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

(для регионов бесплатно)

Содержание

Удельное электрическое сопротивление — Вики

Уде́льное электри́ческое сопротивле́ние, или просто удельное сопротивление вещества — физическая величина, характеризующая способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.

Удельное сопротивление обозначается греческой буквой ρ. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества.

Электрическое сопротивление однородного проводника с удельным сопротивлением ρ, длиной l и площадью поперечного сечения S может быть рассчитано по формуле R=ρ⋅lS{\displaystyle R={\frac {\rho \cdot l}{S}}} (при этом предполагается, что ни площадь, ни форма поперечного сечения не меняются вдоль проводника). Соответственно, для ρ выполняется ρ=R⋅Sl.{\displaystyle \rho ={\frac {R\cdot S}{l}}.}

Из последней формулы следует: физический смысл удельного сопротивления вещества заключается в том, что оно представляет собой сопротивление изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины и с единичной площадью поперечного сечения.

Единицы измерения

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м[1]. Из соотношения ρ=R⋅Sl{\displaystyle \rho ={\frac {R\cdot S}{l}}} следует, что единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом[2]. Соответственно, удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм²/м, равная 10−6 от 1 Ом·м

[1]. Данная единица равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом[2]. Соответственно, удельное сопротивление какого-либо вещества, выраженное в этих единицах, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм².

Обобщение понятия удельного сопротивления

Кусок резистивного материала с электрическими контактами на обоих концах..

Удельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией координат — коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля E→(r→){\displaystyle {\vec {E}}({\vec {r}})} и плотность тока J→(r→){\displaystyle {\vec {J}}({\vec {r}})} в данной точке r→{\displaystyle {\vec {r}}}.{3}\rho _{ij}({\vec {r}})J_{j}({\vec {r}}).}

В анизотропном, но однородном веществе тензор ρij{\displaystyle \rho _{ij}} от координат не зависит.

Тензор ρij{\displaystyle \rho _{ij}} симметричен, то есть для любых i{\displaystyle i} и j{\displaystyle j} выполняется ρij=ρji{\displaystyle \rho _{ij}=\rho _{ji}}.

Как и для всякого симметричного тензора, для ρij{\displaystyle \rho _{ij}} можно выбрать ортогональную систему декартовых координат, в которых матрица ρij{\displaystyle \rho _{ij}} становится диагональной, то есть приобретает вид, при котором из девяти компонент ρij{\displaystyle \rho _{ij}} отличными от нуля являются лишь три: ρ11{\displaystyle \rho _{11}}, ρ22{\displaystyle \rho _{22}} и ρ33{\displaystyle \rho _{33}}. В этом случае, обозначив ρii{\displaystyle \rho _{ii}} как ρi{\displaystyle \rho _{i}}, вместо предыдущей формулы получаем более простую

Ei=ρiJi.{\displaystyle E_{i}=\rho _{i}J_{i}.}

Величины ρi{\displaystyle \rho _{i}} называют главными значениями тензора удельного сопротивления.{3}\sigma _{ij}({\vec {r}})E_{j}({\vec {r}}).}

Из этого равенства и приведённого ранее соотношения для Ei(r→){\displaystyle E_{i}({\vec {r}})} следует, что тензор удельного сопротивления является обратным тензору удельной проводимости. С учётом этого для компонент тензора удельного сопротивления выполняется:

ρ11=1det(σ)[σ22σ33−σ23σ32],{\displaystyle \rho _{11}={\frac {1}{\det(\sigma )}}[\sigma _{22}\sigma _{33}-\sigma _{23}\sigma _{32}],}
ρ12=1det(σ)[σ33σ12−σ13σ32],{\displaystyle \rho _{12}={\frac {1}{\det(\sigma )}}[\sigma _{33}\sigma _{12}-\sigma _{13}\sigma _{32}],}

где det(σ){\displaystyle \det(\sigma )} — определитель матрицы, составленной из компонент тензора σij{\displaystyle \sigma _{ij}}. Остальные компоненты тензора удельного сопротивления получаются из приведённых уравнений в результате циклической перестановки индексов 1, 2 и 3[3].

Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ

Металлические монокристаллы

В таблице приведены главные значения тензора удельного сопротивления монокристаллов при температуре 20 °C[4].

Кристалл ρ12, 10-8 Ом·м ρ3, 10-8 Ом·м
Олово 9,9 14,3
Висмут 109 138
Кадмий 6,8 8,3
Цинк 5,91 6,13
Теллур 2,90·10
9
5,9·109

Металлы и сплавы, применяемые в электротехнике

Разброс значений обусловлен разной химической чистотой металлов, способов изготовления образцов, изученных разными учеными и непостоянством состава сплавов.

Металл ρ, Ом·мм²/м
Серебро 0,015…0,0162
Медь 0,01724…0,018
Золото 0,023
Алюминий 0,0262…0,0295
Иридий 0,0474
Молибден 0,054
Вольфрам 0,053…0,055
Цинк 0,059
Никель 0,087
Железо 0,098
Платина 0,107
Олово 0,12
Свинец 0,217…0,227
Титан 0,5562…0,7837
Висмут 1,2
Сплав ρ, Ом·мм²/м
Сталь 0,103…0,137
Никелин 0,42
Константан 0,5
Манганин 0,43…0,51
Нихром 1,05…1,4
Фехраль 1,15…1,35
Хромаль 1,3…1,5
Латунь 0,025…0,108
Бронза 0,095…0,1

Значения даны при температуре t = 20 °C. Сопротивления сплавов зависят от их химического состава и могут варьироваться. Для чистых веществ колебания численных значений удельного сопротивления обусловлены различными методами механической и термической обработки, например, отжигом проволоки после волочения.

Другие вещества

Тонкие плёнки

Сопротивление тонких плоских плёнок (когда её толщина много меньше расстояния между контактами) принято называть «удельным сопротивлением на квадрат», RSq.{\displaystyle R_{\mathrm {Sq} }.} Этот параметр удобен тем, что сопротивление квадратного куска проводящей плёнки не зависит от размеров этого квадрата, при приложении напряжения по противоположным сторонам квадрата. При этом сопротивление куска плёнки, если он имеет форму прямоугольника, не зависит от его линейных размеров, а только от отношения длины (измеренной вдоль линий тока) к его ширине L/W: RSq=RW/L,{\displaystyle R_{\mathrm {Sq} }=RW/L,} где R — измеренное сопротивление. В общем случае, если форма образца отличается от прямоугольной, и поле в пленке неоднородное, используют метод ван дер Пау.

Примечания

  1. 1 2 Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 93. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
  2. 1 2 Чертов А. Г. Единицы физических величин. — М.: «Высшая школа», 1977. — 287 с.
  3. Давыдов А. С. Теория твёрдого тела. — М.: «Наука», 1976. — С. 191—192. — 646 с.
  4. Шувалов Л. А. и др. Физические свойства кристаллов // Современная кристаллография / Гл. ред. Б. К. Вайнштейн. — М.: «Наука», 1981. — Т. 4. — С. 317.

См. также

Ссылки

В чем измеряется удельное электрическое сопротивление

удельное электрическое сопротивление

— УЭС — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы УЭС EN electrical resistivity … Справочник технического переводчика

удельное электрическое сопротивление — savitoji elektrinė varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, išreiškiamas iš formulės E = ρJ; čia E — elektrinio lauko stiprio vektorius, J — elektros srovės tankio vektorius, ρ — savitoji elektrinė varža.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

удельное электрическое сопротивление — savitoji elektrinė varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, skaitine verte lygus kubo pav >Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

удельное электрическое сопротивление — savitoji elektrinė varža statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, skaitine verte lygus varžai kubo pav >Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

удельное (электрическое) сопротивление — 78 удельное (электрическое) сопротивление Величина, характеризующая электропроводность вещества, скалярная для изотропного вещества и тензорная для анизотропного вещества, произведение которой на плотность электрического тока проводимости равно… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Удельное электрическое сопротивление — 27. Удельное электрическое сопротивление По ГОСТ 19880 74 Источник: ГОСТ 22265 76: Материалы проводниковые. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

УДЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — величина р, численно равная 1/б, где а удельная электрическая проводимость. Выражается в Ом*м … Большой энциклопедический политехнический словарь

Удельное (электрическое) сопротивление — 1. Величина, характеризующая электропроводность вещества, скалярная для изотропного вещества и тензорная для анизотропного вещества, произведение которой на плотность электрического тока проводимости равно напряженности электрического поля… … Телекоммуникационный словарь

удельное электрическое сопротивление — Величина, обратная удельной электрической проводимости … Политехнический терминологический толковый словарь

удельное электрическое сопротивление пласта — ρп Удельное электрическое сопротивление части пласта, не затронутой проникновением промывочной жидкости. [ГОСТ 22609 77] Тематики геофизические исследования в скважинах Обобщающие термины обработка и интерпретация результатов геофизических… … Справочник технического переводчика

В данной статье мы подробно разберем что такое удельное сопротивление и электропроводность, ясно опишем все формулы с помощью примеров задач, а так же дадим вам таблицу удельных сопротивлений некоторых проводников.

Описание

Закон Ома гласит, что, когда источник напряжения (V) подается между двумя точками в цепи, между ними будет протекать электрический ток (I), вызванный наличием разности потенциалов между этими двумя точками. Количество протекающего электрического тока ограничено величиной присутствующего сопротивления ®. Другими словами, напряжение стимулирует протекание тока (движение заряда), но это сопротивление препятствует этому.

Мы всегда измеряем электрическое сопротивление в Омах, где Ом обозначается греческой буквой Омега, Ω. Так, например: 50 Ом, 10 кОм или 4,7 МОм и т.д. Проводники (например, провода и кабели) обычно имеют очень низкие значения сопротивления (менее 0,1 Ом), и, таким образом, мы можем пренебречь ими, как мы предполагаем в расчетах анализа цепи, что провода имеют ноль сопротивление. С другой стороны, изоляторы (например, пластиковые или воздушные), как правило, имеют очень высокие значения сопротивления (более 50 МОм), поэтому мы можем их игнорировать и для анализа цепи, поскольку их значение слишком велико.

Но электрическое сопротивление между двумя точками может зависеть от многих факторов, таких как длина проводников, площадь их поперечного сечения, температура, а также фактический материал, из которого он изготовлен. Например, давайте предположим, что у нас есть кусок провода (проводник), который имеет длину L, площадь поперечного сечения A и сопротивление R, как показано ниже.

Электрическое сопротивление R этого простого проводника является функцией его длины, L и площади поперечного сечения A. Закон Ома говорит нам, что для данного сопротивления R ток, протекающий через проводник, пропорционален приложенному напряжению, поскольку I = V / R. Теперь предположим, что мы соединяем два одинаковых проводника вместе в последовательной комбинации, как показано на рисунке.

Здесь, соединив два проводника вместе в последовательной комбинации, то есть, к концу, мы фактически удвоили общую длину проводника (2L), в то время как площадь поперечного сечения A остается точно такой же, как и раньше. Но помимо удвоения длины, мы также удвоили общее сопротивление проводника, дав 2R как: 1R + 1R = 2R.

Таким образом , мы можем видеть , что сопротивление проводника пропорционально его длину, то есть: R ∝ L. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально больше, чем оно длиннее.

Отметим также, что, удваивая длину и, следовательно, сопротивление проводника (2R), чтобы заставить тот же ток I, чтобы течь через проводник, как и раньше, нам нужно удвоить (увеличить) приложенное напряжение I = (2 В) / (2R). Далее предположим, что мы соединяем два идентичных проводника вместе в параллельной комбинации, как показано.

Здесь, соединяя два проводника в параллельную комбинацию, мы фактически удвоили общую площадь, дающую 2А, в то время как длина проводников L остается такой же, как у исходного одиночного проводника. Но помимо удвоения площади, путем параллельного соединения двух проводников мы фактически вдвое сократили общее сопротивление проводника, получив 1 / 2R, поскольку теперь каждая половина тока протекает через каждую ветвь проводника.

Таким образом, сопротивление проводника обратно пропорционально его площади, то есть: R 1 / ∝ A или R ∝ 1 / A. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально меньше, чем больше его площадь поперечного сечения.

Кроме того, удваивая площадь и, следовательно, вдвое увеличивая суммарное сопротивление ветви проводника (1 / 2R), для того же тока, чтобы I протекал через параллельную ветвь провода, как раньше, нам нужно только наполовину уменьшить приложенное напряжение I = (1 / 2V) / (1 / 2R).

Надеемся, мы увидим, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине (L) проводника, то есть: R ∝ L, и обратно пропорционально его площади (A), R ∝ 1 / A. Таким образом, мы можем правильно сказать, что сопротивление это:

Пропорциональность сопротивления

Но помимо длины и площади проводника, мы также ожидаем, что электрическое сопротивление проводника будет зависеть от фактического материала, из которого он изготовлен, потому что разные проводящие материалы, медь, серебро, алюминий и т.д., имеют разные физические и электрические свойства. Таким образом, мы можем преобразовать знак пропорциональности (∝) вышеприведенного уравнения в знак равенства, просто добавив «пропорциональную константу» в вышеприведенное уравнение, давая:

Уравнение удельного электрического сопротивления

Где: R — сопротивление в омах (Ω), L — длина в метрах (м), A — площадь в квадратных метрах (м 2 ), и где известна пропорциональная постоянная ρ (греческая буква «rho») — удельное сопротивление .

Удельное электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление конкретного материала проводника является мерой того, насколько сильно материал противостоит потоку электрического тока через него. Этот коэффициент удельного сопротивления, иногда называемый его «удельным электрическим сопротивлением», позволяет сравнивать сопротивление различных типов проводников друг с другом при определенной температуре в соответствии с их физическими свойствами без учета их длины или площади поперечного сечения. Таким образом, чем выше значение удельного сопротивления ρ, тем больше сопротивление, и наоборот.

Например, удельное сопротивление хорошего проводника, такого как медь, составляет порядка 1,72 х 10 -8 Ом (или 17,2 нОм), тогда как удельное сопротивление плохого проводника (изолятора), такого как воздух, может быть значительно выше 1,5 х 10 14 или 150 трлн.

Такие материалы, как медь и алюминий, известны низким уровнем удельного сопротивления, благодаря чему электрический ток легко проходит через них, что делает эти материалы идеальными для изготовления электрических проводов и кабелей. Серебро и золото имеют очень низкие значения удельного сопротивления, но по понятным причинам дороже делать из них электрические провода.

Тогда факторы, которые влияют на сопротивление ® проводника в омах, могут быть перечислены как:

  • Удельное сопротивление (ρ) материала, из которого сделан проводник.
  • Общая длина (L) проводника.
  • Площадь поперечного сечения (А) проводника.
  • Температура проводника.

Пример удельного сопротивления № 1

Рассчитайте общее сопротивление постоянному току 100-метрового рулона медного провода 2,5 мм 2 , если удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 −8 Ом метр.

Приведенные данные: удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 , длина катушки L = 100 м, площадь поперечного сечения проводника составляет 2,5 мм 2 , что дает площадь: A = 2,5 x 10 −6 м 2 .

Ответ: 688 МОм или 0,688 Ом.

Удельное электрическое сопротивление материала

Ранее мы говорили, что удельное сопротивление — это электрическое сопротивление на единицу длины и на единицу площади поперечного сечения проводника, таким образом, показывая, что удельное сопротивление ρ имеет размеры в Ом-метрах или Ом · м, как это обычно пишется. Таким образом, для конкретного материала при определенной температуре его удельное электрическое сопротивление определяется как.

Электрическая проводимость

Хотя как электрическое сопротивление ®, так и удельное сопротивление ρ, являются функцией физической природы используемого материала, а также его физической формы и размера, выраженных его длиной (L) и площадью его сечения ( А), Проводимость или удельная проводимость относится к легкости, с которой электрический ток проходит через материал.

Проводимость (G) является обратной величиной сопротивления (1 / R) с единицей проводимости, являющейся сименсом (S), и ей дается перевернутый символ омов mho, ℧. Таким образом, когда проводник имеет проводимость 1 сименс (1S), он имеет сопротивление 1 Ом (1 Ом). Таким образом, если его сопротивление удваивается, проводимость уменьшается вдвое, и наоборот, как: Сименс = 1 / Ом, или Ом = 1 / Ом.

В то время как сопротивление проводников дает степень сопротивления потоку электрического тока, проводимость проводника указывает на легкость, с которой он пропускает электрический ток. Таким образом, металлы, такие как медь, алюминий или серебро, имеют очень большие значения проводимости, что означает, что они являются хорошими проводниками.

Проводимость, σ (греческая буква сигма), является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и измеряется в сименах на метр (S / m). Поскольку электропроводность σ = 1 / ρ, предыдущее выражение для электрического сопротивления R можно переписать в виде:

Электрическое сопротивление как функция проводимости

Тогда мы можем сказать, что проводимость — это эффективность, посредством которой проводник пропускает электрический ток или сигнал без потери сопротивления. Поэтому материал или проводник, который имеет высокую проводимость, будет иметь низкое удельное сопротивление, и наоборот, поскольку 1 сименс (S) равен 1 Ом −1 . Таким образом, медь, которая является хорошим проводником электрического тока, имеет проводимость 58,14 x 10 6 Симен на метр.

Пример удельного сопротивления №2

Кабель длиной 20 метров имеет площадь поперечного сечения 1 мм 2 и сопротивление 5 Ом. Рассчитать проводимость кабеля.

Приведенные данные: сопротивление постоянному току, R = 5 Ом, длина кабеля, L = 20 м, а площадь поперечного сечения проводника составляет 1 мм 2, что дает площадь: A = 1 x 10 −6 м 2 .

Ответ: 4 мега-симена на метр длины.

Таблица удельных сопротивлений проводников

Проводник Удельное сопротивление
ρ
Температурный коэффициент α
Алюминий 0,028 4,2
Бронза 0,095 — 0,1
Висмут 1,2
Вольфрам 0,05 5
Железо 0,1 6
Золото 0,023 4
Иридий 0,0474
Константан 0,5 0,05
Латунь 0,025 — 0,108 0,1−0,4
Магний 0,045 3,9
Манганин 0,43 — 0,51 0,01
Медь 0,0175 4,3
Молибден 0,059
Нейзильбер 0,2 0,25
Натрий 0,047
Никелин 0,42 0,1
Никель 0,087 6,5
Нихром 1,05 — 1,4 0,1
Олово 0,12 4,4
Платина 0.107 3,9
Ртуть 0,94 1,0
Свинец 0,22 3,7
Серебро 0,015 4,1
Сталь 0,103 — 0,137 1−4
Титан 0,6
Фехраль 1,15 — 1,35 0,1
Хромаль 1,3 — 1,5
Цинк 0,054 4,2
Чугун 0,5−1,0 1,0

Где: удельное сопротивление ρ измеряется в Ом*мм 2 /м и температурный коэффициент электрического сопротивления металлов α измеряется в 10 −3 *C −1 (или K −1 ) .

Краткое описание удельного сопротивления

Мы поговорили в этой статье об удельном сопротивлении, что удельное сопротивление — это свойство материала или проводника, которое указывает, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Мы также видели, что электрическое сопротивление ® проводника зависит не только от материала, из которого сделан проводник, меди, серебра, алюминия и т.д., но также от его физических размеров.

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине (L) как R ∝ L. Таким образом, удвоение его длины удвоит его сопротивление, в то время как последовательное удвоение проводника уменьшит вдвое его сопротивление. Также сопротивление проводника обратно пропорционально его площади поперечного сечения (A) как R ∝ 1 / A. Таким образом, удвоение его площади поперечного сечения уменьшило бы его сопротивление вдвое, тогда как удвоение его площади поперечного сечения удвоило бы его сопротивление.

Мы также узнали, что удельное сопротивление (символ: ρ) проводника (или материала) связано с физическим свойством, из которого он изготовлен, и варьируется от материала к материалу. Например, удельное сопротивление меди обычно дается как: 1,72 х 10 −8 Ом · м. Удельное сопротивление конкретного материала измеряется в единицах Ом-метров (Ом), которое также зависит от температуры.

В зависимости от значения удельного электрического сопротивления конкретного материала его можно классифицировать как «проводник», «изолятор» или «полупроводник». Обратите внимание, что полупроводники — это материалы, в которых их проводимость зависит от примесей, добавляемых в материал.

Удельное сопротивление также важно в системах распределения электроэнергии, так как эффективность системы заземления для системы электропитания и распределения сильно зависит от удельного сопротивления земли и материала почвы в месте расположения системы.

Проводимость — это имя, данное движению свободных электронов в форме электрического тока. Проводимость, σ является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и имеет единицу измерения сименс на метр, S / m. Проводимость варьируется от нуля (для идеального изолятора) до бесконечности (для идеального проводника). Таким образом, сверхпроводник имеет бесконечную проводимость и практически нулевое омическое сопротивление.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

удельное электрическое сопротивление — УЭС — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы УЭС EN electrical resistivity … Справочник технического переводчика

удельное электрическое сопротивление — savitoji elektrinė varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, išreiškiamas iš formulės E = ρJ; čia E — elektrinio lauko stiprio vektorius, J — elektros srovės tankio vektorius, ρ — savitoji elektrinė varža.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

удельное электрическое сопротивление — savitoji elektrinė varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, skaitine verte lygus kubo pav >Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

удельное электрическое сопротивление — savitoji elektrinė varža statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, skaitine verte lygus varžai kubo pav >Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

удельное (электрическое) сопротивление — 78 удельное (электрическое) сопротивление Величина, характеризующая электропроводность вещества, скалярная для изотропного вещества и тензорная для анизотропного вещества, произведение которой на плотность электрического тока проводимости равно… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Удельное электрическое сопротивление — 27. Удельное электрическое сопротивление По ГОСТ 19880 74 Источник: ГОСТ 22265 76: Материалы проводниковые. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

УДЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — величина р, численно равная 1/б, где а удельная электрическая проводимость. Выражается в Ом*м … Большой энциклопедический политехнический словарь

Удельное (электрическое) сопротивление — 1. Величина, характеризующая электропроводность вещества, скалярная для изотропного вещества и тензорная для анизотропного вещества, произведение которой на плотность электрического тока проводимости равно напряженности электрического поля… … Телекоммуникационный словарь

удельное электрическое сопротивление — Величина, обратная удельной электрической проводимости … Политехнический терминологический толковый словарь

удельное электрическое сопротивление пласта — ρп Удельное электрическое сопротивление части пласта, не затронутой проникновением промывочной жидкости. [ГОСТ 22609 77] Тематики геофизические исследования в скважинах Обобщающие термины обработка и интерпретация результатов геофизических… … Справочник технического переводчика

Метки:  

НАШ САЙТ РЕКОМЕНДУЕТ:

Удельное электрическое сопротивление — это… Что такое Удельное электрическое сопротивление?

Удельное электрическое сопротивление, или просто удельное сопротивление вещества характеризует его способность препятствовать прохождению электрического тока.

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м; также измеряется в Ом·см и Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в СИ: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 м².

В технике часто применяется в миллион раз меньшая производная единица: Ом·мм²/м, равная 10−6 от 1 Ом·м: 1 Ом·м = 1·106 Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в технике: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 кв.мм.

Величина удельного сопротивления обозначается греческой буквой .

Сопротивление проводника с удельным сопротивлением , длиной и площадью сечения может быть рассчитано по формуле

Обобщение понятия удельного сопротивления

Удельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией — коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля и плотность тока в данной точке

Эта формула справедлива для неоднородного, но изотропного вещества. Вещество может быть и анизотропно (большинство кристаллов, намагниченная плазма и т. д.), то есть его свойства зависят от направления (вообще говоря, в нём векторы тока и напряжённости электрического поля в данной точке не сонаправлены). В этом случае удельное сопротивление является зависящим от координат тензором второго ранга:

Удельное электрическое сопротивление металлов и сплавов, применяемых в электротехнике

Металл ρ, Ом·мм2
Серебро 0,016
Медь 0,0175
Золото 0,023
Алюминий 0,0271
Иридий 0,0474
Молибден 0,054
Вольфрам 0,055
Цинк 0,059
Никель 0,087
Железо 0,098
Платина 0,107
Олово 0,12
Свинец 0,205
Титан 0,5562 — 0,7837
Висмут 1,2
Сплав ρ, Ом·мм2
Сталь 0,1400
Никелин 0,42
Константан 0,5
Манганин 0,43…0,51
Нихром 1,05…1,4
Фехраль 1,15…1,35
Хромаль 1,3…1,5
Латунь 0,07…0,08

Значения даны при температуре t = 20° C. Сопротивления сплавов зависят от их точного состава и могут варьироваться.

Тонкие плёнки

Удельное сопротивление в тонких плёнках (когда толщина образца много меньше расстояния между контактами) характеризуется «удельным сопротивлением на квадрат», . В этом случае удельное сопротивление не зависит от линейных размеров образца если он имеет форму прямоугольника, а только от отношения (длины к ширине) L/W: , где R — измеренное сопротивление. В случае если форма образца отличается от прямоугольной используют метод ван дер Пау.

См. также

Ссылки

Методика определения удельного электрического сопротивления грунта в полевых условиях.

За величину удельного электрического сопротивления принимается сопротивление грунта, заключённого в объёме с поперечным сечением 1м2 и длиной 1м. Принимается размерность – Ом×м.

Одним из критериев опасности коррозии сооружений являются коррозионная агрессивность среды (грунтов, грунтовых и других вод) по отношению к металлу сооружения (включая биокоррозионную агрессивность грунтов).

Для оценки коррозионной агрессивности грунта по отношению к стали определяют удельное электрическое сопротивление грунта, измеренное в полевых и лабораторных условиях (таблица 8.1). Если при определении одного из показателей установлена высокая коррозионная агрессивность грунта (а для мелиоративных сооружений — средняя), то другой показатель не определяют.

Таблица 8.1 — Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и низколегированной стали

Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют непосредственно на трассе подземного трубопровода, в местах расположения анодных заземлителей и протекторов.

На участках высокой и повышенной коррозионной опасности измерения выполняют через каждые 100 м. На других участках – через 500 м. Дополнительные измерения проводятся между точками измерения, указанными выше, в тех местах, в которых ожидаются минимальные значения удельного электрического сопротивления, как правило, на участках с пониженными формами рельефа. 

В случае отсутствия данных об удельном электрическом сопротивлении грунта измерения его производят через 100 м и через 50 м в местах резко неоднородных грунтов

При проведении работ со вскрытием трубопровода обязательно должно проводиться измерение удельного сопротивления грунта на глубине залегания трубопровода.

Измерение удельного электрического сопротивления грунта в полевых условиях производится с  использованием измерителей сопротивления заземления М416, Ф4103, АС-72, ИСЗ-1, MoData (все приборы должны быть откалиброваны в соответствующих государственных органах). Электроды в виде стальных стержней длиной от 250 до 350 мм и диаметром от 15 до 20 мм.

При измерении удельного электрического сопротивления грунта в шурфе расстояние между электродами должно быть равным 10 см. Четырех электродную установку монтируют на пластине из непроводящего материала размером 400×100 мм. Глубина погружения электродов не должна превышать 1 см. 

Измерение проводят на стенках шурфа, на глубине укладки нефтепровода, поверхность выравнивают на площади, превышающей площадь пластины.

Количество точек, в которых измеряется удельное электрическое сопротивление грунта должно быть не менее трех.

Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют непосредственно на трассе подземного трубопровода по четырехэлектродной схеме (рисунок 8.1).

Рисунок 8.1 – Схема определения удельного сопротивления грунта:

1 – электрод, 2 – прибор с клеммами: 

I – токовые выводы; E – потенциальные выводы; a – расстояние между электродами 

Электроды размещают на поверхности земли на одной прямой линии, совпадающей с осью трассы для проектируемого сооружения, а для сооружения, уложенного в землю, — на линии, проходящей параллельно на расстоянии в пределах от 2 до 4 м от оси сооружения. Измерения выполняют с интервалом от 100 до 200 м в период, когда на глубине заложения сооружения отсутствует промерзание грунта.

Глубина забивания электродов в грунт должна быть не более 1/20 расстояния между электродами.

Удельное электрическое сопротивление грунта ρ, Ом·м, вычисляют по формуле:

                                                                ρ = 2πRга,                                                              (8.1)

где   Rг — электрическое сопротивление грунта, измеренное прибором, Ом;

         а — расстояние между электродами, равное глубине (для кабелей связи — двойной глубине) прокладки подземного сооружения, м.

Конвертер удельного электрического сопротивления • Электротехника • Определения единиц • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Random converter

Определения единиц конвертера «Конвертер удельного электрического сопротивления»

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Определения единиц конвертера «Конвертер удельного электрического сопротивления» на русском и английском языках

ом метр

Ом метр (Ом·м) — производная единица удельного электрического сопротивления системы СИ.
Удельное сопротивление характеризует способность вещества проводить электрический ток и не зависит от формы и размеров вещества.
Физический смысл удельного сопротивления: материал имеет удельное сопротивление один Ом·м, если изготовленный из этого материала куб со стороной 1 метр имеет сопротивление 1 Ом при измерении на противоположных гранях куба.
В технике чаще применяется единица Ом·мм²/м. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 метр и площадью токоведущего сечения 1 мм² равно 1 Ом·мм²/м, если его сопротивление равно 1 Ом.
Удельное сопротивление серебра, которое является лучшим проводником, равно 1,6·10⁻⁸ Ом·м. В то же время, удельное сопротивление фторопласта, обладающего хорошими диэлектрическими свойствами, равно 10²³ Ом·м.

ом сантиметр

Ом метр (Ом·см) — производная дольная единица удельного электрического сопротивления системы СИ.
Удельное сопротивление характеризует способность вещества проводить электрический ток и не зависит от формы и размеров вещества.
Физический смысл удельного сопротивления: материал имеет удельное сопротивление один Ом·см, если изготовленный из этого материала куб со стороной 1 сантиметр имеет сопротивление 1 Ом при измерении на противоположных гранях куба.
В технике чаще применяется единица Ом·мм²/м. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 метр и площадью токоведущего сечения 1 мм² равно 1 Ом·мм²/м, если его сопротивление равно 1 Ом.
Удельное сопротивление серебра, которое является лучшим проводником, равно 1,6·10⁻⁸ Ом·м. В то же время, удельное сопротивление фторопласта, который обладает хорошими диэлектрическими свойствами, равно 10²³ Ом·м.

ом дюйм

Ом дюйм (Ом·дюйм) — внесистемная единица удельного электрического сопротивления. 1 Ом·дюйм = 0,0254 Ом·м.
Удельное сопротивление характеризует способность вещества проводить электрический ток и не зависит от формы и размеров вещества.
Физический смысл удельного сопротивления: материал имеет удельное сопротивление один Ом·дюйм, если изготовленный из этого материала куб со стороной 1 дюйм имеет сопротивление 1 Ом при измерении на противоположных гранях куба.
В США в технике чаще применяется единица круговая тысячная Ом на фут. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 фут и площадью токоведущего сечения 1 круговая тысячная дюйма (20 AWG) равно 1 круговой тысячной Ом на фут, если его сопротивление равно 1 Ом.
Удельное сопротивление серебра, которое является лучшим проводником, равно 1,6·10⁻⁸ Ом·м. В то же время, удельное сопротивление фторопласта, который обладает хорошими диэлектрическими свойствами, равно 10²³ Ом·м.

микроом сантиметр

Микроом сантиметр (мкОм·см) — производная дольная единица удельного электрического сопротивления системы СИ. 1 мкОм·см = 10⁻⁸ Ом·м.
Удельное сопротивление характеризует способность вещества проводить электрический ток и не зависит от формы и размеров вещества.
Физический смысл удельного сопротивления: материал имеет удельное сопротивление один мкОм·см, если изготовленный из этого материала куб со стороной 1 сантиметр имеет сопротивление 1 мкОм при измерении на противоположных гранях куба.
В технике чаще применяется единица Ом·мм²/м. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 метр и площадью токоведущего сечения 1 мм² равно 1 Ом·мм²/м, если его сопротивление равно 1 Ом.
Удельное сопротивление серебра, которое является лучшим проводником, равно 1,6·10⁻⁸ Ом·м. В то же время, удельное сопротивление фторопласта, который обладает хорошими диэлектрическими свойствами, равно 10²³ Ом·м.

микроом дюйм

Микроом дюйм (мкОм·дюйм) — внесистемная единица удельного электрического сопротивления. 1 мкОм·дюйм = 2.54·10⁻⁸ Ом·м.
Удельное сопротивление характеризует способность вещества проводить электрический ток и не зависит от формы и размеров вещества.
Физический смысл удельного сопротивления: материал имеет удельное сопротивление один мкОм·дюйм, если изготовленный из этого материала куб со стороной 1 дюйм имеет сопротивление 1 мкОм при измерении на противоположных гранях куба.
В США в технике чаще применяется единица круговой мил Ом на фут. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 фут и площадью токоведущего сечения 1 круговой мил (круговая тысячная дюйма, 20 AWG или диаметром 0,8 мм) равно 1 круговой тысячной Ом на фут, если его сопротивление равно 1 Ом.
Удельное сопротивление серебра, которое является лучшим проводником, равно 1,6·10⁻⁸ Ом·м. В то же время, удельное сопротивление фторопласта, который обладает хорошими диэлектрическими свойствами, равно 10²³ Ом·м.

абом сантиметр

Абом сантиметр (абОм·см) — единица удельного электрического сопротивления системы СГСМ (абсолютная электромагнитная система сантиметр-грамм-секунда). 1 абОм·см = 10⁻¹¹ Ом·м.
Удельное сопротивление характеризует способность вещества проводить электрический ток и не зависит от формы и размеров вещества.
Физический смысл удельного сопротивления: материал имеет удельное сопротивление один абОм·см, если изготовленный из этого материала куб со стороной 1 сантиметр имеет сопротивление 1 абОм при измерении на противоположных гранях куба.
В технике чаще применяется единица Ом·мм²/м. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 метр и площадью токоведущего сечения 1 мм² равно 1 Ом·мм²/м, если его сопротивление равно 1 Ом.
Удельное сопротивление серебра, которое является лучшим проводником, равно 1,6·10⁻⁸ Ом·м. В то же время, удельное сопротивление фторопласта, который обладает хорошими диэлектрическими свойствами, равно 10²³ Ом·м.

статом на сантиметр

Статом сантиметр (статОм·см) — единица удельного электрического сопротивления системы СГСЭ (абсолютная электростатическая система сантиметр-грамм-секунда). 1 абОм·см = 8,987 ГОм·м.
Удельное сопротивление характеризует способность вещества проводить электрический ток и не зависит от формы и размеров вещества.
Физический смысл удельного сопротивления: материал имеет удельное сопротивление один статОм·см, если изготовленный из этого материала куб со стороной 1 сантиметр имеет сопротивление 1 статОм при измерении на противоположных гранях куба.
В технике чаще применяется единица Ом·мм²/м. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 метр и площадью токоведущего сечения 1 мм² равно 1 Ом·мм²/м, если его сопротивление равно 1 Ом.
Удельное сопротивление серебра, которое является лучшим проводником, равно 1,6·10⁻⁸ Ом·м. В то же время, удельное сопротивление фторопласта, который обладает хорошими диэлектрическими свойствами, равно 10²³ Ом·м.

круговой мил ом на фут

Круговой мил Ом на фут единица измерения удельного сопротивления в американской системе единиц. Называется также круговая тысячная Ом на фут. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 фут и площадью токоведущего сечения 1 круговая тысячная дюйма (20 AWG или диаметр 0,8 мм) равно 1 круговой тысячной Ом на фут, если его сопротивление равно 1 Ом.

ом кв. миллиметр на метр

Ом кв. миллиметр на метр (Ом•мм²/м) — производная метрическая единица удельного электрического сопротивления, применяемая в технике. Удельное сопротивление характеризует способность вещества проводить электрический ток и не зависит от формы и размеров вещества. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 мм² равно 1 Ом•мм²/м, если его сопротивление равно 1 Ом. Пример: удельное сопротивление серебра, которое является лучшим проводником, равно 0,016 Ом•мм²/м.

Преобразовать единицы с помощью конвертера «Конвертер удельного электрического сопротивления»

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Удельное электрическое сопротивление грунта: определение вида исследования

Определение удельного электросопротивления грунтов – это один из ключевых видов исследований, который является элементом комплексных геологических изысканий и позволяет характеризовать способность исследуемого грунта препятствовать прохождению электротока.

Измерение уровня удельного электросопротивления грунтов необходимо для:

  1. Определения степени вероятности возникновения опасных техногенных процессов (например, коррозии).
  2. Уточнения параметров расчета и проектирования заземляющих устройств (например, при прокладке трубопровода).
  3. Установления соответствия основной электрической характеристики конкретного грунта установленным нормам (сопротивление растеканию электротока с заземлителя).

Что включается в себя процесс исследования

Удельное электрическое сопротивление измеряется по специальной методике, учитывая заданный интервал. В некоторых случаях, при значительном превышении уровня грунтовых вод глубины закладки фундамента, проба должна иметь гораздо меньший объем.

В лабораторных условиях удельное электросопротивление рассчитывается по специальным формулам, а полученные в результате расчетов данные вписываются в протокол исследования. Для получения развернутых и детальных сведений о геологии исследуемого участка должно провести весь комплекс исследовательских работ как в полевых, так и в лабораторных условиях.

Геология участков бывает чрезвычайно сложной, вплоть до непредсказуемости. Качественное проведение всех необходимых мероприятий по исследованию свойств грунтов и характеристик природных вод возможно лишь с привлечением профессионалов, имеющих в своем арсенале специальное оборудование.

Чтобы предотвратить возникновение неприятных последствий в виде смещений, подтоплений или даже разрушений строений, необходимо со всей ответственностью подходить к расчетам фундамента и разработке проекта строительства, в том числе учитывая показатели удельного электрического сопротивления грунтов.

Энергетика. ТЭС и АЭС | Всё о тепловой и атомной энергетике

Энергетика США

Сейчас все более популярные стают солнечные батареи отзывы о которых довольно хорошие и позитивные.

Мало кто задумывается, что в современном обществе огромное значение имеет такой женский аксессуар, как

Энергетика США

Компаний, которые выступают в роли посредника, и открывают своим клиентам доступ к торговле на

Новости ТЭС

Как выбрать входную металлическую дверь? Советы профессионала Начинать ремонт в квартире, купленной на вторичном

Новости ТЭС

Почему не рекомендуется снимать жилье в Екатеренбурге https://etagiekb.ru/realty_rent/ в новостройках. Новостройки— это свежий ремонт,

Галогенные лампы — универсальный источник света с большой яркостью и качественной цветопередачей. Сферы применения

Зарубежные ТЭС

Многие предприятия продолжают усердно работать над усовершенствованием разработки осовремененных приборов для диагностики. Так, например,

Новости

Сегодня интернет открывает невероятно огромные возможности своим пользователям в плане заработка. К примеру, совершать

Как выбрать лучший онлайн-курс английского Решили начать изучать английский онлайн? Хотите, чтобы все ваши

Трансформаторы – это устройства, которые преобразуют электрическую энергию и обычно устанавливаются в общественных зданиях,

ООО “Сервомеханизмы” предлагает технику линейного перемещения, а кроме того все сопутствующие товары – двигатели

Что нужно знать о ленточной библиотеке Объемы информационных данных возрастают в геометрической прогрессии ежеминутно.

Уже давно человечество ведёт поиск альтернативных источников энергии. Одно из самых эффективных изобретений в

Большинство преимуществ Onecoin на фоне остальных криптовалют основаны на том, что их разработчики постарались

В последние годы наша страна активно развивается. Вместе с ней развиваются компании с мировым

Уже многие десятилетия электродуговая сварка остаётся оптимальным способом создания неразборных стальных конструкций. При этом

HangzhouHideaPowerMachineryCo., Ltd или сокращенно Hidea (Хайди) – это один из наибольших создателей моторов для

В сфере энергетики изменения не наступают мгновенно, однако замещение ископаемого топлива уже началось. В

Вроде на дворе уже давно как двадцать первый век, цивилизации развиваются, прогресс мчится паровозом

Благодаря появлению в жизни современного человека мобильного телефона теперь мы всегда можем оставаться на

  Что такое бонг и для чего создан этот занимательнейший агрегат, объяснять, вероятно, необходимости

Исследования и опыты электроустановок напряжением до 1000 Вольт В современном мире преимущественное количество техники

Общеизвестным является факт высокой значимости бухгалтерии для успешной работы любой из коммерческих структур в

Свои первые кроссовки компания Найк создала в 1964 году. Но стоит помнить, что задолго

Трубы из керамики представляются под видом глиняного изделия, которое обожжено как снаружи, так и

Что же такое психология? Срочная публикация (журнал ИТпортал) Психология призвана изучать и исследовать определенные

Строительство дома связано сегодня с необходимостью планирования экономичного метода его отопления, все чаще инвесторы

Для того, чтобы начать рисовать нужно купить синтетические кисти. Масляные краски состоят из олифы, которая

Электричество дает большую пользу и удобства в жизни и деятельности человека. Свет – это

Статьи

Много лет назад ученые много думали над тем, каким способом добыть недорогую электроэнергию. И

Быстрый ответ: как измеряется удельное сопротивление в промышленности?

Наиболее распространенный способ измерения удельного сопротивления полупроводникового материала — использование четырехточечного коллинеарного зонда.

Этот метод заключается в приведении четырех равноотстоящих зондов в контакт с материалом неизвестного сопротивления.

Матрица датчиков размещается в центре материала, как показано на рисунке 1.

Как удельное сопротивление используется в промышленности?

Отрасли, которые широко используют измерение удельного сопротивления, — это фармацевтика, косметика, производство полупроводников и производство электроэнергии.Удельное сопротивление является обратной величиной проводимости и использует ом в качестве единицы измерения. Для этого также требуется добавить единицу длины, которая становится Ом / см.

Как измеряется удельное сопротивление?

Сопротивление данного материала пропорционально длине, но обратно пропорционально площади поперечного сечения. Таким образом, удельное сопротивление может быть выражено в единицах СИ «омметр» (Ом · м), то есть омы, разделенные на метры (для длины), а затем умноженные на квадратные метры (для площади поперечного сечения).

Почему удельное сопротивление важно в промышленности?

Удельное сопротивление, электрическое сопротивление жилы единичного сечения и единичной длины. Удельное сопротивление, характерное свойство каждого материала, полезно при сравнении различных материалов на основе их способности проводить электрические токи. Высокое сопротивление указывает на плохие проводники.

Как вы измеряете объемное удельное сопротивление?

Уравнения для расчета объемного сопротивления отличаются от тех, которые используются для расчета сопротивления листа, однако, если сопротивление листа уже известно, объемное сопротивление можно рассчитать, умножив сопротивление листа в Ом на квадрат на толщину материала. в сантиметрах.

Какие факторы влияют на удельное сопротивление?

Удельное сопротивление материала зависит от его природы и температуры проводника, но не от его формы и размера. Хороший проводник имеет меньшее сопротивление, тогда как плохой проводник или изолятор имеет высокое сопротивление. Удельное сопротивление полупроводников находится между удельным сопротивлением проводников и изоляторов.

Почему сопротивление так важно?

Удельное сопротивление материалов важно, поскольку оно позволяет использовать правильные материалы в правильных случаях.Материалы, используемые в качестве проводников, например проволока, должны иметь низкий уровень удельного сопротивления. Это означает, что для данной площади поперечного сечения сопротивление провода будет низким.

Что такое единица сопротивления?

Ом (символ: Ω) — производная единица измерения электрического сопротивления в системе СИ, названная в честь немецкого физика Георга Симона Ома.

Зависит ли удельное сопротивление от длины?

Удельное сопротивление материала — это сопротивление провода из этого материала единичной длины и единичной площади поперечного сечения.Удельное сопротивление материала зависит от его природы и температуры проводника, но не от его формы и размера.

Что такое четыре зонда?

Четырехконтактный метод измерения сопротивления также известен как четырехконтактный датчик или четырехтактный датчик. Это метод измерения электрического импеданса. В нем используются отдельные пары для токоведущих электродов и электродов измерения напряжения. Этот метод позволяет производить более точные измерения, чем измерение с помощью двух выводов.

SURAGUS Все об удельном сопротивлении

Определения и единицы измерения удельного сопротивления

Электрическое сопротивление (R) — это электрическая величина, которая описывает, как материал, серия материалов или сечение материала уменьшает электрический ток, протекающий через него. Закон Ома гласит, что ток (I), протекающий по проводнику, пропорционален разности потенциалов (V), которая обратно пропорциональна сопротивлению (R).Сопротивление измеряется в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом). Он назван в честь немецкого физика Георга Симона Ома (1784-1854), изучавшего взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.

Объемное сопротивление (ρ, rho) — это объемное свойство, означающее, что их значение не зависит от размера или формы конкретного образца. Это зависит только от самого материала. Объемное сопротивление выражает сопротивление единицы объема образца и также называется объемным сопротивлением или удельным сопротивлением.Этот термин обычно применяется для описания и классификации материалов. Каждый материал имеет уникальное характеристическое значение объемного удельного сопротивления. Единицы измерения обычно выражаются в [Ом ∙ см] или [Ом ∙ м].

Поверхностное сопротивление (R s ) или более часто используемое как сопротивление листа — это сопротивление на единицу поверхности образца. Сопротивление и удельное сопротивление материала связаны друг с другом через его размеры или сопротивление для его поперечного сечения.Его можно описать как:

Сопротивление — это внешнее свойство (зависит от его геометрии), тогда как удельное сопротивление является внутренним (независимо от его геометрии) свойством. Технически оба имеют одну и ту же единицу измерения — Ом. Чтобы отличить это от сопротивления, пишется Ω / □ или Ω / sq. Пожалуйста, обратитесь к нашим разделам по сопротивлению листов для получения дополнительной информации.

Определения и единицы измерения проводимости

Электропроводность (σ, сигма) обратно пропорциональна объемному удельному сопротивлению.Его еще называют удельной проводимостью. Единица измерения — См / см или См / м.

Проводимость (G) — это мера того, насколько геометрически определенный материал (резистор) может проводить электрический заряд под определенным напряжением. Это величина, обратная сопротивлению листа. Единицей измерения электрического сопротивления в системе СИ является ом (Ом), а электрическая проводимость измеряется в Сименсах (S), что равно 1 / R.

Методы / методы измерения проводимости и удельного сопротивления

Измерение удельного сопротивления / проводимости методом 4-точечного зонда

Удельное сопротивление сыпучих материалов может быть охарактеризовано методом 4PP, если толщина материала полубесконечная.Экспериментальные установки Valdes (LB Valdes , «Измерения удельного сопротивления германия для транзисторов», Proceedings of the IRE, 42 (2), 420-427, 1954) показали, что если расстояние до кончика, умноженное на 5, будет меньше, чем Если толщина материала, то сопротивление может быть получено без поправочных коэффициентов или с учетом толщины материала.

Измерение удельного сопротивления / проводимости с помощью вихревых токов

Подобно 4PP, метод вихревых токов также может определять удельное сопротивление, если толщина образца больше, чем глубина проникновения индуцированных токов.Ключевое отличие состоит в том, что глубина проникновения токов намного меньше, чем в установках 4PP, даже если бы можно было использовать очень маленькие расстояния между наконечниками. Глубина проникновения, то есть область анализа для измерения удельного сопротивления, зависит от нескольких факторов. На глубину проникновения вихревых токов, проникающих в материал, влияют частота вихревых токов, электропроводность и магнитная проницаемость образца. Для его теоретического расчета используется следующая формула.

Глубина проникновения уменьшается с увеличением частоты и увеличением проводимости и магнитной проницаемости.Глубина, на которой плотность вихревого тока снизилась до 1 / e, или примерно 37% от поверхностной плотности, называется стандартной глубиной проникновения (d или 1d) и используется в качестве критерия идеального измерения для исследования объемных материалов. При трех стандартных глубинах проникновения (3d) плотность вихревого тока составляет всего 5% от поверхностной плотности. Более подробная информация представлена ​​в нашей подборке технологий.

Удельное сопротивление полупроводников

Удельное сопротивление кремния пластины варьируется в зависимости от типа полупроводника и уровня легирования, процесса его изготовления и положения пластины в слитке, а также от самой пластины.Производители десятилетиями пытаются улучшить колебания удельного сопротивления от центра к краю. Тем не менее, остаются вариации удельного сопротивления, которые можно эффективно контролировать с помощью вихретоковой визуализации удельного сопротивления пластины. Соответствующими материалами являются моно-, моно- и поликристаллические пластины с легированием p- и n-типа, особенно в фотоэлектрической промышленности, а также пластины из SiC, GaN и Si, були или слитки. Характеристика процессов включает рост / создание, имплантацию, отжиг.

Определение удельного сопротивления пластины

Si Wafer can поставляются в виде моно- и поликристаллических материалов без легирования или легирования p- и n-типа.На следующем графике показана зависимость удельного электрического сопротивления от концентрации легирования бором и фосфором / мышьяком в кристаллическом кремнии, где легирование бором (B) приводит к легирующим элементам n-типа, а фосфор (P) / мышьяк (As) к полупроводникам p-типа. материал. Вихретоковые датчики используются для измерения сопротивления листа пластины, тестеры PN используются для определения типа легирования, а емкостные датчики или оптические датчики используются для определения ее толщины.

SiC как материал отличается превосходными характеристиками при высоких температурах, быстрым переключением и высоким напряжением пробоя для pn-переходов, что поддерживает очень компактные компоненты, использующие более высокие напряжения.Визуализация сопротивления пластин SiC используется для обнаружения и определения характеристик граней материала и других дефектов, таких как дислокации. Удельное сопротивление пластин SiC может быть ниже 1 Ом см в диапазоне до Ом см в зависимости от уровня легирования. Металлическое сопротивление достигается за счет сильного легирования бором, алюминием или азотом. Сверхпроводимость наблюдалась в 3C-SiC: Al, 3C-SiC: B и 6H-SiC: B при температуре 1,5 К. Вихретоковые датчики используются для контроля пластин и булей.

Пластины

GaN обычно применяются для светодиодных и транзисторных приложений.Во всем мире прилагаются большие усилия для получения GaN с помощью процессов эпитаксии на широко распространенных и недорогих кремниевых пластинах. Однако из-за сильно различающихся постоянных решетки и коэффициентов теплового расширения GaN и SiC нанесенные слои GaN являются проблематичными, поскольку они часто содержат дефекты. Построение изображений удельного сопротивления поддерживает процесс определения характеристик в технологической цепочке.

Определение удельного сопротивления слитка или блока

«Удельное сопротивление внутри слитков варьируется в зависимости от производственных процессов и распределения легирующих примесей в пластинчатом блоке или слитке.Есть вариации от центра к краю и сверху вниз. Датчики вихревых токов наносятся на доступные поверхности для отслеживания изменений. Хорошие свойства поверхности подтверждают точность измерений.

SiC Boule Характеристика

Довольно новым приложением является определение характеристик були SiC с помощью бесконтактных вихретоковых датчиков. Удельное сопротивление SiC влияет на чистоту и структуру зерен. Вихретоковые датчики используются для анализа состава, структуры, дислокационных зон SiC, а также для обнаружения дефектных зон и оценки плотности дефектов.Кроме того, изображения электрического импеданса, полученные от высокочастотных вихретоковых датчиков, показывают эффективность процессов имплантации и показывают количество последующих процессов отжига для активации имплантатов, а также показывают дальнейшие изменения материала, связанные с температурой.

Характеристика графена

Графен как материал с одним углеродным (C) слоем широко исследовался из-за его глубоких электрических, механических и оптических свойств. Высокая проводимость графенового слоя дает большой потенциал применения во многих аспектах электронных устройств.Наиболее многообещающим применением графена на данный момент является то, чтобы стать хотя бы частично возможной заменой кремнию, создавая сверхминированные транзисторы, которые будут использоваться для производства процессоров для будущих суперкомпьютеров, которые будут работать в сотни раз быстрее из-за применения графена. Есть много важных свойств графенового слоя. Сопротивление и проводимость листа отражают не только электрические характеристики, но и качество образцов графена. Электрическая однородность — отличный показатель для характеристики производственного процесса.Бесконтактные системы SURAGUS используются для измерений на различных типах графена. Их предполагаемые значения листового сопротивления варьируются в зависимости от масштаба, процессов изготовления и подложек из образцов графена, которые будут применяться в различных промышленных областях.

Материалы

Полный список материалов, включая металлы, сплавы и полупроводники, а также их удельное сопротивление и проводимость можно найти в нашей базе данных материалов.

Стандарты измерений

  • SEMI M87 — Метод испытаний для бесконтактного измерения удельного сопротивления полуизолирующих полупроводников
  • SEMI MF673 — Метод испытаний для измерения удельного сопротивления полупроводниковых пластин или листового сопротивления полупроводниковых пленок с помощью бесконтактного вихретокового манометра
  • ASTM F84-02 — Стандартный метод испытаний для измерения удельного сопротивления кремниевых пластин с продольным четырехточечным зондом (изъят в 2003 г. без замены)

Испытательные устройства / Системы измерения удельного сопротивления / электропроводности / Оборудование / Устройства

Институты и производители применяют испытания удельного сопротивления в самых разных приложениях с очень разными требованиями к ежедневным испытаниям, плотности точек измерения и степени автоматизации.Доступны следующие серии устройств.

Общие сведения об измерениях объемного удельного сопротивления

Расчет Ом-см, Ом на квадрат или толщины образца, когда известны два из трех значений
& Что представляет собой тонкая пленка по сравнению с объемным материалом?

Термин Ом-см («Ом-сантиметр») относится к измерению «объемного» удельного сопротивления (также известного как «объемное» удельное сопротивление) полупроводникового материала. Значение в Ом-см — это внутреннее сопротивление данного материала независимо от формы или размера.

Многие материалы, которые являются толстыми или относительно большими, такие как кремниевые слитки (в отличие от тонкой пленки или слоя), могут быть измерены с помощью четырехточечного зонда для определения объемного сопротивления. Сопротивление листа выражается как «Ом на квадрат» и используется при измерении слоя или тонкой пленки полупроводящего материала.

Определение того, что составляет тонкую пленку, основано на соотношении между расстоянием между концами одного из четырех точечных зондов и толщиной слоя.Сопротивление листа данного материала будет меняться в зависимости от толщины слоя. Ниже кратко объясняется, как рассчитать сопротивление листа, объемное сопротивление и толщину тонкой пленки, если известны только два из этих трех свойств.

Сопротивление листа (Ом на квадрат), умноженное на толщину материала в сантиметрах, равно объемному удельному сопротивлению (Ом-см).

Ответы на вопросы Джона Кларка, К. Энга, М.I.Mech.E., F.B.H.I., основатель Jandel Engineering Ltd.

В. Какой толщины может быть образец и можно ли его измерять как тонкую пленку, выраженную в омах на квадрат? Другими словами, в какой момент образец становится настолько толстым, что его больше нельзя измерять как тонкую пленку?

A. Когда толщина превышает 5/8 (62,5%) расстояния между двумя иглами, после чего сопротивление листа требует корректировки более чем на 1%. Итак, 0,625 мм (625 мкм) для головки зонда с шагом иглы 1 мм.

В. Если я измеряю толстый материал для определения объемного удельного сопротивления, выраженного в Ом-см, какой толщины должен быть образец, чтобы его можно было рассматривать как полубесконечный объем, для которого мне не нужно применять поправочный коэффициент?

A. Если толщина равна или превышает пятикратное расстояние между зондами, поправочный коэффициент, применяемый к формуле удельного сопротивления (rho) = 2 x pi x s x V / I, составляет менее 0,1%

В. Я слышал, что расчеты сопротивления листов все еще применимы при толщине образца до 40% от расстояния между кончиками двух штырей, однако эта информация говорит, что это нормально до 62.5%, что означает, что пластины толщиной до 625 микрон можно измерить с помощью расчетов сопротивления листов. Разве большинство компаний не используют измерения объемного сопротивления при измерении неизолированных кремниевых пластин, большинство из которых имеют толщину около 550 микрон?

A. Вопрос в том, что вы считаете нормальным. Из графика на http://www.fourpointprobes.com/page16.pdf мы видим, что при t / s = 0,625 поправка составляет 0,9898 — фактически 0,99 и в пределах 1%. Расстояние между наконечниками менее 40% и измерения не нуждаются в корректировке.Я думаю, что большинство компаний измеряют объемное сопротивление своих пластин, но не с помощью уравнения объемного сопротивления — вот почему необходимо знать толщину пластин — если бы они использовали уравнение объемного сопротивления, им не нужно было бы знать пластину. толщина.

Если у кого-то есть прибор, который предполагает толщину пластины 550 микрон, он может измерить сопротивление листа и умножить результат на 0,055, чтобы получить объемное сопротивление. Из графика на http://www.fourpointprobes.com/page14.pdf может показаться, что если вы измеряете объемную массу на пластине 550 микрон с головкой зонда 1,591 мм, тогда t / s = 0,34 и потребуется поправка 0,25.

Расчеты
Заказчик упомянул, что его танталовая пленка была поставлена ​​ему со значением сопротивления листа 8,0389 Ом на квадрат, толщиной пленки 2500 ангстрем и объемным сопротивлением 201,94 мкОм-см. Обычно вы не знали бы все три из них, и поэтому вы могли бы использовать четырехточечный зонд для определения толщины, если было указано объемное удельное сопротивление, или вы могли бы определить объемное удельное сопротивление, если была указана толщина.Если бы у вас не было четырехточечного зонда, но вы знали толщину пленки и объемное удельное сопротивление, вы могли бы рассчитать сопротивление листа образца. Связь между этими значениями следующая:

Расчет объемного сопротивления на основе сопротивления и толщины листа:
Толщина слоя в сантиметрах, умноженная на значение сопротивления листа, выраженное в омах на квадрат, равна объемному удельному сопротивлению в Ом-см. Для вышеупомянутого тантала это дает: 0.000025 (толщина в см) x 8,0389 (значение Ом на квадрат) = 0,0002009725, что равно 200,9725 мкОм-см (что отклоняется менее чем на 0,5% от предоставленного значения 201,94 мкОм-см).

Расчет толщины на основе объемного удельного сопротивления и сопротивления листа:
Для расчета толщины слоя с использованием предоставленного значения объемного удельного сопротивления и (измеренного) значения сопротивления листа следует разделить объемное удельное сопротивление на значение сопротивления листа. Итак, снова для вышеупомянутого образца тантала 0.00020194 (201,94 мкОм-см) / 8,0389 (Ом на квадрат) = 2,5120352287004440

4117354364e-5, что составляет 0,00002512035228700 сантиметров, или 2512,0352287 ангстрем (что соответствует ожидаемым 2500 ангстремам).

Расчет сопротивления листа по толщине пленки и объемному сопротивлению:
Объемное сопротивление, деленное на толщину слоя в сантиметрах, равняется сопротивлению листа. Итак, для слоя алюминия толщиной 200 микрон (или 0,02 см), поскольку объемное удельное сопротивление алюминия равно 0.-4. Это предполагает, что алюминиевая пленка чистая, поскольку значение объемного удельного сопротивления было взято из периодической таблицы элементов.

Эти веб-страницы могут быть полезны при выполнении этих расчетов:

http://onlineconversion.com/length_all.htm (открывается в новом окне)

http://www.csgnetwork.com/sntodeccalc.html (открывается в новом окне)

Дополнительные вопросы с ответами Джона Кларка, К. Энга, M.I.Mech.E., F.B.H.I., основателя Jandel Engineering Ltd.

В. «Каков диапазон объемного удельного сопротивления (Ом-см), который может измерять испытательная установка Jandel RM2 в Ом-см?»

A. Это регулярно возникает, и на него трудно ответить — позвольте мне привести пример, чтобы показать проблему. [Обновление: обратите внимание, что тестовый образец RM2 был заменен несколько лет назад более новыми версиями тестового модуля Дженделя. Текущая версия испытательной установки и все версии, следующие за RM2, и Jandel RM Series Test Unit, , включают программное обеспечение для ПК , которое упрощает задачу расчета объемного удельного сопротивления пластин и объемных материалов, таких как слитки.7 Ом на квадрат. Объемное сопротивление было бы численно равно сопротивлению листа, если бы образец имел толщину 1 см и был изготовлен из того же материала, из которого был получен показатель сопротивления листа. Трудно определить пределы объемного удельного сопротивления, которые может измерить испытательный блок RM2 — например, мы не смогли измерить объемное удельное сопротивление блока платины толщиной 1 см, потому что он слишком высокопроводящий, чтобы испытательный блок RM2 мог получить показания. . Если бы это была платиновая пленка толщиной 200 ангстрем, мы могли бы легко измерить сопротивление листа, и оно было бы примерно 100 Ом на квадрат.

Рассмотрим конкретный образец пластины:

Предположим, что пластина имеет толщину 0,5 мм и ее удельное сопротивление 0,005 Ом-см. Нажав кнопку Ом / кв., Мы можем настроить RM3-AR на выдачу 4,5324 мА, чтобы отображаемое мВ численно было равно сопротивлению листа в Ом / кв. В этой ситуации можно сказать, что:

объемное удельное сопротивление = сопротивление листа x толщина в см.

т.е. 0,005 = 4.5324 x 0,05 см x (мВ)
—————————————
4,5324
= 0,005
_____

0,05
= 0,10 мВ


Это будет отображаемое значение.

Конечно, если бы это была тонкая пленка, толщина была бы намного меньше 0.5 мм и сопротивление листа, соответственно, больше, чтобы можно было более точно рассчитать объемное удельное сопротивление. Это вечная проблема материалов с низким удельным сопротивлением, когда желателен дополнительный вольтметр, способный показывать микровольт или меньше. Такой вольтметр был бы полезен для материала 0,005 Ом-см, особенно если он был толще 0,5 мм.

Если мы предположим, что мы говорим об объемном сопротивлении кремниевых пластин, то, используя формулу rest = 2 x pi x s x V / I, мы вычислим это при расстоянии между наконечниками зонда, равным 1.6 Ом-см. Точность системы в пределах 0,3%

Уравнение для расчета Ом-см без преобразования из сопротивления листа:

2 x s x Pi (π) x V / I

Где s — расстояние между каждым из четырех точечных наконечников щупа в см. Если использовать головку зонда с расстоянием между наконечниками 1,591 мм (62,6 мил), поскольку 1,591 мм составляет 1 / (2 x pi) см, он компенсируется до V / I.

В. Я понимаю, что тестовый блок RM3 может считывать данные непосредственно в омах на квадрат для использования при измерении тонких пленок (сопротивление листа), но как мне измерять толстые материалы, которые измеряются в омах-см (объемное удельное сопротивление) ? Какой текущий уровень выбрать для конкретного материала?

А . [Обновление: испытательная установка RM3 была заменена испытательной установкой серии RM , которая включает программное обеспечение для ПК , которое позволяет рассчитывать и сохранять объемное удельное сопротивление как толстых материалов, так и тонких пленок в формате CSV. Новые испытательные блоки серии RM могут считывать непосредственно на экране в Ом-см (объемное удельное сопротивление), если вводится толщина образца или если указывается, что измеряется объемный материал, в дополнение к считыванию сопротивления листа, выраженного в Ом на квадрат или в милливольтах.Испытательные блоки серии RM также имеют кнопку, которую можно нажать для автоматического выбора диапазона, чтобы определить лучший выбор входного тока для измеряемого материала. При расчете удельного объемного сопротивления тонких пленок необходимо знать толщину слоя. Если кто-то предпочитает рассчитывать объемное удельное сопротивление без использования программного обеспечения серии RM или при использовании измерительной электроники, которая не будет считывать значения в Ом-см, есть относительно простой способ: переключиться из режима Ом-на-квадрат, чтобы электроника считывает в милливольтах и ​​следуйте этим инструкциям:]

При измерении Ом-см в идеале вы захотите использовать ток, который упростит математические вычисления.

Формула: 2 x pi x s x V / I, где s — расстояние между каждой иглой в см. Если вы используете датчик с расстоянием между наконечниками 1,591 мм (~ то же, что и 62,6 мил), это упрощает вычисления, поскольку 0,1591 равно 1 / (2 x пи). Следовательно, у нас будет:

Удельное сопротивление = V / I

Это означает, что если используется ток 1 мА, то измеренное значение напряжения (в милливольтах) = удельное сопротивление образца в Ом-см.

Если вы хотите проводить измерения в диапазоне «Высокий», возможно, напряжение будет слишком высоким для измерения.В этом случае вы можете попробовать 100 мкА, и результат в мВ нужно будет умножить на 10. Если значение напряжения достаточно низкое (возможно, 9 мВ или около того), вы можете увеличить ток до 10 мА, а затем результат в мВ можно разделить на 10, чтобы получить удельное сопротивление (более высокие токи иногда могут дать более стабильные результаты). [Подробнее об измерении объемного удельного сопротивления без использования программного обеспечения можно прочитать здесь: http://www.fourpointprobes.com/hm21-srm-hand-held-meter-with-srm-probe-head/. Та же процедура, которая описана в отношении ручного измерителя HM21, применима и к испытательным установкам серии RM, однако более поздние версии испытательного прибора серии RM будут считываться на дисплее в Ом-см, если ввести толщину пленки или если один указывает, что измеряется объемное удельное сопротивление материала.По сравнению с HM21, испытательные блоки серии RM имеют больший диапазон измерения на обоих концах шкалы, и они автоматически выбирают диапазон, тогда как HM21 не выполняет автоматический выбор диапазона. И испытательный стенд серии RM, и HM21 включают программное обеспечение, которое можно использовать для расчета объемного удельного сопротивления.]

Некоторую информацию о выборе наилучшего выбора входного тока при использовании электроники с четырехточечным датчиком, не поддерживающей автоматический выбор диапазона, можно найти здесь: http://www.fourpointprobes.com/reversing_current.pdf

В. Что, если я хочу измерить объемное удельное сопротивление с помощью зонда с шагом наконечника 1 мм вместо 1,59 мм? Могу ли я установить входной ток так, чтобы значение в милливольтах по-прежнему соответствовало объемному удельному сопротивлению в Ом-см?

A. Это можно сделать, однако математика в этом случае будет выполняться путем регулировки тока, а не регулировки промежутка. Следовательно:

R (b) = 2 x pi x s x V / I

R (б) = 0.62832 х V / I

Мы умножаем на расстояние (1 / 0,62832 дает 0,1591 мм), но мы делим на ток, поэтому ток должен быть 628,32 мкА (0,62832 мА)

Этот ток может быть увеличен / уменьшен в 10 раз, если этого требует образец. (см. следующую ссылку для получения информации о выборе наилучшего выбора входного тока при использовании электроники с четырехточечным датчиком без автоматического выбора диапазона: http://www.fourpointprobes.com/reversing_current.pdf

Такие измерения необходимо проводить с помощью программируемого источника тока, такого как испытательный блок серии RM, который позволяет использовать такой входной ток.-3 = 1,05 МОм / квадрат

Итак, для слоя меди толщиной 16 микрон или меньше можно использовать серию RM. Если бы вы попытались измерить кусок меди толщиной, скажем, 1 мм, то его нельзя было бы измерить с помощью метода четырехточечного зонда. Четырехточечный зонд можно использовать для расчета сопротивления листа очень проводящих материалов, и, если известна толщина слоя, можно рассчитать объемное сопротивление. Или, если известно объемное удельное сопротивление материала, можно измерить тонкую пленку, чтобы вычислить толщину слоя.


Четырехточечные зонды — это подразделение компании Bridge Technology. Чтобы запросить дополнительную информацию, позвоните в Bridge Technology по телефону (480) 988-2256 или отправьте электронное письмо Ларри Бриджу по адресу: [email protected]

Объемное и поверхностное сопротивление | НТС Материалы Испытания

Что такое объемное и поверхностное сопротивление

ASTM D257, IEC 60093

Объемное сопротивление представляет собой сопротивление изоляционного материала току утечки через его тело.Он вычисляет отношение градиента потенциала к току в материале с той же плотностью. Сопротивление постоянному току между противоположными гранями куба материала длиной один метр численно равно объемному удельному сопротивлению в СИ (Ом-м).

Удельное сопротивление поверхности — это сопротивление току утечки по поверхности изоляционного материала. Два параллельных электрода на расстоянии друг от друга, равном их контактной длине, контактируют с поверхностью материала для измерения удельного сопротивления поверхности.Следовательно, отношение градиента потенциала (В / м) и тока на единицу длины электрода (А / м) представляют собой удельное сопротивление. Длины поверхностного удельного сопротивления и коэффициента компенсации обычно измеряются в Омах, поскольку четыре конца электродов образуют квадрат. Однако в некоторых результатах тестов используются Ом на квадрат из-за его более наглядности.

Методы испытаний объемного и поверхностного сопротивления

При тестировании удельного сопротивления измеряется сопротивление изолятора току утечки путем выполнения следующих шагов:

  • Подача известного напряжения на материал
  • Регистрация тока, создаваемого напряжением
  • Использование закона Ома для вычисления наблюдаемого сопротивления
  • Определение удельного сопротивления на основе физических размеров образца

Окончательное измерение удельного сопротивления зависит от многих внешних факторов, в том числе:

  • Приложенное напряжение: Величина напряжения, приложенного к материалу, сильно влияет на окончательные результаты теста.Чтобы противостоять этому фактору, иногда испытание включает изменение напряжения для установления зависимости от напряжения.
  • Время электризации: Исследуемый материал заряжается с экспоненциальной скоростью при длительном воздействии напряжения. Следовательно, во время испытания удельное сопротивление образца увеличивается со временем. Это необходимо учитывать, чтобы получить точный расчет.
  • Факторы окружающей среды: Высокий уровень влажности создает более низкое удельное сопротивление по сравнению с более низким уровнем влажности.Условия тестовой среды имеют большое влияние на потенциальные результаты.

Из-за этих переменных эти условия должны оставаться постоянными между тестами при сравнении нескольких тестов. Стандарты ASTM рекомендуют обычно используемый метод подачи напряжения 500 В в течение 60 секунд, чтобы результаты можно было легко сопоставить друг с другом. По результатам этого испытания можно измерить объемное и / или поверхностное удельное сопротивление, в зависимости от их применения.

Измерения и приложения для измерения объемного удельного сопротивления

Объемное сопротивление представляет собой электрическое сопротивление через куб изоляционного материала.Измеренное в Ом-сантиметрах, оно демонстрирует электрическое сопротивление через кубик образца размером один сантиметр. Точно так же при использовании Ом-дюймов это указывает на электрическое сопротивление через один-дюймовый куб материала.

Электронные устройства содержат различные химические вещества, предназначенные для изоляции или проведения. Тестирование объемного удельного сопротивления этих химикатов гарантирует, что электричество проходит через эти компоненты в соответствии с назначением. Определение удельного объемного сопротивления электрических потребительских товаров является важной частью испытаний на соответствие стандартам безопасности.Объемное удельное сопротивление в проводящих пастах и ​​других электронных компонентах может указывать на загрязнение, если желаемый уровень удельного сопротивления или проводимости не достигается.

Измерение удельного сопротивления поверхности и применение

Удельное сопротивление поверхности определяет электрическое сопротивление фиксированной длины поверхности изоляционного материала. При этом измерении не учитываются такие физические размеры, как толщина и диаметр. Поскольку он определяет только удельное сопротивление поверхности, требуется только одно физическое измерение.Соответственно, поверхностное сопротивление измеряется между электродами вдоль поверхности изоляционного материала.

При испытании материалов это измерение может определять удельное поверхностное сопротивление пластмасс. В ситуациях, связанных с рассеянием статического электричества, например, при производстве электроники, идеальным вариантом является низкое удельное сопротивление поверхности. Сами по себе инженерные пластмассы обладают высоким уровнем поверхностного сопротивления. Чтобы увеличить проводимость, производители часто добавляют углерод или поверхностную обработку. В общем, измерение удельного поверхностного сопротивления редко применяется к металлам, потому что они уже обладают высокой проводимостью.

Испытания на объемное и поверхностное сопротивление согласно NTS

NTS использует только самые высокие стандарты тестирования для определения эффективности и соответствия продуктов и материалов в различных отраслях промышленности. Являясь одной из крупнейших сетей коммерческих лабораторных испытаний, мы можем помочь вам в достижении ваших производственных целей с помощью нашего передового оборудования и обучения. Наш обширный выбор стандартов тестирования позволяет нам оценивать несколько продуктов и следовать отраслевым критериям. Чтобы узнать больше о тестировании сопротивления и других наших услугах, свяжитесь с нашей командой онлайн.

Удельное сопротивление — Aquaread

Удельное сопротивление воды — это мера способности воды противостоять электрическому току, которая напрямую связана с количеством растворенных солей в воде. Вода с высокой концентрацией растворенных солей будет иметь низкое удельное сопротивление, и наоборот. Удельное сопротивление измеряется в Ом. Когда соли растворяются в воде, образуются свободные ионы. Эти ионы способны проводить электрический ток. Примеры растворенных солей, которые можно найти в воде и которые снижают удельное сопротивление воды, включают: кальций, хлорид, магний, калий и, конечно же, натрий.В таблице ниже показаны некоторые примеры уровней удельного сопротивления для различных типов воды.

Тип воды Приблизительное удельное сопротивление в Ом (Ом)
Чистая вода 20 000 000
Дистиллированная вода 500 000
Дождевая вода 20 000
Водопроводная вода 1000 — 5000 Ом
Солоноватая речная вода 200
Прибрежная морская вода 30
Открытая морская вода 20–25

Зачем использовать измеритель удельного сопротивления для тестирования воды?

Измеритель удельного сопротивления воды — полезный инструмент для тестирования удельного сопротивления.Удельное сопротивление является жизненно важным показателем, когда требуется сверхчистая вода, например, для использования во все большем числе лабораторных и промышленных процессов. В полевых условиях датчик удельного сопротивления воды используется как часть процесса проверки качества воды, наряду с другими параметрами, такими как растворенный кислород и pH. Мониторинг удельного сопротивления воды также можно использовать для тестирования грунтовых вод, например, для проверки загрязнения от фильтрата со свалок или для исследования загрязнения в озерах, реках и приливных устьях.

Наблюдая за сопротивлением в воде в течение некоторого времени, можно составить представление о нормальном диапазоне удельного сопротивления в конкретном водоеме. Использование этих знаний может помочь в выявлении аномалий, которые могут указывать на попадание загрязнителя в воду. В водных экосистемах каждый организм имеет определенный диапазон толерантности, и если сопротивление воды выйдет за пределы этого диапазона, это может разрушить экосистему и потребовать много времени для восстановления.

Оборудование для измерения удельного сопротивления Aquaread

Aquaread разрабатывает и производит оборудование для испытания воды и измерители сопротивления воды, подходящие как для портативных, так и для стационарных применений. Мы производим многопараметрическое оборудование для контроля качества воды, стандартным параметром которого является удельное сопротивление. Удельное сопротивление измеряется с помощью измерений электропроводности и температуры. Измерители удельного сопротивления воды Aquaread — это лишь одна из функций нашего многопараметрического оборудования для проверки качества воды.

Наше оборудование состоит из датчиков с набором электродов, которые измеряют различные параметры. Электроды для растворенного кислорода и электропроводности объединены в один. Между электродами подается напряжение. В зависимости от сопротивления воды будет падение напряжения. Это падение измеряется и с помощью показаний температуры отображается на Aquameter, который используется вместе с нашими Aquaprobes, в качестве сопротивления.

Чтобы учесть тот факт, что на удельное сопротивление сильно влияет температура, оборудование для измерения удельного сопротивления Aquaread регулирует значение удельного сопротивления в зависимости от температуры пробы воды, чтобы отобразить значение, нормированное на 25 ° C.Удельное сопротивление можно измерить в диапазоне от 5 Ом · см до 1 МОм · см с точностью +/- 1% от показаний или 1 Ом · см, если больше.

Для портативных приложений у нас есть Aquaprobe AP-2000, Aquaprobe AP-5000 и AquaPlus Optical DO / EC system. Эти устройства для тестирования воды были разработаны, чтобы быть очень прочными и портативными, что позволяет проводить точечный мониторинг в нескольких местах. Aquameter позволяет делать геотеги данных, чтобы их можно было просматривать в Google Планета Земля. Для долгосрочного использования у нас есть Aquaprobe AP-7000 с инновационным методом самоочистки, который позволяет осуществлять постоянный мониторинг в течение продолжительных периодов времени.

Начните мониторинг с помощью Aquaread

Если вам нужна дополнительная информация о измерителях TDS и другом оборудовании для измерения общего содержания растворенных твердых веществ или о мониторинге качества воды в целом, свяжитесь с нами. Щелкните здесь, чтобы увидеть наш ассортимент.

(PDF) Измерения удельного электрического сопротивления: обзор

Измерения электрического сопротивления: обзор 755

3. Резюме

В заключение мы говорим, что существует несколько методов определения электрической проводимости

.Чрезвычайно важным аспектом измерения удельного электрического сопротивления является выбор

метода, соответствующего характеру исследуемого материала. Также

зависит от диапазона удельного сопротивления, диапазона температур, протекающего тока и других условий измерений

. Плохой эффект от неправильных контактов может быть наиболее серьезным для этих исследований.

Во время эксперимента по измерению удельного сопротивления при комнатной температуре или с

при низком изменении температуры необходимо соблюдать ряд мер предосторожности, чтобы

получил хорошие и точные результаты.Эти меры могут также сэкономить много времени, затрачиваемого на измерения

на разрыв образцов, нестабильность температуры, изменение

размеров образца или держателя образца, джоулева нагрев и разрыв электрического соединения

. из образца и т. д. во время наблюдения. Все эти проблемы

можно устранить, если позаботиться о некоторых важных факторах. Они указаны ниже

и полностью зависят от типа исследования или измерения, природы образца

, ограничений экспериментального оборудования и т. Д.

I. Подготовка проб.

II. Адаптация подходящего метода измерения в зависимости от формы и характера образца

.

III. Подходящее крепление для образца.

IV. Контроль температуры на образце.

В. Электрические контакты с образцом.

VI. Подходящее значение входного тока или сигнала.

VII. Оценка однородности.

Ожидается, что в этих измерениях потребуется твердая рука и зоркий глаз, чтобы

работать с некоторыми тонкими проволоками и небольшими, хрупкими и хрупкими образцами.

Благодарности

Благодарим за финансовую помощь, предоставленную Департаментом науки и технологий, Нью-

Дели для этого исследования.

Ссылки

1. Макото КУВАБАРА: Journal of Advanced Ceramics 1 (2): 79-88, 2012, DOI:

10.1007 / s40145-012-0016-y ISSN 2226-4108.

2. Гейгер Х. и Шил К., ред. “Hand buch der Physik” 16 Springer, Berlin, 1927.

3. А. Н. Герритсен, в “Hand buch der Physik — Encylopedia of Physics” Ed.S. flogge et al., 19

Springer, Berlin, 1956.

4. W. Meissner в «Hand buch der Experimental Physic» Ed. W.Wein и F. Harms, 11,

AkademischeVerlagsges Leipzig, 1935.

5. Г. Борелиус в «Hand buch der Experimentalphysik» Ed. W.Wein и F. Harms, 01,

AkademischeVerlagsges Leipzig, 1935.

6. W. C. Michels «Электрические измерения в их приложениях», Van Nostrand, N. York, 1957.

7.W. C. Dunlap Jr., «Введение в полупроводники», глава 9, Wiley, N. York, 1957.

Int. J. Mod. Phys. Конф. Сер. 2013. 22: 745-756. Загружено с сайта www.worldscientific.com

, автор: 180.215.217.156 30.05.13. Только для личного пользования.

Понимание удельного сопротивления воды

Если вы хотите определить электрическую проводимость раствора или хотите узнать, насколько кислой или щелочной является вода, существует множество способов измерения воды.Одно из этих измерений сосредоточено на понимании удельного сопротивления воды , которое указывает на способность воды эффективно противостоять электрическому току . Удельное сопротивление воды непосредственно определяется концентрацией растворенных солей, которые содержатся в воде . Если в воде много растворенных солей, вода будет иметь низкое удельное сопротивление. Обратное тоже верно.

Имейте в виду, что высокое удельное сопротивление означает более чистую и чистую воду.Измерение удельного сопротивления отображается в омах. Закон Ома гласит, что ток, который проходит по проводнику между двумя отдельными точками, пропорционален напряжению, возникающему в этих двух точках. Материалы, способные проводить электрические токи, имеют низкое удельное сопротивление и считаются проводниками. . Материалы с высоким удельным сопротивлением известны как изоляторы. Когда соли растворяются в воде, образуются свободные ионы. Свободные ионы могут проводить электрические токи. В этом руководстве рассматривается удельное сопротивление и его применимость к качеству воды.

Ключевые выводы:

  • Под сопротивлением воды понимается способность воды противостоять электрическому току, который определяется концентрацией растворенных солей в воде.
  • При сравнении проводимости с удельным сопротивлением проводимость — это мера того, насколько хорошо электричество может проходить через воду.
  • Использование измерителя сопротивления для тестирования воды может быть важным, поскольку он может помочь определить, есть ли в воде какие-либо растворенные соли или другие загрязнители.

Корреляция между удельным сопротивлением и проводимостью

При измерении воды можно измерить общую проводимость воды , которая относится к способности электрического тока проходить через воду . Поскольку растворенные соли могут проводить электрический ток, увеличение солености приводит к увеличению проводимости. Еще один фактор, который может изменить проводимость воды, — это температура. Более высокая температура обычно приводит к более высоким показаниям проводимости.

Существует сильная корреляция между удельным сопротивлением и проводимостью . В то время как проводимость измеряет, насколько хорошо электричество может проходить через воду, удельное сопротивление измеряет, сколько воды может противостоять потоку электричества. Из-за того, как эти два измерения коррелируют, оба из них обычно включаются в системы очистки воды, которые используются в лабораториях.

Что такое формула / уравнение удельного сопротивления?

Общее удельное сопротивление воды или любого другого материала измеряется с помощью простой формулы и уравнения, в котором читается как ρ = E для J .

  • Символ ρ обозначает общее удельное сопротивление воды в омметрах.
  • E представляет величину электрического поля в вольтах на метр
  • J представляет величину плотности в амперах на квадратный метр

Эта формула важна, поскольку она позволяет определить удельное электрическое сопротивление воды с помощью математической формула . Имея в руках эту формулу, вы лучше поймете показания удельного сопротивления при измерении воды.

Зачем использовать измеритель удельного сопротивления для проверки воды?

В то время как кондуктометры могут быть эффективными при проверке качества воды, измерители удельного сопротивления также являются надежными инструментами для проверки воды . Например, сверхчистая вода имеет чрезвычайно высокое значение удельного сопротивления — 20 миллионов Ом, что по существу означает, что в воде нет растворенных твердых частиц или загрязняющих веществ. Имея это значение, вы можете быть уверены, что вода чистая и безопасная для питья. Хотя фильтрованная вода не на 100% свободна от примесей, вы все равно должны получать показание удельного сопротивления, которое составляет 500 000 Ом.

Если вода не была отфильтрована каким-либо образом, показания удельного сопротивления быстро упадут. Дождевая вода обычно имеет значение удельного сопротивления около 20000 Ом, что намного выше, чем значения 1000-5000, обнаруженные в нефильтрованной водопроводной воде. Если вы используете измеритель удельного сопротивления для проверки солоноватой воды в реках, вы должны ожидать, что получите значение удельного сопротивления около 200. Для прибрежной морской воды и открытой морской воды значения удельного сопротивления обычно находятся в диапазоне 20–30 Ом.

Если вы не тестируете сверхчистую воду, типы растворенных твердых веществ, которые можно найти в воде, включают натрий, кальций, калий, магний и хлорид .Когда слишком много этих твердых веществ растворяется в воде, качество воды ухудшается, что может сделать ее небезопасной для питья. Причина, по которой измерители удельного сопротивления становятся все более важными, заключается в том, что они могут обеспечивать точные показания сверхчистой воды для приложений, где требуется этот тип воды. Например, для многих промышленных и лабораторных процессов требуется сверхчистая вода. Если в воду попадет даже небольшое количество растворенных твердых частиц, она становится бесполезной.

В полевых условиях датчики удельного сопротивления могут использоваться для определения общего качества воды наряду с датчиками pH и растворенного кислорода .Типы полевых применений, для которых датчики удельного сопротивления идеально подходят, включают тестирование грунтовых вод, проверку загрязнения в фильтратах со свалок и исследование возможных загрязнений в реках и озерах. Любой, кто регулярно контролирует удельное сопротивление воды, должен быстро получить представление о нормальных уровнях удельного сопротивления в различных водоемах. Обладая этими знаниями, вы можете определить аномальные показания, которые могут указывать на присутствие нового загрязнителя в воде.

Удельное сопротивление воды также очень важно при рассмотрении водных экосистем. Каждому организму в реках, озерах и океанах требуется определенный уровень сопротивления для процветания и выживания. Если эти уровни выходят за пределы определенного диапазона, водные организмы в экосистеме могут не выжить. Измерители удельного сопротивления используются не только для измерения удельного сопротивления воды. Фактически, лучшие измерители удельного сопротивления способны измерять уровни сопротивления в жидкостях, суспензиях и полутвердых телах. Таким образом, измерители сопротивления доказали свою эффективность при использовании в широком спектре различных отраслей, включая все, от строительства до археологии.

Археологи используют измерителей удельного сопротивления для правильного тестирования электрических цепей. Эти счетчики вставляются прямо в землю для получения соответствующих показаний. Различные прочтения могут указывать на наличие под землей археологических памятников. Если значения удельного сопротивления в определенной области ниже или выше, чем в их окрестностях, археологи могут лучше понять, какие объекты могут находиться под землей. Например, каменная конструкция может блокировать поток электричества, что приведет к более низким показаниям удельного сопротивления, чем обычно.

Почему мы измеряем удельное сопротивление, а не сопротивление?

Хотя некоторые люди используют сопротивление и удельное сопротивление как синонимы, эти термины имеют несколько разные значения, о которых вам следует знать перед выполнением любых измерений. Сопротивление воды или любого другого материала зависит от множества факторов, главным из которых является удельное сопротивление рассматриваемого материала . Понимая разницу между этими двумя терминами, вы должны лучше понимать, как текут электроны.Сопротивление устройства или материала относится к коэффициенту напряжения, приложенного непосредственно к цепи. Затем он делится на протекающий через цепь ток.

Сопротивление материала сосредоточено вокруг способности материала блокировать прохождение тока, которая отображается в омах. С другой стороны, удельное сопротивление является фактическим измерением сопротивления материала . Когда материалы устойчивы к электрическим токам, они известны как изоляторы.Материалы с низким сопротивлением называются проводниками, что означает, что они могут без проблем проводить электрические токи. Наряду с изоляторами и проводниками материал или элемент можно классифицировать как полуизолятор.

Существует ряд факторов, которые могут изменять показания удельного сопротивления, основные из которых включают толщину и размер измеряемого материала. Дополнительные факторы включают время электрификации, влажность и текущую температуру.Когда все остальные факторы остаются неизменными, более широкие материалы обычно будут иметь меньшее сопротивление, чем более мелкие. С другой стороны, более длинные материалы обладают большей устойчивостью, чем более короткие. Хотя сопротивление зависит от размера материала, важно понимать, что сопротивление не зависит.

Существует ряд измерений удельного сопротивления, наиболее распространенные из которых включают:

  • Поверхностное сопротивление
  • Контактное сопротивление
  • Объемное или объемное сопротивление

Поверхностное сопротивление означает измерение сопротивления поверхность материала при контакте с электродами , что делает измерение очень простым.Для сравнения, контактное удельное сопротивление включает измерение сопротивления через композит или материал. Важно понимать, что контактные измерения удельного сопротивления не позволяют получить показания удельного сопротивления данного материала. Вместо этого они измеряют общее качество электрического соединения.

Другой тип измерения удельного сопротивления, который вы можете провести, — это объемное или объемное удельное сопротивление , которое включает в себя измерение сопротивления материала, умноженного на его поперечное сечение.Поперечное сечение — это толщина и ширина материала. Затем это показание делится на длину материала, находящегося между электродами.

Удельное сопротивление — очень важное измерение, которое может предоставить вам точные данные о качестве пробы воды. Независимо от того, проверяете ли вы питьевую воду или хотите убедиться, что речная вода не слишком загрязнена, измерения удельного сопротивления могут быть выполнены для множества различных применений.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *