Elektromos ellenállás és vezetőképesség

Egy elektromos áramkört, amely a terminálok egy potenciális különbség generál elektromos áramot. A szabad elektronok hatására az elektromos mező erők mozognak a karmester. Állásfoglalásra, az elektron vezeték találkozás atomok, és ad nekik egy állomány a mozgási energia. A mozgásának sebességét elektronok folyamatosan változtatjuk: az ütközés az elektronok atomok, molekulák és más elektronok csökken, akkor az elektromos mező megnő, és ismét csökken egy új ütközés. Ennek eredményeként, a vezeték be van állítva egységes áramát elektronok mozogni egy töredéke egy centiméteres másodpercenként. Következésképpen az elektronok áthalad a vezeték, mindig felel meg a kezét a mozgása ellenállásba. Az átfolyó villamos áram segítségével egy vezetőt az utóbbi melegítjük.

elektromos ellenállás

Az elektromos ellenállás a karmester, amely jelöli a római levél r. tulajdonságot nevezzük a test vagy közeg lehet átalakítani elektromos energia hőenergiává áthaladó elektromos áram segítségével is.

A villamos ellenállás áramkörök jelöljük az 1. ábrán látható is.

1. ábra Symbol elektromos ellenállás

Váltakozó elektromos ellenállás, arra szolgál, hogy változtatni a jelenlegi az áramkörben hívják reosztát. Reakcióvázlatokban reosztát jelöljük az 1B ábrán látható. Általánosságban, az ellenállás készült huzal ellenállás feltekercselve egy szigetelő bázis. Csúszka reosztát élesíti vagy helyezze egy bizonyos helyzetben, miáltal a kívánt áramkör bevezetésre ellenállás.

Hosszú vezeték kis keresztmetszete áram létrehoz egy csomó ellenállás. Rövid vezetékei nagy keresztmetszetű alacsony ellenállás áram.

Ha vesszük a két vezeték különböző anyagokból, de azonos hosszúságú és keresztmetszetű, a karmester fog végezni a jelenlegi különböző módon. Ez azt mutatja, hogy az ellenállás a vezető függ a vezető anyag.

karmester hőmérséklet is befolyásolja az ellenállás. Növekvő hőmérséklettel az ellenállást a fémek növekszik, és a rezisztencia csökken, és a szén folyadékok. Csak néhány különleges fémötvözetből (manganinból konstaitan, nikkelin és mások) a növekedés a hőmérséklet ellenállás szinte nem változik.

Látjuk tehát, hogy az elektromos ellenállása egy vezeték függ: 1) hossza a 2 vezeték) a keresztmetszete a vezeték, 3) a vezető anyag, 4) a vezeték hőmérséklete.

Az egység rezisztencia elfogadott egy ohm. Om gyakran nevezik a görög betű Ω (Omega). Ezért ahelyett, hogy az írás „Vezetékellenállás 15 ohm”, akkor egyszerűen írja: r = 15 Ω.
1000 ohm úgynevezett 1 kohm (1k, vagy 1kΩ)
Egymillió ohm úgynevezett 1 megaohm (1mgOm vagy 1MΩ).

Ha összehasonlítjuk az ellenállás vezetékek különböző anyagokból van szükség arra, hogy egy bizonyos hosszúságú, és a keresztmetszet minden mintánál. Akkor leszünk képesek megítélni, hogy mi az anyag jobb vagy rosszabb elektromos vezető.

Fajlagos elektromos ellenállás

Ellenállás ohm vezeték hossza 1 m, 1 mm² úgynevezett ellenállás és jelöli a görög betű ρ (ró).

Az 1. táblázat mutatja ellenállása néhány vezetékek.

Ellenállása különböző vezetékek

Az ellenállás ρ a

ezüst
réz
alumínium
volfrám
vas
vezet
Nikkelin (rézötvözet. Nikkel és cink)
Manganin (ötvözet réz, nikkel és mangán)
Constantan (ötvözet réz, nikkel és alumínium)
higany
Nichrome (ötvözetéből nikkel, króm, vas és mangán)

A táblázat azt mutatja, hogy az acél huzalok 1 m hosszú és 1 mm² impedanciája 0,13 ohm. Ahhoz, hogy egy 1 ohm ellenállást kell vennie egy 7,7 m vezeték. Azt a legkisebb ellenállás ezüst. 1 ohm ellenállást úgy állíthatjuk elő, figyelembe 62,5 méter ezüstdróttal 1 mm². Silver - a legjobb útmutató, de az értéke ezüst zárja ki annak lehetőségét, hogy tömeges alkalmazása. Miután az ezüst a táblázatban réz: rézdrót 1 m 1 mm² rendelkezik ellenállása 0,0175 ohm. Ahhoz, hogy egy 1 ohm ellenállást, meg kell, hogy egy 57 m vezetéket.

Kémiailag tiszta, finomításával nyert réz talált széles körű használata villamosmérnöki gyártásához vezetékek, kábelek, tekercsek villamos gépek és készülékek. Szintén széles körben használják, mint egy karmester alumínium és a vas.

Vezetékellenállás lehet meghatározni a következő képlet szerint:

ahol r - vezeték ellenállás ohm; ρ - ellenállása vezetőt; l - hossza a karmester méterben; S - vezeték keresztmetszete a mm².

1. példa Annak meghatározására, az ellenállás a 200m vashuzalt 5. szakasz mm².

Példa 2. Számítsuk rezisztencia 2km alumínium huzal 2,5 mm².

Mivel az ellenállás a általános képletű könnyen meghatározható a hossza, a fajlagos ellenállás és a keresztmetszete a vezeték.

3. példa a rádiót kell légellenállás 30 ohm nikelinovoy drótszakasz 0,21 mm². Határozza meg a szükséges vezeték hossza.

4. példa Annak meghatározására, keresztmetszetű 20 m Nikrómhuzal, ha az ellenállás 25 Ohm.

5. példa Huzal részén 0,5 mm² és hosszúsága 40 m ellenállása 16 ohm. Határozzuk meg az anyag a huzal.

Vezeték anyaga jellemzi annak ellenállását.

A táblázatból ellenállása úgy találják, hogy az ilyen ellenállás vezethet.

Fent azt állították, hogy az ellenállást a vezetékek a hőmérséklettől függ. Végezzük el a következő kísérletet. Mi tekercselt spirális több méter finom fém drót és tartalmazza ezt a spirált az akkumulátor áramkör. Az intézkedés a jelenlegi az áramkör tartalmaz egy fogóval. Upon fűtőspirál az égő lángjában látható, hogy az árammérő leolvasott csökkenne. Ez azt mutatja, hogy az ellenállás fűtés fémhuzalok növekszik.

Egyes fémek, amikor 100 ° ellenállás megnövekedett 40 - 50%. Vannak ötvözetek, amelyek jelentősen megváltoztatják ellenállás hő. Néhány speciális ötvözetek gyakorlatilag nincs változás ellenállás a hőmérséklet-változás. Ellenállás fémvezetők nő a növekvő hőmérséklet, az ellenállás az elektrolit (folyadék vezeték), a szén és a kis mennyiségű szilárd anyagot, ellenkezőleg, csökken.

Az a képesség, a fémek, hogy változtassa meg ellenállás hőmérsékletet alkalmazunk, az eszköz ellenállás hőmérők. Egy ilyen hőmérő platina szál sebet egy csillám keretben. Elhelyezése hőmérővel, például egy kemencében, és ellenállásának mérésére platinadrót hevítés előtt és után, lehetőség van, hogy meghatározza a hőmérséklet a kemencében.

A változás ellenállása a vezeték, ha melegítjük, kapcsolatos kezdeti 1 ohm ellenállást, és a hőmérsékletet 1 ° az hőmérsékleti együtthatója ellenállás nevezzük, és a levél α.

Ha t0 vezeték ellenállás megegyezik r0. és olyan hőmérsékleten, t egyenlő szobahőmérsékletre. a hőmérsékleti együtthatója ellenállás

Megjegyzés. Kiszámítása ez a képlet lehet előállítani csak egy bizonyos hőmérséklet-tartományban (megközelítőleg 200 ° C).

Adunk az értékek a hőmérsékleti együtthatója α rezisztencia bizonyos fémek (2. táblázat).

Az értékek a hőmérsékleti együttható több fémek

Formula hőmérsékleti együtthatója ellenállás határozza rt:

6. példa Annak meghatározására, az ellenállás a vas huzal, 200 ° C-on, ha az ellenállás 0 ° C-on 100 ohm.

7. példa ellenállású hőérzékelő készült platina huzal, szobahőmérsékleten 15 ° C volt, az ellenállás 20 ohm. A hőmérőt egy kemencébe helyezzük, és egy idő után az ellenállást mértük. Azt találtuk, hogy a 29,6 ohm. Határozzuk meg a hőmérséklet a kemencében.

elektromos vezetőképesség

Eddig úgy a vezeték ellenállása, mint egy akadályt, amely egy vezetőt az elektromos áram. Mégis áram halad át a karmester. Ezért amellett az ellenállás (akadályok), a vezető is képes, hogy végezzen az elektromos áram, azaz a vezetőképesség.

A vezetéknek van egy nagy ellenállás, annál kevésbé van vezetőképessége, annál rosszabb vezeti az elektromos áramot, és fordítva, minél kisebb az ellenállás a vezető, így van egy nagyobb vezetőképességű, annál könnyebben át a jelenlegi vezetőn át. Ezért ellenállás és vezetőképesség a vezetéknek inverz értékét.

Ismert a matematika, hogy az inverz 5-ös, a 1/5, és fordítva, a szám inverz 1/7 = 7 Ezért, ha az ellenállása a vezető által kijelölt levél r. A vezetőképesség meghatározása 1 / r. Általában a vezetőképességet betűvel jelöljük g.

Az elektromos vezetőképesség mérjük (1 / ohm) vagy a Siemens.

8. példa Vezetékellenállás egyenlő 20 ohm. Határozza meg a vezetőképességét.

Ha r = 20 ohm,

9. példa a vezetőképesség 0,1 (1 / ohm). Hogy meghatározza annak ellenállását,

Ha g = 0,1 (1 / ohm), akkor r = 1 / 0,1 = 10 (ohm)

Forrás: Kuznyecov M. I. "alapjai Villamosmérnöki" - 9. kiadás, felülvizsgált - Budapest: Gimnázium, 1964 - 560c.