Сопротивление меди по сечению: [ekalk] сопротивление провода

Содержание

Медь

Вычисление сопротивления

Сопротивление проводникового материалла (например медных проводов)

Сопротивление R медного провода в длине l возможно высчитать следующей формулой

 

если
R — сопротивление проводникового материалла (ом)
l — длина провода в метрах
ρ — электрическое удельное сопротивление  материалла
A — площадь поперечного сечения
π — математическое число
d — номинальный диаметр провода в миллиметрах

Электрическое удельное сопротивление ρ

Электрическое удельное сопротивление описывает в какой мере этот материал сопротивляется электрическому току. Низкое сопротивление указывает что материал  легко пропускает электрический заряд. У меди электрическое сопротивление от 0.0171 Ohm • mm²/m это сопротивление является одним из лучших проводников для электрического тока (после чистого серебра).

 

Проводимость γ

Электрическая проводимость или определенная проводимость является материальной мерой возможности проводимости электрического тока. Проводимость противоположна электрическому сопротивлению. У отоженной медной проволоки минимальная проводимость от 58 S*m/mm², что эквивалентно 100% IACS (Международная Стандартная отоженная медь), актуальный размер типичной катушки 58,5-59 S*m/mm²

 

Температурный коэффициент электрического сопротивления

Электрическое сопротивление зависит от температуры проволоки. Эту связь между сопротивлением и температурой выражает коэффициент термического сопротивления α. Для расчета сопротивления моточного изделия или проволоки при температуре T можно воспользоваться следующей формулой:  

где
α — температурный коэффициент сопротивления
RT — сопротивление моточного изделия при температуре T
R20 — сопротивление моточного изделия при температуре 20°C  

 

Сопротивление медного кабеля сечением 2.5 мм2. Сопротивление медного провода

Содержание:

При проектировании электрических сетей в квартирах или частных домах в обязательном порядке выполняется расчет сечения проводов и кабелей. Для проведения вычислений используются такие показатели, как значение потребляемой мощности и сила тока, которая будет проходить по сети. Сопротивление не принимается в расчет из-за малой протяженности кабельных линий. Однако этот показатель необходим при большой длине ЛЭП и перепадах напряжения на различных участках. Особое значение имеет сопротивление медного провода. Такие провода все чаще используются в современных сетях, поэтому их физические свойства должны обязательно учитываться при проектировании.

Понятия и значение сопротивления

Электрическое сопротивление материалов широко используется и учитывается в электротехнике. Данная величина позволяет установить основные параметры проводов и кабелей, особенно при скрытом способе их прокладки. В первую очередь устанавливается точная длина проложенной линии и материал, использованный для производства провода. Вычислив первоначальные данные, вполне возможно измеряемого кабеля.

По сравнению с обычной электрической проводкой, в электронике параметрам сопротивления придается решающее значение. Оно рассматривается и сопоставляется в совокупности с другими показателями, присутствующими в электронных схемах. В этих случаях неправильно подобранное сопротивление провода, может вызвать сбой в работе всех элементов системы. Такое может произойти, если для подключения к блоку питания компьютера воспользоваться слишком тонким проводом. Произойдет незначительное снижение напряжения в проводнике, что вызовет некорректную работу компьютера.

Сопротивление в медном проводе зависит от многих факторов, и в первую очередь от физических свойств самого материала. Кроме того, учитывается диаметр или сечение проводника, определяемые по формуле или специальной таблице.


Таблица

На сопротивление медного проводника оказывают влияние несколько дополнительных физических величин. Прежде всего должна учитываться температура окружающей среды. Всем известно, что при повышении температуры проводника, наблюдается рост его сопротивления. Одновременно с этим происходит снижение силы тока из-за обратно пропорциональной зависимости обеих величин. В первую очередь это касается металлов с положительным температурным коэффициентом. Примером отрицательного коэффициента является вольфрамовый сплав, применяющийся в лампах накаливания. В этом сплаве сила тока не снижается даже при очень высоком нагреве.

Как рассчитать сопротивление

Для расчетов сопротивления медного провода существует несколько способов. К наиболее простым относится табличный вариант, где указаны взаимосвязанные параметры. Поэтому, кроме сопротивления, определяется сила тока, диаметр или сечение провода.


Во втором случае используются разнообразные . В каждый из них вставляется набор физических величин медного провода, с помощью которых получаются точные результаты. В большинстве подобных калькуляторов используется сопротивление меди в размере 0,0172 Ом*мм 2 /м. В некоторых случаях такое усредненное значение может повлиять на точность вычислений.

Наиболее сложным вариантом считаются ручные вычисления, с использованием формулы: R = p x L/S, в которой р — удельное сопротивление меди, L — длина проводника и S — сечение этого проводника. Следует отметить, что сопротивление медного провода таблица определяет, как одно из наиболее низких. Более низким значением обладает лишь серебро.

Когда производится расчет сечения кабеля, то в частном домостроении или в квартирах для определения этой величины используются два показателя: потребляемая мощность сети и сила тока, проходящая по разводке. Сопротивление в данном случае роли не играет. Все дело в небольшой длине проводов. А вот если длина линии электропередач достаточно большая, то без определения данного показателя здесь не обойтись. К примеру, на начале участка напряжение будет 220-2240 вольт, а на конце уже заниженное 200-220 вольт. А так как все чаще в проводке используются медные кабели и провода, то наша задача в этой статье рассмотреть сопротивление медного провода (таблица сопротивления проводов будет ниже приложена).

Что нам дает сопротивление в общем? В принципе, с его помощью можно узнать параметры используемого провода или материал, из которого он изготовлен. К примеру, если для прокладки линии электропередачи использовался скрытый способ, то зная сопротивление линии, можно точно сказать, какой она длины. Ведь часто прокладка производится под землей и непрямолинейным способом. Или еще один вариант, зная длину участка и его сопротивление можно подсчитать диаметр используемого кабеля, а через него и его сечение. Плюс, зная данную величину, можно узнать материал, из которого этот провод был изготовлен. Это все говорит о том, что не стоит сбрасывать со счетов данный показатель.

Все это касалось электрической проводки, но когда дело касается электроники, то в этой области без определения сопротивления и сопоставления его с другими параметрами не обойтись. В некоторых случаях данный параметр может сыграть решающую роль, даже неправильный подбор провода по сопротивлению может привести к тому, что подключаемый к такому проводнику прибор просто не будет работать. К примеру, если к блоку питания обычного компьютера подключить очень тонкий провод. Напряжение в таком проводнике станет низким, не намного, но этого будет хватать, чтобы компьютер работал некорректно.

От чего зависит сопротивление

Так как мы говорим о медном проводе, то первое от чего зависит этот физический параметр, это медь, то есть, сырьевой материал. Второе – это размеры проводника, а, точнее, его диаметр или сечение (обе величины связаны между собой формулой).

Конечно, есть дополнительные физические величины, которые влияют на сопротивление проводника. К примеру, температура окружающей среды. Ведь известно, что при повышении температуры самого провода, его сопротивление увеличивается. А так как этот показатель находится в обратной зависимости от силы (плотность) тока, соответственно ток при повышении сопротивления, наоборот, снижается. Правда, это относится к тем металлам, которые являются обладателями положительного температурного коэффициента. Для примера можно привести сплав вольфрама, который используется для нити накала лампочки. Такому материалу изменения силы (плотность) тока не страшны при высоком нагреве, потому что этот металл обладает отрицательным температурным коэффициентом.

Расчет сопротивления

Сегодня все сделано для человека. И даже такой простой расчет можно сделать несколькими способами. Есть простые, есть сложные. Начнем с простых.

Первый вариант табличный. В чем его простота? К примеру, таблица на нижнем рисунке.


Здесь все четко показано и взаимосвязано. Зная определенные размеры медного провода, можно определить его сопротивление и силу тока, которую провод может выдержать. Или, наоборот, имея в наличие показатели сопротивления или силы (плотность) тока, которые, кстати, можно определить мультиметром, можно легко определить сечение или диаметр проводника. Данный вариант самый удобный, таблицы можно найти в свободном доступе в интернете.

Второй способ определения – с помощью калькулятора (онлайн). Таких интернетовских приспособлений великое множество, работать с ними удобно и легко. Можно в такой калькулятор вставлять физические величины медного проводника и получать размерные показатели, или, наоборот.

Правда, основная масса таких калькуляторов в своей программе имеет одно стандартное значение – это удельное сопротивление меди, равное 0,0172 Ом·мм²/м.

И самый сложный вариант расчета – это провести его своими руками, используя формулу. Вот она: R=pl/S, где:

  • р – это то самое удельное сопротивление меди;
  • l – длина медного провода;
  • S – его сечение.

Хотелось бы отметить, что медь обладает одним из самых низких удельных сопротивлений. Ниже него только серебро – 0,016.

Определить сечение проводника можно через формулу, где основным параметром является его диаметр. А вот определить диаметр можно разными способами, кстати, такая статья на нашем сайте есть, можете прочитать и получить полную и достоверную информацию.

Раз будет меньше эта величина, во столько раз понизится сопротивление проводника.

Если есть такая возможность, уменьшите длину проводника, который используется в цепи. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника. Если укоротить проводник в n раз, то сопротивление понизится во столько же раз.

Увеличьте площадь поперечного сечения проводника. Установите проводник с большим поперечным сечением или соедините несколько проводников параллельно в пучок проводов. Во сколько раз увеличится площадь поперечного сечения проводника, во столько раз понизится сопротивление проводника.

Можно комбинировать эти способы. Например, чтобы понизить сопротивление проводника в 16 раз, заменяем его проводником, удельное сопротивление в 2 раза меньше, уменьшаем в 2 раза его длину, а площадь поперечного сечения в 4 раза.

Чтобы уменьшить сопротивление на участке цепи, присоедините к нему параллельно еще одно сопротивление , величину которого рассчитайте. Учитывайте, что при параллельном соединении, сопротивление участка цепи всегда меньше самого малого сопротивления, находящегося в параллельных ветках. Рассчитайте необходимое сопротивление , которое нужно присоединить параллельно. Для этого измерьте сопротивление участка цепи R1. Определите то сопротивление , которое должно на нем быть – R. После этого определите сопротивление R2, которое нужно присоединить к сопротивлению R1 параллельно. Для этого найдите произведение сопротивлений R и R1 и поделите на разность R1 и R (R2 = R R1 / (R1 — R)). Учитывайте, что по условию, R1 всегда больше R.

Сопротивление — это некая способность элемента электрической цепи препятствовать прохождению по нему электрического тока. Им обладают различные материалы, например, медь, железо и нихром. Общее сопротивление — это сопротивление всей электрической цепи в целом. Оно измеряется в Омах. Нужно знать сопротивление цепи для оценки токов короткого замыкания и выбора коммутационных аппаратов.

Вам понадобится

  • Омметр, измерительный мост, калькулятор.

Инструкция

Для начала определите, как подключены элементы электрической цепи по отношению друг к другу, так как это влияет на подсчет общего сопротивления. Проводники могут находиться в последовательном или параллельном подключении. Последовательное соединение — это такое соединение, когда все элементы связаны так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла, а параллельное соединение — это такое соединение, когда все элементы цепи объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами.

Если вы определили, что проводники в электрической цепи подключены последовательно, найти полное сопротивление не составит труда. Просто сложите сопротивления всех элементов . Если вам не дано сопротивление каждого проводника, но даны их напряжения и сила тока какого-либо элемента цепи, то, сложив все напряжения, вы узнаете общее напряжение. Силы тока каждого элемента при последовательном соединении равны, то есть и общая сила тока во всей цепи равна силе тока любого проводника данной цепочки . И тогда, чтобы найти полное сопротивление, разделите общее напряжение на силу тока.

Если же элементы подключены параллельно, то общее сопротивление можно найти следующим способом: перемножьте сопротивления всех проводников и разделите на их сумму. Если вам не дано сопротивление каждого элемента, но даны их силы тока и напряжение какого-либо элемента цепи, то, сложив все силы тока, вы узнаете общую. Напряжения каждого элемента при параллельном соединении равны, то есть и общее напряжение во всей цепи равно напряжению любого проводника данной цепочки. И тогда, чтобы найти полное сопротивление, разделите напряжение на общую силу тока.

Чтобы определить общее сопротивление электрической цепи, воспользуйтесь такими измерительными приборами , как омметр и измерительный мост. Они помогут вам определить электрические активные сопротивления.

Полезный совет

Обязательно определяйте способ подключения элементов в электрической цепи, так как именно от него зависит правильный подсчет общего сопротивления!

Источники:

  • рассчитать сопротивление цепи в 2017

Сопротивление провода показывает то, насколько он препятствует прохождению электрического тока. Измерьте его при помощи тестера, переключенного в режим работы омметра. Если такой возможности нет, можно рассчитать его разными способами.

Вам понадобится

  • — тестер;
  • — линейка или рулетка;
  • — калькулятор.

Инструкция

Измерьте сопротивление провода . Для этого к его концам присоедините тестер, включенный в режим работы омметра. На экране прибора появится электрическое сопротивление провода в Омах или кратных им величинах, в зависимости от настроек прибора. Провод при этом должен быть отключен от источника тока.

Рассчитайте сопротивление при помощи тестера, который работает в режиме амперметра и вольтметра. Если провод является участком электрической цепи, подключите ее к источнику тока. К концам провода параллельно присоедините тестер, включенный в режим работы вольтметра. Измерьте падение напряжения на проводе в вольтах.

Переключите тестер в режим работы амперметра и включите его в цепь последовательно. Получите значение силы тока в цепи в амперах. Используя соотношение, полученное из закона Ома, найдите электрическое сопротивление проводника. Для этого поделите значение напряжения U на силу тока I, R=U/I.

