میدونیم دلیلش چیه مقاومت الکتریکیهادی برهمکنش الکترون ها با یون های شبکه کریستالی فلزی است (§ 43). بنابراین، می توان فرض کرد که مقاومت یک هادی به طول و مساحت آن بستگی دارد سطح مقطعو همچنین از ماده ای که از آن ساخته شده است.

شکل 74 تنظیمات انجام چنین آزمایشی را نشان می دهد. هادی های مختلفی به نوبه خود در مدار منبع جریان گنجانده شده اند، به عنوان مثال:

1. سیم های نیکل با ضخامت یکسان، اما طول های مختلف؛
2. سیم های نیکل با طول یکسان، اما ضخامت های متفاوت (مقاطع مختلف).
3. سیم های نیکل و نیکرم با طول و ضخامت یکسان.

جریان در مدار با آمپرمتر و ولتاژ با ولت متر اندازه گیری می شود.

با دانستن ولتاژ انتهای هادی و جریان موجود در آن، با استفاده از قانون اهم می توان مقاومت هر یک از هادی ها را تعیین کرد.

برنج. 74. وابستگی مقاومت هادی به اندازه و نوع ماده آن

پس از انجام این آزمایشات، مشخص خواهیم کرد که:

1. از دو سیم نیکل با ضخامت یکسان، سیم بلندتر مقاومت بیشتری دارد.
2. از دو سیم نیکل با طول یکسان، سیم با سطح مقطع کوچکتر مقاومت بیشتری دارد.
3. سیم های نیکل و نیکل با اندازه یکسان مقاومت های متفاوتی دارند.

اهم اولین کسی بود که وابستگی مقاومت یک هادی را به اندازه آن و ماده ای که هادی از آن ساخته شده است به صورت تجربی مطالعه کرد. او دریافت که مقاومت با طول هادی نسبت مستقیم، با سطح مقطع آن نسبت معکوس دارد و به ماده هادی بستگی دارد.

چگونه می توان وابستگی مقاومت را به ماده ای که هادی از آن ساخته شده است در نظر گرفت؟ برای انجام این کار، به اصطلاح محاسبه کنید مقاومت یک ماده.

مقاومتکمیت فیزیکی است که مقاومت هادی ساخته شده از یک ماده معین به طول 1 متر و سطح مقطع 1 متر مربع را تعیین می کند.

معرفی کنیم تعیین حروف: ρ مقاومت هادی، I طول هادی، S سطح مقطع آن است. سپس مقاومت هادی R با فرمول بیان می شود

از آن نتیجه می گیریم که:

از آخرین فرمول می توانید واحد مقاومت را تعیین کنید. از آنجایی که واحد مقاومت 1 اهم است، واحد سطح مقطع 1 متر مربع و واحد طول 1 متر است، پس واحد مقاومت برابر است با:

بیان سطح مقطع هادی در میلی متر مربع راحت تر است، زیرا اغلب کوچک است. سپس واحد مقاومت برابر خواهد بود:

جدول 8 مقادیر مقاومت برخی از مواد را در 20 درجه سانتیگراد نشان می دهد. مقاومت ویژه با دما تغییر می کند. به طور تجربی ثابت شده است که برای فلزات، به عنوان مثال، مقاومت با افزایش دما افزایش می یابد.

جدول 8. مقاومت الکتریکی برخی از مواد (در t = 20 درجه سانتیگراد)

در بین تمام فلزات، نقره و مس کمترین مقاومت را دارند. بنابراین نقره و مس بهترین رسانای الکتریسیته هستند.

هنگام سیم کشی مدارهای الکتریکی از سیم های آلومینیومی، مسی و آهنی استفاده می شود.

در بسیاری از موارد به دستگاه هایی با مقاومت بالا نیاز است. آنها از آلیاژهای خاص ساخته شده اند - مواد با مقاومت بالا. به عنوان مثال، همانطور که از جدول 8 مشاهده می شود، آلیاژ نیکروم دارای مقاومتی تقریباً 40 برابر بیشتر از آلومینیوم است.

پرسلن و آبنوس دارای مقاومت بالایی هستند که تقریباً به هیچ وجه جریان الکتریکی را هدایت نمی کنند.

سوالات

1. مقاومت هادی چگونه به طول و سطح مقطع آن بستگی دارد؟
2. چگونه به طور تجربی وابستگی مقاومت یک هادی را به طول، سطح مقطع و ماده ای که از آن ساخته شده است نشان دهیم؟
3. مقاومت رسانا چقدر است؟
4. برای محاسبه مقاومت هادی ها از چه فرمولی می توان استفاده کرد؟
5. مقاومت یک هادی با چه واحدهایی بیان می شود؟
6. هادی ها در عمل از چه موادی ساخته می شوند؟

مقاومتفلزات معیاری برای سنجش توانایی آنها برای مقاومت در برابر عبور است جریان الکتریسیته. این مقدار بر حسب اهم متر (Ohm⋅m) بیان می شود. نماد مقاومت، حرف یونانی ρ (rho) است. مقاومت بالا به این معنی است که ماده رسانای ضعیف بار الکتریکی است.

مقاومت

مقاومت الکتریکی به عنوان نسبت بین ولتاژ تعریف می شود میدان الکتریکیداخل فلز به چگالی جریان در آن:

جایی که:
ρ-مقاومت فلز (اهم⋅m)،
E - قدرت میدان الکتریکی (V/m)
J مقدار چگالی جریان الکتریکی در فلز است (A/m2)

اگر شدت میدان الکتریکی (E) در یک فلز بسیار زیاد و چگالی جریان (J) بسیار کم باشد، به این معنی است که فلز مقاومت بالایی دارد.

مقاومت متقابل رسانایی الکتریکی است که نشان می دهد یک ماده چقدر جریان الکتریکی را به خوبی هدایت می کند:

σ رسانایی ماده است که بر حسب زیمنس بر متر (S/m) بیان می شود.

مقاومت الکتریکی

مقاومت الکتریکی، یکی از اجزاء، بر حسب اهم (اهم) بیان می شود. لازم به ذکر است که مقاومت الکتریکی و مقاومت یکسان نیستند. مقاومت ویژگی یک ماده است، در حالی که مقاومت الکتریکی ویژگی یک جسم است.

مقاومت الکتریکی یک مقاومت با ترکیبی از شکل آن و مقاومت ماده ای که از آن ساخته شده است تعیین می شود.

به عنوان مثال، مقاومت سیمی ساخته شده از سیم بلند و نازک، مقاومت بالاتری نسبت به مقاومتی که از سیم کوتاه و ضخیم همان فلز ساخته شده است، دارد.

در عین حال، یک مقاومت سیمی ساخته شده از ماده ای با مقاومت بالا، مقاومت الکتریکی بیشتری نسبت به مقاومتی که از ماده ای با مقاومت کم ساخته شده است، دارد. و همه اینها با وجود این واقعیت است که هر دو مقاومت از سیم با طول و قطر یکسان ساخته شده اند.

برای نشان دادن این موضوع، می‌توانیم قیاسی با آن انجام دهیم سیستم هیدرولیکجایی که آب از طریق لوله ها پمپ می شود.

• هرچه لوله بلندتر و نازکتر باشد، مقاومت بیشتری در برابر آب دارد.
• یک لوله پر از ماسه نسبت به لوله بدون ماسه در برابر آب مقاومت بیشتری دارد.

مقاومت سیم

میزان مقاومت سیم به سه پارامتر بستگی دارد: مقاومت فلز، طول و قطر خود سیم. فرمول محاسبه مقاومت سیم:

جایی که:
R - مقاومت سیم (اهم)
ρ - مقاومت فلزی (Ohm.m)
L - طول سیم (متر)
الف - سطح مقطع سیم (m2)

به عنوان مثال، یک مقاومت سیمی نیکروم با مقاومت 1.10×10-6 Ohm.m را در نظر بگیرید. طول سیم 1500 میلی متر و قطر 0.5 میلی متر است. بر اساس این سه پارامتر، مقاومت سیم نیکروم را محاسبه می کنیم:

R=1.1*10 -6 *(1.5/0.000000196) = 8.4 اهم

نیکروم و کنستانتان اغلب به عنوان مواد مقاومتی استفاده می شوند. در جدول زیر می توانید مقاومت برخی از متداول ترین فلزات را مشاهده کنید.

مقاومت سطحی

مقدار مقاومت سطح به همان روشی که مقاومت سیم محاسبه می شود. که در در این موردسطح مقطع را می توان به صورت حاصل ضرب w و t نشان داد:

برای برخی از مواد، مانند لایه های نازک، رابطه بین مقاومت و ضخامت لایه، مقاومت ورق RS نامیده می شود:

که در آن RS بر حسب اهم اندازه گیری می شود. برای این محاسبه، ضخامت فیلم باید ثابت باشد.

اغلب، سازندگان مقاومت برای افزایش مقاومت برای افزایش مسیر جریان الکتریکی، مسیرهایی را در فیلم برش می دهند.

خواص مواد مقاوم

مقاومت فلز به دما بستگی دارد. مقادیر آنها معمولاً برای آنها داده می شود دمای اتاق(20 درجه سانتیگراد). تغییر در مقاومت در نتیجه تغییر دما با یک ضریب دما مشخص می شود.

برای مثال ترمیستورها (ترمیستورها) از این خاصیت برای اندازه گیری دما استفاده می کنند. از سوی دیگر، در الکترونیک دقیق، این یک اثر نسبتا نامطلوب است.
مقاومت های فیلم فلزی دارای خواص پایداری دمایی عالی هستند. این نه تنها به دلیل مقاومت کم مواد، بلکه به دلیل طراحی مکانیکی خود مقاومت نیز به دست می آید.

بسیاری از مواد مختلفو از آلیاژها در تولید مقاومت استفاده می شود. نیکروم (آلیاژی از نیکل و کروم) به دلیل مقاومت بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا، اغلب به عنوان ماده ای برای ساخت مقاومت های سیمی استفاده می شود. عیب آن این است که نمی توان آن را لحیم کرد. Constantan، یکی دیگر از مواد محبوب، به راحتی لحیم می شود و ضریب دمای پایین تری دارد.

بنابراین، دانستن پارامترهای تمام عناصر و مواد مورد استفاده مهم است. و نه تنها الکتریکی، بلکه مکانیکی. و برخی از مواد مرجع مناسب را در اختیار داشته باشید که به شما امکان مقایسه ویژگی ها را می دهد مواد مختلفو برای طراحی و کار دقیقا همان چیزی را انتخاب کنید که در آن بهینه باشد وضعیت خاص.
در خطوط انتقال انرژی، جایی که کار با بیشترین بهره وری، یعنی با بازدهی بالا، برای رساندن انرژی به مصرف کننده، هم اقتصاد تلفات و هم مکانیک خود خطوط در نظر گرفته می شود. بازده اقتصادی نهایی خط به مکانیک بستگی دارد - یعنی دستگاه و آرایش هادی ها، عایق ها، تکیه گاه ها، ترانسفورماتورهای پله بالا/پایین، وزن و استحکام تمام سازه ها، از جمله سیم های کشیده شده در فواصل طولانی، و همچنین مواد انتخاب شده برای هر عنصر ساختاری، کار و هزینه های عملیاتی آن. علاوه بر این، در خطوط انتقال الکتریسیته، الزامات بالاتری برای اطمینان از ایمنی خود خطوط و هر چیزی در اطراف محل عبور آنها وجود دارد. و این هزینه ها را هم برای تامین سیم کشی برق و هم برای حاشیه ایمنی اضافی تمام سازه ها اضافه می کند.

برای مقایسه، داده ها معمولاً به یک فرم منفرد و قابل مقایسه تقلیل می یابند. اغلب، لقب "خاص" به چنین ویژگی هایی اضافه می شود و خود ارزش ها بر اساس استانداردهای خاصی که توسط پارامترهای فیزیکی یکپارچه شده اند در نظر گرفته می شوند. به عنوان مثال، مقاومت الکتریکی مقاومت (اهم) یک هادی ساخته شده از مقداری فلز (مس، آلومینیوم، فولاد، تنگستن، طلا) است که دارای طول واحد و سطح مقطع واحد در سیستم واحدهای مورد استفاده (معمولا SI) است. علاوه بر این، دما مشخص شده است، زیرا هنگام گرم شدن، مقاومت هادی ها می تواند متفاوت رفتار کند. میانگین شرایط عملیاتی معمولی به عنوان پایه در نظر گرفته می شود - در 20 درجه سانتیگراد. و در جایی که خواص هنگام تغییر پارامترهای محیطی (دما، فشار) مهم هستند، ضرایب معرفی شده و جداول اضافی و نمودارهای وابستگی جمع‌آوری می‌شوند.

انواع مقاومت

از آنجایی که مقاومت اتفاق می افتد:

• فعال - یا اهمی، مقاومتی - ناشی از مصرف الکتریسیته برای گرم کردن هادی (فلز) هنگام عبور جریان الکتریکی از آن، و
• راکتیو - خازنی یا القایی - که از تلفات اجتناب ناپذیر ناشی از ایجاد هرگونه تغییر در جریان عبوری از هادی میدان های الکتریکی ایجاد می شود، پس مقاومت هادی به دو صورت است:

1. مقاومت الکتریکی خاص در برابر جریان مستقیم (دارای ماهیت مقاومتی) و
2. مقاومت الکتریکی خاص در برابر جریان متناوب (دارای ماهیت راکتیو).

در اینجا، مقاومت نوع 2 یک مقدار پیچیده است که از دو جزء TC تشکیل شده است - فعال و راکتیو، زیرا مقاومت مقاومتی همیشه هنگام عبور جریان وجود دارد، صرف نظر از ماهیت آن، و مقاومت واکنشی تنها با هر تغییری در جریان در مدارها رخ می دهد. در زنجیر جریان مستقیمراکتانس فقط در طول فرآیندهای گذرا رخ می دهد که با روشن کردن جریان (تغییر جریان از 0 به اسمی) یا خاموش شدن (تفاوت از اسمی به 0) همراه است. و معمولاً فقط هنگام طراحی حفاظت اضافه بار در نظر گرفته می شوند.

در زنجیر جریان متناوبپدیده های مرتبط با راکتانس بسیار متنوع تر هستند. آنها نه تنها به عبور واقعی جریان از یک مقطع خاص، بلکه به شکل هادی نیز بستگی دارند و وابستگی خطی نیست.

واقعیت این است که جریان متناوب القاء می کند میدان الکتریکیهم در اطراف هادی که از طریق آن جریان دارد و هم در خود هادی. و از این میدان، جریان های گردابی به وجود می آیند، که اثر "فشار" حرکت اصلی واقعی بارها، از اعماق کل مقطع هادی به سطح آن، به اصطلاح "اثر پوست" را می دهد (از پوست - پوست). به نظر می رسد که جریان های گردابی سطح مقطع آن را از هادی "دزدیده اند". جریان در یک لایه مشخص نزدیک به سطح جریان می یابد، ضخامت باقیمانده هادی بلااستفاده می ماند، مقاومت آن را کاهش نمی دهد و به سادگی هیچ نقطه ای برای افزایش ضخامت هادی ها وجود ندارد. به خصوص در فرکانس های بالا. بنابراین، برای جریان متناوب، مقاومت در چنین بخش هایی از هادی ها اندازه گیری می شود که کل بخش آن را می توان نزدیک به سطح در نظر گرفت. به چنین سیمی نازک می گویند.

البته کاهش ضخامت مفتول ها با مقطع گرد محدود به آن نمی شود اجرای موثرجریان متناوب. هادی را می توان نازک کرد، اما در عین حال به شکل نوار صاف کرد، سپس سطح مقطع از سیم گرد بالاتر خواهد بود و بر این اساس، مقاومت کمتر می شود. علاوه بر این، صرفاً افزایش سطح اثر بر افزایش سطح مقطع مؤثر خواهد داشت. همین امر را می توان با استفاده از سیم رشته ای به جای سیم تک هسته ای به دست آورد. از سوی دیگر، با در نظر گرفتن اثر پوستی در سیم‌ها، می‌توان سیم‌ها را با ساختن هسته از فلزی که دارای ویژگی‌های استحکام خوبی است، مثلاً فولاد، اما ویژگی‌های الکتریکی پایین، کامپوزیت کرد. در این حالت یک نوار آلومینیومی روی فولاد ساخته می شود که مقاومت کمتری دارد.

علاوه بر اثر پوستی، جریان جریان متناوب در هادی ها تحت تأثیر تحریک جریان های گردابی در هادی های اطراف قرار می گیرد. چنین جریان هایی را جریان القایی می نامند و هم در فلزاتی که نقش سیم کشی را ایفا نمی کنند (عناصر ساختاری باربر) و هم در سیم های کل مجموعه رسانا - که نقش سیم های فازهای دیگر را بازی می کنند القا می شوند. ، زمین.

همه این پدیده ها در تمام سازه های الکتریکی رخ می دهند و اهمیت داشتن یک مرجع جامع برای طیف گسترده ای از مواد را بیشتر می کند.

مقاومت برای هادی ها با ابزارهای بسیار حساس و دقیق اندازه گیری می شود، زیرا فلزات با کمترین مقاومت برای سیم کشی انتخاب می شوند - به ترتیب اهم * 10-6 در هر متر طول و متر مربع. میلی متر بخش ها برای اندازه گیری مقاومت عایق خاص، برعکس، به ابزارهایی نیاز دارید که دارای محدوده بسیار زیادی باشند مقادیر بزرگمقاومت - معمولا مگا اهم. واضح است که هادی ها باید به خوبی هدایت شوند و عایق ها باید به خوبی عایق شوند.

جدول

آهن به عنوان یک هادی در مهندسی برق

آهن رایج ترین فلز در طبیعت و تکنولوژی است (بعد از هیدروژن که یک فلز نیز هست). ارزان ترین است و عالی است ویژگی های قدرتبنابراین در همه جا به عنوان پایه ای برای قدرت استفاده می شود طرح های مختلف.

در مهندسی برق از آهن به عنوان رسانا به شکل مفتول های فولادی انعطاف پذیر در جایی که به استحکام فیزیکی و انعطاف پذیری نیاز است استفاده می شود و از طریق مقطع مناسب می توان به مقاومت مورد نیاز دست یافت.

با داشتن جدولی از مقاومت فلزات و آلیاژهای مختلف، می توانید سطح مقطع سیم های ساخته شده از هادی های مختلف را محاسبه کنید.

به عنوان مثال، بیایید سعی کنیم سطح مقطع الکتریکی رساناهای ساخته شده از مواد مختلف را پیدا کنیم: مس، تنگستن، نیکل و سیم آهن. سیم آلومینیومی با سطح مقطع 2.5 میلی متر را به عنوان سیم اولیه در نظر می گیریم.

ما نیاز داریم که در طول 1 متر مقاومت سیم ساخته شده از تمام این فلزات برابر با مقاومت سیم اصلی باشد. مقاومت آلومینیوم در هر مقطع 1 متر طول و 2.5 میلی متر برابر خواهد بود

جایی که آر- مقاومت، ρ - مقاومت فلز از روی میز، اس- سطح مقطع، L- طول

با جایگزینی مقادیر اصلی، مقاومت یک قطعه سیم آلومینیومی به طول یک متر را بر حسب اهم دریافت می کنیم.

پس از این، اجازه دهید فرمول S را حل کنیم

مقادیر جدول را جایگزین می کنیم و سطح مقطع را برای فلزات مختلف بدست می آوریم.

از آنجایی که مقاومت در جدول بر روی سیمی به طول 1 متر، بر حسب میکرواهم در هر بخش 1 میلی متر مربع اندازه گیری می شود، سپس آن را بر حسب میکرو اهم دریافت کردیم. برای بدست آوردن آن در اهم، باید مقدار را در 10 -6 ضرب کنید. اما لزوماً نیازی نیست که عدد اهم را با 6 صفر بعد از نقطه اعشار بدست آوریم، زیرا هنوز نتیجه نهایی را در mm2 می یابیم.

همانطور که می بینید، مقاومت آهن بسیار بالا است، سیم ضخیم است.

اما موادی وجود دارد که برای آنها حتی بیشتر است، به عنوان مثال، نیکل یا کنستانتان.

بسیاری از مردم در مورد قانون اهم شنیده اند، اما همه نمی دانند که چیست. مطالعه با شروع می شود دوره مدرسهفیزیک. آنها با جزئیات بیشتری در دانشکده فیزیک و الکترودینامیک تدریس می شوند. بعید است که این دانش برای افراد عادی مفید باشد، اما برای پیشرفت عمومی، و برای دیگران، برای یک حرفه آینده ضروری است. از سوی دیگر، دانش اولیه در مورد الکتریسیته، ساختار و ویژگی های آن در خانه به محافظت از خود در برابر آسیب کمک می کند. بی جهت نیست که قانون اهم را قانون اساسی الکتریسیته می نامند. برای دستکار خانهبرای جلوگیری از اضافه ولتاژ که می تواند منجر به افزایش بار و آتش سوزی شود، باید دانشی در زمینه برق داشته باشید.

مفهوم مقاومت الکتریکی

رابطه بین کمیت های فیزیکی اساسی مدار الکتریکی- مقاومت، ولتاژ، جریان توسط فیزیکدان آلمانی گئورگ سیمون اهم کشف شد.

مقاومت الکتریکی یک هادی مقداری است که مقاومت آن در برابر جریان الکتریکی را مشخص می کند.به عبارت دیگر برخی از الکترون ها تحت تأثیر جریان الکتریکی روی هادی جای خود را در شبکه کریستالی ترک کرده و به سمت قطب مثبت هادی هدایت می شوند. برخی از الکترون ها در شبکه باقی می مانند و به چرخش در اطراف اتم هسته ای ادامه می دهند. این الکترون ها و اتم ها مقاومت الکتریکی ایجاد می کنند که از حرکت ذرات آزاد شده جلوگیری می کند.

فرآیند فوق در مورد تمام فلزات اعمال می شود، اما مقاومت در آنها متفاوت است. این به دلیل تفاوت در اندازه، شکل و موادی است که هادی از آن ساخته شده است. بر این اساس، ابعاد شبکه کریستالی برای مواد مختلف اشکال متفاوتی دارد، بنابراین مقاومت الکتریکی در برابر حرکت جریان از طریق آنها یکسان نیست.

از این مفهوم به دنبال تعریف مقاومت یک ماده است که یک شاخص جداگانه برای هر فلز به طور جداگانه است. مقاومت الکتریکی (SER) یک کمیت فیزیکی است که با حرف یونانی ρ نشان داده می شود و با توانایی یک فلز در جلوگیری از عبور الکتریسیته از آن مشخص می شود.

مس ماده اصلی برای هادی ها است

مقاومت یک ماده با استفاده از فرمول محاسبه می شود، که در آن یکی از شاخص های مهمضریب دمایی مقاومت الکتریکی است. جدول حاوی مقادیر مقاومت سه فلز شناخته شده در محدوده دمایی 0 تا 100 درجه سانتیگراد است.

اگر شاخص مقاومت آهن را یکی از مواد موجود، برابر با 0.1 اهم است، سپس برای 1 اهم به 10 متر نیاز خواهید داشت. نقره کمترین مقاومت الکتریکی را برای 1 اهم دارد که 66.7 متر است. تفاوت قابل توجهی است، اما نقره یک فلز گران قیمت است که استفاده از آن در همه جا کاربردی نیست. بهترین شاخص بعدی مس است که در آن 57.14 متر در هر 1 اهم مورد نیاز است. مس به دلیل در دسترس بودن و هزینه آن در مقایسه با نقره، یکی از مواد پرطرفدار برای استفاده در شبکه های الکتریکی است. مقاومت کم سیم مسییا مقاومت سیم مسی امکان استفاده را می دهد هادی مسیدر بسیاری از شاخه های علم، فناوری و همچنین برای مقاصد صنعتی و خانگی.

مقدار مقاومت

مقدار مقاومت ثابت نیست و بسته به عوامل زیر تغییر می کند:

• اندازه. هر چه قطر هادی بزرگتر باشد، الکترون های بیشتری را از خود عبور می دهد. بنابراین، هر چه اندازه آن کوچکتر باشد، مقاومت آن بیشتر است.
• طول. الکترون ها از میان اتم ها عبور می کنند، بنابراین هر چه سیم طولانی تر باشد، الکترون های بیشتری باید از میان آنها عبور کنند. هنگام انجام محاسبات، باید طول و اندازه سیم را در نظر گرفت، زیرا هر چه سیم بلندتر یا نازک تر باشد، مقاومت آن بیشتر است و بالعکس. عدم محاسبه بار تجهیزات مورد استفاده می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد سیم و آتش سوزی شود.
• درجه حرارت. مشخص است که رژیم دمااین دارد پراهمیتدر مورد رفتار مواد متفاوت است. فلز، مانند هیچ چیز دیگری، خواص خود را در دماهای مختلف تغییر می دهد. مقاومت مس به طور مستقیم به ضریب دمایی مقاومت مس بستگی دارد و هنگام گرم شدن افزایش می یابد.
• خوردگی. تشکیل خوردگی بار را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. این به دلیل ضربه اتفاق می افتد محیط، ورود رطوبت، نمک، کثیفی و غیره تظاهرات. عایق بندی و محافظت از تمام اتصالات، پایانه ها، پیچ و تاب ها، نصب محافظ برای تجهیزات واقع در خیابان، و تعویض سریع سیم ها، قطعات و مجموعه های آسیب دیده توصیه می شود.

محاسبه مقاومت

محاسبات هنگام طراحی اشیا انجام می شود برای اهداف مختلفو استفاده کنید، زیرا حمایت زندگی همه از برق ناشی می شود. همه چیز در نظر گرفته می شود، با شروع وسایل روشنایی، با تجهیزات پیچیده فنی خاتمه می یابد. در خانه، محاسبه نیز مفید خواهد بود، به خصوص اگر قرار است سیم کشی برق را جایگزین کنید. برای ساخت و ساز مسکن خصوصی، محاسبه بار ضروری است، در غیر این صورت مونتاژ "به صورت موقت" سیم کشی برق می تواند منجر به آتش سوزی شود.

هدف از محاسبه تعیین مقاومت کل هادی های تمام دستگاه های مورد استفاده با در نظر گرفتن آنها است مشخصات فنی. با استفاده از فرمول R=p*l/S محاسبه می شود که در آن:

R - نتیجه محاسبه شده؛

p - نشانگر مقاومت از جدول؛

l - طول سیم (رسانا)؛

S - قطر مقطع.

واحدها

در سیستم بین المللی واحدها مقادیر فیزیکیمقاومت الکتریکی (SI) بر حسب اهم (اهم) اندازه گیری می شود. واحد اندازه گیری مقاومت بر اساس سیستم SI برابر است با مقاومت ماده ای که در آن رسانایی از یک ماده به طول 1 متر با سطح مقطع 1 متر مربع ساخته شده است. m دارای مقاومت 1 اهم است. استفاده از 1 اهم بر متر برای فلزات مختلف به وضوح در جدول نشان داده شده است.

اهمیت مقاومت

رابطه بین مقاومت و رسانایی را می توان به عنوان کمیت های متقابل در نظر گرفت. هر چه نشانگر یک هادی بالاتر باشد نشانگر دیگری کمتر است و بالعکس. بنابراین هنگام محاسبه هدایت الکتریکی از محاسبه 1/r استفاده می شود، زیرا معکوس X برابر 1/X است و بالعکس. نشانگر خاص با حرف g نشان داده می شود.

مزایای مس الکترولیتی

مس به عنوان یک مزیت به شاخص مقاومت پایین آن (بعد از نقره) محدود نمی شود. دارای ویژگی های منحصر به فرد در ویژگی های خود، یعنی انعطاف پذیری و چکش خواری بالا است. به لطف این کیفیت ها تولید می شود درجه بالامس الکترولیتی خلوص برای تولید کابل هایی که در لوازم الکتریکی، تجهیزات کامپیوتری، صنعت برق و صنعت خودرو استفاده می شود.

وابستگی شاخص مقاومت به دما

ضریب دمایکمیتی است که برابر است با تغییر ولتاژ قسمتی از مدار و مقاومت فلز در اثر تغییرات دما. اغلب فلزات به دلیل ارتعاشات حرارتی شبکه کریستالی، مقاومت را با افزایش دما افزایش می دهند. ضریب دمایی مقاومت مس بر مقاومت سیم مسی تأثیر می گذارد و در دماهای 0 تا 100 درجه سانتیگراد 4.1·10-3 (1/Kelvin) است. برای نقره، این شاخص در شرایط مشابه 3.8 و برای آهن 6.0 است. این یک بار دیگر کارایی استفاده از مس را به عنوان رسانا ثابت می کند.

ظاهر جریان الکتریکی زمانی رخ می دهد که مدار بسته است، زمانی که اختلاف پتانسیل در پایانه ها رخ می دهد. حرکت الکترون های آزاد در یک رسانا تحت تأثیر میدان الکتریکی انجام می شود. هنگام حرکت، الکترون ها با اتم ها برخورد می کنند و تا حدی انرژی انباشته شده خود را به آنها منتقل می کنند. این منجر به کاهش سرعت حرکت آنها می شود. متعاقباً تحت تأثیر میدان الکتریکی، سرعت حرکت الکترون دوباره افزایش می یابد. نتیجه این مقاومت گرم شدن هادی است که جریان از آن عبور می کند. وجود داشته باشد راه های مختلفمحاسبات این مقدار، از جمله فرمول مقاومت مورد استفاده برای مواد با خواص فیزیکی فردی.

مقاومت الکتریکی

ماهیت مقاومت الکتریکی در توانایی یک ماده برای تبدیل نهفته است انرژی الکتریکیدر حرارت در طول عمل جریان. این کمیت با نماد R نشان داده می شود و واحد اندازه گیری اهم است. ارزش مقاومت در هر مورد با توانایی یکی یا دیگری مرتبط است.

در طول تحقیق، وابستگی به مقاومت مشخص شد. یکی از ویژگی های اصلی این ماده مقاومت آن است که بسته به طول هادی متفاوت است. یعنی با افزایش طول سیم، مقدار مقاومت نیز افزایش می یابد. این وابستگی به صورت مستقیم متناسب تعریف می شود.

یکی دیگر از ویژگی های یک ماده، سطح مقطع آن است. این ابعاد مقطع هادی را بدون توجه به پیکربندی آن نشان می دهد. در این حالت، زمانی که با افزایش سطح مقطع کاهش می یابد، یک رابطه معکوس نسبت به دست می آید.

یکی دیگر از عوامل موثر بر مقاومت خود ماده است. در طول تحقیق، مقاومت های مختلفی برای مواد مختلف کشف شد. بنابراین، مقادیر مقاومت الکتریکی برای هر ماده به دست آمد.

معلوم شد که فلزات بهترین هادی هستند. در این میان، نقره نیز کمترین مقاومت و رسانایی بالا را دارد. آنها در بحرانی ترین مکان ها استفاده می شوند مدارهای الکترونیکیعلاوه بر این، مس هزینه نسبتا پایینی دارد.

موادی که مقاومت آنها بسیار زیاد است، رسانای ضعیف جریان الکتریکی در نظر گرفته می شوند. بنابراین از آنها به عنوان مواد عایق استفاده می شود. خواص دی الکتریک بیشتر مشخصه پرسلن و آبنیت است.

بنابراین، مقاومت یک هادی از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا می توان از آن برای تعیین ماده ای که هادی از آن ساخته شده است استفاده کرد. برای انجام این کار، سطح مقطع اندازه گیری می شود، جریان و ولتاژ تعیین می شود. این به شما امکان می دهد مقدار مقاومت الکتریکی را تنظیم کنید، پس از آن، با استفاده از یک جدول مخصوص، می توانید به راحتی ماده را تعیین کنید. در نتیجه، مقاومت یکی از مشخصه ترین ویژگی های یک ماده خاص است. این شاخص به شما امکان می دهد تا بیشترین میزان را تعیین کنید طول بهینهمدار الکتریکی به طوری که تعادل حفظ شود.

فرمول

بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده، می‌توان نتیجه گرفت که مقاومت مقاومت هر ماده با واحد سطح و طول واحد در نظر گرفته می‌شود. یعنی مقاومتی برابر با 1 اهم در ولتاژ 1 ولت و جریان 1 آمپر رخ می دهد. این شاخص تحت تأثیر درجه خلوص مواد است. به عنوان مثال، اگر فقط 1٪ منگنز به مس اضافه کنید، مقاومت آن 3 برابر می شود.

مقاومت و رسانایی مواد

رسانایی و مقاومت به طور کلی در دمای 20 0 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود. این خواص برای فلزات مختلف متفاوت است:

• فلز مس. اغلب برای تولید سیم و کابل استفاده می شود. دارای استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی، پردازش آسان و ساده است. در مس خوب، نسبت ناخالصی ها بیش از 0.1٪ نیست. در صورت لزوم می توان از مس در آلیاژهای فلزات دیگر استفاده کرد.
• آلومینیوم. خود وزن مخصوصکمتر از مس است، اما ظرفیت حرارتی و نقطه ذوب بالاتری دارد. ذوب آلومینیوم به طور قابل توجهی انرژی بیشتری نسبت به مس نیاز دارد. ناخالصی در آلومینیوم با کیفیت بالا از 0.5٪ تجاوز نمی کند.
• اهن. این ماده در کنار در دسترس بودن و هزینه کم، مقاومت بالایی دارد. علاوه بر این، مقاومت در برابر خوردگی پایینی دارد. بنابراین، پوشش هادی های فولادی با مس یا روی انجام می شود.

فرمول مقاومت در دماهای پایین به طور جداگانه در نظر گرفته می شود. در این موارد، خواص مواد مشابه کاملاً متفاوت خواهد بود. برای برخی از آنها، مقاومت ممکن است به صفر برسد. این پدیده ابررسانایی نامیده می شود که در آن ویژگی های نوری و ساختاری مواد بدون تغییر باقی می مانند.