Mis määrab juhi takistuse
Keemiliselt puhastest metallidest valmistatud juhtmete takistus ja selle vastastikune elektrijuhtivus on iseloomulik füüsikaline suurus, kuid sellegipoolest on nende takistuse väärtused teada suhteliselt väikese täpsusega.
Seda seletatakse asjaoluga, et metallide resistentsuse väärtust mõjutavad suuresti erinevad juhuslikud, raskesti kontrollitavad asjaolud.
Esiteks suurendavad sageli puhta metalli väikesed lisandid selle vastupidavust.
Elektrotehnika jaoks on kõige olulisem metall kallis, millest elektrienergia jaotamiseks tehakse juhtmeid ja kaableid, osutub selles osas eriti tundlikuks.
0,05% süsiniku ebaoluliselt väikesed lisandid suurendavad vase vastupidavust 33% võrreldes keemiliselt puhta vase vastupidavusega, 0,13% fosfori lisandid suurendab vase vastupidavust 48%, 0,5% raua 176%, jäljed tsinki selle väiksuse tõttu raskesti mõõdetavas koguses, 20%.
Lisandite mõju teiste metallide vastupidavusele on väiksem kui vase puhul.
Keemiliselt puhaste või üldiselt teatud keemilise koostisega metallide vastupidavus sõltub nende termilise ja mehaanilise töötlemise meetodist.
Valtsimine, tõmbamine, karastamine ja lõõmutamine võivad metalli eritakistust mitme protsendi võrra muuta.
Seda seletatakse asjaoluga, et sulametall kristalliseerub tahkumisel, moodustades arvukalt ja juhuslikult jaotunud väikeseid üksikkristalle.
Igasugune mehaaniline töötlemine hävitab need kristallid osaliselt ja nihutab nende rühmi üksteise suhtes, mille tulemusena muutub metallitüki üldine elektrijuhtivus tavaliselt takistuse suurenemise suunas.
Pikaajaline lõõmutamine soodsal, erinevate metallide puhul erineval temperatuuril, kaasneb kristallide redutseerimisega ja tavaliselt vähendab see takistust.
On meetodeid, mis võimaldavad sulametallide tahkumisel saada rohkem või vähem olulisi üksikkristalle (üksikkristalle).
Kui metall annab õige süsteemiga kristalle, siis on sellise metalli üksikkristallide takistus igas suunas ühesugune. Kui metallkristallid kuuluvad kuusnurk-, tetragonaal- või trigonaalsüsteemi, siis üksikkristalli takistuse väärtus sõltub voolu suunast.
Piirväärtused (äärmuslikud) saadakse kristalli sümmeetriatelje suunas ja sümmeetriateljega risti, kõigis teistes suundades on takistusel vahepealsed väärtused.
Tavapärastel meetoditel saadud väikeste kristallide juhusliku jaotusega metallitükkide takistus on võrdne teatud keskmise väärtusega, välja arvatud juhul, kui tahkumisel ei teki kristallide enam-vähem järjestatud jaotumist.
Sellest on selge, et teiste keemiliselt puhaste metallide proovide vastupidavus, mille kristallid ei kuulu õigesse süsteemi, ei saa olla täielikult määratud väärtustega.
Levinumate juhtivate metallide ja sulamite takistusväärtused temperatuuril 20 °C: Ainete takistus ja elektrijuhtivus
Temperatuuri mõju erinevate metallide vastupidavusele on paljude ja põhjalike uuringute objektiks, kuna selle mõju küsimus on suure teoreetilise ja praktilise tähtsusega.
Puhtad metallid temperatuuri takistustegur, on enamasti lähedane gaaside termilise lineaarse paisumise temperatuuritegurile, st see ei erine palju 0,004-st, seetõttu on takistus vahemikus 0 kuni 100 ° C ligikaudu proportsionaalne absoluutse temperatuuriga.
Temperatuuridel alla 0 ° väheneb takistus kiiremini kui absoluutne temperatuur ja seda kiiremini temperatuur langeb. Absoluutsele nullile lähedasel temperatuuril muutub osade metallide takistus praktiliselt nulliks. Kõrgel temperatuuril üle 100 ° suureneb enamiku metallide temperatuurikoefitsient aeglaselt, s.t takistus suureneb veidi kiiremini kui temperatuur.
Huvitavaid fakte:
Niinimetatud ferromagnetilised metallid (raud, nikkel ja koobalt) vastupidavus suureneb palju kiiremini kui temperatuur.Lõpuks näitavad plaatina ja pallaadiumi takistuse suurenemist, mis jääb temperatuuri tõusust mõnevõrra maha.
Kõrgete temperatuuride mõõtmiseks kasutatakse nn plaatina takistustermomeeter, mis koosneb õhukesest puhtast plaatinatraadist, mis on keritud spiraalselt üle isoleerainega toru või isegi sulatatud kvartstoru seintesse. Mõõtes traadi takistust, saate määrata selle temperatuuri tabelist või kõveralt temperatuurivahemikus -40 kuni 1000 ° C.
Muude metallilise juhtivusega ainete hulgas tuleb märkida kivisüsi, grafiiti, antratsiiti, mis erinevad negatiivse temperatuurikoefitsiendiga metallidest.
Seleeni vastupidavus ühes selle modifikatsioonis (metalliline, kristalne seleen, hall) muutub valguskiirtega kokkupuutel oluliseks languseks. See nähtus kuulub piirkonda fotogalvaanilised nähtused.
Seleeni ja paljude teiste selletaoliste puhul ei lenda valguskiiri neelates aine aatomitest eraldunud elektronid kehapinnast eemale, vaid jäävad aine sisse, mille tulemusena väheneb elektrijuhtivus. aine kogus loomulikult suureneb. Nähtust nimetatakse sisemiseks fotoelektriliseks nähtuseks.
Vaata ka:
Miks on erinevatel materjalidel erinev vastupidavus
Juhtmete ja kaablite elektrilised põhiomadused