Пример. Измерение показало, что при падении напряжения на проводнике 24 В, сила тока в нем составляет 1,2 А. Определите его сопротивление. Найдите отношение напряжения к силе тока R=24/1,2=20 Ом.

Найдите сопротивление провода , не подключая его к источнику тока. Узнайте, из какого материала сделан провод. В специализированной таблице найдите удельное сопротивление этого материала в Ом∙мм2/м.

Рассчитайте сечение провода , если оно не указано изначально. Для этого очистьте его от изоляции, если он изолирован, и измерьте диаметр токопроводящей жилы в мм. Определите ее радиус, поделив диаметр на число 2. Определите сечение провода , умножив число π≈3,14 на квадрат радиуса жилы.

С помощью линейки или рулетки измерьте длину провода в метрах . Рассчитайте сопротивление провода , умножив удельное сопротивление материала ρ на длину проводника l. Поделите результат на его сечение S, R=ρ∙l/S.

Пример. Найдите сопротивление медного провода диаметром 0,4 мм длиной 100 м. Удельное сопротивление меди равно 0,0175 Ом∙мм2/м. Радиус провода равен 0,4/2=0,2 мм. Сечение S=3,14∙0,2²=0,1256 мм². Рассчитайте сопротивление по формуле R=0,0175∙100/0,1256≈14 Ом.

Источники:

  • сопротивление медного провода

Если замкнуть электрическую цепь, создав на ее концах разность потенциалов, то по ней побежит электрический ток, силу которого можно измерить Амперметром. Но сила эта будет варьироваться, если в цепи заменить один проводник другим. Это говорит о том, что не только напряжение влияет на силу тока, но и материал, из которого сделан проводник. Вот это свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока и называется сопротивлением.

Каждое тело по отношению к электрическому току характеризуется своим сопротивлением. Если вспомнить электронную теорию, то согласно ей, все вещества состоят из атомов и молекул. Эти атомы и молекулы в разных веществах имеют разную структуру. И именно они встречаются на пути движения свободных электронов в проводнике, когда по электрической цепи идет ток. То есть, когда свободный электрон сталкивается с ионом кристаллической решетки материала проводника, он неизбежно теряет часть своей кинетической энергии и испытывает как бы сопротивление своему движению.

Чем больше сопротивление проводника, тем он хуже пропускает электрический ток. Обозначается электрическое сопротивление латинской буквой R, а за единицу измерения принят 1 Ом.

Обратной характеристикой сопротивления вещества является его проводимость. Чем выше электрическая проводимость материала, тем лучше он проводит ток. Изоляторы отличаются от проводников по проводимости в огромное число раз, измеряемое единицей с двадцатью двумя нулями!

Удельное сопротивление. Определение и расчет

Итак, электрическое сопротивление зависит от материала, из которого изготовлен проводник. Но есть еще два важных параметра – это длина проводника и площадь его поперечного сечения. Очевидно, что чем длиннее проводник, тем дольше ионы его вещества будут мешать движению свободных электронов.

А вот чтобы лучше понять, почему сопротивление зависит от площади поперечного сечения, нужно провести аналогию с водой. Представьте два одинаковых сосуда, соединенных в одном случае тонкой трубкой, а в другом – толстой. По тонкой или по толстой трубке вода быстрее перельется из одного сосуда в другой? Ясно, что по толстой.
Удельное сопротивление – это сопротивление проводника, длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 мм2.

Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь.

Таким образом, чтобы вычислить электрическое сопротивление проводника, надо воспользоваться формулой:
R = pl/S,
где p – удельное сопротивление, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения проводника.

При повышении температуры металлического проводника, его сопротивление увеличивается. Объяснить это явление можно тем, что при передаче тепловой энергии телу повышается интенсивность движения атомов его вещества, и это в большей степени препятствует свободному току электронов.

С понижением же температуры в металлах создаются лучшие условия для проведения электрического тока. Существует даже такое понятие, как сверхпроводимость, то есть такое состояние металлического проводника, когда его сопротивление равно нулю. При этом атомы металла практически застывают на месте, абсолютно не препятствуя движению свободных электронов. Происходит это при температуре -273оС.

Источники:

  • Школа для электрика

Сечение, вес и сопротивление провода из меди

Сечение, вес и сопротивление провода из меди

Без изоляции

С изоляцией, эмалью

Без изоляции

С изоляцией, эмалью

Ø мм

S мм2

R 1 м

при

20° С, ом

L на 1 ом, м

Ø мм

Вес 100 м, г

Ø мм

S мм2

R 1 м

при

20° С, ом

L на 1 ом, м

Ø мм

Вес 100 м, г

0,05

0,002

9,29

0,108

0,06

1,8

0,47

0,1735

0,101

9,9

0,505

157

0,06

0,0028

6,44

0,156

0,07

2,6

0,49

0,1885

0,0931

10,75

0,525

171

0,07

0,0039

4,73

0,212

0,08

3,5

0,51

0,2043

0,0859

11,67

0,545

185

0,08

0,005

3,63

0,276

0,09

4,6

0,09

0,0064

2,86

0,35

0,1

5,8

0,55

0,2376

0,0739

13,55

0,59

215

0,59

0,2734

0,0643

15,55

0,63

247

0,1

0,0079

2,23

0,448

0,115

7,3

0,64

0,3217

0,0546

18,32

0,68

291

0,11

0,0095

1,85

0,541

0,125

8,8

0,69

0,3739

0,0469

21,33

0,73

342

0,12

0,0113

1,55

0,445

0,135

10,4

0,74

0,4301

0,0408

24,5

0,79

389

0,13

0,0133

1,32

0,757

0,145

12,1

 —

0,14

0,0154

1,14

0,877

0,155

14

0,8

0,5027

0,0349

28,7

0,85

445

0,86 

0,5809

0,0302

33,15

0,91

524

0,15

0,0177

0,99

1,01

0,165

15,2

0,93

0,6793

0,0258

38,77

0,98

612

0,16

0,0201

0,873

1,145

0,175

18,3

1

0,7854

0,0224

44,7

1,05

707

0,17

0,0227

0,773

1,295

0,185

20,6

1,08

0,9161

0,0192

52,2

1,14

826

0,18

0,0255

0,688

1,455

0,195

23,1

0,19

0,0284

0,618

1,62

0,205

25,8

1,16 

1,0568

0,0166

60,25

1,22

922

1,2

1,131

0,0155

64,5

1,26

1022

0,2

0,0314

0,558

1,795

0,215

28,5

1,25

1,2272

0,0143

70

1,31

1105

0,21

0,0346

0,507

1,975

0,23

31,6

1,35

1,4314

0,0122

22

1,41

1288

0,23

0,0416

0,423

2,36

0,25

37,8

1,45

1,6513

0,0106

94,5

1,51

1486

0,25

0,0491

0,357

2,8

0,27

44,5

— 

0,27

0,0573

0,306

3,27

0,295

52,1

1,56

1,9113

0,0092

108,8

1,62

1712

1,68

2,2167

0,0079

126,6

1,74

1992

0,29

0,0661

0,266

3,76

0,315

60,1

1,81

2,573

0,0068

147,7

1,87

2310

0,31

0,0755

0,233

4,3

0,34

68,8

1,95

2,9865

0,0059

169,5

2,01

2680

0,33

0,0855

0,205

4,88

0,36

77,8

2,02

3,2047

0,0055

182

2,08

2875

0,35

0,0962

0,182

5,5

0,38

87,4

0,38

0,1134

0,155

6,45

0,41

103

2,1

3,4637

0,0051

186

2,16

3110

2,26

4,0115

0,0044

227,5

2,32

3603

0,41

0,132

0,133

7,53

0,44

120

2,44

4,6759

0,0038

263,2

2,5

4210

0,44

0,1521

0,115

8,7

0,475

138

1

Сопротивление проводника зависит от его длины. Электрическое сопротивление проводника

Содержание:

При проектировании электрических сетей в квартирах или частных домах в обязательном порядке выполняется расчет сечения проводов и кабелей. Для проведения вычислений используются такие показатели, как значение потребляемой мощности и сила тока, которая будет проходить по сети. Сопротивление не принимается в расчет из-за малой протяженности кабельных линий. Однако этот показатель необходим при большой длине ЛЭП и перепадах напряжения на различных участках. Особое значение имеет сопротивление медного провода. Такие провода все чаще используются в современных сетях, поэтому их физические свойства должны обязательно учитываться при проектировании.

Понятия и значение сопротивления

Электрическое сопротивление материалов широко используется и учитывается в электротехнике. Данная величина позволяет установить основные параметры проводов и кабелей, особенно при скрытом способе их прокладки. В первую очередь устанавливается точная длина проложенной линии и материал, использованный для производства провода. Вычислив первоначальные данные, вполне возможно измеряемого кабеля.

По сравнению с обычной электрической проводкой, в электронике параметрам сопротивления придается решающее значение. Оно рассматривается и сопоставляется в совокупности с другими показателями, присутствующими в электронных схемах. В этих случаях неправильно подобранное сопротивление провода, может вызвать сбой в работе всех элементов системы. Такое может произойти, если для подключения к блоку питания компьютера воспользоваться слишком тонким проводом. Произойдет незначительное снижение напряжения в проводнике, что вызовет некорректную работу компьютера.

Сопротивление в медном проводе зависит от многих факторов, и в первую очередь от физических свойств самого материала. Кроме того, учитывается диаметр или сечение проводника, определяемые по формуле или специальной таблице.

Таблица

На сопротивление медного проводника оказывают влияние несколько дополнительных физических величин. Прежде всего должна учитываться температура окружающей среды. Всем известно, что при повышении температуры проводника, наблюдается рост его сопротивления. Одновременно с этим происходит снижение силы тока из-за обратно пропорциональной зависимости обеих величин. В первую очередь это касается металлов с положительным температурным коэффициентом. Примером отрицательного коэффициента является вольфрамовый сплав, применяющийся в лампах накаливания. В этом сплаве сила тока не снижается даже при очень высоком нагреве.

Как рассчитать сопротивление

Для расчетов сопротивления медного провода существует несколько способов. К наиболее простым относится табличный вариант, где указаны взаимосвязанные параметры. Поэтому, кроме сопротивления, определяется сила тока, диаметр или сечение провода.

Во втором случае используются разнообразные . В каждый из них вставляется набор физических величин медного провода, с помощью которых получаются точные результаты. В большинстве подобных калькуляторов используется в размере 0,0172 Ом*мм 2 /м. В некоторых случаях такое усредненное значение может повлиять на точность вычислений.

Наиболее сложным вариантом считаются ручные вычисления, с использованием формулы: R = p x L/S, в которой р — удельное сопротивление меди, L — длина проводника и S — сечение этого проводника. Следует отметить, что сопротивление медного провода таблица определяет, как одно из наиболее низких. Более низким значением обладает лишь серебро.

Когда производится расчет сечения кабеля, то в частном домостроении или в квартирах для определения этой величины используются два показателя: потребляемая мощность сети и сила тока, проходящая по разводке. Сопротивление в данном случае роли не играет. Все дело в небольшой длине проводов. А вот если длина линии электропередач достаточно большая, то без определения данного показателя здесь не обойтись. К примеру, на начале участка напряжение будет 220-2240 вольт, а на конце уже заниженное 200-220 вольт. А так как все чаще в проводке используются медные кабели и провода, то наша задача в этой статье рассмотреть сопротивление медного провода (таблица сопротивления проводов будет ниже приложена).

Что нам дает сопротивление в общем? В принципе, с его помощью можно узнать параметры используемого провода или материал, из которого он изготовлен. К примеру, если для прокладки линии электропередачи использовался скрытый способ, то зная сопротивление линии, можно точно сказать, какой она длины. Ведь часто прокладка производится под землей и непрямолинейным способом. Или еще один вариант, зная длину участка и его сопротивление можно подсчитать диаметр используемого кабеля, а через него и его сечение. Плюс, зная данную величину, можно узнать материал, из которого этот провод был изготовлен. Это все говорит о том, что не стоит сбрасывать со счетов данный показатель.

Все это касалось электрической проводки, но когда дело касается электроники, то в этой области без определения сопротивления и сопоставления его с другими параметрами не обойтись. В некоторых случаях данный параметр может сыграть решающую роль, даже неправильный подбор провода по сопротивлению может привести к тому, что подключаемый к такому проводнику прибор просто не будет работать. К примеру, если к блоку питания обычного компьютера подключить очень тонкий провод. Напряжение в таком проводнике станет низким, не намного, но этого будет хватать, чтобы компьютер работал некорректно.

От чего зависит сопротивление

Так как мы говорим о медном проводе, то первое от чего зависит этот физический параметр, это медь, то есть, сырьевой материал. Второе – это размеры проводника, а, точнее, его диаметр или сечение (обе величины связаны между собой формулой).

Конечно, есть дополнительные физические величины, которые влияют на сопротивление проводника. К примеру, температура окружающей среды. Ведь известно, что при повышении температуры самого провода, его сопротивление увеличивается. А так как этот показатель находится в обратной зависимости от силы (плотность) тока, соответственно ток при повышении сопротивления, наоборот, снижается. Правда, это относится к тем металлам, которые являются обладателями положительного температурного коэффициента. Для примера можно привести сплав вольфрама, который используется для нити накала лампочки. Такому материалу изменения силы (плотность) тока не страшны при высоком нагреве, потому что этот металл обладает отрицательным температурным коэффициентом.

Расчет сопротивления

Сегодня все сделано для человека. И даже такой простой расчет можно сделать несколькими способами. Есть простые, есть сложные. Начнем с простых.

Первый вариант табличный. В чем его простота? К примеру, таблица на нижнем рисунке.

Здесь все четко показано и взаимосвязано. Зная определенные размеры медного провода, можно определить его сопротивление и силу тока, которую провод может выдержать. Или, наоборот, имея в наличие показатели сопротивления или силы (плотность) тока, которые, кстати, можно определить мультиметром, можно легко определить сечение или диаметр проводника. Данный вариант самый удобный, таблицы можно найти в свободном доступе в интернете.

Второй способ определения – с помощью калькулятора (онлайн). Таких интернетовских приспособлений великое множество, работать с ними удобно и легко. Можно в такой калькулятор вставлять физические величины медного проводника и получать размерные показатели, или, наоборот. Правда, основная масса таких калькуляторов в своей программе имеет одно стандартное значение – это удельное сопротивление меди, равное 0,0172 Ом·мм²/м.

И самый сложный вариант расчета – это провести его своими руками, используя формулу. Вот она: R=pl/S, где:

  • р – это то самое удельное сопротивление меди;
  • l – длина медного провода;
  • S – его сечение.

Хотелось бы отметить, что медь обладает одним из самых низких удельных сопротивлений. Ниже него только серебро – 0,016.

Определить сечение проводника можно через формулу, где основным параметром является его диаметр. А вот определить диаметр можно разными способами, кстати, такая статья на нашем сайте есть, можете прочитать и получить полную и достоверную информацию.

Заключение о теме

Подводим итог всему вышесказанному. Конечно, никто не будет учитывать сопротивление электрической разводки медным кабелем в доме или квартире. Но если дело касается прокладки воздушных или подземных линий электропередач, к примеру, от подстанции до дачного участка, то данный показатель придется учитывать обязательно. Ведь именно он повлияет на качество напряжения в сети дома. А вот рассчитать параметры укладываемых кабелей можно будет разными способами, где показатель сопротивления медного провода (таблица приложена) является одним из основных.

Понятие об электрическом сопротивлении и проводимости

Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление. Свойство материала проводника препятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическим сопротивлением.

Электронная теория так объясняет сущность электрического сопротивления металлических проводников. Свободные электроны при движении по проводнику бесчисленное количество раз встречают на своем пути атомы и другие электроны и, взаимодействуя с ними, неизбежно теряют часть своей энергии. Электроны испытывают как бы сопротивление своему движению. Различные металлические проводники, имеющие различное атомное строение, оказывают различное сопротивление электрическому току.

Точно тем же объясняется сопротивление жидких проводников и газов прохождению электрического тока. Однако не следует забывать, что в этих веществах не электроны, а заряженные частицы молекул встречают сопротивление при своем движении.

Сопротивление обозначается латинскими буквами R или r .

За единицу электрического сопротивления принят ом.

Ом есть сопротивление столба ртути высотой 106,3 см с поперечным сечением 1 мм2 при температуре 0° С.

Если, например, электрическое сопротивление проводника составляет 4 ом, то записывается это так: R = 4 ом или r = 4ом.

Для измерения сопротивлений большой величины принята единица, называемая мегомом.

Один мегом равен одному миллиону ом.

Чем больше сопротивление проводника, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току пройти через этот проводник.

Следовательно, для характеристики проводника (с точки зрения прохождения через него электрического тока) можно рассматривать не только его сопротивление, но и величину, обратную сопротивлению и называемую, проводимостью.

Электрической проводимостью называется способность материала пропускать через себя электрический ток.

Так как проводимость есть величина, обратная сопротивлению, то и выражается она как 1/R ,обозначается проводимость латинской буквой g.

Влияние материала проводника, его размеров и окружающей температуры на величину электрического сопротивления

Сопротивление различных проводников зависит от материала, из которого они изготовлены. Для характеристики электрического сопротивления различных материалов введено понятие так называемого удельного сопротивления.

Удельным сопротивлением называется сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Удельное сопротивление обозначается буквой греческого алфавита р. Каждый материал, из которого изготовляется проводник, обладает своим удельным сопротивлением.

Например, удельное сопротивление меди равно 0,017, т. е. медный проводник длиной 1 м и сечением 1 мм2 обладает сопротивлением 0,017 ом. Удельное сопротивление алюминия равно 0,03, удельное сопротивление железа — 0,12, удельное сопротивление константана — 0,48, удельное сопротивление нихрома — 1-1,1.



Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т. е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.

Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т. е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причем у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая. Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход ее в другой сосуд по толстой трубке произойдет гораздо быстрее, чем по тонкой, т. е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т. е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Электрическое сопротивление проводника равно удельному сопротивлению материала, из которого этот проводник сделан, умноженному на длину проводника и деленному на площадь площадь поперечного сечения проводника :

R = p l / S ,

Где — R — сопротивление проводника, ом, l — длина в проводника в м, S — площадь поперечного сечения проводника, мм 2 .

Площадь поперечного сечения круглого проводника вычисляется по формуле:

S = Пи х d 2 / 4

Где Пи — постоянная величина, равная 3,14; d — диаметр проводника.

А так определяется длина проводника:

l = S R / p ,

Эта формула дает возможность определить длину проводника, его сечение и удельное сопротивление, если известны остальные величины, входящие в формулу.

Если же необходимо определить площадь поперечного сечения проводника, то формулу приводят к следующему виду:

S = p l / R

Преобразуя ту же формулу и решив равенство относительно р, найдем удельное сопротивление проводника:

р = R S / l

Последней формулой приходится пользоваться в тех случаях, когда известны сопротивление и размеры проводника, а его материал неизвестен и к тому же трудно определим по внешнему виду. Для этого надо определить удельное сопротивление проводника и, пользуясь таблицей, найти материал, обладающий таким удельным сопротивлением.

Еще одной причиной, влияющей на сопротивление проводников, является температура .

Установлено, что с повышением температуры сопротивление металлических проводников возрастает, а с понижением уменьшается. Это увеличение или уменьшение сопротивления для проводников из чистых металлов почти одинаково и в среднем равно 0,4% на 1°C . Сопротивление жидких проводников и угля с увеличением температуры уменьшается.

Электронная теория строения вещества дает следующее объяснение увеличению сопротивления металлических проводников с повышением температуры. При нагревании проводник получает тепловую энергию, которая неизбежно передается всем атомам вещества, в результате чего возрастает интенсивность их движения. Возросшее движение атомов создает большее сопротивление направленному движению свободных электронов, отчего и возрастает сопротивление проводника. С понижением же температуры создаются лучшие условия для направленного движения электронов, и сопротивление проводника уменьшается. Этим объясняется интересное явление — сверхпроводимость металлов .

Сверхпроводимость , т. е. уменьшение сопротивления металлов до нуля, наступает при огромной отрицательной температуре — 273° C , называемой абсолютным нулем. При температуре абсолютного нуля атомы металла как бы застывают на месте, совершенно не препятствуя движению электронов.

Электрическое сопротивление физическая величина, которая показывает, какое препятствие создается току при его прохождении по проводнику . Единицами измерения служат Омы, в честь Георга Ома. В своем законе он вывел формулу для нахождения сопротивления, которая приведена ниже.

Рассмотрим сопротивление проводников на примере металлов. Металлы имеют внутреннее строение в виде кристаллической решетки. Эта решетка имеет строгую упорядоченность, а её узлами являются положительно заряженные ионы. Носителями заряда в металле выступают “свободные” электроны, которые не принадлежат определенному атому, а хаотично перемещаются между узлами решетки. Из квантовой физики известно, что движение электронов в металле это распространение электромагнитной волны в твердом теле. То есть электрон в проводнике движется со скоростью света (практически), и доказано, что он проявляет свойства не только как частица, но еще и как волна. А сопротивление металла возникает в результате рассеяния электромагнитных волн (то есть электронов) на тепловых колебаниях решетки и её дефектах. При столкновении электронов с узлами кристаллической решетки часть энергии передается узлам, вследствие чего выделяется энергия. Эту энергию можно вычислить при постоянном токе , благодаря закону Джоуля-Ленца – Q=I 2 Rt. Как видите чем больше сопротивление, тем больше энергии выделяется.

Удельное сопротивление

Существует такое важное понятие как удельное сопротивление, это тоже самое сопротивление, только в единице длины. У каждого металла оно свое, например у меди оно равно 0,0175 Ом*мм2/м, у алюминия 0,0271 Ом*мм2/м. Это значит, брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2 будет иметь сопротивление 0,0175 Ом, а такой же брусок, но из алюминия будет иметь сопротивление 0,0271 Ом. Выходит что электропроводность меди выше чем у алюминия. У каждого металла удельное сопротивление свое, а рассчитать сопротивление всего проводника можно по формуле

где p – удельное сопротивление металла, l – длина проводника, s – площадь поперечного сечения.

Значения удельных сопротивлений приведены в таблице удельных сопротивлений металлов (20°C)

Вещество

p , Ом*мм 2 /2

α,10 -3 1/K

Алюминий

0.0271

Вольфрам

0.055

Железо

0.098

Золото

0.023

Латунь

0.025-0.06

Манганин

0.42-0.48

0,002-0,05

Медь

0.0175

Никель

Константан

0.44-0.52

0.02

Нихром

0.15

Серебро

0.016

Цинк

0.059

Кроме удельного сопротивления в таблице есть значения ТКС, об этом коэффициенте чуть позже.

Зависимость удельного сопротивления от деформаций


При холодной обработке металлов давлением, металл испытывает пластическую деформацию. При пластической деформации кристаллическая решетка искажается, количество дефектов становится больше. С увеличением дефектов кристаллической решетки, сопротивление течению электронов по проводнику растет, следовательно, удельное сопротивление металла увеличивается. К примеру, проволоку изготавливают методом протяжки, это значит, что металл испытывает пластическую деформацию, в результате чего, удельное сопротивление растет. На практике для уменьшения сопротивления применяют рекристаллизационный отжиг, это сложный технологический процесс, после которого кристаллическая решетка как бы, “расправляется” и количество дефектов уменьшается, следовательно, и сопротивление металла тоже.

При растяжении или сжатии, металл испытывает упругую деформацию. При упругой деформации вызванной растяжением, амплитуды тепловых колебаний узлов кристаллической решетки увеличиваются, следовательно, электроны испытывают большие затруднения, и в связи с этим, увеличивается удельное сопротивление. При упругой деформации вызванной сжатием, амплитуды тепловых колебаний узлов уменьшаются, следовательно, электронам проще двигаться, и удельное сопротивление уменьшается.

Влияние температуры на удельное сопротивление

Как мы уже выяснили выше, причиной сопротивления в металле являются узлы кристаллической решетки и их колебания. Так вот, при увеличении температуры, тепловые колебания узлов увеличиваются, а значит, удельное сопротивление также увеличивается. Существует такая величина как температурный коэффициент сопротивления (ТКС), который показывает насколько увеличивается, или уменьшается удельное сопротивление металла при нагреве или охлаждении. Например, температурный коэффициент меди при 20 градусах по цельсию равен 4.1 · 10 − 3 1/градус. Это означает что при нагреве, к примеру, медной проволоки на 1 градус цельсия, её удельное сопротивление увеличится на 4.1 · 10 − 3 Ом. Удельное сопротивление при изменении температуры можно вычислить по формуле

где r это удельное сопротивление после нагрева, r 0 – удельное сопротивление до нагрева, a – температурный коэффициент сопротивления, t 2 – температура до нагрева, t 1 — температура после нагрева.

Подставив наши значения, мы получим: r=0,0175*(1+0.0041*(154-20))=0,0271 Ом*мм 2 /м. Как видите наш брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 , после нагрева до 154 градусов, имел бы сопротивление, как у такого же бруска, только из алюминия и при температуре равной 20 градусов цельсия.

Свойство изменения сопротивления при изменении температуры, используется в термометрах сопротивления. Эти приборы могут измерять температуру основываясь на показаниях сопротивления. У термометров сопротивления высокая точность измерений, но малые диапазоны температур.

На практике, свойства проводников препятствовать прохождению тока используются очень широко. Примером может служить лампа накаливания, где нить из вольфрама, нагревается за счет высокого сопротивления металла, большой длины и узкого сечения. Или любой нагревательный прибор, где спираль разогревается благодаря высокому сопротивлению. В электротехнике, элемент главным свойством которого является сопротивление, называется – резистор . Резистор применяется практически в любой электрической схеме.

В своей работе электрик часто сталкивается с вычислением различных величин и преобразований. Так для корректного подбора кабеля приходится подбирать нужное сечение. Логика выбора сечения основана на зависимости сопротивления от длины линии и площади сечения проводника. В этой статье мы рассмотрим, как выполняется расчет сопротивления провода по его геометрическим размерам.

Формула для расчета

Любые вычисления начинаются с формулы. Основной формулой для расчета сопротивления проводника является:

R=(ρ*l)/S

Где R – сопротивление в Омах, ρ – удельное сопротивление, l – длина в м, S – площадь поперечного сечения провода в мм 2 .

Эта формула подходит для расчета сопротивления провода по сечению и длине. Из неё следует, что в зависимости от длины изменяется сопротивление, чем длиннее – тем больше. И от площади сечения – наоборот, чем толще провод (большое сечение), тем меньше сопротивление. Однако непонятной остаётся величина, обозначенная буквой ρ (Ро).

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление – это табличная величина, для каждого металла она своя. Она нужна для расчета и зависит от кристаллической решетки металла и структуры атомов.

Из таблицы видно, что самое меньшее сопротивление у серебра, для медного кабеля оно равняется 0,017 Ом*мм 2 /м. Такая размерность говорит нам, сколько приходится Ом при сечении в 1 миллиметр квадратный и длине в 1 метр.

Кстати, серебряное покрытие используется в контактах коммутационных аппаратов, автоматических выключателей, реле и прочего. Это снижает , повышает срок службы и уменьшает . При этом в контактах измерительной и точной аппаратуры используют позолоченные контакты из-за того, что они слабо окисляются или вообще не окисляются.

У алюминия, который часто использовался в электропроводке раньше, сопротивление в 1,8 раза больше чем у меди, равняется 2,82*10 -8 Ом*мм 2 /м. Чем больше сопротивление проводника, тем сильнее он греется. Поэтому при одинаковом сечении алюминиевый кабель может передать меньший ток, чем медный, это и стало основной причиной почему все современные электрики используют . У нихрома, который используется в нагревательных приборах оно в 100 раз больше чем у меди 1,1*10 -6 Ом*мм 2 /м.

Расчет по диаметру

На практике часто бывает так, что площадь поперечного сечения жилы не известна. Без этого значения ничего рассчитать не получится. Чтобы узнать её, нужно измерить диаметр. Если жила тонка, можно взять гвоздь или любой другой стержень, намотать на него 10 витков провода, обычной линейкой измерить длину получившейся спирали и разделить на 10, так вы узнаете диаметр.

Ну, или просто замерить штангенциркулем. Расчет сечения выполняется по формуле:

Обязательны ли расчеты?

Как мы уже сказали, сечение провода выбирают исходя из предполагаемого тока и сопротивления металла, из которого изготовлены жилы. Логика выбора заключается в следующем: сечение подбирают таким способом, чтобы сопротивление при заданной длине не приводило к значительным просадкам напряжения. Чтобы не проводить ряд расчетов, для коротких линий (до 10-20 метров) есть достаточно точные таблицы:

В этой таблице указаны типовые значения сечения медных и алюминиевых жил и номинальные токи через них. Для удобства указана мощность нагрузки, которую выдержит эта линия. Обратите внимание на разницу в токах и мощности при напряжении 380В, естественно, что это предполагается трёхфазная электросеть.

Расчет сопротивления провода сводится к использованию пары формул, при этом вы можете скачать готовые калькуляторы из Плэй Маркета для своего смартфона, например, «Electrodroid» или «Мобильный электрик». Эти знания пригодятся для расчетов нагревательных приборов, кабельных линий, предохранителей и даже популярных на сегодняшний день спиралей для электронных сигарет.

Материалы

Расчёт комплексного сопротивления круглого провода

 

Ввиду недостаточных вычислительных возможностей JavaScript (21 значащая цифра), конечная частота в расчёте ограничена (зависит от диаметра провода).

 

 

Ввиду большого объёма производимых расчётов возможны задержки (в пределах нескольких секунд) в построении графиков.

Зависимость комплексного сопротивления (Ом) от частоты (Гц)

 

 

Зависимость толщины скин-слоя (мм) от частоты (Гц)

 

 

Пояснения к расчёту

Расчёт комплексного сопротивления Z круглого провода переменному току с учётом поверхностного (скин) эффекта может быть выражено через параметры поля:

 где: 

R — активное сопротивление

X — реактивное сопротивление

r0 — радиус провода

l — длина провода

μ — относительная магнитная проницаемость

μ0 — магнитная постоянная

μ μ0 — абсолютная магнитная проницаемость

γ — электрическая проводимость

J0(Z) — функция Бесселя нулевого порядка

J1(Z) — функция Бесселя первого порядка

 

Глубину, на которой амплитуда волны уменьшается в е (~2,71828) раз, условно принимают за толщину скин-слоя (глубину проникновения поля):

 

Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте [email protected]

Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.

 

ВСЕ РАСЧЁТЫ

Сопротивление медных проводов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Таблица 1.7 Изменение сопротивления медных проводов при нагревании

Удельное сопротивление медного провода  [c.227]

Обмотка регулятора напряжения выполнена из медного провода. Известно, что сопротивление меди увеличивается при нагревании. А так как при работе генератора обмотка регулятора напряжения нагревается, ее сопротивление возрастает, что приводит к увеличению напряжения генератора. Увеличение напряжения генератора влечет за собой перезаряд аккумуляторной батареи и сокращение срока службы других потребителей. С целью сохранения постоянства регулируемого напряжения при изменении температуры обмотки регулятора в его цепь вводят последовательно сопротивление температурной компенсации СТК, между сердечником и ярмом ставят магнитный шунт или применяют подвеску якорька на термобиметаллической пластине. Сопротивление температурной компенсации выполняют из нихромовой проволоки и подбирают так, чтобы оно было равно сопротивлению медного провода обмотки, чем добиваются снижения роста сопротивления обмотки регулятора напряжения примерно наполовину.  [c.60]

Переходное сопротивление медных проводов на участке провод — наконечник для заделок, выполненных способом холодного обжатия, должно соответствовать величинам, указанным в табл. 103.  [c.203]

Допустимые величины переходных сопротивлений медных проводов, заделанных в наконечники  [c.204]

Изменение сопротивления медных проводов при нагревании (сопротивление при 15°С принято за единицу)  [c.281]

Алюминий обладает пониженными по сравнению с медью свойствами — как механическими, так и электрическими. При одинаковых сечении и длине электрическое сопротивление алюминиевого провода больше, чем медного, в 0,028 0,0172 = 1,63 раза. Следовательно, чтобы получить алю.миниевый провод такого же электрического сопротивления, как и медный, нужно взять его сечение в 1,63 раза большим, т. е. диаметр должен быть в 1/1,63 1,3 раза больше диаметра медного провода. Отсюда понятно, что если ограничены габариты, то замена меди алюминием затруднена. Если же сравнить по массе два отрезка алюминиевого и медного проводов одной длины и одного и того же сопротивления, то окажется, что алюминиевый провод хотя и толще медного, но легче его приблизительно в два раза  [c.201]

В работах [3—8] представлены результаты испытаний отрезков луженого медного провода № 16 длиной около 40 см с изоляцией из различных полимерных материалов толщиной около 0,4 мм. До и после экспозиции измерялось электрическое сопротивление изоляции и проводилось испытание на пробой при напряжении 1000 В в течение 10 с. Большинство образцов было экспонировано в 0,15 или 0,9 м над донными отложениями. Часть образцов испытывалась в ненапряженном состоянии (прямые отрезки), а другие в согнутом виде (напряженное состояние). В качестве изолирующих материалов были использованы полиэтилен, поливинилхлорид, силиконовый и бутадиенстирольный каучуки, а также неопрен.  [c.466]


Электрическое сопротивление термопары компенсационных и медных проводов R , при использовании в качестве вторичного прибора милливольтметра рекомендуется измерять уравновешенным мостом типа ММВ на месте производства испытаний.  [c.157]

Медный провод, заключенный в оболочке термометра, имеет диаметр 0,05—0,07 мм и сопротивление, равное 100 ом при 0° изменение сопротивления этого провода с изменением температуры и служит для определения последней. Оболочка должна быть непроницаема для воды и воздуха. Место вывода проводника из оболочки изолируется шеллаком.  [c.68]

Чтобы получить высокое значение крутящего момента, стартеры должны потреблять большой ток. Для этого обмотки якоря и обмотки возбуждения у них изготовляются из медного провода большого сечения (10— 15 Mie) н малой длины. Сопротивление их мало, поэтому при включении стартера и при торможении якоря, когда в его обмотке не индуктируется обратная э. д. с., крутящий момент достигает высокого значения, чем облегчается пуск двигателя. Чтобы пропускать большой ток, ш,етки стартера выполнены из материала, который состоит из меди (90%), свинца (6%) и графита (4%).  [c.153]

Для измерения напряжения или э. д. с. источника вольтметр необходимо включить непосредственно к зажимам источника, а для того, чтобы ток в приборе был возможно меньшей величины, сопротивление вольтметра делают большим. Обмотка рамки хотя и выполнена проводником малого сечения, но сопротивление ее недостаточно и последовательно с катушкой включают дополнительное сопротивление, которое изготовляют из константановой или манганиновой проволоки. Это делают с целью уменьшить влияние температуры на точность показаний вольтметра. Из 6 известно, что нри повышении температуры сопротивление медного проводника увеличивается и, следовательно, при том же напряжении в сети вольтметр по мере нагревания обмотки из медной проволоки стал бы показывать меньшую величину. При добавочном сопротивлении из константана юти манганина, температурный коэффициент которого очень мал, влияние температуры па показания будет вызываться главным образом обмоткой рамки, сделанной из медного провода.  [c.55]

Удельное сопротивление р алюминия (см. табл. 1.1) примерно в 1,63 раза больше р меди. Поэтому замена меди алюминием не всегда возможна, особенно в радиоэлектронике. Однако если сравнить по массе два отрезка алюминиевого и медного проводов одной и той же длины и одного и того же сопротивления, то окажется, что алюминиевый провод хотя и толще медного, но легче его приблизительно в 2 раза. Поэтому для изготовления проводов одной и той же проводимости на единицу длины алюминий выгоднее меди в том случае, если тонна алюминия дороже тонны меди не более чем в два раза. Важно и то, что алюминий менее дефицитен, чем медь.  [c.22]

Если сравнить по весу алюминиевый и медный провода одной и той же длины и одинакового электрического сопротивления, то окажется, что алюминиевый провод, хотя и более толстый по сравнению с медным, будет все же легче (приблизительно в 2 раза), чем медный.  [c.207]

Для соединения используем медный провод длиной 4 м и сечением 1 мм сопротивление его равно  [c.160]

Кроме того, при сварке медных проводов структура металла не меняется, получающееся монолитное соединение имеет большее сечение по сравнению с сечением провода, а поэтому и отношение сопротивления сварного соединения к сопротивлению целого участка медного провода на равной длине, как правило, меньше единицы ( / деф 1).  [c.47]

Медь также быстро реагирует с серой и с соединениями, легко отщепляющими серу. Практическое значение имеет коррозия медных проводов, изолированных вулканизированной резиной, содержащей сернистые соединения. Срок службы медных проводов, покрытых вулканизированной резиной, весьма мал, так как вследствие образования сернистой меди рабочее сечение провода уменьшается, а следовательно, увеличивается его сопротивление, и, кроме того, в месте образования сернистого включения провод становится хрупким. Для предупреждения такого разрушения медный провод перед покрытием вулканизированной резиной защищают слоем олова.  [c.85]


Катушка зажигания представляет собой высоковольтный трансформатор, содержащий две индуктивно связанные обмотки, намотанные на общий сердечник из электротехнической стали. Первичная (низковольтная) обмотка имеет, как правило, 150. . . 300 витков медного провода сопротивлением 0,4… 3 Ом, а вторичная (высоковольтная) — в 50. . . 150 раз больше витков с большим сопротивлением от одного до десятков кОм.  [c.211]

Значения расчетных сопротивлений 2ф для трехфазных ВЛ напряжением 3—10 кв с медными проводами  [c.465]

Как видно, алюминий обладает по сравнению с медью пониженными свойствами как механическими, так и электрическими. При одинаковых сечении и длине сопротивление алюминиевого провода больше, чем медного, в 0,0285 0,0175 = 1,68 раза. Следовательно, чтобы получить алюминиевый провод такого же сопротивления, как и медный, нужно взять его сечение в 1,68 раза большим, т. е. диаметр в l/l, 68 1,3 больше диаметра медного провода. Отсюда понятно, что, если мы ограничены габаритами, замена меди алюминием затруднена так, для обмоток электрических машин и аппаратов алюминий находит себе применение редко. В этом случае играет роль и то обстоятельство, что стоимость изоляции, зависящая от периметра сечения проводника, в случае алюминия будет выше, чем в случае меди.  [c.281]

Если же сравнить по весу два отрезка алюминиевого и медного проводов одной и той же длины и одного и того же сопротивления, то окажется, что алюминиевый провод хотя и толще медного, но легче его приблизительно в два раза  [c.281]

Алюминий обладает по сравнению с медью пониженными свойствами — как механическими, так и электрическими. При одинаковых сечении и длине электрическое сопротивление алюминиевого провода больше, чем медного, в 0,028 0,0172 = 1,63 раза. Следовательно, чтобы получить алюминиевый провод такого же электрического сопротивления, как и медный, нужно взять его сечение в 1,63 раза большим, т. е. его диаметр должен быть в К1,63 1,3 больше диаметра медного провода. Отсюда понятно, что если мы ограничены габаритами, то замена меди алюминием затруднена.  [c.295]

Вычислить допустимую силу тока для медного провода d=2 мм, покрытого резиновой изоляцией толщиной 6=1 мм, при условии, что максимальная температура изоляции должна быть не выше 60° С, а на внешней поверхностн изоляции 40 С. Коэффициент теплопроводности резины =0,15 Вт/(м-°С). Электрическое сопротивление медного провода У = 0,005 Ом/м.  [c.16]

Резистор СТК (см. рис. 18), выполненный из нихрома (Х15Н60), включают последовательно основной обмотке регулятора. При + 20°С сопротивление провода резистора СТК примерно равно сопротивлению медного провода обмотки. При повышении температуры сопротивление нихрома не будет повышаться. С увеличением температуры медного и нихромового проводников сопротивление цепи обмотки будет повышаться примерно на 12,5% только за счет нагрева медного проводника. Вместе с этим и напряжение генератора будет возрастать примерно на 12,5%.  [c.45]

Из этой диаграммы видно, что увеличению напряжения материала провода вдвое (с 10 до 20 кГ/лш ) соответствует увеличение нагрузки в 2,5 раза, увеличению напряжения в 3 раза (10—30 кГ1мм ) —возрастание нагрузки в 4,8 раза и т. д. Принимая временное сопротивление медного провода с учетом ослабления в зажиме равным  [c.129]

Катушка реле-регулятора напряжения намотана медным проводом. Медь имеет довольно высокий положительный температурный коэффициент сопротивления [сопротивление медного проводе возрастает примерно на 0.4% при повышении температуры на 1°С]. Таким образом, с повышением температуры для сребатывания контактов потребуется приложить к катушке большее напряжение, т.е. напряжение на выходе генератора будет расти и аккумулятор может перезарядиться.  [c.49]

Свечение разрядников может появиться при пробое образна, ошибочной сборке схемы, а также в случае, если установлено слишком большое сопротивление / з по сравнению с необходимым для уравновешивания моста. При появлении свечения необходимо немедленно выключить установку. Периодически надлежит проверять исправность разрядников. Для этого последовательно с разрядником включают защитное сопротивление около 2000 Ом и определяют напряжение зажигания для неонового разрядника типа СН-2 это напряжение около 80 В. Периодически следует проверять сопротивление изоляции кабелей высокого напряжения, оно должно быть не ниже 10 МОм. Заземление всей схемы должно быть тщательно выполнено медным проводом сечением не менее 6 мм-. Трансформатор высокого напряжения, предназначенный для питания моста, конденсатор Со и испытуемый образец изоляционного материала должны быть помещены в щкаф или установлены за металличеекой заземленной оградой, исключающей возможность прикосновения к проводам и зажимам, находящимся под высоким напряжением. При напряжении до 50 кВ ограждения устанавливаются на расстоянии не менее 0,5 м от чаетей, находящихся под высоким напряжением. Дверца шкафа или ограждения должна быть снабжена такой блокировкой, что когда дверца открывается, блокировочное устройство размыкает цепь питания установки. Экраны моста и соединительных кабелей должны быть надежно заземлены, так же как и корпус трансформатора высокого напряжения.  [c.61]
Обмоточные провода со сплошной стеклянной изоляцией получаются методом вытягивания тонкой металлической нити из разогретого токами высокой частоты прутка металла, находящегося в стеклянной трубке, и относятся к классу микропроводов. Провода с манганиновой жилой (диаметр 3—100 мкм) имеют марку ПССМ и используются в основном для приготовления резисторов. Медные провода марки ПМС имеют диаметр 5—200 мкм, а толщина изоляции составляет 1—35 мкм. Провода со сплошной стеклянной изоляцией оценивают по погонному электрическому сопротивлению и температурному коэффициенту сопротивления. В соответствии с этими параметрами они подразделяются на восемь групп и три класса.  [c.254]

Каждому физическому объекту присущ ряд свойств, бопьшинство из которых удобно выражать чиспами. Например, если мы имеем дело с куском медного провода, то к числу таких свойств в первую очередь следует отнести его диаметр, длину, массу, электропроводность, температурный коэффициент расширения и электрическое сопротивление, Некоторые свойства объекта труднее поддаются количественному описанию. В данном случае можно указать, например, на цвет, блеск или способность противостоять многократным изгибам. Однако и для всех этих свойств можно определить соответствующие количественные характеристики. Без их знания мы практически не можем описать объект так, чтобы это описание позволяло достаточно точное его воспроизведение.  [c.5]

При термообработке внутренних цилиндрических поверхностей малого диаметра (меньше 50 мм) и большой длины одновитковые индукторы применять нерационально активное сопротивление длинных токоподводящих шин становится соизмеримым с эквивалентным активным сопротивлением индуктирующего провода. В таких случаях стремятся использовать двух- или трехвитковые индукторы (рис. 8-16). Здесь индуктирующий провод 4 имеет два витка. Магнитопровод 6 из феррита (индуктор предназначен для нагрева током 440 кгц) служит для вытеснения тока к нагреваемой поверхности. Охлаждающая жидкость подается через штуцер / по внешнему токоподводу 2, соетоящему из двух концентрических медных труб, и через штуцер 8 по внутреннему токопроводу 7, затем она выходит через отверстия 5 на закаливаемую поверхность. Сечение индуктирующего провода должно быть доетаточно велико,  [c.137]

Отложения оксидов металлов в трубе обнаруживают при помощи индукционного датчика, представляющего собой постоянный магнит с обмоткой медного провода (оператор водит прибором по поверхности исследуемого трубопровода). При прохождении участка с металлооксидными отложениями магнитное сопротивление цепи магнит — трубопровод уменьщается, что приводит к изменению напряженности магнитного поля магнита и сопровождается возникновением в обмотке магнита ЭДС индукции, поступающей на вход двухкаскадного транзисторного усилителя постоянного тока, и усиленный импульс регистрируется микроамперметром. Отклонение стрелки прибора зависит от толщины слоя отложения и скорости движения датчика по трубопроводу. Однако из-за малой длительности импульса индуктируемой ЭДС, наличия омического сопротивления обмотки магнита и инерционности подвижной части микроамперметра  [c.49]

Обычно протекторы размещают непосредственно на объекте защиты. Однако при использовании в грунте их для лучшей токоотдачи располагают отдельно и соединяют с объектом защиты при помощи кабеля. В данном случае кабель должен иметь особенно низкое омическое сопротивление, чтобы и без того малое напряжение защиты не было бы еще уменьшено омическим падением напряжения. Следовательно, при большой длине проводов поперечные сечения кабелей следует принимать достаточно большими. Обычно достаточно применить кабели с оболочкой NYM с поперечным сечением медного провода 2,5 мм . Иногда требуются более мощные кабели со спецпальной изоляцией, например NYY 4 мм . Подсоединительные кабели, укладываемые в грунте, должны иметь бросающуюся в глаза окраску, например белую. При прокладке в морской воде иногда как и в системах с наложением тока от постороннего источника могут потребоваться кабели, стойкие к повышенной температуре, маслу и морской воде.  [c.191]

Дело в том, что повышение мопгности электрогенератора ограничивается сильным нагревом обмоток. Тепло, выделяющееся в медных проводах генератора, надо отводить, а это очень затрудняется их электрической изоляцией. Для лучшего отвода тепла и уменьшения так называемых вентиляционных потерь — потерь энергии па сопротивление воздуха быстро вращающемуся ротору — роторы генераторов крупных машин помещают в водородную атмосферу. Являясь хорошим проводником тепла, водород быстро охлаждает верхние поверхности обмоток ротора. Но и при этих предосторожностях нагрев проводов обмоток очень значителен.  [c.48]

В состав установки для измерений посредством акалориметра входят следующие части, изображенные на рис. 75 термостат В на этой схеме — ледяная ванна, состоящая из стеклянного колокола, перевернутого своим тубусом вниз, на который надета резиновая трубка для спуска излишней воды акалориметр V, дифференциальная термопара bM tNuM»d, состоящая из медных проволок uM»d и bM t и константановой проволоки tNu, присоединяемая в точках Ь тл. йк. медным проводам, ведущим через ключ 5 и регулируемый (грубо) магазин сопротивлений или реостат R к гальванометру G часы или секундомер Н,  [c.235]

Медные ТС. Обычная медь, поставляемая системой снабжения и торговли в виде проволоки и проводов всех требуемых размеров, не дефицитна, дешева, чиста и гомогенна — вполне удовлетворяет всем требования.м, предъявляе.мым к материалу чувствительных элементов ТС для измерения умеренных температур. Существенный практический недостаток меди — при температуре выше 300 °С она начинает активно окисляться. Поэтому медь применяется в чувствительных элементах ТС для измерения температур не выше 200 °С. Изоляционные покрытия медных проводов — лак или шелк — также не выдерживают влияния высоких температур. К числу недостатков меди следует отнести и ее малое удельное сопротивление (р = 1,7 х X 10 Ом м).  [c.138]

Температурная компенсация регуляторов напряжения. Обмотка регулятора напряжения ОРН изготовляется из медного провода. В результате нагревания обмотки током сопротивление ее повышается, так как медь обладает положительным температурным коэффициентом сопротивления. Для притяжения вибратора требуется онределенная сила электромагнита, которая, помимо прочих условий, зависит от числа ампер-витков. Так как обмотка ОРН в нагретом состоянии имеет сопротивление больше, то для того, чтобы ток достигал прежней величины, при которой работал регулятор до нагрева, необходимо к зажимам подвести выше напряжение, и регулятор напряжения, снабженный обмоткой ОРН из медного проводника, будет повышать поддерживаемое напряжение по мере нагревания обмотки.  [c.202]

Из оксидированного алюминия изготовляют различные катушки, работающие при высокой температуре возможность нагрузки провода большей плотностью тока при малой толщине изоляции позволяет во многих случаях заменять медь алюминием, несмотря на, его более высокое удельное сопротивление (медь — 0,0172, алюминий — 0,028 ом мм 1м). Для получения медного провода с весьма высокой пагревостойкостью изоляции иногда покрывают медь алюминием, а затем поверхность алюминия оксидируют.  [c.548]

Питание часового механизма производится от окисно-ртут-ного элемента напряжением 1,42 в. Катушка элетромагнита намотана медным проводом диаметром 0,014 мм с рядовой намоткой и имеет около 2000 витков сопротивлением 3250 ом, она потребляет ток 0,5 ма.  [c.281]



Сопротивление медного провода от сечения. Удельное сопротивление и сверхпроводимость

Часто в электротехнической литературе встречается понятие «удельное меди». И невольно задаешься вопросом, а что же это такое?

Понятие «сопротивление» для любого проводника непрерывно связано с пониманием процесса протекания по нему электрического тока. Так как речь в статье пойдет о сопротивлении меди, то и рассматривать нам следует ее свойства и свойства металлов.

Когда речь идет о металлах, то невольно вспоминаешь, что все они имеют определенное строение — кристаллическую решетку. Атомы находятся в узлах такой решетки и совершают относительно них Расстояния и местоположение этих узлов зависит от сил взаимодействия атомов друг с другом (отталкивания и притяжения), и различны для разных металлов. А вокруг атомов по своим орбитам вращаются электроны. Их удерживает на орбите тоже равновесие сил. Только это к атому и центробежная. Представили себе картинку? Можно назвать ее, в некотором плане, статической.

А теперь добавим динамики. На кусок меди начинает действовать электрическое поле. Что же происходит внутри проводника? Электроны, сорванные силой электрического поля со своих орбит, устремляются к его положительному полюсу. Вот Вам и направленное движение электронов, а вернее, электрический ток. Но на пути своего движения они натыкаются на атомы в узлах кристаллической решетки и электроны, еще продолжающие вращаться вокруг своих атомов. При этом они теряют свою энергию и изменяют направление движения. Теперь становится немного понятнее смысл фразы «сопротивление проводника»? Это атомы решетки и вращающиеся вокруг них электроны оказывают сопротивление направленному движению электронов, сорванных электрическим полем со своих орбит. Но понятие сопротивление проводника можно назвать общей характеристикой. Более индивидуально характеризует каждый проводник удельное сопротивление. Меди в том числе. Эта характеристика индивидуальна для каждого металла, поскольку напрямую зависит только от формы и размеров кристаллической решетки и, в некоторой мере, от температуры. При повышении температуры проводника атомы совершают более интенсивное колебание в узлах решетки. А электроны вращаются вокруг узлов с большей скоростью и на орбитах большего радиуса. И, естественно, что свободные электроны при движении встречают и большее сопротивление. Такова физика процесса.

Для нужд электротехнической сферы налажено широкое производство таких металлов, как алюминий и медь, удельное сопротивление которых достаточно мало. Из этих металлов изготавливают кабели и различного типа провода, которые широко используются в строительстве, для производства бытовых приборов, изготовления шин, обмоток трансформаторов и других электротехнических изделий.

Одним из самых востребованных металлов в отраслях промышленности является медь. Наиболее широкое распространение она получила в электрике и электронике. Чаще всего ее применяют при изготовлении обмоток для электродвигателей и трансформаторов. Основная причина использования именно этого материала заключается в том, что медь обладает самым низким из существующих в настоящий момент материалов удельным электрическим сопротивлением. Пока не появится новый материал с более низкой величиной этого показателя, можно с уверенностью говорить о том, что замены у меди не будет.

Говоря про медь, необходимо сказать, что еще на заре электрической эры она стала использоваться в производстве электротехники. Применять ее стали во многом по причине уникальных свойств, которыми обладает этот сплав. Сам по себе он представляет материал, отличающийся высокими свойствами в плане пластичности и обладающий хорошей ковкостью.

Наряду с теплопроводностью меди, одним из самых главных ее достоинств является высокая электропроводность. Именно благодаря этому свойству медь и получила широкое распространение в энергетических установках , в которых она выступает в качестве универсального проводника. Наиболее ценным материалом является электролитическая медь, обладающая высокой степенью чистоты -99,95%. Благодаря этому материалу появляется возможность для производства кабелей.

Плюсы использования электролитической меди

Применение электролитической меди позволяет добиться следующего:

  • Обеспечить высокую электропроводность;
  • Добиться отличной способности к уложению;
  • Обеспечить высокую степень пластичности.

Сферы применения

Кабельная продукция, изготавливаемая из электролитической меди, получила широкое распространение в различных отраслях. Чаще всего она применяется в следующих сферах:

  • электроиндустрия;
  • электроприборы;
  • автомобилестроение;
  • производство компьютерной техники.

Чему равно удельное сопротивление?

Чтобы понимать, что собой представляет медь и его характеристики, необходимо разобраться с основным параметром этого металла — удельным сопротивлением. Его следует знать и использовать при выполнении расчетов.

Под удельным сопротивлением принято понимать физическую величину, которая характеризуется как способность металла проводить электрический ток.

Знать эту величину необходимо еще и для того, чтобы правильно произвести расчет электрического сопротивления проводника. При расчетах также ориентируются на его геометрические размеры. При проведении расчетов используют следующую формулу:

Это формула многим хорошо знакома. Пользуясь ею, можно легко рассчитать сопротивление медного кабеля, ориентируясь только на характеристики электрической сети. Она позволяет вычислить мощность, которая неэффективно расходуется на нагрев сердечника кабеля. Кроме этого, подобная формула позволяет выполнить расчеты сопротивления любого кабеля. При этом не имеет значения, какой материал использовался для изготовления кабеля — медь, алюминий или какой-то другой сплав.

Такой параметр, как удельное электрическое сопротивление измеряется в Ом*мм2/м. Этот показатель для медной проводки, проложенной в квартире, составляет 0,0175 Ом*мм2/м. Если попробовать поискать альтернативу меди — материал, который можно было бы использовать вместо нее, то единственным подходящим можно считать только серебро , у которого удельное сопротивление составляет 0,016 Ом*мм2/м. Однако необходимо обращать внимание при выборе материала не только на удельное сопротивление, но еще и на обратную проводимость. Эта величина измеряется в Сименсах (См).

Сименс = 1/ Ом.

У меди любого веса этот параметр состав равен 58 100 000 См/м. Что касается серебра, то величина обратной проводимости у нее равна 62 500 000 См/м.

В нашем мире высоких технологий, когда в каждом доме имеется большое количество электротехнических устройств и установок, значение такого материала, как медь просто неоценимо. Этот материал используют для изготовления проводки , без которой не обходится ни одно помещение. Если бы меди не существовало, тогда человеку пришлось использовать провода из других доступных материалов, например, из алюминия. Однако в этом случае пришлось бы столкнуться с одной проблемой. Все дело в том, что у этого материала удельная проводимость гораздо меньше, чем у медных проводников.

Удельное сопротивление

Использование материалов с низкой электро- и теплопроводностью любого веса ведет к большим потерям электроэнергии. А это влияет на потерю мощности у используемого оборудования. Большинство специалистов в качестве основного материала для изготовления проводов с изоляцией называют медь. Она является главным материалом, из которого изготавливаются отдельные элементы оборудования, работающего от электрического тока.

  • Платы, устанавливаемые в компьютерах, оснащаются протравленными медными дорожками.
  • Медь также используется для изготовления самых разных элементов, применяемых в электронных устройствах.
  • В трансформаторах и электродвигателях она представлена обмоткой, которая изготавливается из этого материала.

Можно не сомневаться, что расширение сфер применения этого материала будет происходить с дальнейшим развитием технического прогресса. Хотя, кроме меди, существуют и другие материалы, но все же конструктора при создании оборудования и различных установок используют медь. Главная причина востребованности этого материала заключается в хорошей электрической и теплопроводности этого металла, которую он обеспечивает в условиях комнатной температуры.

Температурный коэффициент сопротивления

Свойством уменьшения проводимости с повышением температуры обладают все металлы с любой теплопроводностью. При понижении температуры проводимость возрастает. Особенно интересным специалисты называют свойство уменьшения сопротивления с понижением температуры. Ведь в этом случае, когда в комнате температура снижается до определенной величины, у проводника может исчезнуть электрическое сопротивление и он перейдет в класс сверхпроводников.

Для того чтобы определить показатель сопротивления конкретного проводника определенного веса в условиях комнатной температуры, существует коэффициент критического сопротивления. Он представляет собой величину, которая показывает изменение сопротивления участка цепи при изменении температуры на один Кельвин. Для выполнения расчета электрического сопротивления медного проводника в определенном временном промежутке используют следующую формулу:

ΔR = α*R*ΔT, где α — температурный коэффициент электрического сопротивления.

Заключение

Медь — материал, который широко применяют в электронике. Его используют не только в обмотке и схемах, но и в качестве металла для изготовления кабельной продукции. Чтобы техника и оборудование работали эффективно, необходимо правильно рассчитать удельное сопротивление проводки , прокладываемой в квартире. Для этого существует определенная формула. Зная её, можно произвести расчет, который позволяет узнать оптимальную величину сечения кабеля. В этом случае можно избежать потери мощности оборудования и обеспечить эффективность его использования.

Удельное сопротивление меди это физическое понятие встречающее в электротехнике. Что же это, спросите Вы.

Итак начнем с понятия — сопротивление проводника, которое означает процесс прохождения через него электричества. В данном случае проводником будет служить медь, а значит её свойства мы и будем рассматривать.

У всех металлах есть конкретное строение в виде кристаллической решетки. На каждом из углов этой решетки есть атомы, которые периодически колеблются относительно узлов. Когда атомы отталкиваются или притягиваются друг к другу, это влияет на нахождение и расположение всех узлов, во всех металлах по разному. Окружение атомов занимают электроны, которые совершают вращение по своей oрбите, удерживаясь на ней благодаря равновeсию сил.

Для любителей настоящего мороженного! Есть интересное предложение, на сайте http://oceanpower.ru/category/id001/ . Зайдите и узнайте о настольные фризеры для мягкого мороженого и не только.

Как же реагирует медь, когда к ней применимо электрическоe поле. Внутри данного проводника все оторванные электросилой электроны, от своей oрбиты, стремятся к полюсу со знаком плюс. Данное движение и называется электрическим током. Во время движения электроны сталкиваются с атомами и другими электронами, которые не были оторваны от своих oрбит. При этом столкнувшиеся электроны меняют направление и теряется их энергия. Это и есть основное определение сопротивления проводника. Другими словами это решетки атомы с электронами вращающиеся по своим орбитам которые и создают сопротивление сорванным с орбит движущимся электродам проводника.

Однако сопротивление зависит так же от нескольких факторов, она индивидуальна для каждого из металлов. На нее влияет размер кристаллической решетки и температура. Когда температура проводника повышается, его атомы проделывают более учащенные колебания. А следовательно, и электроны движутся с наибольшей скоростью и сопротивлением, а орбиты будут большими по радиусу.

Значение удельного сопротивление меди находиться в справочных таблицах по физике. Оно составляет 0,0175 Ом*мм2/м, при температуре 20 градусов. Ближайшим металлом по значению к меди, будет алюминий = 0,0271Ом*мм2/м. Проводимость меди уступает лишь серебру = 0,016Ом*мм2/м. о чем свидетельствует ее широкое применение, к примеру в силовых кабелях или в разнообразных проводниках. Однако без меди не создать силовые трансформаторы и двигатели маленьких энергосберегающих приборов.

Нужно знать обозначения удельного сопротивления, так как без этого нельзя проводить вычисления общего сопротивления разных проводников, во время разработки или проектирования новых приборов. Для этого существует формула:

R=p*I/S

в которой: R — будет общим сопротивлением проводников, р — будет удельным сопротивлением металлов, I- будет длинной конкретного проводника, S — площадью сечения проводников.

Если материал был полезен, отблагорить наш сайт вы можете, сделав пожертвование.
Любую сумму на развитие проекта вы можете

Электрическое сопротивление | Фиск Сплав

Электрическое сопротивление проводов обычно выражается в омах на единицу длины. В английской системе это Ω / mft (Ом на 1000 футов), в метрических Ω / км (Ом на 1000 метров) при стандартной температуре 20ºC (68ºF).

Измерение

Стандартная процедура измеряет сопротивление постоянному току на минимальной длине 5 футов (1,5 метра) и преобразует его в единицы Ω / mft или Ω / km. Использование резистивного моста предотвращает резистивный нагрев образца, особенно в меньших калибрах.

Определения

  • Удельное электрическое сопротивление
  • Электрическое сопротивление материала на единицу объема. Удельное сопротивление — это свойство материала, которое не зависит от его геометрии (площади поперечного сечения и длины). Высокое удельное сопротивление указывает на то, что материал плохо проводит электричество. Удельное электрическое сопротивление выражается в Ом-дюймах (или Ом-см) и т. Д.
  • Электропроводность
  • Обратное сопротивление. Это мера способности материала проводить электрический ток, обычно по сравнению с медью, и обычно выражается в% IACS (Международный стандарт отожженной меди).
  • Температурный коэффициент сопротивления
  • Константа, которая отражает изменение электрического сопротивления материала (удельного сопротивления) из-за изменения температуры на один градус. Выражается в единицах на градус Цельсия (или в единицах на градус Фаренгейта).

Сопротивление проводника

R = ρL / A

Где R — сопротивление в омах, ρ — объемное удельное сопротивление, L — длина образца, а A — площадь поперечного сечения образца.

Электропроводность и удельное сопротивление (ρ) сплавов обычных проводников

МАТЕРИАЛ ПРОВОДНИКА % 1ACS Ом-см · дюйм / фут
Медь (C110) 100 10.37
Percon 24 90 11,52
C18135 85 12,20
Percon 11 90 11,52
Percon 17 85 12,20
Percon 19 73 14,21
Кадмий Медь (C162) 85 12,20
Сталь плакированная медью (40%) 39 26.45

Температурная коррекция

Температура окружающей среды влияет на электрическое сопротивление большинства металлов. Как правило, более высокая температура увеличивает сопротивление. Для правильной интерпретации показания должны быть скорректированы до стандартной эталонной температуры, обычно 20ºC (68ºF).

Формула температурной коррекции:

RT = Rt / [1 + α (t-T)]

Где RT — сопротивление при эталонной температуре T, Rt — сопротивление, измеренное при температуре t, α — температурный коэффициент сопротивления, T — эталонная температура (обычно 20ºC (68ºF), а t — температура измерения.

Температурные поправочные коэффициенты (α) для обычных проводниковых сплавов при 20ºC (68ºF)

МАТЕРИАЛ ПРОВОДНИКА α (PER ºC)
Медь (C110) 0,00393
Percon 24 0,00342
C18135 0,00342
Percon 11 0,00354
Percon 17 0.00322
Percon 19 0,00305
Кадмий Медь (C162) 0,00322
Сталь плакированная медью (40%) 0,00378

Примечание: Коэффициент α зависит от материала, проводимости и диапазона температур. Значение для меди с проводимостью 100% IAC при 20ºC (68ºF) составляет 0,00393. Значения коэффициентов для других материалов, проводимости и температуры можно найти в NBS Handbook-100, таблица 2.

Сопротивление

: медь — лучший металлический проводник? | Научный проект

Где R — сопротивление в омах, L — длина провода в метрах, A — площадь поперечного сечения провода в квадратных метрах, а ρ — удельное электрическое сопротивление в ом-метрах.

Электро Электропроводность — это величина, обратная удельному сопротивлению: это способность материала пропускать ток. Обозначается греческой буквой сигма, σ, и измеряется в единицах Сименс ( S ).

В этом эксперименте вы сможете найти удельное сопротивление и проводимость материалов, которые вы тестируете, используя закон Ома, который гласит, что напряжение пропорционально произведению тока и сопротивления. Амперметр поможет вам измерить ток, протекающий по цепи, в то время как вольтметр покажет падение напряжения на участке, который вы проверяете.

Где В, — напряжение, измеренное в вольтах, I — ток, измеренный в амперах, а R — сопротивление в омах.

Задача: Определите удельное сопротивление различных материалов и толщину материалов и рассчитайте электрическую проводимость.

Какой материал будет более резистивным? Проводящий?

Материалы

  • Аккумулятор 9В
  • 30см неизолированного медного провода (более тонкого сечения)
  • 30 см неизолированного медного провода (большего сечения)
  • 30 см неизолированной железной проволоки (того же диаметра, что и более тонкая медная проволока)
  • 30 см неизолированной железной проволоки (такого же диаметра, как и у более толстой медной проволоки)
  • Любые другие провода, которые вы хотите проверить
  • Кусачки
  • Амперметр
  • Вольтметр
  • Линейка

Процедура

  1. Подсоедините положительный вывод амперметра к отрицательной клемме 9-вольтовой батареи.
  2. Присоедините отрицательный вывод амперметра к одному концу одного из проводов.
  3. Подключите другой конец провода к положительной клемме 9-вольтовой батареи.
  4. Используйте вольтметр для измерения падения напряжения на проводе разной длины (начните с 2 см, затем измерьте 3 см, 4 см и т. Д.). Убедитесь, что положительный вывод вольтметра касается начала провода.
  1. Запишите ток (по амперметру) и падение напряжения (по вольтметру) для каждой длины каждого проверенного провода.
  2. Используйте закон Ома для определения сопротивления и того, как длина, калибр и материал влияют на сопротивление.
  3. Постройте ваши результаты для каждого типа провода. Постройте длину провода (в метрах) по оси x и сопротивление (в омах) по оси y.
  4. Рассчитайте удельное сопротивление по формуле:

Где R — сопротивление в Ом ρ — удельное сопротивление в ом-метрах L — длина провода в метрах, а A — площадь поперечного сечения провода в метрах.* площадь поперечного сечения проводов разного калибра можно посмотреть в Интернете.

  1. Используйте удельное сопротивление ρ для расчета электропроводности σ .

Результаты

Более толстые провода будут иметь меньшее сопротивление, но более длинные провода будут иметь более высокое сопротивление. Медь имеет более низкое удельное сопротивление и лучше проводит электричество, чем железо.

Почему?

Сопротивление провода увеличивается с увеличением длины. Поскольку сопротивление — это свойство материала, который сопротивляется потоку электронов, логично, что чем больше у вас материала (большей длины), тем большее сопротивление у вас будет.Удельное электрическое сопротивление, ρ , является константой, которая является свойством материала и нормализует сопротивление к площади поперечного сечения материала, через который проходит ток. Наклон линии на графике зависимости длины от сопротивления — это удельное электрическое сопротивление.

Итак, медь — лучший металлический проводник? Медь — лучший проводник, чем железо, а это означает, что ток может проходить легче (с меньшим сопротивлением) через медь. Это неотъемлемое свойство материала.

Вы можете использовать закон Ома для расчета сопротивления измеряемой секции, потому что цепь относится к серии , а это означает, что ток будет одинаковым во всех частях цепи.

Заявление об отказе от ответственности и меры предосторожности

Education.com предоставляет идеи проекта Science Fair для информационных только для целей. Education.com не дает никаких гарантий или заверений относительно идей проектов Science Fair и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация.Получая доступ к идеям проекта Science Fair, вы отказываетесь от отказаться от любых претензий к Education.com, которые возникают в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и идеям проектов Science Fair покрывается Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, которые включают ограничения об ответственности Education.com.

Настоящим дается предупреждение, что не все идеи проекта подходят для всех индивидуально или при любых обстоятельствах. Реализация идеи любого научного проекта должны проводиться только в соответствующих условиях и с соответствующими родительскими или другой надзор.Прочтите и соблюдайте правила техники безопасности всех Материалы, используемые в проекте, являются исключительной ответственностью каждого человека. Для Для получения дополнительной информации обратитесь к справочнику по научной безопасности вашего штата.

Электрическое сопротивление — провода, шланги, вода и ток

Электрическое сопротивление провода или цепи — это способ измерения сопротивления прохождению электрического тока. Хороший электрический провод, например медный провод , будет иметь очень низкое сопротивление.Хорошие изоляторы, такие как изоляторы из резины или стекла , обладают очень высоким сопротивлением. Сопротивление измеряется в Ом и связано с током в цепи и напряжением в цепи согласно закону Ома . Для данного напряжения провод с меньшим сопротивлением будет иметь более высокий ток.

Сопротивление данного куска провода зависит от трех факторов: длины провода, площади поперечного сечения провода и удельного сопротивления материала, из которого он состоит.Чтобы понять, как это работает, представьте, что вода течет по шлангу. Количество воды, протекающей по шлангу, аналогично току в проводе. Подобно тому, как через пожарный шланг fat может пройти больше воды, чем через тонкий садовый шланг, толстый провод может пропускать больше тока, чем тонкий. Для провода чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше сопротивление; чем меньше площадь поперечного сечения, тем выше сопротивление. Теперь рассмотрим длину. По очень длинному шлангу труднее протекать воде просто потому, что она должна течь дальше.Точно так же току труднее проходить по более длинному проводу. Более длинный провод будет иметь большее сопротивление. Удельное сопротивление — это свойство материала в проводе, которое зависит от химического состава материала, но не от количества материала или формы (длины, площади поперечного сечения) материала. Медь имеет низкое удельное сопротивление, но сопротивление данной медной проволоки зависит от ее длины и площади. Замена медного провода на провод той же длины и площади, но с более высоким удельным сопротивлением приведет к более высокому сопротивлению.В аналогии со шлангом это похоже на заполнение шланга песком . Через шланг, заполненный песком, будет течь меньше воды, чем через такой же свободный шланг. Фактически песок имеет более высокое сопротивление потоку воды. Таким образом, полное сопротивление провода представляет собой удельное сопротивление материала, составляющего провод, умноженное на длину провода, деленное на площадь поперечного сечения провода.

Как рассчитать сопротивление медной проволоки?

AutoQuiz редактирует Джоэл Дон, менеджер сообщества ISA в социальных сетях.

Сегодняшний вопрос викторины по автоматизации исходит из программы сертификации ISA Certified Automation Professional. Признанная на международном уровне сертификация CAP обеспечивает беспристрастную, объективную оценку и подтверждение навыков профессионала в области автоматизации со стороны третьих лиц. Экзамен CAP ориентирован на направление, определение, проектирование, разработку / применение, развертывание, документацию и поддержку систем, программного обеспечения и оборудования, используемых в системах управления, производственных информационных системах, системной интеграции и операционном консалтинге.Щелкните эту ссылку для получения информации о программе CAP. Следующий вопрос исходит из учебного руководства CAP, Performance Domain III, System Design, Design, укажите и закупите оборудование / программное обеспечение, используемое в системе.

Какое сопротивление 1000 футов медного провода (удельное сопротивление = 10,37) при площади поперечного сечения 10370 см / кв.дюйм и температуре провода 20 ° C? Учитывая R = r L / A

a) 1 Ом
b) 2 Ом
c) 10 Ом
d) 100 Ом
e) ничего из вышеперечисленного

Круглый мил (см) — единица площади, равная площади круга диаметром один дюйм.«Мил составляет одну тысячную дюйма. В США в соответствии с Национальным электрическим кодексом круговой мил используется для определения размеров проводов, превышающих 4/0 AWG. Сопротивление провода длиной L (фут) может быть определено с помощью удельное сопротивление и площадь поперечного сечения A (см · мил), используя уравнение R = r L / A. Удельное сопротивление (r) измеряется в единицах (Ом · см · мил) / фут. Вопрос дает температуру провода, поскольку сопротивление увеличивается с увеличением температура металла.20 ° C — стандартная температура, и эта информация гарантирует, что температура не имеет значения.

Ответ A, 1 Ом, правильный.

Ссылка : Томас А. Хьюз, Программируемые контроллеры

9.4: Удельное сопротивление и сопротивление — Physics LibreTexts

Что движет током? Мы можем думать о различных устройствах, таких как батареи, генераторы, розетки и т. Д., Которые необходимы для поддержания тока. Все такие устройства создают разность потенциалов и называются источниками напряжения. Когда источник напряжения подключен к проводнику, он прикладывает разность потенциалов В , которая создает электрическое поле.Электрическое поле, в свою очередь, воздействует на свободные заряды, вызывая ток. Величина тока зависит не только от величины напряжения, но и от характеристик материала, через который протекает ток. Материал может сопротивляться потоку зарядов, и мера того, насколько материал сопротивляется потоку зарядов, известна как удельное сопротивление . Это удельное сопротивление грубо аналогично трению между двумя материалами, которые сопротивляются движению.

Удельное сопротивление

Когда к проводнику прикладывается напряжение, создается электрическое поле \ (\ vec {E} \), и заряды в проводнике ощущают силу, создаваемую электрическим полем.Полученная плотность тока \ (\ vec {J} \) зависит от электрического поля и свойств материала. Эта зависимость может быть очень сложной. В некоторых материалах, включая металлы при данной температуре, плотность тока приблизительно пропорциональна электрическому полю. В этих случаях плотность тока можно смоделировать как

\ [\ vec {J} = \ sigma \ vec {E}, \]

, где \ (\ sigma \) — это электрическая проводимость . Электропроводность аналогична теплопроводности и является мерой способности материала проводить или передавать электричество.{-1} \).

Электропроводность — это внутреннее свойство материала. Другим неотъемлемым свойством материала является удельное сопротивление или электрическое сопротивление . Удельное сопротивление материала — это мера того, насколько сильно материал противостоит прохождению электрического тока. Символ удельного сопротивления — строчная греческая буква ро, \ (\ rho \), а удельное сопротивление — величина, обратная удельной электропроводности:

.{-1}\)ConductorsSemiconductors [1]Insulators»>

Материалы, перечисленные в таблице, разделены на категории проводников, полупроводников и изоляторов на основе широких групп удельного сопротивления. У проводников наименьшее удельное сопротивление, а у изоляторов наибольшее; полупроводники имеют промежуточное удельное сопротивление. Проводники имеют разную, но большую плотность свободных зарядов, тогда как большинство зарядов в изоляторах связаны с атомами и не могут двигаться. Полупроводники являются промежуточными, имеют гораздо меньше свободных зарядов, чем проводники, но обладают свойствами, из-за которых количество свободных зарядов сильно зависит от типа и количества примесей в полупроводнике.Эти уникальные свойства полупроводников находят применение в современной электронике, о чем мы поговорим в следующих главах.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): плотность тока, сопротивление и электрическое поле для токоведущего провода

Рассчитайте плотность тока, сопротивление и электрическое поле медного провода длиной 5 м и диаметром 2,053 мм (калибр 12), по которому проходит ток \ (I — 10 \, мА \).

Стратегия

Мы можем рассчитать плотность тока, сначала найдя площадь поперечного сечения провода, которая равна \ (A = 3.{-5} \ dfrac {V} {m}. \ End {align *} \]

Значение

Исходя из этих результатов, неудивительно, что медь используется для проводов для передачи тока, поскольку сопротивление довольно мало. Обратите внимание, что плотность тока и электрическое поле не зависят от длины провода, но напряжение зависит от длины.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Медные провода обычно используются для удлинителей и домашней электропроводки по нескольким причинам.2} \). Третья важная характеристика — пластичность. Пластичность — это мера способности материала вытягиваться в проволоку и мера гибкости материала, а медь обладает высокой пластичностью. Подводя итог, можно сказать, что проводник является подходящим кандидатом для изготовления проволоки, по крайней мере, с тремя важными характеристиками: низкое удельное сопротивление, высокая прочность на разрыв и высокая пластичность. Какие еще материалы используются для электромонтажа и в чем преимущества и недостатки?

Ответ

Серебро, золото и алюминий используются для изготовления проволоки.Все четыре материала обладают высокой проводимостью, серебро — самой высокой. Все четыре элемента легко сворачиваются в проволоку и обладают высокой прочностью на разрыв, хотя и не такой высокой, как медь. Очевидным недостатком золота и серебра является их стоимость, но серебряные и золотые провода используются для специальных применений, таких как провода для динамиков. Золото не окисляется, улучшая связи между компонентами. У алюминиевых проводов есть свои недостатки. Алюминий имеет более высокое удельное сопротивление, чем медь, поэтому требуется больший диаметр, чтобы соответствовать сопротивлению на длину медных проводов, но алюминий дешевле, чем медь, поэтому это не является серьезным недостатком.Алюминиевая проволока не обладает такой высокой пластичностью и прочностью на разрыв, как медная, но пластичность и прочность на разрыв находятся в допустимых пределах. Есть несколько проблем, которые необходимо решить при использовании алюминия, и следует соблюдать осторожность при выполнении соединений. Алюминий имеет более высокий коэффициент теплового расширения, чем медь, что может привести к ослаблению соединений и возможной опасности возгорания. Окисление алюминия не проводит и может вызвать проблемы. При использовании алюминиевых проводов необходимо использовать специальные методы, а компоненты, такие как электрические розетки, должны быть рассчитаны на прием алюминиевых проводов.

ФЭТ

Просмотрите это интерактивное моделирование, чтобы увидеть, как площадь поперечного сечения, длина и удельное сопротивление провода влияют на сопротивление проводника. Отрегулируйте переменные с помощью ползунков и посмотрите, станет ли сопротивление меньше или больше.

Температурная зависимость удельного сопротивления

Вернувшись к таблице \ (\ PageIndex {1} \), вы увидите столбец с надписью «Температурный коэффициент». Удельное сопротивление некоторых материалов сильно зависит от температуры.У некоторых материалов, таких как медь, удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. Фактически, в большинстве проводящих металлов удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. Повышение температуры вызывает повышенные колебания атомов в структуре решетки металлов, которые препятствуют движению электронов. В других материалах, таких как углерод, удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры. Во многих материалах зависимость является приблизительно линейной и может быть смоделирована с помощью линейного уравнения:

\ [\ rho \ приблизительно \ rho_0 [1 + \ alpha (T — T_0)], \]

, где \ (\ rho \) — удельное сопротивление материала при температуре T , \ (\ alpha \) — температурный коэффициент материала, а \ (\ rho_0 \) — удельное сопротивление при \ (T_0 \) , обычно принимается как \ (T_0 = 20.oC \).

Также обратите внимание, что температурный коэффициент \ (\ alpha \) отрицателен для полупроводников, перечисленных в таблице \ (\ PageIndex {1} \), что означает, что их удельное сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Они становятся лучшими проводниками при более высоких температурах, потому что повышенное тепловое перемешивание увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока. Это свойство уменьшения \ (\ rho \) с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках.

Сопротивление

Теперь рассмотрим сопротивление провода или компонента. Сопротивление — это мера того, насколько сложно пропустить ток через провод или компонент. Сопротивление зависит от удельного сопротивления. Удельное сопротивление является характеристикой материала, используемого для изготовления провода или другого электрического компонента, тогда как сопротивление является характеристикой провода или компонента.

Чтобы рассчитать сопротивление, рассмотрим участок проводящего провода с площадью поперечного сечения A , длиной L и удельным сопротивлением \ (\ rho \).Батарея подключается к проводнику, обеспечивая разность потенциалов \ (\ Delta V \) на нем (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Разность потенциалов создает электрическое поле, которое пропорционально плотности тока, согласно \ (\ vec {E} = \ rho \ vec {J} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): потенциал, обеспечиваемый батареей, прикладывается к сегменту проводника с площадью поперечного сечения \ (A \) и длиной \ (L \).

Величина электрического поля на отрезке проводника равна напряжению, деленному на длину, \ (E = V / L \), а величина плотности тока равна току, деленному на поперечную площадь сечения \ (J = I / A \).Используя эту информацию и вспоминая, что электрическое поле пропорционально удельному сопротивлению и плотности тока, мы можем видеть, что напряжение пропорционально току:

\ [\ begin {align *} E & = \ rho J \\ [4pt] \ dfrac {V} {L} & = \ rho \ dfrac {I} {A} \\ [4pt] V & = \ left (\ rho \ dfrac {L} {A} \ right) I. \ end {align *} \]

Определение: Сопротивление

Отношение напряжения к току определяется как сопротивление \ (R \):

\ [R \ Equiv \ dfrac {V} {I}.\]

Сопротивление цилиндрического сегмента проводника равно удельному сопротивлению материала, умноженному на длину, деленную на площадь:

\ [R \ Equiv \ dfrac {V} {I} = \ rho \ dfrac {L} {A}. \]

Единицей измерения сопротивления является ом, \ (\ Omega \). Для заданного напряжения чем выше сопротивление, тем ниже ток.

Резисторы

Обычным компонентом электронных схем является резистор. Резистор можно использовать для уменьшения протекания тока или обеспечения падения напряжения.На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показаны символы, используемые для резистора в принципиальных схемах цепи. Два обычно используемых стандарта для принципиальных схем предоставлены Американским национальным институтом стандартов (ANSI, произносится как «AN-см.») И Международной электротехнической комиссией (IEC). Обе системы обычно используются. Мы используем стандарт ANSI в этом тексте для его визуального распознавания, но отметим, что для более крупных и сложных схем стандарт IEC может иметь более четкое представление, что упрощает чтение.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): символы резистора, используемые в принципиальных схемах. (а) символ ANSI; (б) символ IEC.

Зависимость сопротивления материала и формы от формы

Резистор можно смоделировать как цилиндр с площадью поперечного сечения A и длиной L , сделанный из материала с удельным сопротивлением \ (\ rho \) (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)) . Сопротивление резистора \ (R = \ rho \ dfrac {L} {A} \)

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Модель резистора в виде однородного цилиндра длиной L и площадью поперечного сечения A .Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению трубы потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление. Чем больше его площадь поперечного сечения A , тем меньше его сопротивление.

Наиболее распространенным материалом для изготовления резистора является углерод. Углеродная дорожка намотана на керамический сердечник, к нему прикреплены два медных провода. Второй тип резистора — это металлопленочный резистор, который также имеет керамический сердечник. Дорожка сделана из материала оксида металла, который имеет полупроводниковые свойства, аналогичные углеродным.Опять же, в концы резистора вставляются медные провода. Затем резистор окрашивается и маркируется для идентификации. Резистор имеет четыре цветные полосы, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {4} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Многие резисторы напоминают рисунок, показанный выше. Четыре полосы используются для идентификации резистора. Первые две цветные полосы представляют собой первые две цифры сопротивления резистора. Третий цвет — множитель. Четвертый цвет обозначает допуск резистора.{-5} \, \ Omega \), а сверхпроводники вообще не имеют сопротивления при низких температурах. Как мы видели, сопротивление связано с формой объекта и материалом, из которого он состоит.

Сопротивление объекта также зависит от температуры, поскольку \ (R_0 \) прямо пропорционально \ (\ rho \). Для цилиндра мы знаем \ (R = \ rho \ dfrac {L} {A} \), поэтому, если L и A не сильно изменяются с температурой, R имеет ту же температурную зависимость, что и \ ( \ rho \).(Исследование коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, поэтому влияние температуры на L и A примерно на два порядка меньше, чем на \ (\ rho \).) Таким образом,

\ [R = R_0 (1 + \ alpha \ Delta T) \ label {Tdep} \]

— это температурная зависимость сопротивления объекта, где \ (R_0 \) — исходное сопротивление (обычно принимаемое равным \ (T = 20,00 ° C \), а R — сопротивление после изменения температуры \ (\ Дельта Т \).oC \).

Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление (Рисунок \ (\ PageIndex {5} \)). Один из наиболее распространенных термометров основан на термисторе, полупроводниковом кристалле с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для определения его температуры. Устройство небольшое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Эти знакомые термометры основаны на автоматическом измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.oC) \ right) \\ [5pt] & = 4.8 \, \ Omega \ end {align *} \]

Значение

Обратите внимание, что сопротивление изменяется более чем в 10 раз, когда нить накала нагревается до высокой температуры, а ток через нить накала зависит от сопротивления нити и приложенного напряжения. Если нить накаливания используется в лампе накаливания, начальный ток через нить накала при первом включении лампы будет выше, чем ток после того, как нить накала достигнет рабочей температуры.

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

Тензодатчик — это электрическое устройство для измерения деформации, как показано ниже. Он состоит из гибкой изолирующей основы, поддерживающей рисунок из проводящей фольги. Сопротивление фольги изменяется по мере растяжения основы. Как меняется сопротивление тензодатчика? Влияет ли тензодатчик на изменение температуры?

Ответ

Рисунок фольги растягивается по мере растяжения основы, а дорожки фольги становятся длиннее и тоньше.Поскольку сопротивление рассчитывается как \ (R = \ rho \ dfrac {L} {A} \), сопротивление увеличивается по мере того, как дорожки из фольги растягиваются. При изменении температуры меняется и удельное сопротивление дорожек фольги, изменяя сопротивление. Один из способов борьбы с этим — использовать два тензодатчика, один используется в качестве эталона, а другой — для измерения деформации. Два тензодатчика поддерживаются при постоянной температуре

Сопротивление коаксиального кабеля

Длинные кабели иногда могут действовать как антенны, улавливая электронные шумы, которые являются сигналами от другого оборудования и приборов.Коаксиальные кабели используются во многих случаях, когда требуется устранение этого шума. Например, их можно найти дома через кабельное телевидение или другие аудиовизуальные соединения. Коаксиальные кабели состоят из внутреннего проводника с радиусом \ (r_i \), окруженного вторым внешним концентрическим проводником с радиусом \ (r_0 \) (рисунок \ (\ PageIndex {6} \)). Пространство между ними обычно заполнено изолятором, например полиэтиленовым пластиком. Между двумя проводниками возникает небольшой ток радиальной утечки.Определите сопротивление коаксиального кабеля длиной L .

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Коаксиальные кабели состоят из двух концентрических проводников, разделенных изоляцией. Они часто используются в кабельном телевидении или других аудиовизуальных средствах связи.

Стратегия

Мы не можем использовать уравнение \ (R = \ rho \ dfrac {L} {A} \) напрямую. Вместо этого мы смотрим на концентрические цилиндрические оболочки толщиной dr и интегрируем.

Решение

Сначала мы находим выражение для \ (dR \), а затем интегрируем от \ (r_i \) до \ (r_0 \),

\ [\ begin {align *} dR & = \ dfrac {\ rho} {A} dr \\ [5pt] & = \ dfrac {\ rho} {2 \ pi r L} dr, \ end {align *} \]

Объединение обеих сторон

\ [\ begin {align *} R & = \ int_ {r_i} ^ {r_0} dR \\ [5pt] & = \ int_ {r_i} ^ {r_0} \ dfrac {\ rho} {2 \ pi r L } dr \\ [5pt] & = \ dfrac {\ rho} {2 \ pi L} \ int_ {r_i} ^ {r_0} \ dfrac {1} {r} dr \\ [5pt] & = \ dfrac {\ rho} {2 \ pi L} \ ln \ dfrac {r_0} {r_i}.\ end {align *} \]

Значение

Сопротивление коаксиального кабеля зависит от его длины, внутреннего и внешнего радиусов, а также удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника. Поскольку это сопротивление не бесконечно, между двумя проводниками возникает небольшой ток утечки. Этот ток утечки приводит к ослаблению (или ослаблению) сигнала, передаваемого по кабелю.

Упражнение \ (\ PageIndex {3} \)

Сопротивление между двумя проводниками коаксиального кабеля зависит от удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника, длины кабеля и внутреннего и внешнего радиуса двух проводников.Если вы разрабатываете коаксиальный кабель, как сопротивление между двумя проводниками зависит от этих переменных?

Ответ

Чем больше длина, тем меньше сопротивление. Чем больше удельное сопротивление, тем выше сопротивление. Чем больше разница между внешним радиусом и внутренним радиусом, то есть чем больше соотношение между ними, тем больше сопротивление. Если вы пытаетесь максимизировать сопротивление, выбор значений для этих переменных будет зависеть от приложения.Например, если кабель должен быть гибким, выбор материалов может быть ограничен.

Phet: Цепь батарейного резистора

Просмотрите это моделирование, чтобы увидеть, как приложенное напряжение и сопротивление материала, через который протекает ток, влияют на ток через материал. Вы можете визуализировать столкновения электронов и атомов материала, влияющие на температуру материала.

Авторы и авторство

  • Сэмюэл Дж.Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами. Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

Circular Mil-Foot

CIRCULAR-MIL-FOOT

Круглый мил-фут (рисунок 1-3) — это единица измерения объема. Это единичный проводник 1 фут в длины и имеет площадь поперечного сечения 1 круговой мил. Потому что это единичный проводник, круговая ножка полезна при сравнении проводов, состоящих из разные металлы.

Например, основа для сравнения УСТОЙЧИВОСТИ (будет обсуждено в ближайшее время) различные вещества могут быть получены путем определения сопротивления кругового милфута каждое из веществ.

Рисунок 1-3. — Круговой милфут.

При работе с квадратными или прямоугольными проводниками, такими как шунты амперметра и шины, иногда вам может быть удобнее использовать другую единицу громкости.Шина — это тяжелая медная перемычка или шина, используемые для соединения нескольких цепей вместе. Шины используются когда требуется большая токовая нагрузка.

Единицу объема можно измерить как сантиметровый куб. Удельное сопротивление, следовательно, становится сопротивлением проводника кубической формы длиной 1 сантиметр и 1 квадратный сантиметр в поперечном сечении. Используемая единица объема указана в таблицы удельных сопротивлений.

УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЛИ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Удельное сопротивление, или удельное сопротивление, — это сопротивление в Ом на единицу объема. (круговой милфут или сантиметровый куб) вещества к потоку электрического Текущий.Удельное сопротивление обратно пропорционально проводимости.

Вещество с высоким сопротивлением будет иметь низкую проводимость, и наоборот. Таким образом, удельное сопротивление вещества — это сопротивление единицы объема этого вещества. субстанция.

Многие таблицы удельного сопротивления основаны на сопротивлении в омах объема вещество длиной 1 фут и площадью поперечного сечения 1 круговой мил. Температура на также указывается, где производится измерение сопротивления.Если вы знаете, какой металл проводник, удельное сопротивление металла можно узнать из таблицы. Удельные сопротивления некоторых распространенных веществ приведены в таблице 1-1.

Таблица 1 — 1. — Удельное сопротивление обычных веществ

Вещество
Удельное сопротивление при 20С.
Куб сантиметр (мкОм) Круглый мил-фут (Ом)
Серебро 1.629 9,8
Медь (тянутая) 1,724 10,37
Золото 2,44 14,7
Алюминий 2,828 17,02
Углерод (аморфный) 3.8 к 4,1
Вольфрам 5,51 33,2
Латунь 7,0 42,1
Сталь (мягкая) 15,9 95,8
нихром 109.0 660,0

Сопротивление проводника с одинаковым поперечным сечением напрямую зависит от продукта. длины и удельного сопротивления проводника, и обратно пропорционально площадь поперечного сечения проводника. Таким образом, вы можете рассчитать сопротивление проводника, если вы знаете длину, площадь поперечного сечения и удельное сопротивление субстанция. Выражается в виде уравнения, R (сопротивление в Ом) проводника это

Проблема:

Какое сопротивление 1000 футов медного провода с площадью поперечного сечения 10400 круговых милов (No.10 провод) при температуре 20С?

Решение:

Удельное сопротивление меди (таблица 1-1) составляет 10,37 Ом. Подставляя известные значения в предыдущем уравнении, сопротивление, R, определяется как

Если R, & rho; и A известны, длина (L) может быть определена простым математическая транспозиция. У этого есть много ценных приложений.Например, когда Определив заземление в телефонной линии, вы воспользуетесь специальным тестовым оборудованием.

Это оборудование работает по принципу прямого изменения сопротивления линии. с его длиной. Таким образом, расстояние между контрольной точкой и повреждением может быть вычислено. точно.

Q.7 Определите удельное сопротивление.
Q.8 Перечислите три фактора, которые используются для расчета сопротивления конкретного проводника в омах.

15.3 Сопротивление и удельное сопротивление — Физика Дугласского колледжа 1104 Пользовательский учебник — Зима и лето 2020

Задачи и упражнения

1: Каково сопротивление отрезка медного провода 12 калибра длиной 20,0 м и диаметром 2,053 мм?

2: Диаметр медного провода нулевого сечения составляет 8,252 мм. Найдите сопротивление такого провода длиной 1,00 км, используемого для передачи энергии.

3: Если вольфрамовая нить диаметром 0,100 мм в лампочке должна иметь сопротивление [латекс] \ boldsymbol {0.3 \; \ textbf {V}} [/ latex] применяется к нему? (Такой стержень можно использовать, например, для изготовления детекторов ядерных частиц.)

6: (a) До какой температуры нужно нагреть медный провод, изначально равный 20,0 ° C, чтобы удвоить его сопротивление, не обращая внимания на любые изменения размеров? (б) Происходит ли это в бытовой электропроводке при обычных обстоятельствах?

7: Резистор из нихромовой проволоки используется там, где его сопротивление не может измениться более чем на 1,00% от значения 20.0ºC. В каком температурном диапазоне его можно использовать?

8: Из какого материала изготовлен резистор, если его сопротивление на 40,0% больше при 100 ° C, чем при 20,0 ° C?

9: Электронное устройство, предназначенное для работы при любой температуре в диапазоне от –10,0 ° C до 55,0 ° C, содержит резисторы из чистого углерода. В какой степени их сопротивление увеличивается в этом диапазоне?

10: (a) Из какого материала сделана проволока, имеет ли она длину 25,0 м и диаметр 0,100 мм и сопротивление [латекс] \ boldsymbol {77.7 \; \ Omega} [/ latex] при 20,0ºC? (б) Каково его сопротивление при 150 ° C?

11: Если принять постоянный температурный коэффициент удельного сопротивления, каков максимальный процент уменьшения сопротивления константановой проволоки, начиная с 20,0 ° C?

12: Проволока протягивается через матрицу, растягивая ее в четыре раза по сравнению с исходной длиной. По какому фактору увеличивается его сопротивляемость?

13: Медный провод имеет сопротивление [латекс] \ boldsymbol {0,500 \; \ Omega} [/ латекс] при 20.{\ circ} \ textbf {C}} [/ latex]), когда он находится при той же температуре, что и пациент. Какова температура пациента, если сопротивление термистора при этой температуре составляет 82,0% от его значения при 37,0 ° C (нормальная температура тела)? (b) Отрицательное значение для [latex] \ boldsymbol {\ alpha} [/ latex] не может поддерживаться при очень низких температурах. Обсудите, почему и так ли здесь. (Подсказка: сопротивление не может стать отрицательным.)

15: интегрированные концепции

(a) Повторите упражнение 2 с учетом теплового расширения вольфрамовой нити.{\ circ} \ textbf {C}} [/ латекс]. б) На какой процент ваш ответ отличается от приведенного в примере?

16: Необоснованные результаты

(a) До какой температуры нужно нагреть резистор из константана, чтобы удвоить его сопротивление, при условии постоянного температурного коэффициента удельного сопротивления? б) разрезать пополам? (c) Что необоснованного в этих результатах? (d) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *