Расчет удельного сопротивления: Удельное сопротивление проводника – формула, определение, таблица для расчета

2/м$.

Рисунок 1. Удельное сопротивление отдельных материалов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Замечание 1

На рисунке изображены значения удельного сопротивления только для часто используемых материалов. Значения этого параметра для других материалов можно найти в соответствующих справочниках.

Содержание

Зависимость удельного сопротивления от температуры

Говоря об удельном сопротивлении, нельзя упомянуть о влиянии температуры окружающей среды на его значение. Однако, это влияние будет разным для каждого материала. Это объясняется одним важным параметром $α$ — температурным коэффициентом.

Температурный коэффициент используется в формула для расчета удельного сопротивления с учетом изменения температуры:

Готовые работы на аналогичную тему

$ρ_t =ρ_0 • [1+α•(t-t_0)]$, где

  • $ρ_0$ — удельное сопротивление при 20 С*,
  • $α$ — температурный коэффициент,
  • $t-t_0$ — разница температур.

Рисунок 2. Температурный коэффициент сопротивления. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рассчитаем удельное сопротивление меди при -30 C и +30 C .

Пример 1

Для расчета удельного сопротивления при +30 C*, нужно взять первую формулу и подставить известные значения:

$ρ_t=ρ_0 • [1+α•(t-t_0)]=0,017• [1+0,0039•(30-20)]=0,017•[1+(0,0039•10)]=0,0176 $

Для расчета удельного сопротивления при -30 C*, нужно взять вторую формулу и выполнить аналогичный расчет:

$ρ_t=ρ_0 • [1+α•(t-t_0)]=0,017 • [1+(0,0039 • (– 30 – 20)=0,0136$

Исходя из расчетов можно сделать вполне логичный вывод, который заключается в следующем.

Замечание 2

Чем выше температура окружающей среды, тем выше удельное сопротивление.

Практическое определение удельного сопротивления

Иногда, материал необходимый для работы бывает неизвестен. Из-за этого нет возможности использовать справочник и посмотреть значение удельного сопротивления.2$

Откроем справочник и по найденному удельному сопротивлению определим материал (в данном случае это нихром).

Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление.

Цель: исследовать зависимость сопротивления проводника от его характеристик.

Задачи

обучающие:

  • исследовать зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен;
  • сформировать первичные представления знаний о новой физической величине « удельное электрическое сопротивление»;
  • продолжить формирование умений решать задачи;

развивающие:

  • работать над формированием исследовательских компетенций учащихся путем организации фронтального виртуального мини-исследования с использованием электронных ресурсов;
  • работать над формированием умений учащихся воспринимать и представлять информацию в словесной и символической формах через обсуждение результатов демонстрационного эксперимента и самостоятельных виртуальных экспериментов;
  • формировать умения делать выводы на основе проведенного анализа;
  • работать над формированием коммуникативных компетенций учащихся;

воспитательные:

  • знакомить с экспериментальным методом научного познания природы; создать условия для развития самостоятельности учащихся;
  • развивать познавательный интерес учащихся к предмету.

Тип урока: комбинированный.

Формы работы учащихся:

  • групповая (исследовательская самостоятельная работа с электронными ресурсами)
  • коллективное обсуждение результатов виртуальных экспериментов;
  • индивидуальная (текущий контроль, самостоятельная работа с ЭОР К-типа)

Методы обучения, используемые на уроке:

словесные, наглядные, практические.

Демонстрационное оборудование: источник питания ВС-24М, лампочки на 3В и 12 В, ключ, цифровой амперметр, реохорд, соединительные провода.

Средства ИКТ: ПК (для учителя), видеопроектор, интерактивная доска, нетбук (на индивидуальном рабочем месте каждого учащегося). Презентация SMART Notebook по теме «Расчет сопротивления проводников. Удельное сопротивление».

Структура и ход урока

1.Организационный этап 

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Приветствует учащихся.

Проверяет готовность учащихся к занятию.

Приветствуют учителя.

Проверяют готовность к уроку.

2. Проверка домашнего задания

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Проводит проверку домашнего задания.

(Приложение 1)

Выполняют тест (варианты разного уровня сложности)

3. Актуализация знаний 

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Готовит учащихся к восприятию новых знаний.

Предлагает разгадать анаграммы, сопоставить текст – изображение.


Давайте вспомним, что является причиной сопротивления проводника?

Зависит ли сила тока от сопротивления проводника? Как зависит? Зависит ли сопротивление от силы тока и напряжения?

Выполняют интерактивные задания.

Составляют название приборов, правила их подключения для измерения физических величин.

Сопоставляют условное обозначение прибора на схеме с его названием.


Отвечают на вопросы учителя

4. Создание проблемной ситуации

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1.Предлагает вниманию учащихся следующий эксперимент:


К источнику тока с напряжением 3 В включают поочерёдно лампочки на 3В и 12 В. Почему лампочка на 12 В не светится.

2. Проверяет исправность лампы, увеличив напряжение источника тока.

Выдвигают предположения:

  • неисправность лампы.
  • большое сопротивление лампы.

 

5. Постановка цели урока. Изучение новой темы

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1.Подводит учащихся к цели урока. Разные потребители тока имеют разное сопротивление, что необходимо знать, чтобы изготовить проводник с необходимым сопротивлением? Зависимость сопротивления от геометрических размеров проводника (длины и площади поперечного сечения) и вещества, из которого он изготовлен, впервые установил Георг Ом.

1.Формулируют с учителем цель урока.

2. Выясните: от чего и зависит сопротивление проводника? Краткие рекомендации по работе над учебным модулем (Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление. Реостаты).

Разделяет учащихся по группам и предлагает самостоятельно решить поставленную задачу, сделать выводы и поделиться выводами со всем классом.


 

2. Слушают рекомендации учителя для выполнения практического задания. Работают с учебным модулем (1-5 пункты). Проводят исследования и составляют краткий конспект.

Делают выводы по результатам выполнения каждого задания в отдельности.

Обобщают результаты трех виртуальных экспериментов и формулируют общий вывод.

 

3.Предлагает проверить результаты исследований на экспериментальной установке.

 

3.Совместно с учителем проводят эксперимент подтверждающий справедливость сделанных выводов.


4. Предлагает учащимся продолжить работу с учебным модулем.

Выясните: какая физическая величина характеризует зависимость сопротивления проводника от материала, из которого изготовлен проводник.

4. Продолжают работу с учебным модулем (6 пункт) и выполняют записи в тетрадях.

5.Предлагает учащимся поработать с таблицей удельного сопротивления некоторых веществ(стр.105 учебник физика 8 класс, автор А.В.Пёрышкин) и ответить на вопросы:

  • В каких единицах измерения представлены значения удельного сопротивления в таблице?
  • Какое вещество имеет наибольшее удельное сопротивление?
  • Какое вещество имеет наименьшее удельное сопротивление?
  • Почему провода линий электропередач не изготовляют из золота и серебра, ведь у них малое значение удельного сопротивления?
  • Какое вещество используется в проводах линий электропередач? Почему?
  • Чему равно удельное сопротивление никелина? Что означает эта запись в таблице?

5. Работают с таблицей удельного сопротивления (учебник) и отвечают на вопросы учителя.

 

6. Предлагает учащимся обобщить полученные закономерности и составить формулу для нахождения сопротивления проводника. Провести проверку.


6. Анализируют полученные результаты и составляют формулу сопротивления. Используя, учебный модуль (7пункт) проводят проверку полученной формулы.

7. Предлагает получить дополнительные формулы.

 

7. Сравнивают полученные формулы.


6. Этап первичного освоения знаний

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1. Дает задание учащимся по работе с тестом для первичной диагностики уровня освоения знаний.

(Удельное электрическое сопротивление веществ)

В практический модуль включены 7 интерактивных заданий различных типов с возможностью автоматизированной проверки для закрепления знаний. Модуль относится к II уровню интерактивности

Отвечает на вопросы учащихся по разъяснению правил выполнения работы.

1.Слушают рекомендации учителя по выполнению задания.

Задают организационные вопросы учителю.

Выполняют практическое задание.

2.Определяет успешность выполнения задания. Интересуется возникшими трудностями. Определяет задания, с которыми учащиеся не смогли справиться.

2.Сообщают, какие задания теста вызвали затруднения.

3.Организует работу учащихся по демонстрации верных решений.

3.Объясняют решение заданий.


7. Этап закрепления полученного материала

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1. Учитель приглашает ученика к доске записать решение задачи и проверить ответ.

Чему равно сопротивление 100 м медного провода сечением 1 мм2?


2.Предлагает учащимся для закрепления нового материала выполнение практического модуля, для решения которого необходимы новые знания. Для сильных учащихся тестирование из 9 вопросов, для слабых учащихся – три расчетных задачи.

1.Учащиеся записывают условие и решение задачи в тетрадь.

 

2.Определяет успешность выполнения заданий. Фиксирует результаты. Отмечает (для себя) учащихся, которые наиболее (наименее) успешно справились с заданием.

2.Выполняют тест.

Сообщают результаты учителю.


8. Рефлексия (Подведение итогов)

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Предлагает учащимся вернуться к цели и задачам урока, проанализировать степень их достижения, объяснить результаты эксперимента, поставленного в начале урока с использованием новой терминологии, сделать выводы.

Сообщает оценки за урок.

Вспоминают цель урока. Анализируют степень ее достижения.

Формулируют выводы.

Оценивают успешность своей работы на уроке и уровень усвоения знаний.

9. Домашнее задание

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Сообщает домашнее задание:

1.§45, 46; упражнение 20 № 2 (а), 4.

2.Интерактивная лекция для тех, кто плохо разобрался с материалом

3.Тест

Записывают в дневниках домашнее задание.

Удельное сопротивление. Примеры

Вещества и материалы, способные проводить электрический ток, называют проводниками. Остальные относят к диэлектрикам. Но чистых диэлектриков не бывает, все они тоже проводят ток, но его величина очень мала.

Но и проводники по-разному проводят ток. Согласно формуле Георга Ома, ток, протекающий через проводник, линейно пропорционален величине приложенного к нему напряжения, и обратно пропорционален величине, называемой сопротивлением.

Единицу измерения сопротивления назвали Омом в честь ученого, открывшего эту зависимость. Но выяснилось, что проводники, изготовленные из разных материалов и имеющие одинаковые геометрические размеры, обладают разным электрическим сопротивлением. Чтобы определить сопротивление проводника известного длины и сечения, ввели понятие удельного сопротивления — коэффициента, зависящего от материала.

В итоге сопротивление проводника известной длины и сечения будет равно

Определение сопротивления проводника с помощью его удельного сопротивления

Удельное сопротивление применимо не только к твердым материалам, но и к жидкостям. Но его величина зависит еще и от примесей или других компонентов в исходном материале. Чистая вода не проводит электрический ток, являясь диэлектриком. Но в природе дистиллированной воды не бывает, в ней всегда встречаются соли, бактерии и другие примеси. Этот коктейль – проводник электрического тока, обладающий удельным сопротивлением.

Удельные сопротивления некоторых материалов

Внедряя в металлы различные добавки, получают новые материалы – сплавы, удельное сопротивление которых отличается от того, что было у исходного материала, даже если добавка в него в процентном соотношении незначительна.

Зависимость удельного сопротивления от температуры

Удельные сопротивления материалов приводятся в справочниках для температуры, близкой к комнатной (20 °С). При увеличении температуры увеличивается сопротивление материала. Почему так происходит?

Электрического тока внутри материала проводят свободные электроны. Они под действием электрического поля отрываются от своих атомов и перемещаются между ними в направлении, заданным этим полем. Атомы вещества образуют кристаллическую решетку, между узлами которой и движется поток электронов, называемый еще «электронным газом». Под действием температуры узлы решетки (атомы) колеблются. Сами электроны тоже движутся не по прямой, а по запутанной траектории. При этом они часто сталкиваются с атомами, изменяя траекторию движения. В некоторые моменты времени электроны могут двигаться в сторону, обратную направлению электрического тока.

С увеличением температуры амплитуда колебаний атомов увеличивается. Соударение электронов с ними происходит чаще, движение потока электронов замедляется. Физически это выражается в увеличении удельного сопротивления.

Примером использования зависимости удельного сопротивления от температуры служит работа лампы накаливания. Вольфрамовая спираль, из которой сделана нить накала, в момент включения имеет малое удельное сопротивление. Бросок тока в момент включения быстро ее разогревает, удельное сопротивление увеличивается, а ток – уменьшается, становясь номинальным.

Тот же процесс происходит и с нагревательными элементами из нихрома. Поэтому и рассчитать их рабочий режим, определив длину нихромовой проволоки известного сечения для создания требуемого сопротивления, не получается. Для расчетов нужно удельное сопротивление нагретой проволоки, а в справочниках приведены значения для комнатной температуры. Поэтому итоговую длину спирали из нихрома подгоняют экспериментально. Расчетами же определяют примерную длину, а при подгонке понемногу укорачивают нить участок за участком.

Температурный коэффициент сопротивления

Но не во всех устройствах наличие зависимости удельного сопротивления проводников от температуры приносит пользу. В измерительной технике изменение сопротивления элементов схемы приводит к появлению погрешности.

Для количественного определения зависимости сопротивления материала от температуры введено понятие температурного коэффициента сопротивления (ТКС). Он показывает, насколько изменяется сопротивление материала при изменении температуры на 1°С.

Для изготовления электронных компонентов – резисторов, используемых в схемах измерительной аппаратуры, применяются материалы с низким ТКС. Они стоят дороже, но зато параметры устройства не изменяются в широком диапазоне температур окружающей среды.

Но свойства материалов с высоким ТКС тоже используются. Работа некоторых датчиков температуры основана на изменении сопротивления материала, из которого изготовлен измерительный элемент. Для этого нужно поддерживать стабильное напряжение питания и измерять ток, проходящий через элемент. Откалибровав шкалу прибора, измеряющего ток, по образцовому термометру, получают электронный измеритель температуры. Этот принцип используется не только для измерений, но и для датчиков перегрева. Отключающих устройство при возникновении ненормальных режимов работы, приводящих к перегреву обмоток трансформаторов или силовых полупроводниковых элементов.

Используются в электротехнике и элементы, изменяющие свое сопротивление не от температуры окружающей среды, а от тока через них – терморезисторы. Пример их использования – системы размагничивания электронно-лучевых трубок телевизоров и мониторов. При подаче напряжения сопротивление резистора минимально, ток через него проходит в катушку размагничивания. Но этот же ток нагревает материал терморезистора. Его сопротивление увеличивается, уменьшая ток и напряжение на катушке. И так – до полного его исчезновения. В итоге на катушку подается синусоидальное напряжение с плавно уменьшающейся амплитудой, создающее в ее пространстве такое же магнитное поле. Результат – к моменту разогрева нити накала трубки она уже размагничена. А схема управления остается в запертом состоянии, пока аппарат не выключат. Тогда терморезисторы остынут и будут готовы к работе снова.

Явление сверхпроводимости

А что будет, если температуру материала уменьшать? Удельное сопротивление будет уменьшаться. Есть предел, до которого уменьшается температура, называемый абсолютным нулем. Это —273°С. Ниже этого предела температур не бывает. При этом значении удельное сопротивление любого проводника равно нулю.

При абсолютном нуле атомы кристаллической решетки перестают колебаться. В итоге электронное облако движется между узлами решетки, не соударяясь с ними. Сопротивление материала становится равным нулю, что открывает возможности для получения бесконечно больших токов в проводниках небольших сечений.

Явление сверхпроводимости открывает новые горизонты для развития электротехники. Но пока еще существуют сложности, связанные с получением в бытовых условиях сверхнизких температур, необходимых для создания этого эффекта. Когда проблемы будут решены, электротехника перейдет на новый уровень развития.

Примеры использования значений удельного сопротивления при расчетах

Мы уже познакомились с принципами расчета длины нихромовой проволоки для изготовления нагревательного элемента. Но есть и другие ситуации, когда необходимы знания удельных сопротивлений материалов.

Для расчета контуров заземляющих устройств используются коэффициенты, соответствующие типовым грунтам. Если же тип грунта в месте устройства контура заземления неизвестен, то для правильных расчетов предварительно измеряют его удельное сопротивление. Так результаты расчетов оказываются точнее, что исключает подгонку параметров контура при изготовлении: добавление числа электродов, приводящее к увеличению геометрических размеров заземляющего устройства.

Удельные сопротивления грунтов

Удельное сопротивление материалов, из которых изготовлены кабельные линии и шинопроводы, используется для расчетов их активного сопротивления. В дальнейшем при номинальном токе нагрузки с его помощью рассчитывается величина напряжения в конце линии. Если его величина окажется недостаточной, то заблаговременно увеличивают сечения токопроводов.

Оцените качество статьи:

Удельное сопротивление грунта

Грунт Удельное сопротивление, среднее значение (Ом*м) Сопротивление заземления для комплекта ZZ-000-015, Ом Сопротивление заземления для комплекта ZZ-000-030, Ом Сопротивление заземления для комплекта ZZ-100-102, Ом
Асфальт 200 — 3 200 17 — 277 9,4 — 151 8,3 — 132
Базальт 2 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Бентонит (сорт глины) 2 — 10 0,17 — 0,87 0,09 — 0,47 0,08 — 0,41
Бетон 40 — 1 000 3,5 — 87 2 — 47 1,5 — 41
Вода
Вода морская 0,2 0 0 0
Вода прудовая 40 3,5 2 1,7
Вода равнинной реки 50 4 2,5 2
Вода грунтовая 20 — 60 1,7 — 5 1 — 3 1 — 2,5
Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт)
Вечномёрзлый грунт — талый слой (у поверхности летом) 500 — 1000 20 — 41
Вечномёрзлый грунт (суглинок) 20 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Вечномёрзлый грунт (песок) 50 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Глина
Глина влажная 20 1,7 1 0,8
Глина полутвёрдая 60 5 3 2,5
Гнейс разложившийся 275 24 12 11,5
Гравий
Гравий глинистый, неоднородный 300 26 14 12,5
Гравий однородный 800 69 38 33
Гранит 1 100 — 22 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Гранитный гравий 14 500 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Графитовая крошка 0,1 — 2 0 0 0
Дресва (мелкий щебень/крупный песок) 5 500 477 260 228
Зола, пепел 40 3,5 2 1,7
Известняк (поверхность) 100 — 10 000 8,7 — 868 4,7 — 472 4,1 — 414
Известняк (внутри) 5 — 4 000 0,43 — 347 0,24 — 189 0,21 — 166
Ил 30 2,6 1,5 1
Каменный уголь 150 13 7 6
Кварц 15 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Кокс 2,5 0,2 0,1 0,1
Лёсс (желтозем) 250 22 12 10
Мел 60 5 3 2,5
Мергель
Мергель обычный 150 14 7 6
Мергель глинистый (50 — 75% глинистых частиц) 50 4 2 2
Песок
Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 — 60 0,9 — 5 0,5 — 3 0,4 — 2,5
Песок, умеренно увлажненный 60 — 130 5 — 11 3 — 6 2,5 — 5,5
Песок влажный 130 — 400 10 — 35 6 — 19 5 — 17
Песок слегка влажный 400 — 1 500 35 — 130 19 — 71 17 — 62
Песок сухой 1 500 — 4 200 130 — 364 71 — 198 62 — 174
Супесь (супесок) 150 13 7 6
Песчаник 1 000 87 47 41
Садовая земля 40 3,5 2 1,7
Солончак 20 1,7 1 0,8
Суглинок
Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 — 60 0,9 — 5 0,5 — 3 0,4 — 2,5
Суглинок полутвердый, лесовидный 100 9 5 4
Суглинок при температуре минус 5 С° 150 6
Супесь (супесок) 150 13 7 6
Сланец 10 — 100  
Сланец графитовый 55 5 2,5 2,3
Супесь (супесок) 150 13 7 6
Торф
Торф при температуре 10° 25 2 1 1
Торф при температуре 0 С° 50 4 2,5 2
Чернозём 60 5 3 2,5
Щебень сухой
Щебень мокрый 3 000 260 142 124
Щебень сухой 5 000 434 236 207

Сопротивление грунта и заземление

 

Удельное сопротивление грунта — это главный параметр, который влияет на конструкцию заземляющего устройства: количество и длину заземляющих электродов. Физически оно равняется электрическому сопротивлению, которое грунт оказывает току при прохождении им расстояния между противоположными гранями условного куба объёмом 1 куб. м.; размерность Ом*м. Удельное сопротивление зависит от многих факторов: состава и структуры грунта, его плотности, влажности, температуры, наличия примесей – солей, кислот, щелочей. Все эти параметры изменяются в течение года, поэтому соответствующим образом меняется и сопротивление грунта. Данный факт нужно учитывать при проведении замеров, расчётов, а также при измерении сопротивления растеканию смонтированного заземляющего устройства.

Сопротивление грунта и сопротивление заземления

Чем ниже значение удельного сопротивления грунта, тем лучше электрический ток растекается в среде, и тем меньше получится сопротивление заземляющего устройства. Низкое сопротивление заземления обеспечивает поглощение грунтом токов повреждений, токов утечки и молниевых токов, что предотвращает их нежелательное протекание по проводящим частям электроустановок и защищает контактирующих с ними людей от поражения электрическим током, а оборудование — от помех и нарушений работы. Заземляющее устройство обязательно должно быть дополнено правильно организованной системой уравнивания потенциалов.

Такие объекты, как жилой дом и линия электропередачи не требуют столь низкого сопротивления заземления, как, например, подстанции и сооружения с большим объёмом информационного и коммуникационного оборудования: ЦОД, медицинские центры и объекты связи. Более низкое сопротивление заземляющего устройства можно обеспечить растеканием тока с большего количества электродов, при том что высокое сопротивления грунта приводит к ещё большему увеличению габаритов заземлителя.

Норма сопротивления заземляющего устройства определяется ПУЭ 7 изд. раздел 1.7. — для электроустановок разных классов напряжения, пункты 2.5.116-2.5.134 — для линий электропередачи, а также другими отраслевыми стандартами и документацией к аппаратам и приборам.

Удельное сопротивление преимущественно зависит от типа грунта. Так, «хорошие» грунты, обладающие низким сопротивлением — это глина, чернозём (80 Ом*м), суглинок (100 Ом*м). Сопротивление песка сильно зависит от содержания влаги и колеблется от 10 до 4000 Ом*м. У каменистых грунтов оно легко может достигать нескольких тысяч Ом*м: у щебенистых — 3000-5000 Ом*м, а у гранита и других горных пород — 20000 Ом*м.

Удельное сопротивление грунтов в России

Среднее удельное сопротивление часто встречающихся на территории России грунтов приведено в таблице на странице, посвященной удельному сопротивлению грунта

Принять тип грунта можно по карте почв на территории России (для просмотра карты в полном размере, щёлкните на ней).

Значения, приведённые в таблицах справочные и подходят только для ориентировочного расчёта в том случае, когда другая информация отсутствует. Для того чтобы получить точное значение удельного сопротивления, необходимо проводить изыскательные работы. Замеры грунта проводятся в полевых условиях методом амперметра-вольтметра, а также путем измерения инженерно-геологических элементов (ИГЭ), проведенных на разной глубине методом вертикально электрического зондирования (ВЭЗ). Значения, полученные этими двумя способами, могут значительно отличаться, также, как отличаются характеристики грунта незначительно удаленных точек на местности. Поэтому, чтобы исключить ошибку в расчетах необходимо брать максимальный из результатов этих двух методов при приведении к однослойной расчётной модели. Если для расчётов необходимо привести грунт к двухслойной модели, то использовать можно только метод ВЭЗ.

Сезонное изменение сопротивления грунта и его учёт

Для учёта сезонных изменений и влияния природных явлений «Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов» оперирует коэффициентом промерзания, который предписывается определенной климатической зоне России и коэффициентом влажности, учитывающим накопленную грунтом влагу и количество осадков, выпавших перед измерением. РД 153-34.0-20.525-00 при определении сопротивления заземляющего устройства подстанций использует сезонный коэффициент.

При пропитывании почвы водой, удельное сопротивление может снижаться в десятки раз, а при промерзании в разы увеличиваться. Поэтому, в зависимости от того, в какое время года были выполнены измерения, необходимо учитывать данные коэффициенты.

Это позволит предотвратить превышения нормы заземляющего устройства в результате изменений удельного сопротивления; нормируемое значение в соответствии с ПУЭ 7 изд. должно обеспечиваться при самых неблагоприятных условиях в любое время года.

При увеличении габаритов заземляющего устройства влияние сезонных изменений значительно снижается. Если заземлитель имеет горизонтальные размеры порядка 10 метров, то его сопротивление в течение года может изменяться в десятки и сотни раз, тогда как сопротивление заземлителя габаритами 100-200 метров изменяется всего лишь в 2 раза. Это связано с тем, что глубина растекания тока соизмерима с габаритами горизонтального заземлителя.Таким образом, распространенная в горизонтальном направлении конструкция действует на глубинные слои почвы, часто обладающие низким удельным сопротивлением в любое время года.

«Сложные грунты» с высоким удельным сопротивлением

Некоторые типы грунта имеют крайне высокое удельное сопротивление. Его значение для каменистых грунтов достигает нескольких тысяч Ом*м при том, что организация заземляющего устройства в такой среде связана с множеством трудностей – значительными затратами материалов и объёмами земляных работ. Из-за твердых включений практически невозможно использовать вертикальные электроды без применения бурения. Пример заземления в условиях каменистого грунта приведён на странице.

Возможно, ещё более сложный случай – это вечномерзлый грунт. При понижении температуры удельное сопротивление резко возрастает. Для суглинка при +10 С° оно составляет около 100 Ом*м, но уже при -10 С° может достигать 500 — 1000 Ом*м. Глубина промерзания вечномерзлого грунта бывает от нескольких сот метров до нескольких километров, при том что в летнее время оттаивает лишь верхний слой незначительной толщины: 1-3 м. В результате круглый год вся зона эффективного растекания тока будет иметь значительное удельное сопротивление – порядка 20000 Ом*м в вечномерзлом суглинке и 50000 Ом*м в вечномерзлом песке. Это чревато организацией заземляющего устройства на огромной площади, либо применением специальных решений, например, таких как электролитическое заземление. Для наглядного сравнения, пройдя по ссылке, можно посмотреть расчёт в вечномерзлом грунте.

Решения по достижению необходимого сопротивления

Традиционные способы

В хороших грунтах, как правило, устанавливается традиционное заземляющее устройство, состоящее из горизонтальных и вертикальных электродов.

Использование вертикальных электродов несет важное преимущество. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта «стабилизируется». В глубинных слоях оно в меньшей степени зависит от сезонных изменений, а также, благодаря повышенному содержанию влаги, имеет более низкое сопротивление. Такая особенность очень часто позволяет значительно снизить сопротивление заземляющего устройства.

Горизонтальные электроды применяются для соединения вертикальных, также они способствуют ещё большему снижению сопротивления. Но могут использоваться и в качестве самостоятельного решения, когда монтаж вертикальных штырей сопряжен с трудностями, либо когда необходимо организовать заземляющее устройство определенного типа, например, сетку.

Нестандартные способы

В тяжелых каменистых и вечномерзлых грунтах монтаж традиционного заземления сопряжен с рядом проблем, начиная сложностью монтажа из-за специфики местности, заканчивая огромными размерами заземляющего устройства (соответственно — большими объемами строительных работ), необходимыми для соответствия его сопротивления нормам.

В условиях вечномерзлого грунта также имеет место такое явление как выталкивание, в результате которого горизонтальные электроды оказываются над поверхностью уже через год.

Чтобы решить эти проблемы, специалисты часто прибегают к следующим мерам:

  • Замена необходимых объёмов на грунт с низким удельным сопротивлением (несет ограниченную пользу в случае вечномерзлого грунта, т.к. грунт замены также промерзает). Объемы такого грунта часто очень велики, и не всегда приводят к ожидаемым результатам, т.к. зона действия заземлителя вглубь практически равна его горизонтальным размерам, поэтому влияние верхнего слоя может быть незначительным.
  • Организация выносного заземлителя в очагах с низким удельным сопротивлением, что позволяет установить заземлитель на удалении до 2 км.
  • Применение специальных химических веществ – солей и электролитов, которые снижают удельное сопротивление мерзлого грунта. Данное мероприятие необходимо проводить раз в несколько лет из-за процесса вымывания.

Одним из наиболее предпочтительных решений в тяжелых условиях является электролитическое заземление, оно сочетает химическое воздействие на грунт (снижение его удельного сопротивления) и замену грунта (уменьшение влияния промерзания). Электролитический электрод наполнен смесью минеральных солей, которые равномерно распределяются в рабочей области и снижают её удельное сопротивление. Данный процесс стабилизируется с помощью околоэлектродного заполнителя, который делает процесс выщелачивания солей равномерным. Применение электролитического заземления позволяет избежать проблем организации традиционного заземляющего устройства, значительно уменьшает количество оборудования, габариты заземлителя и объёмы земляных работ.

Заключение

При проектировании заземляющего устройства необходимо иметь достоверные данные об удельном сопротивлении грунта на месте строительства. Точную информацию можно получить только с помощью изысканий и измерений на местности, но по разным причинам бывает, что возможности их провести нет. В таком случае можно воспользоваться справочными таблицами, но стоит принять во внимание, что расчёт будет носить ориентировочный характер.

Независимо от того, каким образом получены значения удельного сопротивления, нужно внимательно рассматривать все влияющие факторы. Важно учесть пределы, в которых удельное сопротивление может меняться, чтобы сопротивление заземляющего устройства никогда не превышало норму.


Смотрите также:


Смотрите также:

Расчет — удельное сопротивление — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Расчет — удельное сопротивление

Cтраница 1

Расчет удельного сопротивления RK по уравнению (V.191) из-за большого числа параметров, влияющих на процесс, обычно не дает необходимой для практики точности. Однако величина RK может быть легко определена экспериментально на ультрафильтрационных установках. Толщина слоя осадка увеличивается пропорционально объему фильтрата. Обратная диффузия частиц из слоя практически не происходит, так как скорость диффузии по сравнению со скоростью движения фильтрата пренебрежимо мала.  [1]

Расчет удельного сопротивления QO и аналогично диэлектрической постоянной ео слоистого тела по известным свойствам их составных частей можно вести различными путями. Рассмотрим некоторые из них.  [2]

Расчет удельного сопротивления исходного кремния проводится так же, как и для диода. Коллекторные и эмиттерные ( р-ти-па) переходы тиристоров имеют глубину залегания примерно в пределах от 75 до 125 мкм и формируются, как правило, путем диффузии алюминия.  [3]

Для расчета удельного сопротивления по формуле ( 1) помимо назначения постоянного давления фильтрования ( вакуума) р и площади воронки Бюхнера F одновременно с определением параметра b необходимо определять С — массу твердой фазы кека, отлагающегося на фильтре при получении единицы объема фильтрата.  [4]

При расчете удельных сопротивлений передвижению состава тележек с изложницами следует иметь в виду состояние рельсового пути. Путь обычно покрыт слоем пыли, на рельсах находятся куски шлака, скрапины и пр. Это создает добавочное сопротивление, которое можно учесть некоторым коэффициентом.  [5]

Формулы для расчета удельного сопротивления даны для 300 С.  [6]

Предложено много методов расчета удельного сопротивления смешанных сернокислых электролитов.  [7]

В общем случае для пластины произвольной геометрической формы расчет удельного сопротивления возможен при использовании видоизмененного четырехзондового метода измерения.  [9]

Уравнение ( 11 135) может быть использовано для расчета удельного сопротивления осадка, когда размер его частиц достаточно велик ( см. стр.  [10]

Уравнение ( 11 135) может быть использовано для расчета удельного сопротивления осадка, когда размер его частиц достаточно велик ( см. стр.  [11]

Таким образом, размер частиц и нх удельная поверхность, определенные путем исследования порошка в сухом виде, не могут быть использованы для расчета удельного сопротивления осадка. Поэтому удельная поверхность частиц в образовавшемся осадке должна быть определена на основании данных, полученных при исследовании свойств самого осадка.  [12]

Таким образом, размер частиц и их удельная поверхность, определенные путем исследования порошка в сухом виде, не могут быть использованы для расчета удельного сопротивления осадка. Поэтому удельная поверхность частиц в образовавшемся осадке должна быть определена на основании данных, полученных при исследовании свойств самого осадка.  [13]

Тем не менее, существование такой анизотропии электрофизических свойств, которая, как правило, сохранена и в конечном продукте — графите, указывает на недостаточность сферической модели и необходимость введения фактора формы в известную формулу Мрозовского для расчета удельного сопротивления неграфити-рованной углеродистой массы по ее объемному весу.  [15]

Страницы:      1    2

формула расчета удельного сопротивления и закон Ома

Закон Ома является основным законом электрических цепей. При этом он позволяет объяснять многие явления природы. Например, можно понять, почему электричество не «бьет» птиц, которые сидят на проводах. Для физики закон Ома является крайне значимым. Без его знания невозможно было бы создавать стабильно работающие электрические цепи или вовсе не было бы электроники.

Зависимость I = I(U) и ее значение

История открытия сопротивления материалов напрямую связана с вольт-амперной характеристикой. Что это такое? Возьмем цепь с постоянным электрическим током и рассмотрим любой ее элемент: лампу, газовую трубку, металлический проводник, колбу электролита и т. д.

Меняя напряжение U (часто обозначается как V), подаваемое на рассматриваемый элемент, будем отслеживать изменение силы тока (I), проходящего через него. Как итог, мы получим зависимость вида I = I (U), которая носит название «вольт-амперная характеристика элемента» и является прямым показателем его электрических свойств.

Вольт-амперная характеристика может выглядеть по-разному для различных элементов. Самый простой ее вид получается при рассмотрении металлического проводника, что и сделал Георг Ом(1789 — 1854).

Вольт-амперная характеристика — это линейная зависимость. Поэтому ее графиком служит прямая линия.

Закон в простой форме

Исследования Ома по изучению вольт-амперных характеристик проводников показали, что сила тока внутри металлического проводника пропорциональна разности потенциалов на его концах (I ~ U) и обратно пропорциональна некоему коэффициенту, то есть I ~ 1/R. Этот коэффициент стал называться «сопротивление проводника», а единица измерения электрического сопротивления — Ом или В/А.

Стоит отметить еще вот что. Закон Ома часто используется для расчета сопротивления в цепях.

Формулировка закона

Закон Ома говорит, что сила тока (I) отдельно взятого участка цепи пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Следует заметить, что в таком виде закон остается верным только для однородного участка цепи. Однородной называется та часть электрической цепи, которая не содержит источника тока. Как пользоваться законом Ома в неоднородной цепи, будет рассмотрено ниже.

Позже опытным путем было установлено, что закон остается справедливым и для растворов электролитов в электрической цепи.

Физический смысл сопротивления

Сопротивление — это свойство материалов, веществ или сред препятствовать прохождению электрического тока. Количественно сопротивление в 1 Ом означает, что в проводнике при напряжении 1 В на его концах способен проходить электрический ток силой 1 А.

Удельное электрическое сопротивление

Экспериментальным методом было установлено, что сопротивление электрического тока проводника зависит от его размеров: длина, ширина, высота. А также от его формы (сфера, цилиндр) и материала, из которого он сделан. Таким образом, формула удельного сопротивления, например, однородного цилиндрического проводника будет: R = р*l/S.

Если в этой формуле положить s = 1 м2 и l = 1 м, то R численно будет равен р. Отсюда вычисляется единица измерения для коэффициента удельного сопротивления проводника в СИ — это Ом*м.

В формуле удельного сопротивления р — это коэффициент сопротивления, определяемый химическими свойствами материала, из которого изготовлен проводник.

Для рассмотрения дифференциальной формы закона Ома, необходимо рассмотреть еще несколько понятий.

Плотность тока

Как известно, электрический ток — это строго упорядоченное движение любых заряженных частиц. Например, в металлах носителями тока выступают электроны, а в проводящих газах — ионы.

Возьмем тривиальный случай, когда все носители тока однородны — металлический проводник. Мысленно выделим в этом проводнике бесконечно малый объем и обозначим через u среднюю (дрейфовую, упорядоченную) скорость электронов во взятом объеме. Далее пусть n обозначает концентрацию носителей тока в единице объема.

Теперь проведем бесконечно малую площадь dS перпендикулярно вектору u и построим вдоль скорости бесконечно малый цилиндр с высотой u*dt, где dt — обозначает время, за которое все носители скорости тока, содержавшиеся в рассматриваемом объеме, пройдут сквозь площадку dS.

При этом электронами сквозь площадку будет перенесен заряд, равный q = n*e*u*dS*dt, где e — заряд электрона. Таким образом, плотность электрического тока — это вектор j = n*e*u, обозначающий количество заряда, переносимого в единицу времени через единицу площади.

Один из плюсов дифференциального определения закона Ома заключается в том, что часто можно обойтись без расчета сопротивления.

Электрический заряд. Напряженность электрического поля

Напряженность поля наряду с электрическим зарядом является фундаментальным параметром в теории электричества. При этом количественное представление о них можно получить из простых опытов, доступных школьникам.

Для простоты рассуждений будем рассматривать электростатическое поле. Это электрическое поле, которое не изменяется со временем. Такое поле может быть создано неподвижными электрическими зарядами.

Также для наших целей необходим пробный заряд. В его качестве будем использовать заряженное тело — настолько малое, что оно не способно вызывать какие-либо возмущения (перераспределение зарядов) в окружающих объектах.

Рассмотрим поочередно два взятых пробных заряда, последовательно помещенных в одну точку пространства, находящуюся под воздействием электростатического поля. Получается, что заряды будут подвергаться неизменному во времени воздействию с его стороны. Пусть F1 и F2 — это силы, воздействующие на заряды.

В результате обобщения опытных данных было установлено, что силы F1 и F2 направлены либо в одну, либо в противоположные стороны, а их отношение F1/F2 является независимым от точки пространства, куда были поочередно помещены пробные заряды. Следовательно, отношение F1/F2 является характеристикой исключительно самих зарядов, и никак не зависит от поля.

Открытие данного факта позволило охарактеризовать электризацию тел и в дальнейшем было названо электрическим зарядом. Таким образом, по определению получается q1/q2 = F1/F2, где q1 и q2 — величина зарядов, помещаемых в одну точку поля, а F1 и F2 — силы, действующие на заряды со стороны поля.

Из подобных соображений были экспериментально установлены величины зарядов различных частиц. Условно положив в соотношение один из пробных зарядов равным единице, можно вычислить величину другого заряда, измерив соотношение F1/F2.

Через известный заряд можно охарактеризовать любое электрическое поле. Таким образом, сила, действующая на единичный пробный заряд, находящийся в состоянии покоя, называется напряженностью электрического поля и обозначается E. Из определения заряда получаем, что вектор напряженности имеет следующий вид: E = F/q.

Связь векторов j и E. Другая форма закона Ома

В однородном проводнике упорядоченное движение заряженных частиц будет происходить по направлению вектора E. А это значит, что векторы j и E будут сонаправлены. Как и при определении плотности тока, выделим в проводнике бесконечно малый цилиндрический объем. Тогда через поперечное сечение этого цилиндра будет проходить ток, равный j*dS, а напряжение, приложенное к цилиндру, будет равно E*dl. Также известна формула удельного сопротивления цилиндра.

Тогда, записав формулу силы тока двумя способами, получим: j = E/р, где величина 1/р носит название удельной электрической проводимости и является обратной к удельному электрическому сопротивлению. Ее принято обозначать σ (сигма) или λ (лямбда). Единицей измерения проводимости является См/м, где См — это Сименс. Единица, обратная Ом.

Таким образом, можно ответить на вопрос, поставленный выше, о законе Ома для неоднородной цепи. В таком случае на носителей тока будет действовать сила со стороны электростатического поля, которая характеризуется напряженностью E1, и другие силы, воздействующие на них со стороны другого источника тока, которые можно обозначить E2. Тогда Закон Ома применительно к неоднородному участку цепи будет иметь вид: j = λ(E1 + E2).

Подробнее о проводимости и сопротивлении

Способность проводника проводить электрический ток характеризуется его удельным сопротивлением, которое можно найти через формулу удельного сопротивления, или удельной проводимостью, рассчитывающейся как обратное проводимости. Величина данных параметров определяется как химическими свойствами материала проводника, так и внешними условиями. В частности температурой окружающей среды.

Для большинства металлов удельное сопротивление при нормальной температуре пропорционально ей, то есть р ~ T. Однако при низких температурах наблюдаются отклонения. У большого ряда металлов и сплавов при температурах, близких к 0°К, расчет сопротивления показывал нулевые значения. Это явление получило название сверхпроводимости. Таким свойством обладают, например, ртуть, олово, свинец, алюминий и др. Для каждого металла существует свое критическое значение температуры Tk, при которой наблюдается явление сверхпроводимости.

Также отметим, что определение удельного сопротивления цилиндра можно обобщить для проводов, состоящих из одного материала. В таком случае площадь поперечного сечения из формулы удельного сопротивления будет равна сечению провода, а l — его длине.

Формула сопротивления

— объяснение, решаемые примеры и ответы на часто задаваемые вопросы

Удельное электрическое сопротивление — это сопротивление перемещению материала током от одного конца к другому. Это простая и информативная метрика для описания материала. Это обратное значение электропроводности. Удельное сопротивление обозначается ρ и пропорционально сопротивлению материала и объему. Область поперечного сечения данного материала обратно пропорциональна его удельному сопротивлению.

Сопротивление R образца, такого как проволока, умноженное на его площадь поперечного сечения A и разделенное на его длину l, равно удельному сопротивлению, которое обычно обозначается греческой буквой rho; ρ = \ [\ frac {RA} {I} \].{12} \] ом-метры.

На значение удельного сопротивления часто влияет температура материала; В таблицах удельного сопротивления обычно указаны значения при 20 ° C. Удельное сопротивление металлических проводников увеличивается при повышении температуры, в то время как удельное сопротивление полупроводников, таких как углерод и кремний, уменьшается при повышении температуры.

Формула удельного сопротивления

Формула удельного сопротивления выражается как —

ρ = \ [\ frac {RA} {I} \]

Где ρ — удельное сопротивление, R — сопротивление, l — толщина материала, и А — площадь поперечного сечения.

Формула сопротивления

Электрическое сопротивление пропорционально длине проводника (L) и обратно пропорционально его площади поперечного сечения (A). Следующее соотношение дает формулу сопротивления.

R = \ [\ frac {\ rho L} {A} \]

где ρ — удельное сопротивление материала (измеренное в Ом · м, омметр)

Формула закона Ома

Связь между электрическим током и разность потенциалов определяется законом Ома.

Если все физические условия и температура остаются постоянными, закон Ома гласит, что напряжение на проводнике прямо пропорционально току, протекающему по нему.

Математически формула закона Ома может быть записана как,

V = IR

Сопротивление — это константа пропорциональности в уравнении, с единицами измерения ом и символом R.

Ток и сопротивление могут быть рассчитаны с использованием того же формула, переписав ее следующим образом:

I = \ [\ frac {V} {R} \]

R = \ [\ frac {V} {I} \]

Сопротивление параллельно Формула

Когда оба терминала резистора подключены к каждой клемме другого резистора или резисторов, они считаются подключенными параллельно.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Поскольку ток питания будет течь в разных направлениях, ток может быть неодинаковым во всех ветвях параллельной сети. Однако в параллельной резистивной сети падение напряжения на всех резисторах одинаково. Тогда все параллельно соединенные элементы имеют общее напряжение на них, и это справедливо для всех резисторов, включенных параллельно.

На приведенной выше схеме три резистора подключены параллельно. Пусть R1, R2 и R3 — отдельные сопротивления.

Резисторы, включенные параллельно, формула приведена ниже

\ [\ frac {1} {R_ {T}} \] = \ [\ frac {1} {R_ {1}} \] + \ [\ frac {1} {R_ {2}} \] + \ [\ frac {1} {R_ {3}} \]

Решенные примеры:

1. Рассчитайте удельное сопротивление материала с сопротивлением 2 и площадью поперечного сечения и длиной 25 см² и 15 см соответственно.

Sol: дано

R = 2 Ом

l = 15 см = 0,15 м

A = 25 см² = 0,25 м²

Мы знаем, что формула удельного сопротивления

ρ = \ [\ frac {RA} {I } \]

Поместите значения R, A и l в приведенную выше формулу

ρ = \ [\ frac {2 \ times 0.25} {0,15} \] Ом

Следовательно, удельное сопротивление = 3,333 Ом

2. Длина и площадь провода составляют 0,2 м и 0,5 м² соответственно. Вычислите удельное сопротивление того провода, сопротивление которого составляет 3 Ом.

Ответ: Учитывая

R = 3 Ом

l = 0,2 м и

A = 0,5 м²

Формула удельного сопротивления:

ρ = \ [\ frac {RA} {I} \]

Положите значение R, A и l в приведенной выше формуле

ρ = \ [\ frac {3 \ times 0,5} {0,2} \] = 7,5 Ом

Следовательно, значение удельного сопротивления равно 7.5 Ом

Заключение

В приведенной выше статье мы обсудили удельное сопротивление и формулы для его расчета. Сопротивление проводника (R) пропорционально его длине (L) как R ∝ L. Мы видели, от каких факторов зависит удельное сопротивление. Мы также обсудили закон Ома и резисторы в параллельной формуле.

Коэффициенты коррекции теории удельного сопротивления и данных в зависимости от размера образца — MDC EUROPE

1. Назначение:

Для определения удельного сопротивления подложки или тонкой пленки с использованием источника тока с четырехточечным датчиком.Эта СОП также определяет электропроводность с помощью четырехточечного зонда.

2. Общие инструкции и меры предосторожности:

Наконечники зонда являются очень важной частью четырехточечного зонда, и при использовании оборудования следует соблюдать особую осторожность. Для наконечников зонда используются два разных материала. Карбид вольфрама — это кристаллический материал, который очень твердый и несколько хрупкий. Если пластину перемещать горизонтально при опущенном кронштейне зонда, наконечники из карбида вольфрама будут ломаться на мелкие кусочки.Второй материал, осмий, тоже твердый, но не скалывается. При неправильном обращении можно сломать весь наконечник. Наконечники из осмия стоят дороже, чем карбид вольфрама, и именно они используются в системе четырехточечных датчиков.

3. Теория удельного сопротивления

Четырехточечный датчик предпочтительнее двухточечного датчика, потому что контакт и сопротивление растекания, связанные с двухточечным датчиком, невозможно измерить. Это означает, что истинное сопротивление листа невозможно точно отделить от измеренного сопротивления.Четырехточечный датчик состоит из двух токоведущих датчиков (1 и 4) и двух датчиков напряжения (2 и 3) (см. Схему). Поскольку с датчиками напряжения
связано очень маленькое сопротивление контакта и растекания, можно получить довольно точный расчет сопротивления листа, который затем используется для расчета удельного сопротивления. Удельное сопротивление (p) полубесконечной пластины при одинаковом расстоянии между зондами равно:

p = 2 * pi * s * V / I

Поскольку пластины не являются полубесконечными по протяженности, правая часть этого уравнения должна умножать комбинацию поправочных коэффициентов.Следуя процедуре, описанной ниже, необходимость во многих из этих факторов устраняется. Поправочные коэффициенты все еще необходимы, и окончательные формы формул для сопротивления листа и удельного сопротивления приведены ниже в разделе, посвященном процедурам.

4. Поправочный коэффициент сопротивления:

Сопротивление листа (RS) = p / t = (V / I) X C.F.1 X C.F.2 X C.F.3

Где p — удельное сопротивление — это толщина образца, а C.F.1 — поправочный коэффициент сопротивления листа, который зависит от диаметра пластины (d) и расстояния между наконечниками зонда.Для установки UofL s равно 62,5 мил. Если отношение d / s
больше 40, поправочный коэффициент сопротивления листа стабилизируется на уровне 4,5324. Если коэффициент меньше 40, используйте приведенную ниже таблицу [3], чтобы определить соответствующий поправочный коэффициент. В столбцах прямоугольников число обозначает отношение длины к ширине, при этом длина является большей из двух сторон. Столбец прямоугольника 4 относится к соотношению, большему или равному 4. Прямоугольные образцы следует испытывать с длиной, параллельной наконечникам зонда, а ширину
следует принимать как d при определении поправочного коэффициента.s — расстояние между наконечниками зонда (62,5 мил для настройки UofL, а CF2 — поправочный коэффициент удельного сопротивления. CF2 приведен в таблице ниже. Для случая, когда t намного меньше s (менее 4/10 с ), CF2 просто равно 1.
[1] Примечание: приведенное выше уравнение и таблица действительны только для переходов, рассеянных на одной стороне образца. Химический источник будет рассеивать обе стороны, что означает, что обратная сторона должна быть удалены, чтобы использовать эти коэффициенты, или должны использоваться другие коэффициенты.
C.F.3 — коэффициент температурной коррекции.
Поправочный коэффициент размера выборки (C.F.1)

Поправочный коэффициент толщины образца (C.F.2)

Таблица коэффициентов температурной коррекции (C.F.3)

Références.

1. L.B. Вальдес. Proc. 3Т, Р.Э. 42 (1954) стр. 420-427
2. J.K. Харгривз и Д. Миллард. Брит. J. Appl. Phys. 13 (1962) с. 231-234.
3. C.L. Полнак и Н.Дж. Чаплин.Преподобный Сой. Instr. 33 (1962) с. 873-875.
4. Э. Хансен. Прил. Так что я. Res. Разд. Б, 8 (I960) с. 93-104-
5. P.M. Смитс. Bell System Tech. J. 37. (1958) стр. 711-718.
6. А. Унлири, мл. Bell System Tech. J. 34 (1955) стр. 105-128,
7. A. Uhlicr., Jr. Bell System Tech. J. 34 (1955) стр. 994.
8. l.J. Swartzendruber. Национальное бюро стандартов, Техн .; Note 199, 15 April 1964.
9. M.A. Logan. Bell System Tech. J. 40 (1961) стр. 885-919.
10. J. Swartzendruber. Твердотельная электроника.7, (1964) с. 413-422.

СКАЧАТЬ PDF ЗДЕСЬ!

СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ!

Четырехточечный зонд для измерения удельного сопротивления

Четырехточечный зонд — это простой прибор для измерения удельного сопротивления полупроводниковых образцов. Пропускание тока через два внешних датчика и измерение напряжения через внутренние датчики позволяет измерять удельное сопротивление подложки. Концентрация легирования может быть рассчитана по удельному сопротивлению с использованием формул, приведенных в приложениях, и калькулятора удельного сопротивления PV Lighthouse

.

Измерение удельного сопротивления листа

Удельное сопротивление верхнего эмиттерного слоя очень легко измерить экспериментально с помощью «четырехточечного зонда».Ток проходит через внешние датчики и индуцирует напряжение во внутренних датчиках напряжения. Соединение между материалами типа n и p ведет себя как изолирующий слой, поэтому ячейку необходимо держать в темноте.

Использование четырехточечного зонда для измерения удельного сопротивления листа солнечного элемента.

Использование показаний напряжения и тока датчика:

Где:

πln2 = 4,532

Типичное сопротивление эмиттерного слоя кремниевых солнечных элементов находится в диапазоне 30-100 Ом / □.

При обычном использовании ток устанавливается на 4,53 мА, так что удельное сопротивление — это просто значение напряжения в мВ.

Измерение объемного удельного сопротивления

Измерение объемного удельного сопротивления аналогично измерению удельного сопротивления листа, за исключением того, что удельное сопротивление в см. -3 указывается с использованием толщины пластины t:

ρ = πln2VIt = 4.532VIt

Где t — толщина слоя / пластины в см.

Приведенная выше простая формула работает, когда толщина пластины меньше половины расстояния между датчиками ( t < s /2).Для более толстых образцов формула принимает следующий вид:

Где s — расстояние между датчиками.

Следующий калькулятор реализует вышеуказанное уравнение:

Проблемы измерения

Несмотря на простоту в принципе, при использовании четырехточечного датчика необходимо учитывать экспериментальные проблемы. В частности, нанесение металла на полупроводник образует диод Шоттки, а не омический контакт. Образцы с очень высоким или очень низким удельным сопротивлением требуют регулировки управляющего тока для получения надежных показаний.Образцы с гладкими или притертыми поверхностями легче измерить, чем образцы с полированными поверхностями

Образцы с высоким сопротивлением

Для образцов с высоким сопротивлением ток снижается, чтобы не было чрезмерно большего напряжения на контактах. Рекомендуется, чтобы напряжение на внутренних датчиках было менее 100 мВ / мм (см. Ссылку)

Образцы с низким сопротивлением

Образцы с низким удельным сопротивлением обычно намного легче измерить, поскольку контакты к кремнию омические.Для очень низкого удельного сопротивления вам придется увеличить ток до 45,3 мА и установить вольтметр на более низкую шкалу. Для образцов с очень низким удельным сопротивлением ток, проходящий через образец, вызывает резистивный нагрев, который, в свою очередь, увеличивает измеренное удельное сопротивление.

Сопротивление листа

и расчет удельного сопротивления или толщины относительно полупроводниковых приборов напряжение на внутренних двух точках.

Если расстояние между точками зонда постоянное, а толщина проводящей пленки меньше 40% расстояния, а края пленки более чем в 4 раза превышают расстояние между точками измерения, среднее сопротивление пленки или сопротивление листа определяется по формуле:

Rs = 4,53 x V / I

Толщина пленки (в см) и ее удельное сопротивление (в Ом · см) связаны с Rs соотношением:

Rs = удельное сопротивление / толщина

Следовательно, можно вычислить удельное сопротивление, если известна толщина пленки, или можно вычислить толщину, если известно удельное сопротивление.

Глоссарий терминов

Ом на квадрат: Единица измерения при измерении сопротивления тонкой пленки материала с помощью метода четырехточечного зонда. Оно равно сопротивлению между двумя электродами на противоположных сторонах теоретического квадрата. Размер квадрата не имеет значения.

Подробнее читайте здесь, в Википедии: http://en.wikipedia.org/wiki/Sheet_resistance

Ом-сантиметр (Ом-см): Единица измерения при измерении объемного или объемного удельного сопротивления толстых или однородных материалов, таких как голые кремниевые пластины или кремниевые слитки, с использованием метода четырехточечного зонда.

В. Является ли сопротивление листа «неотъемлемым» свойством материала или это функция толщины?

СОПРОТИВЛЕНИЕ — это неотъемлемое свойство материала, которое придает ему электрическое сопротивление. Иногда его называют удельным сопротивлением. Сопротивление листа — это сопротивление тонкого листа материала, которое при умножении на толщину (в см) дает значение удельного сопротивления.

В. Как преобразовать из омов на квадрат в ом-сантиметр?

Термин Ом-см (Ом-сантиметр) относится к измерению «объемного» или «объемного» удельного сопротивления полупроводящего материала.Ом-см используется для измерения проводимости трехмерного материала, такого как слиток кремния или толстый слой материала. Термин «Ом на квадрат» используется при измерении сопротивления листа, то есть значения сопротивления тонкого слоя полупроводящего материала.

Чтобы рассчитать Ом-см с помощью четырехточечного зонда, необходимо знать толщину пластины (если это однородная пластина) или толщину измеряемого верхнего слоя, чтобы иметь возможность рассчитать Ом-см.Метод четырехточечного зонда используется для измерения одного слоя или одного однородного материала. Если измерять образец с двумя или более проводящими слоями, результатом будет какое-то бессмысленное среднее всех подключенных проводников.

Как упоминалось выше, поскольку метод четырехточечного зонда не позволяет напрямую измерять толщину тонких пленок, если известны две из следующих трех характеристик для данного образца, четырехточечный зонд можно использовать для определения третьей характеристики: 1) объемное сопротивление в Ом-см, 2) сопротивление листа в Ом-квадрат, 3) толщина образца.Подробнее об этом можно прочитать здесь: http://www.fourpointprobes.com/understanding-volume-resistivity-measurements/

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 сантиметры.

В. В какой момент вы перестаете умножать сопротивление листа на толщину в сантиметрах, чтобы получить Ом-см?

Когда толщина превышает 0.1 расстояния между двумя иглами — после которого сопротивление листа не применяется. Итак, 0,1 мм для головки зонда с расстоянием между иглами 1 мм. Однако из-за исправлений подойдет до 0,3 мм.

Если толщина равна или превышает пятикратное расстояние между датчиками, поправочный коэффициент, применяемый к формуле удельного сопротивления (rho) = 2 x pi x s x V / I, составляет менее 0,1%. С точки зрения удельного сопротивления листа, таблицы поправочных коэффициентов, которые у нас есть, начинаются с отношения толщины к расстоянию между зондами, равного 0.3, где поправочный коэффициент равен единице, до отношения 2, где поправочный коэффициент равен x0,6337.

Я ожидаю, что эти таблицы могут быть расширены до большего соотношения, но ясно, что от толщины в 2 раза до 5-кратного расстояния — это немного нейтральная зона, но если предположить, что ситуация « объемная », есть поправочные коэффициенты, охватывающие отношение толщины к расстоянию от 10 до 0,4, где поправочный коэффициент равен x0,288.

Дополнительная информация: Взаимосвязь между сопротивлением листа (Ом на квадрат), толщиной пленки и объемным сопротивлением (Ом-см)

Подробнее читайте здесь, в Википедии: http: // en.wikipedia.org/wiki/Resistivity


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]

Удельное сопротивление

  • Изучив этот раздел, вы сможете:
  • • Опишите свойство удельного сопротивления.
  • • Выполните расчеты удельного сопротивления.
  • • Используйте соответствующие электрические единицы (Ом · м) для описания удельного сопротивления общих проводников и изоляционных материалов.

Как материалы влияют на сопротивление

При условии, что размеры (длина и площадь поперечного сечения) любого проводника не изменятся, его сопротивление останется прежним. Если два проводника одного и того же размера имеют разное сопротивление, они должны быть изготовлены из разных материалов.

Один из способов описать материал (любой материал) — это его УСТОЙЧИВОСТЬ. Это величина сопротивления, присутствующая в куске материала СТАНДАРТНЫХ РАЗМЕРОВ. Таким образом можно определить любой материал. Удельное сопротивление материала определяется как сопротивление куска материала, имеющего длину один метр и площадь поперечного сечения один квадратный метр (т. Е. Куб материала размером один квадратный метр). Удельное сопротивление материала — это сопротивление на противоположных гранях этого стандартного куба.

Удельное сопротивление обозначается символом ρ. Это не буква p, а строчная греческая буква r (называемая ро). Измеряется в единицах измерения, называемых ОМОМЕР, обозначаемых как Ом • м. . (Примечание: это не то же самое, что Ом / метр или Ом на метр)

Итак, сопротивление любого проводника можно найти, связав три фактора;

Длина: = L Площадь поперечного сечения: = A Удельное сопротивление: = ρ

Следующая формула может использоваться для определения сопротивления любого проводника при условии, что известны его размеры и удельное сопротивление.

Помните, что, поскольку проводники обычно имеют круглое сечение, площадь поперечного сечения может быть найдена с использованием основной формулы для определения площади круга. то есть A = π r 2 или A = π (d / 2) 2 , где r и d — заданный радиус и заданный диаметр, соответственно, а π = 3,142.

Важно.

При использовании этой (или любой) формулы вы должны преобразовать любую подъединицу (мм, см и т. Д.) В ее СТАНДАРТНУЮ ЕДИНИЦУ СИ, например, Метры (м). В противном случае ваш результат может быть в 100 или 1000 раз хуже.

Проблемы удельного сопротивления могут быть сложными для решения, так как вам нужно запомнить сразу несколько вещей, используя формулу площади поперечного сечения И формулу удельного сопротивления вместе, конвертируя в стандартные единицы СИ и используя константы удельного сопротивления. Может быть, тебе стоит немного попрактиковаться? Попробуйте выполнить короткую викторину по удельному сопротивлению, а если вам нужна небольшая помощь с математикой, загрузите буклет «Советы по математике», чтобы начать работу.

Приблизительное удельное сопротивление некоторых распространенных материалов. (в Ом · м)

ПРОВОДНИКИ

  • Алюминий 2.7 х 10 -8
  • Медь 1,72 x 10 -8
  • Утюг 10,5 x 10 -8
  • Меркурий 96 x 10 -8
  • Нихром 1,1 x10 -6

ИЗОЛЯТОРЫ

  • P.V.C. 5,4 х 10 15
  • Стекло 1,0 x 10 14
  • Слюда 9,0 x 10 13
  • Тефлон 1,0 x 10 24
  • Твердая резина 10 x 10 12

Из приведенного выше списка видно, что удельное сопротивление изоляторов намного выше, чем у проводников.

ВЕЛЛОГ

ВЕЛЛОГ СОПРОТИВЛЕНИЕ СКВАЖИНЫ

ЧТО ТАКОЕ УСТОЙЧИВОСТЬ?

Удельное сопротивление измерение сопротивления насыпного объема материала.

Для измерения удельное сопротивление материалов, геометрия электродов, используемых для изготовления измерение включено в уравнение. Основное уравнение для сопротивление

на основе закона Ома.

ЗАКОН ОМС:

Ом закон: E = I x R

Где: E = Напряжение в вольтах

I = ток в амперах

R = Сопротивление в Ом

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ФАКТОР:

При массовом измерении из земляного материала, сопротивление варьируется в зависимости от размеров материал.Константа выводится на основе геометрии (объема)

материала, включенного в измерение. Когда к материалу приложено напряжение, ток будет течь через материал пропорционально приложенному напряжению и обратно

пропорционально сопротивлению потоку, создаваемому материал, имеющий площадь (A) и длину (L) между электроды.

Геометрия Площадь / Длина = метры 2 / метр = метры

или

Площадь / длина = футы 2 / фут = футы

Расчет геометрическая постоянная, когда вся земля окружает электроды, как в скважина расчет производится следующим образом:

G = 4 x пи x L

Где:

G = геометрическая постоянная (без единиц)

л = расстояние между измерительными электродами в нормальной конфигурации электродов.

Pi = 3,14 (приблизительно)

Иллюстрация: Модель удельного сопротивления.

Перестановка Ом закон, R = E / I

Где:

R = сопротивление (Ом)

E = напряжение

I = ток

Включая геометрический константа (G) для расчета удельного сопротивления,

Удельное сопротивление (p) = G x E / I

Где:

p = удельное сопротивление (ом-метр или ом-фут)

E = напряжение

I = ток

G = геометрическая постоянная (включает размер i.е. метры, футы, дюймы)

Примеры G, когда удельное сопротивление измеряется в ом-метрах:

Обычный каротажный зонд используется расстояние между электродами 8 дюймов (0,2 метра).

G = 4 x пи x 0,2 M = 2,55

Обычный каротажный зонд используется расстояние между электродами 16 дюймов (0,4 метра).

G = 4 х пи х.4 M = 5,10

Обычный каротажный зонд используется расстояние между электродами 32 дюйма (0,8 метра).

G = 4 x пи x 0,8 M = 10,20

Обычный каротажный зонд используется расстояние между электродами 64 дюйма (1,6 метра).

G = 4 x пи x 1,6 M = 20,40

В некоторых системах результаты выражаются в ом-футах.G рассчитывается;

Обычный каротажный зонд используется расстояние между электродами 8 дюймов (0,66 фута).

G = 4 x пи x 0,66 фута = 2,64

Обычный каротажный зонд используется расстояние между электродами 16 дюймов (1,33 фута).

G = 4 x pi x 1,33 фут = 6,28

Обычный каротажный зонд используется расстояние между электродами 32 дюйма (2,66 фута).

G = 4 x пи x 2,66 фута = 12,56

Обычный каротажный зонд используется расстояние между электродами 64 дюйма (5,33 фута).

G = 4 x pi x 5,33 фут = 25,12

КАК ТОК ПРИМЕНЯЕТСЯ К ОБРАЗОВАНИЕ:

Иллюстрация: инструмент AMN конфигурация

Каротаж удельного сопротивления Система предназначена для подачи постоянного тока в пласт.Электрический ток постоянна в выбранном диапазоне измерения. Метод, использованный для создания постоянный ток основан на использовании большого последовательного сопротивления, которое более чем в 10 раз превышает диапазон удельного сопротивления пласта. В типичном прибор для измерения удельного сопротивления, ток пласта покидает токовый электрод (A) и возвращается к броне кабеля или к уздечному электроду (B) на глубине не менее 50 футов вверх.

КАК ИЗМЕРИТЬ НАПРЯЖЕНИЕ:

Измерение напряжения выполняется на измерительном электроде (М) на заданном расстоянии от источника тока электрод (A), например, 16 дюймов в случае 16-дюймового нормального конфигурация.Эталон напряжения получен от удаленной уздечки. или поверхностный электрод (N).

КАК СОПРОТИВЛЕНИЕ СТАНОВИТСЯ ИЗМЕРЕНИЕМ ЗНАЧЕНИЕ : (значения округлены до 1 процент для простоты)

Измерение сопротивления 10 Ом:

На примере 16 дюймовые нормальные измерения с использованием шкалы 10 Ом-метров; расчет сопротивление, измеренное электродами;

10 Ом-метров / 5.0 = сопротивление пласта = 2,00 Ом

Типичное удельное сопротивление инструмент подает переменный постоянный ток 150 вольт на пласт через большой 300-омный сопротивление.

Ток = 150 вольт / 300 Ом = 0,50 ампер. Ток 0,50 ампер x 2,00 Ом = 1,0 вольт на электроде M по отношению к узде или поверхностный электрод.

Получено измерение 1,0 вольт. при удельном сопротивлении 10 Ом-метров.

А измерение 0,5 вольт получается при удельном сопротивлении 5 ом-метры.

100 Ом-метр измерение:

На примере 16 дюймовые нормальные измерения с использованием шкалы 100 Ом-метров; расчет сопротивление, измеренное электродами;

100 Ом-метров / 5,0 = сопротивление пласта = 20,0 Ом

Типичное удельное сопротивление инструмент подает переменный постоянный ток 150 вольт на пласт через большой 3000 Ом сопротивление.

Сила тока = 150 вольт / 3000 Ом = 0,05 ампера. А ток 0,05 ампера x 20,0 Ом = 1,0 вольта на электроде М.

Значение 1,0 вольт получается при удельном сопротивлении 100 Ом-метров.

1000 Ом-метр измерение:

На примере 16 дюймовые нормальные измерения с использованием шкалы 1000 Ом-метров; расчет сопротивление, измеренное электродами;

1000 Ом-метров / 5.0 = сопротивление пласта = 200 Ом

Типичное удельное сопротивление инструмент подает переменный постоянный ток 150 вольт на пласт через большой 30000 Ом сопротивление.

Сила тока = 150 вольт / 30000 Ом = 0,005 ампер. А ток 0,005 ампер x 200 Ом = 1,0 вольт на электроде М.

Значение 1,0 вольт получается при удельном сопротивлении 1000 Ом-метров.

Резюме: удельное сопротивление шкалы (диапазоны) изменяются регулирующим током.

КАЛИБРОВКА ИНСТРУМЕНТА:

Использование информации как указано выше, можно использовать прецизионные резисторы для выполнения скважинных калибровка системы ГИС.

Когда каротажный инструмент подключен для калибровки, необходимо смоделировать скважинную среду электрически.

Резисторы подключены последовательно, начиная с токового электрода (A) и соединяя с электродом (M), а затем к кабельной броне (B и N).

Цепь: (A) — Резистор — (M) — Резистор — (N) —— (B)

Калибровка 10 Омметра:

Две точности 2 Ом резисторы подключаются, как указано выше. Когда инструмент находится под напряжением, ток 0,5 ампер, напряжение

1.00 вольт будет измеряется между электродами M и N.

100 Ом-метр калибровка:

Две точности 20 Ом резисторы подключаются, как указано выше. Когда инструмент находится под напряжением, ток 0,05 ампер, напряжение 1,00 вольт будет измеряться между электроды М и Н.

1000 Ом-метр калибровка:

Две точности 200 Ом резисторы подключаются, как указано выше.Когда инструмент находится под напряжением, ток 0,005 ампер, напряжение 1,00 вольт будет измеряться между электроды М и Н.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Удельное сопротивление скважины составляет используется в различных приложениях, от каротажа водозаборных скважин до каротажа полезных ископаемых и каротаж нефтяных скважин.

Удельное сопротивление важно! Удельное сопротивление может:

Определить минерализацию в колодцах, что может стать причиной плохого качества воды.

Определить минерализацию на минерализованных территориях, чтобы показать области возможного экономического интереса.

Определить зоны, содержащие вода или нефть, чтобы показать толщину зон потенциальной нефтедобычи.

Требования к скважине:

Удельное сопротивление скважины составляет выполняется в скважинах, не содержащих обсадную колонну. Измерение удельного сопротивления формации для использования обычных и боковых электродов требуется токопроводящая жидкость, т.е.е. вода должна заполнить скважину.

Инструменты электромагнитные индукция может измерять удельное сопротивление без жидкости в стволе скважины.

Исправлено: 24.11.2018 2007-2018 WELLOG Все права Зарезервировано

Физика для науки и техники II

6.6 Расчет сопротивления по удельному сопротивлению от Office of Academic Technologies на Vimeo.

6.06 Расчет сопротивления по удельному сопротивлению

Поскольку обе эти величины, сопротивление и удельное сопротивление, каким-то образом связаны с количеством столкновений, которые совершают носители заряда, когда они дрейфуют из области с высоким потенциалом в область с низким потенциалом, то мы можем ожидать взаимосвязи между этими двумя количества. Чтобы показать эту взаимосвязь, давайте рассмотрим кусок проволоки длиной, скажем, х . И давайте подключим концы этого провода к источнику питания, который генерирует В и вольт разности потенциалов между его выводами.Следовательно, как только мы включим выключатель, мы создадим разность потенциалов В и вольт между этими двумя концами этого провода. И, опять же, в момент включения переключателя мы создадим электрическое поле, направленное от положительного конца этого провода к отрицательному.

Допустим, площадь поперечного сечения провода составляет A . Итак, A представляет собой площадь поперечного сечения. Разность потенциалов между концами этого провода будет равна, как вы помните, интегралу E dot d l , интегрированного по длине этого провода.Что ж, если вы сделаете это, поскольку величина электрического поля постоянна, и, выбирая путь от одного конца до другого, d l представляет вектор приращения смещения вдоль этого пути. Таким образом, угол между этими двумя векторами, вектор векторного поля, умноженный на вектор поля инкрементного смещения d l умноженный на косинус угла между этими двумя векторами — в данном случае это будет 0 градусов — даст нам расширенный форма E точка d l .

Опять же, поскольку E является константой, мы можем взять его за пределы интеграла, а косинус 0 равен 1, эта величина будет равна E , умноженному на интеграл d l по длине длины этой проволоки и ее длины — допустим, мы поместим нашу исходную точку на один конец — тогда она изменится от 0 до l, поэтому интеграл от d l складывается из этих инкрементальных расстояний, d и соединяются друг с другом по длине провода, что даст нам любую длину этого провода.Таким образом, разность потенциалов будет равна напряжению электрического поля вдоль провода, умноженному на его длину, l .

Отсюда мы можем найти электрическое поле, которое будет равно В , деленному на разность потенциалов между концами провода, деленную на его длину. С другой стороны, мы знаем, что плотность тока, Дж, , равна току, протекающему через провод, деленному на площадь поперечного сечения этого провода.

Теперь, вспомнив определение удельного сопротивления, которое представляло собой отношение электрического поля к плотности тока, мы можем выразить эти величины как В на l для электрического поля, деленное на i на A для плотность тока.Пройдя еще один шаг, это будет равно V , , , умноженное на A, , , . Что ж, V over i , по определению, это разность потенциалов между концами этого провода, V , деленная на количество тока, протекающего по этому проводу, и это i , который идет происходить от положительной клеммы и входить в отрицательную клемму.

Следовательно, эта величина есть не что иное, как, по определению, просто сопротивление, R , этого провода.Итак, мы получаем R умноженное на A на l . Если мы решим это выражение для сопротивления, то оно станет равным удельному сопротивлению ρ , умноженному на l по сравнению с a . Это соотношение между сопротивлением и удельным сопротивлением для провода длиной l и площадью поперечного сечения A . Отсюда легко видно, что сопротивление прямо пропорционально длине провода. Другими словами, чем длиннее провод, тем больше сопротивление, что в конечном итоге приведет к резистивным потерям, которые мы вскоре изучим.

Итак, чтобы избежать резистивных потерь — другими словами, чтобы избежать потери электрической потенциальной энергии в конечном итоге в виде тепла из-за этого сопротивления — при разработке наших схем мы хотели бы сохранить длину проводов. как можно короче. С другой стороны, мы видим, что сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения провода. Это говорит нам о том, что чем толще провода, тем меньше резистивных потерь. Но, конечно, когда мы делаем физические расчеты, это не означает, что мы просто берем наши провода очень, очень толстыми, чтобы уменьшить резистивные потери, потому что такой процесс даже вызовет больше по сравнению с количеством потраченной впустую электрической потенциальной энергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *