haba ng konduktor:

l = S R / p,

Ginagawang posible ng formula na ito na matukoy ang haba ng konduktor, ang cross-section at resistivity nito, kung ang iba pang mga dami na kasama sa formula ay kilala.

Kung kinakailangan upang matukoy ang cross-sectional area ng conductor, kung gayon ang formula ay tumatagal ng sumusunod na form:

S = р l / R

Ang pagbabago ng parehong formula at paglutas ng pagkakapantay-pantay na may paggalang sa p, nakita namin ang resistivity ng konduktor:

R = R S / l

Ang huling formula ay dapat gamitin sa mga kaso kung saan ang paglaban at mga sukat ng konduktor ay kilala, ngunit ang materyal nito ay hindi alam at, bukod dito, mahirap matukoy sa pamamagitan ng hitsura. Upang gawin ito, kailangan mong matukoy ang resistivity ng conductor at, gamit ang talahanayan, maghanap ng materyal na may tulad na resistivity.

Ang isa pang dahilan na nakakaapekto sa paglaban ng mga konduktor ay temperatura.

Ito ay itinatag na sa pagtaas ng temperatura ang paglaban ng mga metal conductor ay tumataas, at sa pagbaba ng temperatura ay bumababa ito. Ang pagtaas o pagbaba ng resistensya para sa mga purong metal na konduktor ay halos pareho at nasa average na 0.4% bawat 1°C. Ang paglaban ng mga likidong conductor at carbon ay bumababa sa pagtaas ng temperatura.

Ang elektronikong teorya ng istraktura ng bagay ay nagbibigay ng sumusunod na paliwanag para sa pagtaas ng paglaban ng mga metal conductor na may pagtaas ng temperatura. Kapag pinainit, ang konduktor ay tumatanggap ng thermal energy, na kung saan ay hindi maiiwasang ilipat sa lahat ng mga atomo ng sangkap, bilang isang resulta kung saan ang intensity ng kanilang paggalaw ay tumataas. Ang tumaas na paggalaw ng mga atom ay lumilikha ng higit na pagtutol sa direksyon ng paggalaw ng mga libreng electron, kaya naman tumataas ang paglaban ng konduktor. Habang bumababa ang temperatura, nalilikha ang mas mahusay na mga kondisyon para sa direksyon ng paggalaw ng mga electron, at bumababa ang paglaban ng konduktor. Ipinapaliwanag nito ang isang kawili-wiling kababalaghan - superconductivity ng mga metal.

Superconductivity, i.e., isang pagbawas sa paglaban ng mga metal sa zero, ay nangyayari sa isang malaking negatibong temperatura - 273 ° C, na tinatawag na absolute zero. Sa temperatura ng absolute zero, ang mga metal na atom ay tila nagyeyelo sa lugar, nang hindi nakakasagabal sa paggalaw ng mga electron.