+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Электрическое сопротивление проводника » что это такое.

 

 

 

Тема: что такое электрическое сопротивление проводника.

 

В данной теме я постараюсь освежить Ваши знания (кто подзабыл) и раскрыть секретную информацию (для тех, кто вовсе не знал) об этом простом, основополагающим и повсеместно распространённом понятии. Как Вы знаете, в нашем мире на любое действие есть своё противодействие. К примеру, на движущуюся машину будет действовать сила трения (об воздух, о поверхность дороги, трение внутренних частей и т.д.), при нагревании, какого либо предмета на него обязательно будет влиять более низкая температура окружающей среды, которая после прекращения нагревания, вернёт предмету прежнюю температуру. В сфере электричества подобное обратное влияние (по отношению к протеканию электрического тока) будет оказывать электрическое сопротивление.

 

Электрическое сопротивление проводника, это некоторая способность материалов (точнее, веществ из которых и сделан сам проводник) противодействовать движению заряженных частиц внутри этого проводника. Причём, следует заметить, что при этом противодействии происходит некоторое преобразование электрической энергии в иной её вид (в основном, электроэнергия преобразуется в тепло).

 

Электрическое сопротивление имеет свою единицу измерения под названием «Ом». 1 Ом — это сопротивление, которое будет иметь столб ртути с высотой — 106,3 см; поперч. сеч. — 1 кв.мм. и температурой — 0 град. Сопротивление принято обозначать буквой — R или r. Название величин сопротивления: Ом, кОм (1 килоом = 1000 Ом), мОм (1 мегаом = 1000 000 Ом).

 

Чтобы лучше понять суть сопротивления (как и из-за чего оно возникает) следует вспомнить школьные уроки химии и физики, на которых рассказывали о структуре веществ. Твёрдые вещества представляют собой множество атомов (молекул). Они крепко связаны между собой полями и образуют структуру в виде кристаллической решётки. Вокруг каждого атома (по его орбитам) вращаются электроны. Электроны, что расположены дальше всего от атома, способны отрываться и перелетать на соседние атомы. Такие электроны называются свободными и благодаря ним, материалы (проводники) могут проводить через себя электрический ток.

 

 

 

 

При подключении внешнего постоянного источника электропитания (электрического поля) свободные электроны упорядочено начинают перемещаться с одного конца проводника в другой. Если бы при их перемещении им ничего не мешало, то и про проводник можно сказать, что он имеет нулевое сопротивление (сверхпроводимостью обладают некоторые материалы при сверхнизких температурах = -273 град.). При нормальных же температурах электрические проводники имеют ряд препятствий для прохода электронов, откуда и возникает это самое электрическое сопротивление проводника.

 

Что порождает и влияет на электрическое сопротивление? Как ни странно, но, это сами атомы, так как они и мешают электронам на их пути. Электрону, что несётся на огромной скорости, постоянно приходится натыкаться на атомы, теряя при этом свою внутреннюю энергию, которая в свою очередь, превращается в тепло. Следовательно, чем длиннее путь (проводник), тем больше будет у него внутренее сопротивление. Чем больше сечение проводника, то наоборот, электрическое сопротивление его будет уменьшаться (большее электронов пройдёт через него).

 

Поскольку у различных материалов (веществ) различные структуры кристаллических решеток, следовательно, и сопротивление у них будет тоже разное. Это ещё называется удельным сопротивлением материала. То есть, удельное сопротивление, это определённое значение электрического сопротивления, которое в точности соответствует определённому материалу (проводнику), при длине в 1 метр и поперечным сечением в 1 кв.мм. Удельное сопротивление обозначается буквой «

p». Ниже приведена таблица удельного сопротивления проводников.

 

 

 

Для расчёта электрического сопротивления определённой длины и сечения того или иного материала используют следующую формулу:

 

R=p×L/S

  • R — электрическое сопротивление;
  • p — удельное сопротивление материала;
  • L — длина проводника;
  • S — поперечное сечение проводника.

 

Следует (но не обязательно) учитывать, что значение температуры также влияет на общее электрическое сопротивление проводника. При нагревании проводника в нём происходит увеличение хаотического движения атомов вещества. Это в свою очередь затрудняет протекание электронов по этому проводнику, что и увеличивает общее сопротивление этого материала. При простом (особая точность не требуется) расчёте электрического сопротивления, обычно температура не берется в расчёт, так как её влияние незначительно. Приблизительное значение зависимости температуры на сопротивление: 0.4% на 1 град. На этом и завершу тему, электрическое сопротивление проводника.

 

P.S. Несмотря на то, что медь и алюминий не самые лучшие проводники электрического тока (серебро лучше проводит электричество), их широкое применение обусловлено относильной дешевизной и большим количеством в природе.

Основы радиотехники — электрическое сопротивление. Simpleinfo – все сложное простыми словами!

26 Декабря 2016

3821

И так, мы теперь знаем, как протекает электрический ток. Рассмотрели что такое сила и напряжение тока.

Еще раз  повторим:
Сила тока. Условное обозначение: I. Измеряется в амперах (А).
Напряжение тока. Условное обозначение: U. Измеряется в вольтах (В).

Давайте рассмотрим пример, замкнутой цепи:

наведите или кликните мышкой, для анимации

Если вы заметили, на этот раз мы добавили в цепь «нагрузку». Нагрузкой может быть любое устройство или элемент (например: лампочка, электродвигатель и т.д.). В этой замкнутой цепи, мы наблюдаем электрический ток, то есть движение заряженных частиц.
А так же есть, какие-то количественные показатели силы тока и напряжения.

При движение через проводник, заряженные частицы встречают сопротивление. Отсюда мы получаем новую для нас величину – сопротивление проводника или электрическое сопротивление.

Исходя из этого, сопротивление проводника – это физическая величина, которая характеризует свойство проводника препятствовать проводить электрический ток. Более простыми словами это величина, которая мешает проводить электрический ток.
Условное обозначение сопротивления: R.
Единица измерения сопротивления – это Ом.

Сопротивление проводника зависит от его материала, длины и площади поперечного сечения. Так же на сопротивление материала может повлиять окружающая среда (температура, свет и т.д.)

Давайте рассмотрим как взаимосвязаны сила тока, напряжение и сопротивление в замкнутой цепи. Мы видим как протекает ток по проводнику через нагрузку, цепь замкнутая. Сопротивление проводника на всем участке одинаковая, а сопротивление нагрузки отличается, оно выше чем у проводника. То есть движению заряженных частиц, в нагрузке препятствии больше, чем в проводнике.

Обратим внимание на движению частиц через проводник и нагрузку:

наведите или кликните мышкой, для анимации

Можно отметить, что движущихся частиц, через поперечное сечение нагрузки (за определенное время), проходит меньше, чем через проводник. Другими словами, чем больше сопротивление тем меньше сила тока. Что такое сила тока, мы рассмотрели в предыдущей статье.

Обратную картинку можно наблюдать с напряжением, сила с которой происходит движение частиц больше на участке нагрузки, чем в проводнике. Из этого мы получаем, что чем больше сопротивление, тем больше напряжение на участке этой нагрузке:

наведите или кликните мышкой, для анимации

Зависимость тока и напряжения от сопротивления нагрузки в последующих статьях будут рассмотрены подробнее.


Что такое электрическое сопротивление проводника тока, сопротивление через площадь поперечного сечения

Любое физическое тело, через которое происходит направленное движение ионов, оказывает току определенное сопротивление. Свойство каждого вида материала проводника не давать заряженным частицам проходить сквозь него – сопротивление электрическое. С учетом разниц противодействия движению ионов строятся многие принципиальные схемы, часть из которых применяется в электронных вычислительных машинах, например, это триггеры в бытовых приборах, наушниках.

Закон Ома

Что такое электрическое сопротивление

Что такое сопротивление в физике? Сопротивление – это физическое значение, которым описывается свойство проводящего материала препятствовать прохождению заряженных частиц сквозь него. Согласно закону Ома, данная величина равна значению напряжения на концевых участках проводника, деленному на силу тока в амперах, проходящего по нему. Значение противодействия направленному току заряженных частиц для цепей с переменным током и полей электромагнитного типа характеризуется полями волнового препятствия изменению потенциала и импедансом.

Интересно. На основании данной характеристики также получила название радиодеталь резистор, от английского Resistance – сопротивление. Эта часть требуется для введения в цепи питания активного препятствия электрическому току.

Определение единицы сопротивления Ом

В чем измеряется сопротивление тока? Единица измерения в международной системе СИ – Ом. Данная величина равна сопротивлению в цепи между крайними участками, между которыми течет напряжение величиной в 1 В при силе тока в 1А. Слово было получено по фамилии ученого – Георга Ома.  Было принято как единица измерения в шестидесятых годах двадцатого века вместе с международной системой единиц СИ.

Средства воспроизведения сопротивления

Для определения меры электрического сопротивления используют:

  • Магазин сопротивлений – специальный набор радиоэлементов различного номинала. Данные компоненты специально изготовлены таким образом, чтобы содержать эталонное сопротивление проводников. При подключении электропроводника с постоянным или переменным током к магазину сопротивления можно выбрать подходящий по величине резистор и получить на выходе определенное напряжение, которое затем можно измерить при помощи вольтметра;
  • Катушка – устройство, которое работает по сходному с магазином принципу. При подключении на вход прибора можно при помощи имеющихся рычагов и переключателей отрегулировать величину сопротивления агрегата и получить на выходе требуемый вольтаж.

Государственный эталон сопротивления

Данный государственный стандарт под индексом ГЭТ 14-91 принято описывать в следующем виде.

Величины и характеристики эталонного сопротивления

Название характеристикиВеличина по государственному эталону 14-91
Воспроизводимое значение в Омах6453 и 12906
Хранимое значение в Омах1
Неточности по первому типу (А) в миллиардных долях25
Неточности по второму типу (В) в миллиардных долях 35
Сумма стандартной неопределенности, ppb45
Увеличенная неопределенность при коэффициенте, равном двум, ppb90

Статическое и динамическое сопротивление

Согласно теории нелинейных цепей, разделяют величину сопротивления на статическую и динамическую. Первая – тождественна закону Ома и равна отношению напряжения на элементе к текущей силе тока. Динамической величиной элемента, которому присущи признаки нелинейности, является значение, полученное при делении минимального увеличения напряжения к соответствующему увеличению силы тока.

Зависимость величины от характеристик проводника

В проводнике носителями электрического тока являются свободные отрицательно заряженные частицы. Поведение в веществе подобно газу. Плотность свободных частиц зависят от плотности среды. Исходя из этого, плотность и структура кристаллической решетки определяются типом проводящего материала и его размерами. Из-за этого на проводимость влияют площадь поперечного сечения и температура. Сопротивление через площадь поперечного сечения считается расчетной величиной.

Расчет по площади поперечного сечения

Сопротивление тела человека

Данная величина нелинейная, зависит от многих параметров и не может считаться омической. Значение может изменяться во времени, снижаясь относительно человека, который взволнован и вспотел. Кроме того, на данную величину оказывает влияние окружающая среда. У сухой дермы величина может превышать 10 тысяч Ом*метр. Поэтому временной график величины у человека может иметь разный вид.

Приборы для измерения сопротивления (постоянного тока)

Для измерения сопротивления можно применять:

  • Омметр – непосредственно позволяет показывать уровень нагрузки;
  • Мост Витстона;
  • Возможно рассчитать по полученным данным амперметра и вольтметра по простым формулам.

Измерение последовательного и параллельного значения

Проводник, когда по нему идет ток

Во время прохождения электрического заряда по проводнику происходит усиленное выделение тепловой энергии. При этом проводник может сильно нагреваться. Энергия рассчитывается по формуле:

А=Р*t, где Р – мощность, рассчитываемая по формуле Р=U*I.

Типичный случай – нагрев алюминия под высоким напряжением.

Влияние температуры на удельное сопротивление

Характеристика удельного сопротивления при увеличении температуры также повышается. Это происходит из-за увеличения темпа движения заряженных частиц в металле, с повышением температуры. Удельное сопротивление веществ, проводящих электрический ток, и угля при нагревании, соответственно, уменьшается, из-за увеличения количества свободных электронов на единицу объема.

Показатели для твердотельных материалов

Удельное сопротивление сплавов и твердотельных металлов практически не меняется при повышении или снижении температуры. Это происходит из-за плотности кристаллической решетки. Характеристика присуща константану, манганину и другим плотным сплавам. Для такой особенности требуется повышенное удельное значение относительно составляющих компонентов.

Таблица сопротивлений твердотельных материалов

Связь с удельной проводимостью

Электрическая проводимость представляет собой характеристику среды по проведению заряженных частиц, а также изменению свойств тел либо среды, из-за которых возникает движение заряженных частиц под воздействием электромагнитного поля. Данное значение считается обратным по величине сопротивлению проводника.

Показатели для жидких проводников

Показатели электросопротивления растворов солей и щелочей являются динамическими. Значения зависят от состава, концентрации вещества. При этом влияние температуры, обратное металлам. Во время нагрева из-за эффекта диффузии значение падает и наоборот. При слишком низких температурах электролит может перейти в твердое агрегатное состояние и не проводить ток. Так, вода, которая кристаллизовалась, не является проводником. Гидравлическое препятствование движению частиц возникает из-за наличия в жидкости производных солей, являющихся проводниками.

Зависимость удельного сопротивления от деформаций

При холодной обработке проводников происходит пластическая деформация сырья с последующим искажением кристаллической решетки, что значительно увеличивает уровень удельного сопротивления.

Электрическое сопротивление – это свойство любого вещества препятствовать движению ионов. Характеристика является динамической и зависит от нескольких факторов. Изоляция и некоторые материалы обладают уровнем сопротивления, при котором электрический ток не способен проходить сквозь вещество. Это может характеризовать некоторые вещества, как плохо проводящие ток из-за малого объема ионов. Что такое сопротивление проводника? Величина, из-за которой происходит потеря мощности при прохождении электричества.

Видео

Формулы. Электрическое сопротивление проводника при постоянном токе, зависимость сопротивления проводника от температуры, индуктивное и ёмкостное (реактивное) сопротивление, полное реактивное сопротивление, полное сопротивление цепи при переменном токе


Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Электрические и магнитные величины / / Понятия и формулы для электричества и магнетизма.  / / Формулы. Электрическое сопротивление проводника при постоянном токе, зависимость сопротивления проводника от температуры, индуктивное и ёмкостное (реактивное) сопротивление, полное реактивное сопротивление, полное сопротивление цепи при переменном токе

Электротехнические расчетные формулы. Электрическое сопротивление проводника при постоянном токе, зависимость сопротивления проводника от температуры, индуктивное (реактивное) сопротивление, ёмкостное (реактивное) сопротивление, полное реактивное сопротивление, полное сопротивление цепи при переменном токе (последовательное соединение).

Величина Формула Обозначение
и единица измерения
Cопротивление проводника при постоянном токе, Ом
  • ρ — удельное сопротивление, Ом·м;
  • l — длина, м;
  • S — поперечное сечение проводника, м2.
Зависимость сопротивления проводника от температуры  r2 = r1[1 + α(t2 − t1)]
  • r2, r1 — сопротивление проводника соответственно при температурах t2 и t1, Ом;
  • α — температурный коэффициент сопротивления, 1/град.
Индуктивное (реактивное) сопротивление, Ом xL = ωL = 2πfL
  • ω — угловая частота, рад/с;
  • π≈3,14;
  • f — частота, Гц;
  • L — коэффициент самоиндукции (индуктивность), Гн;
  • C — емкость, Ф.
Емкостное (реактивное) сопротивление, Ом
xC =   1   =   1  
ωC 2πfC
Полное реактивное сопротивление, Ом x = xL − xC
  • xL, xC — индуктивное и емкостное сопротивления, Ом.
Полное сопротивление цепи при переменном токе (последовательное соединение), Ом
z =  r2 + x2  = r2+(xL−xC)2
  • z — полное сопротивление цепи, Ом;
  • r — активное сопротивление, Ом;
  • x — реактивное сопротивление, Ом.



Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.
TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Сопротивление проводников электрического ток — Справочник химика 21

    Действие термометров сопротивления основано на изменении электрического сопротивления проводника в зависимости от температуры. Большинство чистых металлов при нагревании увеличивает свое электрическое сопротивление, а некоторые изменяют сопротивление в определенных температурных интервалах более или менее равномерно. Таким образом, зная зависимость между изменением сопротивления проводника и температурой, можно но величине сопротивления определить температуру, до которой нагрет проводник. Для фиксации этого изменения сопротивления применяют вторичные приборы с температурной шкалой, работающие по той или иной схеме и отстоящие от термометров сопротивления на некотором расстоянии. Между собой термометр сопротивления и вторичный прибор связаны электрическими проводами. [c.53]
    Электрическое сопротивление проводника связано с удельным сопротивлением р уравнением [c.268]

    Электропроводимость — величина, обратная сопротивлению электрическому току. Сопротивление проводника электрическому току выражают формулой  [c.42]

    Как показали специальные исследования процессов течения газа по трубкам, падение давления вдоль трубки, т. е, движущая разность давлений р — р , возникает из-за того, что трубка оказывает сопротивление потоку газа. Это сопротивление можно уподобить сопротивлению проводника электрическому току и аналогично закону Ома написать соотнощение [c.51]

    Кроме жидкостных применяют манометрические термометры и термометры сопротивления, действие которых основано на изменении давления газов и сопротивления проводников электрического тока в зависимости от изменения температуры. [c.6]

    Электрическое сопротивление проводника определяется по формуле  [c.367]

    И пламенно-ионизационный детектор (ДИП). Принцип работы детектора по теплопроводности основан на изменении электрического сопротивления проводника в зависимости от теплопроводности окружающей среды. На рис. 3.4 показана схема измерительного моста детектора по теплопроводности. Плечи моста, представляющие собой металлические нити, изготавливаемые из материала, электрическое сопротивление которого значительно зависит от температуры, в сравнительной и рабочей ячейках нагреваются постоянным электрическим током от батареи. От нитей происходит интенсивная теплоотдача газу. Температура нитей, а следовательно, и сопротивление зависят от природы газа. Если через обе ячейки про.ходит газ одинакового состава, то выходной сигнал моста равен нулю. При изменении состава потока через одну из ячеек меняются характер теплоотдачи и температура соответствующего плеча, а следовательно, и сопротивление. Нарушается электрическое равновесие, между точками а и Ь возникает разность потенциалов, не компенсирующаяся дополнительным сопротивлением Я. Эта разность регистрируется в виде сигнала, который усиливается и записывается регистратором в виде пика. [c.193]

    В большинстве случаев при катодной защите с использованием наложенного тока или протекторов целесообразно одновременно применять и различные изоляционные покрытия. Такое совмещение сейчас общепринято. Распределение тока на трубопроводах с покрытиями много лучше, чем на непокрытых общий ток и необходимое число анодов меньше, а участок трубопровода, защищаемый одним анодом, намного больше. Так как земля в целом представляет собой хороший проводник электрического тока, а сопротивление грунта локализовано только в области, примыкающей к трубопроводу или электродам, то с помощью одного магниевого анода можно защищать до 8 км трубопровода с покрытием. Для непокрытого трубопровода соответствующее расстояние составляет 30 м. При применении наложенного тока с повышенным напряжением один анод может защищать до 80 км трубопровода с покрытием. Предельная длина участка трубы, защищаемого одним анодом, определяется не сопротивлением грунта, а собственным сопротивлением металлического трубопровода. [c.221]

    Под удельным электрическим сопротивлением почвы принято понимать сопротивление протеканию электрического тока в условном почвенном проводнике площадью поперечного сечения 1 м и длиной 1 м. Отсюда удельное электрическое сопротивление выражается в Ом>м. [c.43]

    Для оценки грунтового коррозионного процесса требуется знать удельное электрическое сопротивление грунта р. Под удельным электрическим сопротивлением грунта принято понимать сопротивление протеканию электрического тока в условном грунтовом проводнике площадью поперечного сечения 1 м и длиной 1 м. Единица измерения р — Ом на метр (Ом м). Удельное электрическое сопротивление грунта зависит от влажности и содержания водорастворимых солей. Оно значительно снижается при увеличении влажности до полного насыщения грунта, а затей остается практически неизменным (рис. 3.7, а). [c.44]

    Проводник, по которому течет электрический ток, представляет для него определенное сопротивление. За единицу сопротивления, хак известно, принят Ом, который представляет собой сопротивление проводника, между концами которого при силе тока 1 А возникает напряжение 1 В. [c.120]

    Основной характеристикой проводника электрического тока является его электрическое сопротивление R или обратная ему величина 1/У , называемая электрической проводимостью. [c.215]

    При сверхвысоких частотах проявляется много физических явлений, которые приводят к большим отличиям методов СВЧ от методов НЧ и ВЧ. Прежде всего здесь сильно проявляется поверхностный эффект, вследствие которого ток проходит не через всю толщу проводника, а только в его поверхностном слое. Такие понятия, как сопротивление проводника, индуктивность и емкость, утрачивают свой обычный смысл и их невозможно отделить друг от друга. Поэтому теряет смысл использование эквивалентной электрической схемы замещения ячейки, которую было удобно применять для расчетов при низких и высоких частотах. Измерительная ячейка представляет из себя систему с объемно распределенными параметрами, в которой исследуемый образец и измерительное устройство представляют собой одно целое. Кроме того, в измерительных системах СВЧ велико влияние паразитных параметров. Поэтому в таких системах соединительные провода укорачивают до минимума и применяют хорошее экранирование. [c.268]

    При /=1 м и 5 = 1 удельное сопротивление р = / . Удельное сопротивление — это сопротивление проводника, имеющего длину 1 м и поперечное сечение 1 м . Общая электрическая проводимость является нестандартной величиной, поэтому практически используют удельную электрическую проводимость. Удельная электрическая проводимость — это проводимость столбика раствора, помещенного между электродами, расположенными на расстоянии 1 м, и площадью 1 м , т. е. это электрическая проводимость 1 м раствора. [c.140]

    Электрическое сопротивление ом Ом Ом равен сопротивлению проводника, между концами которого при силе тока 1 А возникает напряжение 1 В [c.478]

    Удельная электрическая проводимость х — величина, обратная удельному сопротивлению х= 1/р. Электрическое сопротивление проводника R связано с удельным сопротивлением р уравнением [c.270]

    Удельное электрическое сопротивление — это сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м оно-измеряется в Ом-м. [c.136]

    Таким путем в промышленности получают чистую меДь, пригодную для электротехнических целей. Для этого используют аноды, выплавляемые из черновой меди, которые подвергаются электролизу в кислых растворах сульфата меди. Катодами служат листы из чистой меди. Удельная электропроводность. Способность раство-ров или расплавов проводить электрический ток характеризуется удельной электропроводностью х, т. е. электропроводностью столбика раствора длиной 1 см и сечением 1 см . Сопротивление проводника [c.98]

    Катарометр. Принцип работы катарометра основан на изменении электрического сопротивления проводника в зависимости от теплопроводности окружающей среды (элю-ата). Катарометр надежен в работе и прост в изготовлении. [c.92]

    Детектирование может быть интегральным и дифференциальным. При интегральном детектировании фиксируется общее количество компонентов (например, их общий объем). Вследствие малой чувствительности и инерционности интегральные детекторы применяют крайне редко. Дифференциальное детектирование (более чувствительное) обеспечивает фиксацию концентрации компонентов. Наиболее распространенными детекторами являются ка-тарометры (регистрируют изменение теплопроводности газов по изменению электрического сопротивления проводника), ионизационные детекторы (по току ионизации молекул газа под воздействием пламени или радиоактивного излучения), детекторы плотностн, или плотномеры (по плотности газа), пламенные детекторы (по температуре пламени, в котором сгорает элюат) и др. [c.178]

    В качестве детектора чаще всего применяется катарометр, т. е. прибор, основанный на изменении электрического сопротивления проводника в зависимости от теплопроводности окружающей среды (элюента, газа-носителя, содержащего исследуемые компоненты). [c.55]

    Электропроводность. Электропроводностью называют способность веществ проводить электрический ток. Электропроводность обозначает величину, обратную сопротивлению проводника тока  [c.37]

    Электрическое сопротивление / проводника определяется из уравнения [c.219]

    Действие термоэлектрических анемометров (термоанемометров) основано на использовании зависимости между электрическим сопротивлением проводников и их темпе- - [c.80]

    Известно, что между движением фильтрационного потока в пористой среде и движением электрического тока в проводящей среде существует физическая аналогия. Аналогом пьезометрического напора или давления является электрический потенциал, г расхода жидкости — сила тока. Соответственно аналогом фильтрационного сопротивления является электрическое сопротивление проводника. Используя аналогию между движением жидкости в пористой среде и тока в проводящей среде, можно решать многие вопросы теории разработки. [c.101]

    Электрическое сопротивление. Полиэтилен не является проводником электрического тока. [c.29]

    Удельное электрическое сопротивление проводников изменяется от 10″ до 10 Ом-м. С повышением температуры оно увеличивается. Носителями заряда в них служат электроны. Валентная зона и зона проводимости электронной структуры метгиллов пересекаются (рис. 33.1, проводник). Это позволяет электронам из валентной зоны при небольшом возбуждении переходить на молекулярные орбитали зоны проводимости, а это значит, что электрон с другой вероятностью появляется в той или иной точке компактного металла. [c.637]

    Если, например, в обмотке сверхпроводящего магнита возбуждается электрический ток, он самостоятельно продолжает течь в ней долгое время, несмотря на то что вокруг магнита создается магнитное поле. Поскольку у металлов в сверхпроводящем состоянии нет сопротивления, энергия электрического тока не расходуется на нагревание проводников (отсутствуют потери, связанные с сопротивлением), и это [c.391]

    Омметром измеряется электропроводность (электрическое сопротивление) проводника. [c.77]

    Телетермометрические станции (рис. 7). Они позволяют вести наблюдение за температурой на расстоянии от места ее измерения. Принцип работы телетермометрических станций основан на изменении сопротивления проводника электрическому току в зависимости от температуры окружающей среды. Станция состоит из четырех основных элементов термометров сопротивления, размещенных в камерах холодильника, измерительного прибора для определения сопротивления чувствительного элемента, источника тока и проводов  [c.42]

    Для измерения температуры масла и воды на станциях систем жидкой смазки, расположенных в ц, с. с., весьма удобны термометры сопротивления. Термометр сопротивления представляет собой чувствительный элемент, состоящий из тонкой медной проволоки, намотанной на каркас и заключенной вместе с ним в защитную оболочку. Принцип действия электрического термометра сопротивления основан на изменении величины электрического сопротивления проводника, имеющем место при изменении температуры среды, в которой помещен этот проводник. Широкое применение находят медные термометры ЭТ-Х1 (фиг. 37), предназначенные для измерения температуры от—50 до +100°С в трубопроводах и резервуарах, находящихся под давлением до 5 кПсм . На фиг. 37 буквой а обозначена активная часть термометра. Глубина погружения термометра равна 100 мм. Величина электрического сопротивления измеряется логометром, стрелка которого показывает на шкале измеряемую температуру. [c.74]

    Хотя электропроводность растворов электролитов рассматривается только в гл. 16, ее предварительное обсуждение позволяет понять суть экспериментального метода определения данных, с помощью которых вычисляются значения констант и К . Чистая вода является плохим проводником электрического тока, но растворы Na l или какого-либо другого типично ионного вещества очень хорошо проводят ток. Растворы слабых электролитов занимают промежуточное положение между плохими и хорошими проводниками электрического тока, так как частичная ионизация этих веществ способна обеспечить лишь слабую или не слишком больщую электропроводность. Принцип действия приборов, предназначенных для измерения электропроводности, основан на том, что наличие электрического потенциала вызывает протекание тока, сила которого связана с потенциалом и сопротивлением R проводящей среды законом Ома Напряжение (вольты) = [c.266]

    Нерв по суш,еству представляет собой неметаллический проводник — трубку, заполненную разбавленным солевым раствором (электролитом). Важным следствием этого является высокое электрическое сопротивление нерва, так что очень короткий его отрезок соответствует очень длинному проводнику из металла. Распространяясь вдоль проводника, электрический импульс теряет свою первоначальную форму (как бы размазывается ) нечто подобное происходит, когда человек кричит что-то в один конец длинной трубы, а вместо слов на другом конце можно услышать только нечленораздельные звуки, вроде рычания или гудения. Для предотвращения этого явления в телефонных или телеграфных линиях устанавливают повторители , или ретрансляторы. Что же касается нервов, то их природа обеспечила специальными устройствами, так называемыми перехватами Ранвье, которые служат для тех же целей В силу своего технического устройства (вытянутая трубка заполненная солевым раствором) и действия ретрансли рующих перехватов одиночное нервное волокно или про водит данный импульс, или не проводит его. Иначе говоря нерв работает по принципу все или ничего , а не по прин ципу более или менее . Это можно продемонстрировать непосредственно измеряя сигналы, проходящие по нерву При таком измерении сигнал имеет вид короткого элект рического импульса, называемый спайк-потенциалом (пик потенциалом) из-за его формы на экране осциллографа Продолжительность его несколько меньше секунды После прохождения импульса нерв должен отдохнуть в течение определенного промежутка времени, прежде чем он сможет пропустить другой импульс, или спайк. Этот рефрактерный период занимает около Уго секунды, так что одиночное нервное волокно может пропускать не более 20 импульсов в секунду..  [c.110]

    Каждый проводник, по которому протекает электрический ток, нагревается последним. Количество тепла, выделяющегося в единицу времени в единице объема, зависит от плотности тока и от удельного сопротивления проводника, который мы в дальнейшем будем называть сопротивлением или нагревательным элементом. Температура нагрева элемента определяется интенсивностью генерирования тепла и его теплоотдачи. Устанавливая соответствующее соотношение между ими, можно менять тем.пературу нагреаа печи в широких пределах. Электри-чский нагрев в промышленных печах можно осуществить следующими способами  [c.141]

    Термопреобразователи сопротивления. Принцип действия термопреобразователей сопротивления основан на изменении электрического сопротивления проводников и полупроводников от температуры. Известно, что сопротивление проводника или полупроводника, по которому протекает электрический ток, изменяется в зависимости от температуры. При этом электрический ток также изменяет свое значение. При повышении температуры сопротивление в проводниках увеличивается, а в полупроводниках уменьшается. Это свойство и используется в термопреобразователях сопротивления. В проводниковых термопреобразователях сопротивления зависимость изменения сопротивления от температуры близка к линейной, в полупроводниковых эта зависимость нелинейна. [c.315]


Электрическое сопротивление — что это такое такое

Электрическое сопротивление — это противодействие отдельных участков цепи или всей электрической цепи прохождению электрического тока.
Величина, обратная проводимости, получила название электрического сопротивления (обозначение R или r). Таким образом,

r = 1/g
и
I = gU = U/r

Закон Ома устанавливает линейную зависимость между напряжением и током. Коэффициентом пропорциональности между напряжением на концах провода и протекающим по нему током является сопротивление провода. Величина сопротивления зависит от удельной проводимости и геометрических размеров провода.
Преобразуя формулу, найдем:
r = U/I
Выражая напряжение в вольтах (в), ток — в амперах (а), получим единицу сопротивления (в/а), которая называется ом (ом). Сопротивлением в 1 ом обладает проводник, в котором устанавливается ток в 1 а при напряжении на его зажимах в 1 в.
Электрическое сопротивление проводов, а также любого приемника (нагрузки) на схемах обозначается условно, как указано на рисунке:


Рис.1 Условное обозначение электрического сопротивления.
Единицей проводимости является величина, обратная ому,
т.е.
1/ом

Величина, обратная удельной проводимости, называется удельным сопротивлением.

Следовательно,

отсюда удельное сопротивление

Так как сопротивление проводов измеряется в омах, сечение обычно в квадратных миллиметрах, длина в метрах, то удельное сопротивление измеряется в ом • мм2/м, а удельная проводимость, как величина, обратная удельному сопротивлению, в м/ом • мм2.
Величины удельных сопротивлений и проводимостей для некоторых материалов даны в таблице:

Наименьшим удельным сопротивлением обладают медь и алюминий. Эти материалы применяются для изготовления проводов, по которым происходят передача и распределение электрической энергии от источников к потребителям, обмотки электрических машин и трансформаторов и др.
Для изготовления нагревательных приборов и реостатов применяются сплавы с большим удельным сопротивлением (нихром, фехраль и др.). В этом случае нужный для обмотки провод получается более коротким, и его проще разместить в нагревательном приборе.
Следует заметить, что термину «сопротивление» соответствуют два понятия:
1) как уже изложено выше, под сопротивлением понимают определенное свойство любого вещества (проводника). В этом смысле, например, говорят: лампа накаливания обладает сопротивлением 400 ом или провод обладает сопротивлением 0,5 ом;
2) сопротивлением называют устройство, обладающее упомянутым выше свойством, предназначенное для включения в электрическую цепь с целью регулирования, уменьшения или ограничения тока цепи. Таким устройством может служить, например, реостат, предназначенный для включения в электрическую цепь с целью регулирования тока путем изменения величины сопротивления. Реостат с подвижным контактом.


Проволочные реостаты выполняются с плавной или ступенчатой регулировкой сопротивления. В первом случае реостат состоит из трубки, изготовленной из какого-либо изолирующего материала, на которую наложена проволочная спираль. К виткам этой спирали прикасается подвижный контакт. Один зажим реостата соединяется с подвижным контактом, другой зажим — с одним из концов спирали. Перемещая подвижный контакт, можно изменять длину проволоки, расположенной зажимами реостата, и тем самым изменять величину сопротивления, включенного в цепь.
Пример 1. Определить ток в лампе накаливания, если ее сопротивление 200 ом, а напряжение на зажимах 120 в:
I = U / r = 120 / 200 = 0,6a
Пример 2. Каково напряжение на зажимах обмотки возбуждения двигателя, если ее сопротивление 60 ом, а ток 1,5 a ?
U = I • r = 1,5 • 60 = 90 в.

От чего зависит удельное сопротивление проводника: металлического проводника

Работая с электрооборудованием, люди задаются вопросом — от чего зависит сопротивление проводника? Физическая величина отображает проводимость электрического тока. При рассмотрении вопроса учитывается длина проводника и его тип.

Что это такое

Препятствование прохождению тока по проводнику называют сопротивлением. Показатель высчитывается, исходя из разности электрических потенциалов. Дополнительно учитывается сила тока на проводнике. Основоположником теории принято считать Георга Ома. Ещё в 1826 году, проведены исследования электрического тока.

Сопротивление проводника

Важно! Василий Петров подтвердил закон электрической цепи и провел собственные исследования в жидкости.

Условия, определяющие сопротивление проводников

При определении сопротивления учитывается ряд характеристик:

  • сечение элемента;
  • длина проводника;
  • удельное сопротивление;
  • тип материала.

Предметы с высоким сопротивлением практически не проводят ток. Также есть обратная зависимость, которая прописана в законе Ома. Для расчета показателя учитывается электрическая проводимость. Она показывает возможность проводника принимать электрический ток.

Проводимость электрического тока

Изменения проводника при увеличении длины

Во время испытаний замечено, что при увеличении длины проводника его электрическое сопротивление увеличивается. Для проведения эксперимента, необходимо выбрать заготовки из одинакового материала. К примеру, это может быть проволока из никелина. Для считывания параметров используется амперметр, который подключен к зажимам.

Устанавливая заготовки меньшей длины, отмечено, что ток в цепи увеличивается. Даже на одном изделии можно поиграться с амперметром. Поставив щуп на середину заготовки, к примеру, может отображаться значение 50 ампер.

Показатель амперметра

Интересно! Если отводить его в сторону, к краю, чтобы увеличить дальность держателя, показатель тока будет снижаться. Тоже самое, касается проводников из других материалов.

Виды

Проводником называют среду или предмет, который способен проводить электрический ток. Внутри него, при подключении к источнику энергии, начинает активно двигаться заряженная частица. Амперметр показывает возрастание электрического напряжения в цепи. Рассматривая проводники разных типов, учитывается удельная электропроводность и тип материала:

  • медь;
  • алюминий;
  • метал;
  • золото;
  • сплав никеля и хрома.

В научной среде есть понятие сверхпроводника, который считается идеальным. Он обладает значительным углом диэлектрической потери. Когда ток идёт от цепи, учитывается процент смещения. У сверхпроводника данный параметр минимален.

Из меди

Медь относится к компонентам 11 группы из таблицы химических элементов. По классификации он является пластинчатым, встречается в разных видах. Зачастую вещество имеет розовый оттенок. В электротехнике медь отличается низким удельным сопротивлением и лежит на одной нише с серебром, золотом.

Серебро и золото

Материал применим при изготовлении проводки, а также печатных плат. Ещё вещество востребовано при изготовлении электроприводов. Рассматривая сложные управляемые, электромеханические системы, заметно, что у них используются обмотки с низким удельным сопротивлением.

Если оценивать силовые трансформаторы, у них также применяется данный металл, однако он зачастую используется с примесями. Это необходимо, чтобы снизить показатель электропроводимости. В печатных платах медь используется на пару с алюминием. Рассматривая радиодетали, востребованными остаются сплавы на основе меди, которые также отличаются низким сопротивлением.

Разбирая персональные компьютеры, вещество встречается с бронзой либо латунью. Также используются добавки из цинка либо никеля. Чтобы повысить упругость проводника, применяются другие материалы, такие как олово, цинк. По таблице удельного сопротивления, веществу присвоен показатель 0,0157 Ом.

Свойства меди

Из алюминия

Среди элементов 13 группы в таблице выделяется алюминий. Он является отличным проводником в цепи, изготовлен из парамагнитного металла. По цвету наблюдается серебристый оттенок. Проводник хорошо поддается механической обработке. Помимо значительной электропроводимости, отмечается коррозийная стойкость.

При термической обработке образуется оксидная пленка, которая защищает поверхность. В природе предусмотрены различные соединения алюминия. Если рассматривать стандартную проволоку небольшого сечения, она востребована в электрических катушках. Вещество обладает низкой плотностью, а также массой, поэтому аналоги сложно подобрать. Используя алюминий в движущихся элементах, можно повысить их производительность.

Зачастую проводник встречается в жестких дисках, а также аудиосистемах. Востребованными остаются проволоки, покрытые слоем лака. Встречаются эмалированные аналоги, отличающиеся повышенной защищенностью. В качестве изоляции используется резина, берилл. Производители выпускают проводники с сечением от 0.003 мм.

Свойства алюминия

Помимо катушек индуктивности проволока может устанавливаться в индукторах, громкоговорителях, наушниках. Касательно соединений, встречаются варианты с алунитами. Дополнительная информация о физических свойствах:

  • низкая температура плавления;
  • высокая теплоемкость;
  • значительная твёрдость;
  • слабый парамагнетик;
  • широкий температурный диапазон.

Алюминий встречается в печатных платах, поскольку поддается в штамповке. Коррозионная стойкость — дополнительное преимущество. Алюминиевые проводники являются популярными и востребованными в промышленности. Удельное сопротивление — 0,028 Ом. Также необходимо рассмотреть недостаток — значительное содержание примесей.

Из металла

Среди металлов, распространенными типами проводников считаются следующие:

  • свинец;
  • олово;
  • платина;
  • никель;
  • вольфрам.

Свинец — это элемент из 14 группы, который может использоваться в качестве проводника. У него предельная плотность 11.35 грамм на кубический метр. Область применения ограничена, поскольку материал токсичен и относится к тяжелым металлам. История происхождения формулы неясна, есть лишь догадки.

Группы металлов

Если говорить о проводниковых элементах, то зачастую применяется нитрат свинца. В источниках тока, резервных блоках встречается версия с хлоридом. Рассматривая неорганические соединения, выделяется материал теллурид. Он подходит в качестве термоэлектрического проводника, поэтому используется в электростанциях разной мощности. Ещё металлический элемент востребован в холодильниках.

Если детально рассматривать теллурид, к числу особенности стоит приписать значительную диэлектрическую проницаемость. В составе помимо свинца имеется олово и теллур. По отдельности вещества встречаются в фоторезисторах и диодах. Если разбирать полупроводниковые приборы, элементы содержатся в стабилизаторах и указывают направление тока.

Важно! Олово — это проводник из 14 группы химических элементов. Материал безопасен, не содержит токсичных веществ.

Наравне с золотом, олово обладает отличными антикоррозионными свойствами. Зачастую в технике применяется дисульфид. Наиболее высокий показатель сопротивления показывает двуокись олова. В аккумуляторах он используется в чистом виде. Рассматривая гальванические элементы, стоит упомянуть про марганцево-оловянный диоксид.

Платина — это проводника с десятой группы химических элементов. Представленный металл имеет электросопротивление 0,098 Ом, и отличается повышенной плотностью. Если рассматривать сферу применения, то зачастую вещество встречается в лазерной технике. Речь идет о принтерах, а также измерительных приборах.

Свойства платины

Дополнительно платина используется в электромагнитных реле. В представленных автоматических устройствах он выступает проводником. Речь идет о механических, тепловых либо оптических реле. В электронных датчиках платина содержится в меньшем количестве, однако используется за счёт широкого диапазона температур. В частности, можно рассмотреть электронный термометр сопротивления. Резистивный элемент по большей части состоит из платины.

Из золота

Удельное сопротивление золота 0,023 Ом. Материал относится к первой группе металлов и по физическим свойствам является мягким. Золото встречается с примесями и в чистом виде. Плотность составляет 19,32 г/см³, сфера применения широка. В промышленности проводник востребован в качестве припоя.

Припой золото

Его разрешается наносить на различные поверхности, он служит отличным материалом для соединения заготовок, поскольку наблюдается низкая температура плавления. Также золото востребовано для защиты от коррозии.

Недостатки:

  • мягкость материала;
  • подвержен точечной коррозии.

Если использовать материал с добавками, то снижается температура плавления. Также это оказывает воздействие на механические свойства вещества.

Золото с добавками

Из сплавов никеля и хрома

Никель обладает удельным сопротивлением 0,087 Ом. Это элемент из 8 группы, который является пластинчатым. При термической обработке элемент покрывается пленкой оксида.

Особенности:

  • высокое электрическое сопротивление;
  • значительное линейное расширение;
  • упругость.

Никель активно используется в качестве проводника в аккумуляторах.

Различные добавки:

  • нихром;
  • пермаллои;
  • золото.

По сопротивлению элемент схож с константином, никелином. Хром является элементом шестой группы, проводник внешне имеет голубоватый оттенок. В качестве проводника он встречается в бытовой технике. Наиболее часто хром используется на пару с легированными сталями.

Свойства хрома

При соединении с нержавейкой образуется отличный проводник. Он демонстрирует антикоррозионные свойства, плюс повышенную твердость. На печатной плате элемент не боится износа. Устройства из хрома востребованы в авиакосмической промышленности.

Выше рассмотрены факторы, от чего зависит сопротивление проводника. Элементы изготавливаются из различных материалов, необходимо учитывать их свойства.

Определение электрического сопротивления — Химический словарь

Что такое сопротивление?

Электрическое сопротивление — это противодействие протеканию тока в электрической цепи: сопротивление преобразует электрическую энергию в тепловую, и в этом отношении аналогично механическому трению. Считается, что сопротивления рассеивают электрическую энергию в виде тепла.


Источник сопротивления

Металлы можно рассматривать как решетку положительно заряженных ионов металлов, окруженную «морем» мобильных электронов, не связанных с каким-либо конкретным ядром металла.Эти электроны описываются как занимающие зону проводимости металла.

Когда разность потенциалов — другими словами, напряжение — прикладывается к металлу в цепи, это вызывает чистое движение электронов в зоне проводимости металла.

Движению электронов препятствует вибрация атомов в металлической решетке, из-за которой теряется часть электрической энергии электрического тока — это сопротивление. Поскольку колебания решетки увеличиваются при повышении температуры, сопротивление металлов также увеличивается при повышении температуры.

Проводники и изоляторы

Электрические проводники, например, металлы, имеют низкое сопротивление. Идеальный проводник имел бы нулевое сопротивление.

Электрические изоляторы обладают очень высоким сопротивлением. Идеальный изолятор имел бы бесконечное сопротивление: он не будет рассеивать энергию, потому что через него не может протекать ток.

Нулевое сопротивление

При очень низких температурах сопротивление некоторых металлов и материалов падает до нуля: ток течет без рассеивания электрической энергии в виде тепла.Это явление называется сверхпроводимостью.

Закон Ома

Для многих материалов электрическое сопротивление R определяется законом Ома:

R = V / I

где V — напряжение в вольтах, I — ток в амперах. Единицей измерения сопротивления является ом, символ Ω.

Например, если на устройство подается напряжение 9,0 В, а измеренный ток составляет 2,0 А, тогда значение сопротивления составляет 4,5 Ом.

Материалы, которые подчиняются закону Ома, называются омическими резисторами.Как правило, металлы являются омическими резисторами, а металлоидные полупроводники — нет.

Использование сопротивления

В реальном мире электрическое сопротивление можно использовать в потребительских устройствах, таких как чайники, электрические тостеры и погружные нагреватели, для преобразования электрической энергии в тепло.

Выходная электрическая мощность резистора определяется умножением (проходящего через него тока) на x (напряжения на нем).

P = I V

где P — мощность в ваттах, I — ток в амперах, а V — напряжение в вольтах.

Сопротивление против импеданса

Сопротивление идеального резистора не зависит от частоты электричества. Если отношение напряжения к току изменяется с частотой, то противодействие току описывается как импеданс, а не сопротивление.


— электрическое сопротивление

Сопротивление является противодействием току — это похоже на «электрическое трение» между движением. электроны (ток) и молекулы в материале, через который протекает ток.Сопротивление зависит от температуры. С повышением температуры растет и сопротивление. Это потому, что молекулы в материал становится более возбужденным и больше мешает потоку электронов. Мы можем создавать сверхпроводники или материалы, которые практически не препятствуют току, охлаждая их. до температур, близких к абсолютному нулю. Эта температура для материала называется критической температурой . Ниже критической температуры сопротивление падает очень внезапно.

Что вызывает сопротивление? Когда электроны движутся по проводнику, они сталкиваются с атомами в проводнике, и это влияет на их движение.Различные атомы (проводящие материалы) вызывают потерю разного количества энергии. Чем больше столкновений, тем тяжелее электроны двигаться по проводнику. Это означает большее сопротивление. В некоторых случаях, например, в тостерах, лампочках и электрических нагревателях желательно сопротивление. Однако сопротивление проводов в цепях и линиях электропередач плохое и должно быть минимизировано.

Немецкий физик по имени Георг Ом наблюдал взаимосвязь между напряжением и током в цепи.Он обнаружили, что если температура поддерживается постоянной, отношение напряжения к току также остается постоянным. Эта связь стала известна как закон Ома.

График тока, приложенного к омический материал

  • Омические материалы имеют постоянное сопротивление в диапазоне потенциальные различия.
  • Неомические материалы противоречат закону Ома — они используются в таких компонентах, как в качестве диодов для управления направлением электрического тока в цепях.

Сопротивление измеряется в омах ( Вт, ).Резистор — это электронный компонент, который разработан специально для Преимущество этих отношений. Сопротивление — это мера материала способность пропускать поток электронов. Мы используем греческую букву r (ро) для обозначения удельного сопротивления, и ее можно найти для различных материалов. Обычно:

R = rL / A

Где R — сопротивление в Ом, r — удельное сопротивление, L — длина проводник, A — площадь поперечного сечения проводника.

  • Если провод имеет большую длину, значит больше сопротивление.
  • Если проводник имеет меньшую площадь поперечного сечения, значит больше сопротивление.

Резистор — это специальный компонент, помещенный в электрическую цепь. для контроля протекания тока в системе. Возвращаясь к нашей аналогии с системой водяных трубопроводов, это эквивалентно размещению дроссельной заслонки в водопроводной трубе, чтобы контролировать количество проходящей воды. через.

Некоторые образцы Проблем:

1.) Если у вас есть цепь 20 В с током 0,7 А, какой сопротивление?

А) R = I / V = ​​20 В / 0,7 А = 28,57 Вт

2.) Если у вас есть алюминиевый провод длиной 4 м и радиусом 2 мм, какой сопротивление?

A) r Алюминий = 2,65×10 -8 W м
R = rL / A 2,65X10 -8 W м x 4 м / 0,002 м 2 = 8,84×10 -3 Вт

Для дальнейшего изучения посетите следующие веб-сайты:

Некоторые советы по кодированию и интересные факты о резисторах по адресу: http: // www.williamson-labs.com/resistors.htm

Действительно классная симуляция резистора с цветом кодировка:

http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/resistor/index.html

Подробнее о законе Ома, некоторые примеры задач и смоделированные эксперимент по адресу: http://www.physics.uoguelph.ca/tutorials/ohm/Q.ohm.intro.html

Для практических задач попробуйте: Практические вопросы Джанколи с несколькими вариантами ответов (Давайте — попробуйте несколько.)

Электрическое сопротивление | Инжиниринг | Fandom

Резистор

Электрическое сопротивление — это мера степени, в которой объект препятствует прохождению электрического тока.

В системе СИ единицей электрического сопротивления является ом. Его обратная величина — , электрическая проводимость , измеренная в сименсах.

Сопротивление — это свойство любого объекта или вещества сопротивляться или противодействовать прохождению электрического тока. Величина сопротивления в электрической цепи определяет количество тока, протекающего в цепи для любого заданного напряжения, приложенного к цепи. Соответствующая формула:

R = V / I

где

R — сопротивление объекта, обычно измеряемое в омах.
В — разность потенциалов на объекте, обычно измеряемая в вольтах (постоянный ток).
I — ток, проходящий через объект, обычно измеряемый в амперах

Для самых разных материалов и условий электрическое сопротивление не зависит от величины протекающего тока или величины приложенного напряжения. В можно измерить непосредственно на объекте или рассчитать путем вычитания напряжений относительно контрольной точки.Первый метод проще для одного объекта и, вероятно, будет более точным. Также могут возникнуть проблемы с предыдущим методом, если напряжение питания переменного тока и два измерения от контрольной точки не совпадают по фазе друг с другом.

Когда ток I протекает через объект с сопротивлением R , электрическая энергия преобразуется в тепло со скоростью (мощностью), равной

где

P — мощность, измеренная в ваттах
I — ток, измеренный в амперах
R — сопротивление, измеренное в омах

Этот эффект полезен в некоторых приложениях, таких как лампы накаливания. освещение и электрическое отопление, но нежелательно при передаче энергии.Общие способы борьбы с резистивными потерями включают использование более толстого провода и более высоких напряжений. Сверхпроводящий провод используется в специальных приложениях.

Сопротивление постоянному току [править | править источник]

Пока плотность тока в проводнике полностью однородна, сопротивление постоянному току R проводника с регулярным поперечным сечением можно вычислить как

где

L — длина проводника, измеренная в метрах
A — площадь поперечного сечения, измеренная в квадратных метрах
ρ (греч .: rho) — удельное электрическое сопротивление ( также называют удельным электрическим сопротивлением () материала, измеряемым в Ом · метр.Удельное сопротивление — это мера способности материала противодействовать прохождению электрического тока.

По практическим причинам почти любое подключение к реальному проводнику почти наверняка будет означать, что плотность тока не является полностью однородной. Однако эта формула по-прежнему дает хорошее приближение для длинных тонких проводников, таких как провода.

сопротивление переменному току [править | править источник]

Если провод проводит высокочастотный переменный ток, то эффективная площадь поперечного сечения провода, доступная для проведения тока, уменьшается.(См. Скин-эффект).

Формула Термана дает диаметр проволоки, сопротивление которой увеличится на 10%.

где

— рабочая частота, измеренная в герцах (Гц)
— диаметр провода в миллиметрах.

Эта формула применима к изолированным проводам. В проводнике в непосредственной близости от других проводников фактическое сопротивление выше из-за эффекта близости.

В металлах [править | править источник]

Металл состоит из решетки атомов, каждый из которых имеет оболочку из электронов. Внешние электроны могут диссоциировать от своих родительских атомов и путешествовать по решетке, делая металл проводником. Когда к металлу прикладывается электрический потенциал (напряжение), электроны дрейфуют от одного конца проводника к другому под действием электрического поля. В реальном материале атомная решетка никогда не бывает идеально регулярной, поэтому ее несовершенства рассеивают электроны и вызывают сопротивление.Повышение температуры заставляет атомы вибрировать сильнее, вызывая еще больше столкновений и еще больше увеличивая сопротивление.

Чем больше площадь поперечного сечения проводника, тем больше электронов доступно для переноса тока, поэтому тем меньше сопротивление. Чем длиннее проводник, тем больше случаев рассеяния происходит на пути каждого электрона через материал, поэтому тем выше сопротивление. [1]

В полупроводниках и изоляторах [редактировать | править источник]

Полупроводники обладают свойствами, которые частично отличаются от свойств металлов и изоляторов.Силиконовый бульон имеет сероватый металлический блеск, как металл, но хрупкий, как стекло. Можно управлять резистивными свойствами полупроводниковых материалов, легируя эти материалы атомарными элементами, такими как мышьяк или бор, которые создают электроны или дырки, которые могут перемещаться по решетке материала.

В ионных жидкостях / электролитах [править | править источник]

В электролитах электропроводность осуществляется не зонными электронами или дырками, а движущимися целыми частицами атомов (ионами), каждый из которых несет электрический заряд.Удельное сопротивление ионных жидкостей сильно зависит от концентрации соли — в то время как дистиллированная вода является почти изолятором, соленая вода является очень эффективным проводником электричества. В клеточных мембранах токи переносятся ионными солями. Небольшие отверстия в мембранах, называемые ионными каналами, избирательны по отношению к определенным ионам и определяют сопротивление мембраны.

Сопротивление различных материалов [править | править источник]

Теория лент [править | править источник]

Уровни энергии электронов в изоляторе.

Квантовая механика утверждает, что энергия электрона в атоме не может быть произвольной величиной. Скорее, существуют фиксированные уровни энергии, которые могут занимать электроны, и значения между этими уровнями невозможны. Уровни энергии сгруппированы в две зоны: валентная зона и зона проводимости (последняя обычно выше первой). Электроны в зоне проводимости могут свободно перемещаться по веществу в присутствии электрического поля.

В изоляторах и полупроводниках атомы вещества влияют друг на друга так, что между валентной зоной и зоной проводимости существует запрещенная зона энергетических уровней, которую электроны просто не могут занять. Для протекания тока электрону необходимо передать относительно большое количество энергии, чтобы он мог перепрыгнуть через этот запрещенный промежуток в зону проводимости. Таким образом, большие напряжения дают относительно небольшие токи.

Когда сопротивление может зависеть от напряжения и тока, дифференциальное сопротивление , инкрементное сопротивление или наклонное сопротивление определяется как наклон графика V-I в определенной точке, таким образом:

Эту величину иногда называют просто сопротивлением , хотя эти два определения эквивалентны только для омического компонента, такого как идеальный резистор.Если график V-I не является монотонным (т. Е. Имеет пик или впадину), дифференциальное сопротивление будет отрицательным для некоторых значений напряжения и тока. Это свойство часто называют отрицательным сопротивлением , , хотя правильнее его называть отрицательным дифференциальным сопротивлением , поскольку абсолютное сопротивление В, /, остается положительным.

Около комнатной температуры электрическое сопротивление типичного металлического проводника увеличивается линейно с температурой:

,

где a — коэффициент термического сопротивления.

Электрическое сопротивление типичного собственного (нелегированного) полупроводника экспоненциально уменьшается с температурой:

При повышении температуры, начиная с абсолютного нуля, примесные (легированные) полупроводники сначала уменьшают сопротивление, когда носители покидают доноры или акцепторы, а затем, когда большинство доноров или акцепторов теряют свои носители, сопротивление снова начинает немного увеличиваться из-за уменьшение подвижности носителей (как в металле), а затем, наконец, начинают вести себя как собственные полупроводники, поскольку носители от доноров / акцепторов становятся незначительными по сравнению с термически генерируемыми носителями

Электрическое сопротивление электролитов и изоляторов сильно нелинейно и зависит от конкретного случая, поэтому здесь не приводятся обобщенные уравнения.

Калькулятор сопротивления проводов

Этот калькулятор сопротивления проводов может быстро вычислить электрические свойства конкретного провода — его сопротивление и проводимость. Сопротивление описывает, насколько сильно данный кабель препятствует прохождению электрического тока, а проводимость измеряет способность провода проводить его. С ними также связаны две физические величины — удельное электрическое сопротивление и электропроводность. Прочитав приведенный ниже текст, вы, например, узнаете, как можно оценить сопротивление провода, используя формулу сопротивления (так называемый закон Пуйе).

В настоящее время одним из наиболее часто используемых проводников является медь, которую можно найти почти в каждом электрическом устройстве. Прочтите, если вы хотите узнать, что такое проводимость меди и удельное сопротивление меди, а также какие единицы удельного сопротивления и единицы проводимости использовать. Вы также можете рассчитать падение напряжения на конкретном проводе — в этом случае попробуйте наш калькулятор падения напряжения!

Единицы удельного сопротивления и электропроводности

Удельное сопротивление ρ , в отличие от сопротивления, является внутренним свойством материала.Это значит, что неважно, толстая или тонкая, длинная или короткая проволока. Удельное сопротивление всегда будет одинаковым для конкретного материала, а единицы удельного сопротивления — «омметр» ( Ом * м ). Чем выше удельное сопротивление, тем труднее протекать току через провод. Вы можете проверить наш калькулятор скорости дрейфа, чтобы узнать, насколько быстро проходит электричество.

С другой стороны, у нас есть проводимость σ , которая строго связана с удельным сопротивлением.В частности, он определяется как обратное: σ = 1 / ρ . Как и удельное сопротивление, это внутреннее свойство материала, но единицы проводимости — «сименс на метр» ( См / м ). Электрический ток может плавно течь по проводу при высокой проводимости.

В некоторых материалах при очень низких температурах мы можем наблюдать явление, называемое сверхпроводимостью. Сопротивление в сверхпроводнике резко падает до нуля, и, таким образом, проводимость приближается к бесконечности.Можно сказать, что это идеальный дирижер. Сверхпроводимость также связана с левитацией, которую мы описали в нашем калькуляторе магнитной проницаемости.

Формула проводимости и формула сопротивления

И проводимость, и сопротивление зависят от геометрических размеров провода. В нашем калькуляторе сопротивления проводов используется следующая формула сопротивления:

R = ρ * L / A

где

  • R — сопротивление в Ом,
  • ρ — удельное сопротивление материала в Ом * м,
  • L — длина провода,
  • A — площадь поперечного сечения провода.

Вы также можете использовать этот калькулятор сопротивления проводов для оценки проводимости, так как:

G = σ * A / L

где

  • G — проводимость в сименсах (S),
  • σ — проводимость в См / м,
  • L и A сохраняют то же значение.

В расширенном режиме вы можете напрямую изменять значения удельного сопротивления ρ и проводимости σ .Комбинируя два приведенных выше уравнения с соотношением ρ = 1 / σ , мы получаем аналогичную связь между сопротивлением и проводимостью:

R = 1 / G

Вы уже рассчитали сопротивление вашего провода? Попробуйте наш калькулятор последовательных резисторов и параллельный калькулятор резисторов, чтобы узнать, как можно рассчитать эквивалентное сопротивление различных электрических цепей.

Электропроводность меди и удельное сопротивление меди

Такие материалы, как медь и алюминий, имеют низкий уровень удельного сопротивления, что делает эти материалы идеальными для производства электрических проводов и кабелей.(-8) Ом * м .

Что такое удельное электрическое сопротивление? — Matmatch

Удельное электрическое сопротивление — это свойство, уникальное для каждого материала, которое необходимо понимать перед созданием и проектированием электрических и электронных систем. Знание того, как материалы различаются по удельному сопротивлению, дает информацию для выбора подходящих материалов, используемых для изготовления двигателей, электрических цепей, диэлектриков, резистивного нагрева и сверхпроводящих приложений.

Какое удельное электрическое сопротивление материала?

Удельное электрическое сопротивление, обозначаемое греческой буквой ρ (rho), является мерой сопротивления определенного материала заданного размера проводимости электрического тока, протекающего через него.Его также называют удельным электрическим сопротивлением или объемным сопротивлением [1]. Единица измерения удельного электрического сопротивления в системе СИ выражается в ом-метрах (Ом · м). Он также измеряется в единицах (мкОм · см). Изоляторы имеют высокие значения удельного электрического сопротивления в диапазоне 10 90 · 107 · 10 90 · 108 Ом · м или более, тогда как металлические проводники имеют очень низкие значения удельного сопротивления в диапазоне 10 90 · 107 -8 90 · 108 Ом · м.

Какая формула удельного электрического сопротивления?

Удельное электрическое сопротивление (ρ) твердого объекта определяется путем пропускания электрического тока через образец и последующего измерения результирующего падения напряжения на определенной длине.Это выражается соотношением между электрическим полем внутри материала и протекающим электрическим током.

Фундаментальная взаимосвязь между сопротивлением материала потоку электронов представлена ​​законом Ома [2]:

где,

В = I.

рэнд

В — приложенное напряжение, (вольт: В)

Я электрика

л расход тока (амперы: A)

R — сопротивление материала (Ом: Ом)

Изображение 1 Источник для справки — https: // www.subsurfaceinsights.com/images/ohmslaw.png

Разделив напряжение на длину образца L, в результате чего возникнет электрическое поле E, и ток на площадь поперечного сечения A, в результате чего получится плотность тока J, удельное электрическое сопротивление можно описать как внутреннее свойство материала следующим образом:

ρ — удельное электрическое сопротивление материала (ом-метр: Ом · м)

E — величина электрического поля в материале (вольт / метр: В / м)

Дж — величина плотности электрического тока в материале (ампер / кв.м: А / м 2 )

Для идеального резистора или проводника с однородным поперечным сечением, физическим составом и равномерным током формула электрического сопротивления может быть записана как:

где,

R — электрическое сопротивление однородного образца (Ом: Ом)

A — площадь поперечного сечения образца (квадратные метры: 2 м)

L — длина образца (метры: м) [2]

Проводимость, в отличие от удельного сопротивления, является свойством материала, которое связано с легкостью, с которой электрический ток может протекать в материале.Это величина, обратная удельному сопротивлению, выражается как 1 / ρ с единицей измерения Сименс / метр (См / м). Сверхпроводник имеет практически нулевое омическое сопротивление и бесконечную проводимость [3].

Сопротивление в зависимости от сопротивления

Удельное сопротивление и сопротивление нельзя путать друг с другом. Удельное сопротивление — это свойство материала, имеющее внутреннюю ценность, как и теплопроводность, в то время как сопротивление зависит от формы, геометрии и удельного сопротивления. Рассмотрим два стержневых образца из проводящего материала одинакового состава и длины, но разного диаметра.Ожидается, что удельное сопротивление будет одинаковым в обоих, но тот, у которого меньшая площадь поперечного сечения, будет иметь относительно большее сопротивление. Если, однако, диаметры были одинаковыми, а длина одного стержня увеличилась, более длинный стержень будет иметь большее сопротивление. Таким образом, можно сказать, что сопротивление проводника пропорционально его длине (R ∝ L) [4].

Удельное сопротивление и температура

Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры, и для большинства материалов табличные значения обычно приводятся при комнатной температуре (20 ° C).Металлические проводники обычно имеют увеличивающееся удельное сопротивление пропорционально температуре, тогда как удельное сопротивление полупроводников, таких как кремний, уменьшается с повышением температуры. Это делает полупроводники идеальными для применения в электронике [2].

Удельное сопротивление и выбор материала

Электрические и электронные системы используют удельное электрическое сопротивление как ключевой параметр при выборе материала. Это позволяет дизайнерам определять правильный материал, который будет использоваться для конкретного приложения.Например, системы распределения электроэнергии полагаются на электрическое сопротивление для оценки линий электропередачи, заземления и материала почвы.

Материалы, которые служат проводниками, должны иметь низкий уровень удельного сопротивления, несмотря на то, что их протягивают в длинные тонкие провода. Знание удельного электрического сопротивления различных материалов дает информацию о практичности их использования и позволяет исследовать подходящие альтернативы. Например, хотя серебро и золото имеют низкие значения удельного сопротивления и являются отличными проводниками, они дороги по сравнению с медью.Медь обладает высокой пластичностью и высокой электропроводностью, поэтому она является лучшим вариантом. Удельное сопротивление также важно для определения материалов, которые должны действовать как изоляторы для размещения проводов и соединений.

Физика — электрические свойства — Бирмингемский университет

Электрическое сопротивление ( R ) компонента схемы согласно закону Ома — это отношение напряжения ( В, ) к току ( I ), обычно выражаемое как В = IR .Его не следует путать с удельным сопротивлением ( ρ ) — внутренним свойством материала, которое указывает, насколько сильно он противостоит электрическому току.

Сопротивление или удельное сопротивление?

Компоненты схемы имеют характерное поведение сопротивления, что можно увидеть из графика зависимости их тока от напряжения. Резистор имеет постоянное значение сопротивления, лампа накаливания имеет сопротивление, которое увеличивается с температурой, а диод имеет очень высокое сопротивление в одном направлении.

Для провода сопротивление ( R ) зависит от его длины, площади поперечного сечения и материала, из которого он сделан. Интуитивно понятно, что ток, протекающий по проводу, представляет собой воду, протекающую по трубе — провод большей длины ( l ) будет иметь более высокое сопротивление, чем более короткий провод, а провод с меньшей площадью поперечного сечения ( A ). ) будет иметь более высокое сопротивление, чем устройство с большей площадью поперечного сечения. Удельное сопротивление ( ρ ) — постоянная, которая связывает все эти вещи вместе, определяемая уравнением:

Мы можем измерить удельное сопротивление металла в лаборатории, измерив напряжение и ток на проводе известной длины и площади поперечного сечения, следуя принципиальной схеме ниже

.

Как мы исследуем удельное сопротивление в лаборатории?

Как измерить удельное сопротивление провода?

Каковы реальные приложения?

Электричество стало частью нашей повседневной жизни, поэтому полезно хотя бы знать основные символы схем.Вот несколько распространенных примеров:

Температура — это переменная, которая не фигурирует в нашем уравнении для удельного сопротивления, однако удельное сопротивление (и, следовательно, сопротивление) зависит от температуры и обычно задается при определенной температуре. Как правило, чем выше температура, тем больше удельное сопротивление. Один из способов представить это: чем горячее компонент, тем сильнее колеблются молекулы, затрудняя прохождение тока. Термисторы — это особый тип резистора, который особенно чувствителен к температуре.Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (или NTC) имеют уменьшающееся сопротивление с повышением температуры, поэтому обычно используются в качестве датчиков температуры для предотвращения условий перенапряжения в большинстве электронных устройств.

Лабораторные признания

В подкасте «Лаборатория исповеди» исследователи рассказывают о своем лабораторном опыте в контексте практических экзаменов A Level. В этом выпуске мы рассмотрим приборы для измерения малых расстояний и принципиальные схемы.

Какая связь между удельным сопротивлением и проводимостью?

Обратное сопротивление — , проводимость ( σ ).Это показатель того, насколько хорошо материал действует как проводник. Сверхпроводники — это особый тип материала, который при охлаждении ниже характеристической температуры имеет сопротивление, близкое к нулю. Поскольку они не имеют сопротивления, постоянный электрический ток течет по поверхности сверхпроводника, что также исключает его внутренние силовые линии магнитного поля.

Сопротивление традиционных проводников, таких как медь, не будет равным нулю, даже при охлаждении почти до абсолютного нуля, однако такие материалы, как оксид висмута, стронция, кальция, меди (BSCOO), имеют критические температуры для сверхпроводимости, такие как 77 градусов Кельвина, как известно. как высокотемпературные сверхпроводники.Их намного легче охладить до критических температур, чем традиционные сверхпроводники, которые часто имеют критические температуры около 30K, и для охлаждения требуется жидкий гелий, а не жидкий азот. Сверхпроводники находят широкое применение от исследований, в которых условия требуют небольшого сопротивления или его отсутствие (например, ускорители частиц), до разработки новых технологий (например, плавающих магнитных поездов) и сканеров МРТ.

Следующие шаги

Эти ссылки предоставлены только для удобства и в информационных целях; они не означают одобрения или одобрения Бирмингемским университетом какой-либо информации, содержащейся на внешнем веб-сайте.Бирмингемский университет не несет ответственности за точность, законность или содержание внешнего сайта или последующих ссылок. Пожалуйста, свяжитесь с внешним сайтом для получения ответов на вопросы относительно его содержания.

Электрическое сопротивление | Фиск Сплав

Электрическое сопротивление проводов обычно выражается в омах на единицу длины. В английской системе это Ω / mft (Ом на 1000 футов), в метрических Ω / км (Ом на 1000 метров) при стандартной температуре 20ºC (68ºF).

Измерение

Стандартная процедура измеряет сопротивление постоянному току на минимальной длине 5 футов (1,5 метра) и преобразует его в единицы Ω / mft или Ω / km. Использование резистивного моста предотвращает резистивный нагрев образца, особенно в меньших калибрах.

Определения

  • Удельное электрическое сопротивление
  • Электрическое сопротивление материала на единицу объема. Удельное сопротивление — это свойство материала, которое не зависит от его геометрии (площади поперечного сечения и длины).Высокое удельное сопротивление указывает на то, что материал плохо проводит электричество. Удельное электрическое сопротивление выражается в Ом-дюймах (или Ом-см) и т. Д.
  • Электропроводность
  • Обратное сопротивление. Это мера способности материала проводить электрический ток, обычно по сравнению с медью, и обычно выражается в% IACS (Международный стандарт отожженной меди).
  • Температурный коэффициент сопротивления
  • Константа, которая отражает изменение электрического сопротивления материала (удельного сопротивления) из-за изменения температуры на один градус.Выражается в единицах на градус Цельсия (или единицах на градус Фаренгейта).

Сопротивление проводника

R = ρL / A

Где R — сопротивление в омах, ρ — объемное удельное сопротивление, L — длина образца, а A — площадь поперечного сечения образца.

Электропроводность и удельное сопротивление (ρ) обычных проводниковых сплавов

МАТЕРИАЛ ПРОВОДНИКА % 1ACS Ом-см · дюйм / фут
Медь (C110) 100 10.37
Percon 24 90 11,52
C18135 85 12.20
Percon 11 90 11,52
Percon 17 85 12.20
Percon 19 73 14,21
Кадмий Медь (C162) 85 12.20
Сталь плакированная медью (40%) 39 26.45

Температурная коррекция

Температура окружающей среды влияет на электрическое сопротивление большинства металлов.

Провод

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *