Մենք գիտենք, թե որն է պատճառը էլեկտրական դիմադրությունդիրիժորը էլեկտրոնների փոխազդեցությունն է մետաղական բյուրեղային ցանցի իոնների հետ (§ 43): Հետևաբար, մենք կարող ենք ենթադրել, որ դիրիժորի դիմադրությունը կախված է դրա երկարությունից և տարածքից խաչաձեւ հատվածը, ինչպես նաև այն նյութից, որից այն պատրաստված է։

Նկար 74-ը ցույց է տալիս նման փորձի անցկացման կարգը: Ընթացիկ աղբյուրի միացումում հերթով ներառված են տարբեր հաղորդիչներ, օրինակ.

1. Նույն հաստության, բայց տարբեր երկարությունների նիկելային մետաղալարեր;
2. նույն երկարությամբ, բայց տարբեր հաստությամբ նիկելային լարեր (տարբեր խաչմերուկներ);
3. նույն երկարությամբ և հաստությամբ նիկելային և նիկրոմի մետաղալարեր:

Շղթայում հոսանքը չափվում է ամպաչափով, իսկ լարումը` վոլտմետրով:

Իմանալով հաղորդիչի ծայրերի լարումը և դրա մեջ առկա հոսանքը, օգտագործելով Օհմի օրենքը, կարող եք որոշել հաղորդիչներից յուրաքանչյուրի դիմադրությունը:

Բրինձ. 74. Հաղորդավարի դիմադրության կախվածությունը դրա չափից և նյութի տեսակից

Այս փորձերը կատարելուց հետո մենք կհաստատենք, որ.

1. նույն հաստության երկու նիկելային լարերից ավելի երկար մետաղալարն ավելի մեծ դիմադրություն ունի.
2. նույն երկարությամբ երկու նիկելինային լարերից ավելի փոքր խաչմերուկ ունեցող մետաղալարն ավելի մեծ դիմադրություն ունի.
3. Նույն չափի նիկելի և նիկրոմի լարերը տարբեր դիմադրություն ունեն:

Օհմն առաջինն էր, ով փորձնականորեն ուսումնասիրեց հաղորդիչի դիմադրության կախվածությունը դրա չափից և այն նյութից, որից պատրաստված է հաղորդիչը։ Նա պարզեց, որ դիմադրությունը ուղիղ համեմատական ​​է հաղորդիչի երկարությանը, հակադարձ համեմատական ​​է նրա խաչմերուկի տարածքին և կախված է հաղորդիչի նյութից։

Ինչպե՞ս հաշվի առնել դիմադրության կախվածությունը այն նյութից, որից պատրաստված է դիրիժորը: Դա անելու համար հաշվարկեք այսպես կոչված նյութի դիմադրողականությունը.

Դիմադրողականությունֆիզիկական մեծություն է, որը որոշում է տվյալ նյութից պատրաստված հաղորդիչի դիմադրությունը՝ 1 մ երկարությամբ և 1 մ 2 խաչմերուկի մակերեսով։

Ներկայացնենք տառերի նշանակումները: ρ-ը հաղորդիչի դիմադրողականությունն է, I-ը հաղորդիչի երկարությունն է, S-ը նրա խաչմերուկի մակերեսն է։ Այնուհետև դիրիժորի դիմադրությունը R-ն արտահայտվելու է բանաձևով

Դրանից մենք ստանում ենք, որ.

Վերջին բանաձեւից կարող եք որոշել դիմադրողականության միավորը։ Քանի որ դիմադրության միավորը 1 օմ է, խաչմերուկի մակերեսը 1 մ2 է, իսկ երկարության միավորը՝ 1 մ, ապա դիմադրողականության միավորը հետևյալն է.

Ավելի հարմար է հաղորդիչի խաչմերուկի տարածքը քառակուսի միլիմետրերով արտահայտել, քանի որ այն ամենից հաճախ փոքր է: Այնուհետև դիմադրողականության միավորը կլինի.

Աղյուսակ 8-ում ներկայացված են որոշ նյութերի դիմադրողականության արժեքները 20 °C ջերմաստիճանում: Հատուկ դիմադրությունը փոխվում է ջերմաստիճանի հետ: Փորձնականորեն հաստատվել է, որ, օրինակ, մետաղների համար դիմադրողականությունը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ։

Աղյուսակ 8. Որոշ նյութերի էլեկտրական դիմադրողականությունը (t = 20 °C-ում)

Բոլոր մետաղներից արծաթն ու պղինձն ունեն ամենացածր դիմադրողականությունը։ Ուստի արծաթն ու պղինձը էլեկտրականության լավագույն հաղորդիչներն են։

Էլեկտրական սխեմաների միացման ժամանակ օգտագործվում են ալյումինե, պղնձե և երկաթե լարեր:

Շատ դեպքերում անհրաժեշտ են բարձր դիմադրություն ունեցող սարքեր: Դրանք պատրաստված են հատուկ ստեղծված համաձուլվածքներից՝ բարձր դիմադրողականությամբ նյութերից։ Օրինակ, ինչպես երևում է Աղյուսակ 8-ից, նիկրոմի համաձուլվածքն ունի ալյումինից գրեթե 40 անգամ ավելի մեծ դիմադրողականություն:

Ճենապակե և էբոնիտը այնքան բարձր դիմադրողականություն ունեն, որ գրեթե չեն անցկացնում էլեկտրական հոսանք, դրանք օգտագործվում են որպես մեկուսիչ։

Հարցեր

1. Ինչպե՞ս է հաղորդիչի դիմադրությունը կախված դրա երկարությունից և լայնական հատվածի տարածքից:
2. Ինչպե՞ս փորձարարական կերպով ցույց տալ հաղորդիչի դիմադրության կախվածությունը նրա երկարությունից, խաչմերուկի մակերեսից և այն նյութից, որից այն պատրաստված է:
3. Որքա՞ն է հաղորդիչի դիմադրողականությունը:
4. Ինչ բանաձևով կարելի է հաշվարկել հաղորդիչների դիմադրությունը:
5. Ի՞նչ միավորներով է արտահայտված հաղորդիչի դիմադրողականությունը:
6. Ի՞նչ նյութերից են պատրաստվում գործնականում օգտագործվող հաղորդիչները:

Դիմադրողականությունմետաղները նրանց ունակության չափանիշն է՝ դիմադրելու անցմանը էլեկտրական հոսանք. Այս արժեքը արտահայտված է Օմ-մետրով (Օմ⋅մ): Դիմադրողականության խորհրդանիշը հունարեն ρ տառն է (rho): Բարձր դիմադրողականությունը նշանակում է, որ նյութը էլեկտրական լիցքի վատ հաղորդիչ է:

Դիմադրողականություն

Էլեկտրական դիմադրողականությունը սահմանվում է որպես լարման հարաբերակցություն էլեկտրական դաշտմետաղի ներսում մինչև դրա մեջ առկա ընթացիկ խտությունը.

Որտեղ:
ρ-մետաղների դիմադրողականություն (Ohm⋅m),
E - էլեկտրական դաշտի ուժ (V/m),
J-ը մետաղում էլեկտրական հոսանքի խտության արժեքն է (A/m2)

Եթե ​​մետաղի էլեկտրական դաշտի ուժը (E) շատ բարձր է, իսկ հոսանքի խտությունը (J) շատ փոքր է, դա նշանակում է, որ մետաղն ունի բարձր դիմադրողականություն։

Դիմադրողականության փոխադարձությունը էլեկտրական հաղորդունակությունն է, որը ցույց է տալիս, թե նյութը որքան լավ է անցկացնում էլեկտրական հոսանքը.

σ-ն նյութի հաղորդունակությունն է՝ արտահայտված սիմենսով մեկ մետրում (S/m):

Էլեկտրական դիմադրություն

Էլեկտրական դիմադրությունը, բաղադրիչներից մեկը, արտահայտված է ohms-ով (Օմ): Պետք է նշել, որ էլեկտրական դիմադրությունը և դիմադրողականությունը նույնը չեն: Դիմադրողականությունը նյութի հատկությունն է, մինչդեռ էլեկտրական դիմադրությունը առարկայի հատկություն է:

Ռեզիստորի էլեկտրական դիմադրությունը որոշվում է նրա ձևի և նյութի դիմադրողականության համադրությամբ, որից այն պատրաստված է:

Օրինակ, երկար և բարակ մետաղալարից պատրաստված մետաղալարերի դիմադրությունն ավելի բարձր դիմադրություն ունի, քան նույն մետաղի կարճ և հաստ մետաղալարից պատրաստված ռեզիստորը:

Միևնույն ժամանակ, բարձր դիմադրողականությամբ նյութից պատրաստված մետաղալարով պտտվող դիմադրությունն ավելի մեծ էլեկտրական դիմադրություն ունի, քան ցածր դիմադրողականության նյութից պատրաստված դիմադրությունը: Եվ այս ամենը չնայած այն հանգամանքին, որ երկու դիմադրողներն էլ պատրաստված են նույն երկարության և տրամագծի մետաղալարից։

Սա պատկերացնելու համար մենք կարող ենք անալոգիա անել հիդրավլիկ համակարգորտեղ ջուրը մղվում է խողովակներով:

• Որքան երկար և բարակ է խողովակը, այնքան մեծ է ջրի դիմադրությունը:
• Ավազով լցված խողովակն ավելի շատ կդիմանա ջրին, քան առանց ավազի խողովակը:

Լարերի դիմադրություն

Լարերի դիմադրության չափը կախված է երեք պարամետրից՝ մետաղի դիմադրողականությունից, հենց մետաղի երկարությունից և տրամագծից: Լարերի դիմադրության հաշվարկման բանաձև.

Որտեղ:
R - մետաղալարերի դիմադրություն (Օմ)
ρ - մետաղի դիմադրողականություն (Ohm.m)
L - մետաղալարերի երկարությունը (մ)
A - մետաղալարերի խաչմերուկի տարածքը (մ2)

Որպես օրինակ, դիտարկենք 1.10×10-6 Ohm.m դիմադրությամբ նիկրոմի մետաղալարով ամրացված դիմադրություն: Լարն ունի 1500 մմ երկարություն և 0,5 մմ տրամագիծ։ Այս երեք պարամետրերի հիման վրա մենք հաշվարկում ենք նիկրոմի մետաղալարերի դիմադրությունը.

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

Նիքրոմը և կոնստանտանը հաճախ օգտագործվում են որպես դիմադրողական նյութեր: Ստորև բերված աղյուսակում կարող եք տեսնել առավել հաճախ օգտագործվող որոշ մետաղների դիմադրողականությունը:

Մակերեւութային դիմադրություն

Մակերեւույթի դիմադրության արժեքը հաշվարկվում է այնպես, ինչպես մետաղալարերի դիմադրությունը: IN այս դեպքումԽաչմերուկի տարածքը կարող է ներկայացվել որպես w և t արտադրյալ.

Որոշ նյութերի համար, ինչպիսիք են բարակ թաղանթները, դիմադրողականության և թաղանթի հաստության միջև կապը կոչվում է թերթի թերթի դիմադրություն RS:

որտեղ RS-ը չափվում է ohms-ով: Այս հաշվարկի համար ֆիլմի հաստությունը պետք է լինի հաստատուն:

Հաճախ ռեզիստորների արտադրողները թաղանթում կտրում են հետքերը՝ բարձրացնելու դիմադրությունը՝ էլեկտրական հոսանքի ուղին մեծացնելու համար:

Դիմադրողական նյութերի հատկությունները

Մետաղի դիմադրողականությունը կախված է ջերմաստիճանից։ Նրանց արժեքները սովորաբար տրվում են սենյակային ջերմաստիճան(20°C): Ջերմաստիճանի փոփոխության արդյունքում դիմադրողականության փոփոխությունը բնութագրվում է ջերմաստիճանի գործակիցով։

Օրինակ, թերմիստորները (թերմիստորները) օգտագործում են այս հատկությունը ջերմաստիճանը չափելու համար: Մյուս կողմից, ճշգրիտ էլեկտրոնիկայի մեջ սա բավականին անցանկալի էֆեկտ է։
Մետաղական թաղանթային ռեզիստորները ունեն գերազանց ջերմաստիճանի կայունության հատկություններ: Սա ձեռք է բերվում ոչ միայն նյութի ցածր դիմադրողականության, այլ նաև հենց ռեզիստորի մեխանիկական ձևավորման շնորհիվ:

Շատ տարբեր նյութերիսկ համաձուլվածքները օգտագործվում են ռեզիստորների արտադրության մեջ։ Նիքրոմ (նիկելի և քրոմի համաձուլվածք)՝ շնորհիվ իր բարձր դիմադրողականության և օքսիդացման դիմադրության բարձր ջերմաստիճաններ, հաճախ օգտագործվում է որպես մետաղալարով պտտվող ռեզիստորների արտադրության նյութ։ Դրա թերությունն այն է, որ այն չի կարող զոդվել: Constantan-ը, մեկ այլ հայտնի նյութ, հեշտ է զոդման համար և ունի ավելի ցածր ջերմաստիճանի գործակից:

Հետեւաբար, կարեւոր է իմանալ օգտագործվող բոլոր տարրերի եւ նյութերի պարամետրերը: Եվ ոչ միայն էլեկտրական, այլեւ մեխանիկական։ Եվ ձեր տրամադրության տակ ունեցեք մի քանի հարմար տեղեկատու նյութեր, որոնք թույլ են տալիս համեմատել բնութագրերը տարբեր նյութերև դիզայնի և աշխատանքի համար ընտրիր հենց այն, ինչը օպտիմալ կլինի կոնկրետ իրավիճակ.
Էներգակիրների հաղորդման գծերում, որտեղ խնդիրն առավել արդյունավետ է դրված, այսինքն՝ հետ բարձր արդյունավետություն, սպառողին էներգիա բերելու համար հաշվի են առնվում ինչպես կորուստների տնտեսությունը, այնպես էլ հենց գծերի մեխանիզմը։ Գծի վերջնական տնտեսական արդյունավետությունը կախված է մեխանիկայից, այսինքն՝ հաղորդիչների, մեկուսիչների, հենարանների, բարձրացող/նվազող տրանսֆորմատորների սարքից և դասավորությունից, բոլոր կառույցների քաշից և ամրությունից, ներառյալ երկար հեռավորությունների վրա ձգվող լարերը, ինչպես նաև յուրաքանչյուր կառուցվածքային տարրի համար ընտրված նյութերը, դրա աշխատանքի և շահագործման ծախսերը: Բացի այդ, էլեկտրաէներգիա փոխանցող գծերում ավելի բարձր պահանջներ կան ինչպես գծերի, այնպես էլ նրանց շուրջը գտնվող ամեն ինչի անվտանգությունն ապահովելու համար, որտեղ նրանք անցնում են: Եվ դա ավելացնում է ծախսեր ինչպես էլեկտրահաղորդման, այնպես էլ բոլոր կառույցների անվտանգության լրացուցիչ մարժան ապահովելու համար:

Համեմատության համար տվյալները սովորաբար կրճատվում են մեկ, համեմատելի ձևով: Հաճախ նման բնութագրերին ավելացվում է «հատուկ» էպիտետը, և արժեքներն իրենք դիտարկվում են ֆիզիկական պարամետրերով միավորված որոշակի ստանդարտների հիման վրա: Օրինակ, էլեկտրական դիմադրողականությունը որոշակի մետաղից (պղինձ, ալյումին, պողպատ, վոլֆրամ, ոսկի) պատրաստված հաղորդիչի դիմադրությունն է (օհմ), որն ունի միավոր երկարություն և միավոր խաչմերուկ օգտագործվող չափման միավորների համակարգում (սովորաբար SI): ) Բացի այդ, նշվում է ջերմաստիճանը, քանի որ երբ ջեռուցվում է, հաղորդիչների դիմադրությունը կարող է այլ կերպ վարվել: Որպես հիմք ընդունված են նորմալ միջին աշխատանքային պայմանները՝ Ցելսիուսի 20 աստիճանով: Եվ որտեղ հատկությունները կարևոր են շրջակա միջավայրի պարամետրերը փոխելու ժամանակ (ջերմաստիճան, ճնշում), գործակիցները ներմուծվում են և լրացուցիչ աղյուսակներ և կախվածության գրաֆիկներ են կազմվում:

Դիմադրողականության տեսակները

Քանի որ դիմադրությունը տեղի է ունենում.

• ակտիվ - կամ օմիկ, դիմադրողական - առաջանում է հաղորդիչի (մետաղ) ջեռուցման վրա էլեկտրաէներգիայի ծախսումից, երբ դրա միջով էլեկտրական հոսանք է անցնում, և
• ռեակտիվ - կոնդենսիվ կամ ինդուկտիվ - որն առաջանում է էլեկտրական դաշտերի հաղորդիչով անցնող հոսանքի որևէ փոփոխության ստեղծման հետևանքով անխուսափելի կորուստներից, այնուհետև հաղորդիչի դիմադրողականությունը լինում է երկու տեսակի.

1. Հատուկ էլեկտրական դիմադրություն ուղղակի հոսանքի (դիմադրողական բնույթ ունեցող) և
2. Հատուկ էլեկտրական դիմադրություն փոփոխական հոսանքին (ռեակտիվ բնույթ ունեցող):

Այստեղ 2-րդ տիպի դիմադրությունը բարդ արժեք է, այն բաղկացած է երկու TC բաղադրիչից՝ ակտիվ և ռեակտիվ, քանի որ դիմադրողական դիմադրությունը միշտ առկա է, երբ հոսանքն անցնում է, անկախ դրա բնույթից, և ռեակտիվ դիմադրությունը տեղի է ունենում միայն սխեմաներում հոսանքի ցանկացած փոփոխության դեպքում: Շղթաներով ուղղակի ընթացիկռեակտիվությունը տեղի է ունենում միայն անցողիկ գործընթացների ժամանակ, որոնք կապված են հոսանքը միացնելու (հոսանքի փոփոխություն 0-ից անվանական) կամ անջատման հետ (տարբերությունը անվանականից 0-ի): Եվ դրանք սովորաբար հաշվի են առնվում միայն ծանրաբեռնվածությունից պաշտպանություն նախագծելիս:

Շղթաներով փոփոխական հոսանքՌեակտանսի հետ կապված երևույթները շատ ավելի բազմազան են: Դրանք կախված են ոչ միայն որոշակի խաչմերուկով հոսանքի իրական անցումից, այլև հաղորդիչի ձևից, և կախվածությունը գծային չէ:

Փաստն այն է, որ փոփոխական հոսանքն առաջացնում է էլեկտրական դաշտինչպես հաղորդիչի շուրջը, որով այն հոսում է, այնպես էլ հենց հաղորդիչի մեջ: Եվ այս դաշտից առաջանում են ոլորապտույտ հոսանքներ, որոնք տալիս են լիցքերի իրական հիմնական շարժման «մղման» էֆեկտը՝ հաղորդիչի ամբողջ խաչմերուկի խորքից մինչև դրա մակերեսը, այսպես կոչված, «մաշկի էֆեկտ» (սկսած. մաշկ - մաշկ): Պարզվում է, որ պտտվող հոսանքները կարծես «գողանում» են դրա խաչմերուկը հաղորդիչից: Հոսանքը հոսում է մակերեսին մոտ որոշակի շերտով, հաղորդիչի մնացած հաստությունը մնում է չօգտագործված, այն չի նվազեցնում նրա դիմադրությունը, և ուղղակի իմաստ չունի հաղորդիչների հաստությունը մեծացնել։ Հատկապես բարձր հաճախականություններում: Հետևաբար, փոփոխական հոսանքի համար դիմադրությունը չափվում է հաղորդիչների այնպիսի հատվածներում, որտեղ նրա ամբողջ հատվածը կարելի է համարել մերձմակերևույթին: Նման մետաղալարը կոչվում է բարակ, դրա հաստությունը հավասար է այս մակերևութային շերտի երկու անգամ խորությանը, որտեղ պտտվող հոսանքները տեղաշարժում են հաղորդիչում հոսող օգտակար հիմնական հոսանքը:

Իհարկե, կլոր խաչմերուկով լարերի հաստության կրճատումը չի սահմանափակվում միայն արդյունավետ իրականացումփոփոխական հոսանք. Հաղորդավարը կարելի է նոսրացնել, բայց միևնույն ժամանակ ժապավենի տեսքով հարթեցնել, այնուհետև խաչմերուկը ավելի բարձր կլինի, քան կլոր մետաղալարից, և համապատասխանաբար, դիմադրությունը կլինի ավելի ցածր: Բացի այդ, մակերեսի ուղղակի մեծացումը կունենա արդյունավետ խաչմերուկի մեծացման ազդեցություն: Նույնը կարելի է ձեռք բերել մեկ միջուկի փոխարեն լարային մետաղալարով օգտագործելով, ավելին, լարային մետաղալարն ավելի ճկուն է, քան մեկ միջուկը, որը հաճախ արժեքավոր է: Մյուս կողմից, հաշվի առնելով լարերի մաշկի էֆեկտը, հնարավոր է լարերը կոմպոզիտային դարձնել՝ միջուկը պատրաստելով լավ ամրության բնութագրիչներ ունեցող մետաղից, օրինակ՝ պողպատից, բայց ցածր էլեկտրական բնութագրերով։ Այս դեպքում պողպատի վրա պատրաստված է ալյումինե հյուս, որն ունի ավելի ցածր դիմադրողականություն:

Բացի մաշկի էֆեկտից, դիրիժորներում փոփոխական հոսանքի հոսքի վրա ազդում է շրջապատող հաղորդիչներում պտտվող հոսանքների գրգռումը: Նման հոսանքները կոչվում են ինդուկցիոն հոսանքներ, և դրանք առաջանում են ինչպես մետաղների մեջ, որոնք չեն խաղում էլեկտրահաղորդման դերը (կրող կառուցվածքային տարրեր), այնպես էլ ամբողջ հաղորդիչ համալիրի լարերում՝ խաղալով այլ փուլերի լարերի դեր՝ չեզոք: , հիմնավորում.

Այս բոլոր երևույթները տեղի են ունենում բոլոր էլեկտրական կառույցներում, ինչը ավելի կարևոր է դարձնում նյութերի լայն տեսականի համապարփակ հղում ունենալը:

Հաղորդավարների դիմադրողականությունը չափվում է շատ զգայուն և ճշգրիտ գործիքներով, քանի որ էլեկտրահաղորդման համար ընտրվում են ամենացածր դիմադրություն ունեցող մետաղները՝ ohms * 10 -6 մետր երկարության և քառ. մմ բաժինները. Մեկուսացման հատուկ դիմադրությունը չափելու համար ձեզ անհրաժեշտ են գործիքներ, ընդհակառակը, որոնք ունեն շատ միջակայքեր մեծ արժեքներդիմադրություն - սովորաբար մեգոհմ: Հասկանալի է, որ հաղորդիչները պետք է լավ անցկացնեն, իսկ մեկուսիչները պետք է լավ մեկուսացնեն:

Աղյուսակ

Երկաթը որպես հաղորդիչ էլեկտրատեխնիկայում

Երկաթը բնության և տեխնիկայի մեջ ամենատարածված մետաղն է (ջրածնից հետո, որը նույնպես մետաղ է): Այն ամենաէժանն է և ունի գերազանց ուժի բնութագրերը, հետևաբար օգտագործվում է ամենուր որպես ուժի հիմք տարբեր նմուշներ.

Էլեկտրատեխնիկայում երկաթը օգտագործվում է որպես հաղորդիչ՝ ճկուն պողպատե լարերի տեսքով, որտեղ անհրաժեշտ է ֆիզիկական ուժ և ճկունություն, և անհրաժեշտ դիմադրությունը կարելի է ձեռք բերել համապատասխան խաչմերուկի միջոցով:

Ունենալով տարբեր մետաղների և համաձուլվածքների դիմադրողականության աղյուսակ, կարող եք հաշվարկել տարբեր հաղորդիչներից պատրաստված լարերի խաչմերուկները:

Որպես օրինակ՝ փորձենք գտնել տարբեր նյութերից՝ պղնձից, վոլֆրամից, նիկելից և երկաթյա մետաղալարից պատրաստված հաղորդիչների էլեկտրական համարժեք խաչմերուկը։ Որպես սկզբնական վերցնենք ալյումինե մետաղալար՝ 2,5 մմ խաչմերուկով։

Մեզ անհրաժեշտ է, որ 1 մ երկարությամբ այս բոլոր մետաղներից պատրաստված մետաղալարի դիմադրությունը հավասար լինի սկզբնականի դիմադրությանը։ Ալյումինի դիմադրությունը 1 մ երկարության և 2,5 մմ հատվածի համար հավասար կլինի

Որտեղ Ռ- դիմադրություն, ρ - մետաղի դիմադրողականությունը սեղանից, Ս- խաչմերուկի տարածքը, Լ- երկարությունը.

Փոխարինելով սկզբնական արժեքները, մենք ստանում ենք մետր երկարությամբ ալյումինե մետաղալարերի դիմադրությունը ohms-ով:

Սրանից հետո լուծենք Ս

Մենք կփոխարինենք աղյուսակի արժեքները և կստանանք տարբեր մետաղների խաչմերուկի տարածքները:

Քանի որ աղյուսակում դիմադրողականությունը չափվում է 1 մ երկարությամբ մետաղալարով, միկրոօմներով 1 մմ 2 հատվածի համար, ապա մենք այն ստացանք միկրոօմերով: Այն ohms-ով ստանալու համար անհրաժեշտ է արժեքը բազմապատկել 10 -6-ով: Բայց պարտադիր չէ, որ տասնորդական կետից հետո 6 զրոյով օհմ թիվը ստանանք, քանի որ մենք դեռ վերջնական արդյունքը գտնում ենք մմ2-ով:

Ինչպես տեսնում եք, երկաթի դիմադրությունը բավականին բարձր է, մետաղալարը՝ հաստ։

Բայց կան նյութեր, որոնց համար այն նույնիսկ ավելի մեծ է, օրինակ, նիկել կամ կոնստանտան:

Շատերը լսել են Օհմի օրենքի մասին, բայց ոչ բոլորը գիտեն, թե դա ինչ է: Ուսումնասիրությունը սկսվում է դպրոցական դասընթացֆիզիկա. Դրանք ավելի մանրամասն դասավանդվում են ֆիզիկայի և էլեկտրադինամիկայի ֆակուլտետում։ Այս գիտելիքը դժվար թե օգտակար լինի սովորական մարդուն, բայց դա անհրաժեշտ է ընդհանուր զարգացման, իսկ մյուսների համար՝ ապագա մասնագիտության համար: Մյուս կողմից, էլեկտրաէներգիայի, դրա կառուցվածքի և տան առանձնահատկությունների մասին տարրական գիտելիքները կօգնեն ձեզ պաշտպանվել վնասից: Իզուր չէ, որ Օհմի օրենքը կոչվում է էլեկտրաէներգիայի հիմնարար օրենք։ Տնային վարպետի համարԴուք պետք է գիտելիք ունենաք էլեկտրաէներգիայի ոլորտում՝ կանխելու գերլարումը, որը կարող է հանգեցնել բեռի ավելացման և հրդեհի։

Էլեկտրական դիմադրության հայեցակարգ

Հիմնական ֆիզիկական մեծությունների միջև կապը էլեկտրական միացում– դիմադրությունը, լարումը, հոսանքը հայտնաբերել է գերմանացի ֆիզիկոս Գեորգ Սիմոն Օմը։

Հաղորդավարի էլեկտրական դիմադրությունը այն արժեքն է, որը բնութագրում է նրա դիմադրությունը էլեկտրական հոսանքին:Այսինքն՝ հաղորդիչի վրա էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ գտնվող էլեկտրոնների մի մասը թողնում է իրենց տեղը բյուրեղային ցանցում և ուղղվում դեպի հաղորդիչի դրական բևեռը։ Որոշ էլեկտրոններ մնում են ցանցում՝ շարունակելով պտտվել միջուկային ատոմի շուրջ։ Այս էլեկտրոնները և ատոմները ստեղծում են էլեկտրական դիմադրություն, որը կանխում է ազատված մասնիկների շարժումը:

Վերոնշյալ գործընթացը վերաբերում է բոլոր մետաղներին, սակայն դիմադրությունը տարբեր կերպ է առաջանում դրանցում: Դա պայմանավորված է չափի, ձևի և նյութի տարբերությամբ, որից պատրաստված է դիրիժորը: Համապատասխանաբար, բյուրեղյա ցանցի չափերը տարբեր նյութերի համար ունեն տարբեր ձևեր, հետևաբար, էլեկտրական դիմադրությունը դրանց միջով հոսանքի շարժմանը նույնը չէ:

Այս հայեցակարգից բխում է նյութի դիմադրողականության սահմանումը, որը յուրաքանչյուր մետաղի համար առանձին ցուցանիշ է։ Էլեկտրական դիմադրողականությունը (SER) ֆիզիկական մեծություն է, որը նշվում է հունարեն ρ տառով և բնութագրվում է մետաղի ունակությամբ՝ կանխելու էլեկտրաէներգիայի անցումը դրա միջով։

Պղինձը դիրիժորների հիմնական նյութն է

Նյութի դիմադրողականությունը հաշվարկվում է բանաձևով, որտեղ մեկը կարևոր ցուցանիշներէլեկտրական դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցն է: Աղյուսակը պարունակում է երեք հայտնի մետաղների դիմադրողականության արժեքները 0-ից 100°C ջերմաստիճանի միջակայքում:

Եթե ​​երկաթի դիմադրողականության ցուցիչը վերցնենք որպես մեկը մատչելի նյութեր, հավասար է 0,1 Օմ-ի, ապա 1 Օմ-ի համար կպահանջվի 10 մետր։ Արծաթն ունի ամենացածր էլեկտրական դիմադրությունը 1 օմ արժեքով, այն կկազմի 66,7 մետր: Զգալի տարբերություն, բայց արծաթը թանկարժեք մետաղ է, որն ամենուր օգտագործելը գործնական չէ։ Հաջորդ լավագույն ցուցանիշը պղինձն է, որտեղ 1 Օմ-ի համար պահանջվում է 57,14 մետր: Արծաթի համեմատ իր մատչելիության և արժեքի շնորհիվ պղինձը էլեկտրական ցանցերում կիրառվող հայտնի նյութերից է: Ցածր դիմադրողականություն պղնձի մետաղալարկամ պղնձե մետաղալարերի դիմադրությունը հնարավորություն է տալիս օգտագործել պղնձե հաղորդիչգիտության, տեխնիկայի բազմաթիվ ճյուղերում, ինչպես նաև արդյունաբերական և կենցաղային նպատակներով։

Դիմադրողականության արժեքը

Դիմադրողականության արժեքը հաստատուն չէ, այն տատանվում է հետևյալ գործոններից.

• Չափը. Որքան մեծ է հաղորդիչի տրամագիծը, այնքան ավելի շատ էլեկտրոններ է այն թույլ տալիս իր միջով: Հետեւաբար, որքան փոքր է դրա չափը, այնքան մեծ է դիմադրողականությունը:
• Երկարություն. Էլեկտրոնները անցնում են ատոմների միջով, ուստի որքան երկար է մետաղալարը, այնքան ավելի շատ էլեկտրոններ պետք է անցնեն դրանց միջով: Հաշվարկներ կատարելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել մետաղալարի երկարությունը և չափը, քանի որ որքան երկար կամ բարակ է մետաղալարը, այնքան մեծ է նրա դիմադրողականությունը և հակառակը։ Օգտագործված սարքավորումների բեռը չհաշվելը կարող է հանգեցնել մետաղալարի գերտաքացման և հրդեհի:
• Ջերմաստիճանը. Հայտնի է, որ ջերմաստիճանի ռեժիմԱյն ունի մեծ նշանակությունտարբեր նյութերի վարքագծի վրա: Մետաղը, ինչպես ոչ մի այլ բան, փոխում է իր հատկությունները տարբեր ջերմաստիճաններում: Պղնձի դիմադրողականությունը ուղղակիորեն կախված է պղնձի դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցից և մեծանում է, երբ տաքանում է:
• Կոռոզիա. Կոռոզիայի առաջացումը զգալիորեն մեծացնում է բեռը: Դա տեղի է ունենում ազդեցության պատճառով միջավայրը, խոնավության, աղի, կեղտի և այլնի ներթափանցման դրսևորումներ։ Խորհուրդ է տրվում մեկուսացնել և պաշտպանել բոլոր միացումները, տերմինալները, ոլորումները, տեղադրել փողոցում գտնվող սարքավորումների պաշտպանությունը և անհապաղ փոխարինել վնասված լարերը, բաղադրիչները և հավաքները:

Դիմադրության հաշվարկ

Հաշվարկները կատարվում են օբյեկտների նախագծման ժամանակ տարբեր նպատակներովև օգտագործել, քանի որ բոլորի կյանքի աջակցությունը գալիս է էլեկտրականությունից: Ամեն ինչ հաշվի է առնվում՝ սկսած լուսատուներ, վերջացրած տեխնիկապես բարդ տեխնիկայով։ Տանը նույնպես օգտակար կլինի հաշվարկ կատարել, հատկապես, եթե նախատեսվում է փոխել էլեկտրական լարերը։ Մասնավոր բնակարանաշինության համար անհրաժեշտ է հաշվարկել բեռը, հակառակ դեպքում էլեկտրական լարերի «ինքնահաստատ» հավաքումը կարող է հանգեցնել հրդեհի:

Հաշվարկի նպատակն է որոշել օգտագործվող բոլոր սարքերի հաղորդիչների ընդհանուր դիմադրությունը՝ հաշվի առնելով դրանց տեխնիկական բնութագրերը. Այն հաշվարկվում է R=p*l/S բանաձևով, որտեղ.

R - հաշվարկված արդյունք;

p – դիմադրողականության ցուցիչ աղյուսակից;

լ - մետաղալարերի երկարություն (հաղորդիչ);

S - հատվածի տրամագիծը:

Միավորներ

Միավորների միջազգային համակարգում ֆիզիկական մեծություններ(SI) էլեկտրական դիմադրությունը չափվում է Օհմ-ով (ohms): Դիմադրողականության չափման միավորը ըստ SI համակարգի հավասար է այն նյութի դիմադրողականությանը, որի դեպքում մեկ նյութից պատրաստված հաղորդիչը՝ 1 մ երկարությամբ, 1 քառ. մ-ն ունի 1 Օմ դիմադրություն: Տարբեր մետաղների համար 1 օհմ/մ-ի օգտագործումը հստակ ցույց է տրված աղյուսակում:

Դիմադրողականության նշանակությունը

Դիմադրողականության և հաղորդունակության միջև կապը կարելի է համարել որպես փոխադարձ մեծություններ։ Որքան բարձր է մի դիրիժորի ցուցիչը, այնքան ցածր է մյուսի ցուցիչը և հակառակը։ Ուստի էլեկտրական հաղորդունակությունը հաշվարկելիս օգտագործվում է 1/r հաշվարկը, քանի որ X-ի հակադարձը 1/X է և հակառակը։ Հատուկ ցուցանիշը նշվում է g տառով:

Էլեկտրոլիտիկ պղնձի առավելությունները

Պղինձը որպես առավելություն չի սահմանափակվում իր ցածր դիմադրողականության ինդեքսով (արծաթից հետո): Այն ունի իր բնութագրերով եզակի հատկություններ, այն է՝ պլաստիկություն և բարձր ճկունություն: Այս որակների շնորհիվ այն արտադրվում է բարձր աստիճանմաքրության էլեկտրոլիտիկ պղինձ մալուխների արտադրության համար, որոնք օգտագործվում են էլեկտրական սարքերի, համակարգչային սարքավորումների, էլեկտրաարդյունաբերության և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ:

Դիմադրության ինդեքսի կախվածությունը ջերմաստիճանից

Ջերմաստիճանի գործակիցըմեծություն է, որը հավասար է շղթայի մի մասի լարման փոփոխությանը և մետաղի դիմադրողականությանը ջերմաստիճանի փոփոխությունների հետևանքով։ Մետաղների մեծ մասը հակված է բարձրացնել դիմադրողականությունը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ՝ բյուրեղային ցանցի ջերմային թրթիռների պատճառով: Պղնձի դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը ազդում է պղնձե մետաղալարերի դիմադրողականության վրա և 0-ից մինչև 100°C ջերմաստիճանի դեպքում կազմում է 4,1 10− 3 (1/Kelvin): Արծաթի համար այս ցուցանիշը նույն պայմաններում 3,8 է, իսկ երկաթի համար՝ 6,0։ Սա ևս մեկ անգամ ապացուցում է պղնձի որպես հաղորդիչ օգտագործելու արդյունավետությունը:

Էլեկտրական հոսանքի տեսքը տեղի է ունենում, երբ միացումը փակ է, երբ տերմինալներում առաջանում է պոտենցիալ տարբերություն: Ազատ էլեկտրոնների շարժումը հաղորդիչում իրականացվում է էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ։ Երբ նրանք շարժվում են, էլեկտրոնները բախվում են ատոմներին և մասամբ փոխանցում նրանց կուտակված էներգիան։ Սա հանգեցնում է նրանց շարժման արագության նվազմանը: Հետագայում, էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ, էլեկտրոնի շարժման արագությունը կրկին մեծանում է: Այս դիմադրության արդյունքը հաղորդիչի ջեռուցումն է, որի միջոցով հոսում է հոսանքը: Գոյություն ունենալ տարբեր ուղիներայս արժեքի հաշվարկները, ներառյալ անհատական ​​ֆիզիկական հատկություններով նյութերի համար օգտագործվող դիմադրողականության բանաձևը:

Էլեկտրական դիմադրողականություն

Էլեկտրական դիմադրության էությունը նյութի փոխակերպման ունակության մեջ է էլեկտրական էներգիաջերմային հոսանքի գործողության ժամանակ։ Այս մեծությունը նշվում է R նշանով, իսկ չափման միավորը Օմ է։ Դիմադրության արժեքը յուրաքանչյուր դեպքում կապված է այս կամ այն ​​ունակության հետ:

Հետազոտության ընթացքում հաստատվել է կախվածություն դիմադրողականությունից։ Նյութի հիմնական որակներից մեկը նրա դիմադրողականությունն է, որը տատանվում է կախված հաղորդիչի երկարությունից: Այսինքն, քանի որ մետաղալարերի երկարությունը մեծանում է, դիմադրության արժեքը նույնպես մեծանում է: Այս կախվածությունը սահմանվում է որպես ուղիղ համամասնական:

Նյութի մեկ այլ հատկություն նրա խաչմերուկի մակերեսն է: Այն ներկայացնում է դիրիժորի խաչմերուկի չափերը՝ անկախ նրա կոնֆիգուրացիայից: Այս դեպքում հակադարձ համեմատական ​​հարաբերություն է ստացվում, երբ լայնական հատվածի մակերեսը մեծացնելով այն նվազում է։

Դիմադրության վրա ազդող մեկ այլ գործոն հենց նյութն է: Հետազոտության ընթացքում տարբեր նյութերի համար տարբեր դիմադրություններ են հայտնաբերվել։ Այսպիսով, ստացվել են յուրաքանչյուր նյութի էլեկտրական դիմադրողականության արժեքները:

Պարզվեց, որ մետաղները լավագույն հաղորդիչներն են։ Դրանցից արծաթն ունի նաև նվազագույն դիմադրություն և բարձր հաղորդունակություն։ Դրանք օգտագործվում են առավել կրիտիկական վայրերում էլեկտրոնային սխեմաներԱվելին, պղինձը համեմատաբար ցածր ինքնարժեք ունի։

Այն նյութերը, որոնց դիմադրողականությունը շատ բարձր է, համարվում են էլեկտրական հոսանքի վատ հաղորդիչներ։ Հետևաբար դրանք օգտագործվում են որպես մեկուսիչ նյութեր: Դիէլեկտրիկ հատկությունները առավել բնորոշ են ճենապակին և էբոնիտին:

Այսպիսով, հաղորդիչի դիմադրողականությունը մեծ նշանակություն ունի, քանի որ այն կարող է օգտագործվել որոշելու նյութը, որից պատրաստված է հաղորդիչը: Դա անելու համար չափվում է խաչմերուկի տարածքը, որոշվում են հոսանքը և լարումը: Սա թույլ է տալիս սահմանել էլեկտրական դիմադրողականության արժեքը, որից հետո, օգտագործելով հատուկ աղյուսակ, կարող եք հեշտությամբ որոշել նյութը: Հետևաբար, դիմադրողականությունը որոշակի նյութի ամենաբնորոշ հատկանիշներից մեկն է: Այս ցուցանիշը թույլ է տալիս որոշել առավելագույնը օպտիմալ երկարությունէլեկտրական միացում, որպեսզի հավասարակշռությունը պահպանվի:

Բանաձև

Ստացված տվյալների հիման վրա կարող ենք եզրակացնել, որ դիմադրողականությունը կհամարվի միավոր մակերեսով և միավորի երկարությամբ ցանկացած նյութի դիմադրություն: Այսինքն, 1 օմ-ի հավասար դիմադրություն առաջանում է 1 վոլտ լարման և 1 ամպերի հոսանքի դեպքում: Այս ցուցանիշի վրա ազդում է նյութի մաքրության աստիճանը: Օրինակ, եթե պղնձին ավելացնեք ընդամենը 1% մանգան, նրա դիմադրությունը կավելանա 3 անգամ։

Նյութերի դիմադրողականություն և հաղորդունակություն

Հաղորդունակությունը և դիմադրողականությունը սովորաբար դիտարկվում են 20 0 C ջերմաստիճանում: Այս հատկությունները տարբեր մետաղների համար տարբեր կլինեն.

• Պղինձ. Առավել հաճախ օգտագործվում է լարերի և մալուխների արտադրության համար: Այն ունի բարձր ուժ, կոռոզիոն դիմադրություն, հեշտ և պարզ մշակում: Լավ պղնձի մեջ կեղտերի մասնաբաժինը 0,1%-ից ոչ ավելի է: Անհրաժեշտության դեպքում պղինձը կարող է օգտագործվել այլ մետաղների հետ համաձուլվածքների մեջ:
• Ալյումինե. Նրան տեսակարար կշիռըպղնձից պակաս, բայց ունի ավելի բարձր ջերմային հզորություն և հալման կետ: Ալյումինի հալման համար պահանջվում է զգալիորեն ավելի շատ էներգիա, քան պղնձը: Բարձրորակ ալյումինի կեղտերը չեն գերազանցում 0,5%-ը:
• Երկաթ. Իր մատչելիության և ցածր գնի հետ մեկտեղ այս նյութը ունի բարձր դիմադրողականություն: Բացի այդ, այն ունի ցածր կոռոզիոն դիմադրություն: Հետևաբար, կիրառվում է պողպատե հաղորդիչները պղնձով կամ ցինկով պատել:

Ցածր ջերմաստիճաններում դիմադրողականության բանաձեւը դիտարկվում է առանձին: Այս դեպքերում նույն նյութերի հատկությունները բոլորովին տարբեր կլինեն: Նրանցից ոմանց համար դիմադրությունը կարող է զրոյի հասնել: Այս երեւույթը կոչվում է գերհաղորդականություն, որի դեպքում նյութի օպտիկական և կառուցվածքային բնութագրերը մնում են անփոփոխ։