Mis on elektritakistus?

Elektrivool I mis tahes aines tekib laetud osakeste liikumisel teatud suunas välisenergia rakendamisel (potentsiaalide erinevus U). Igal ainel on individuaalsed omadused, mis mõjutavad voolu voolu selles erineval viisil. Neid omadusi hinnatakse elektritakistuse R abil.

Georg Ohm määras empiiriliselt kindlaks antud aine elektritakistuse suurust mõjutavad tegurid selle sõltuvuse valem pingest ja voolust, mis on tema järgi nime saanud. Tema järgi on nimetatud takistuse SI mõõtühik. 1 oom on takistuse väärtus 0°C juures 106,3 cm pikkuse homogeense elavhõbedasamba jaoks, mille ristlõikepindala on 1 mm2.

Definitsioon

Elektriseadmete tootmiseks vajalike materjalide hindamiseks ja praktikas rakendamiseks võeti kasutusele termin «Juhitakistus»... Lisatud omadussõna «spetsiifiline» tähistab kõnealuse aine puhul aktsepteeritud mahu kontrollväärtuse kasutuskoefitsienti. See võimaldab hinnata erinevate materjalide elektrilisi parameetreid.

Sel juhul võetakse arvesse, et traadi takistus suureneb selle pikkuse suurenemise ja ristlõike vähenemisega. SI-süsteem kasutab 1 meetri pikkuse ja 1 m2 ristlõikega homogeense traadi mahtu... Tehnilistes arvutustes kasutatakse vananenud, kuid mugavat süsteemivälist mahuühikut, mis koosneb 1 meetri pikkusest ja pindalast. 1 mm.2... Takistuse ρ valem on näidatud joonisel.

Ainete elektriliste omaduste määramiseks võetakse kasutusele teine ​​tunnus — erijuhtivus b. See on pöördvõrdeline takistuse väärtusega, määrab materjali võime juhtida elektrivoolu: b = 1 / p.

Kuidas takistus sõltub temperatuurist

Materjali juhtivust mõjutab selle temperatuur. Erinevad ainete rühmad ei käitu kuumutamisel ega jahutamisel ühtemoodi. Seda omadust arvestatakse kuuma ja külma ilmaga õues töötavate elektrijuhtmete puhul.

Juhi materjal ja eritakistus valitakse, võttes arvesse selle töötingimusi.

Juhtmete takistuse suurenemine voolu läbimisel kuumutamisel on seletatav asjaoluga, et selles sisalduva metalli temperatuuri tõustes suureneb aatomite ja elektrilaengute kandjate liikumise intensiivsus igas suunas, mis tekitab tarbetuid takistusi. laetud osakeste ühes suunas liikumisele ja vähendab nende voo väärtust.

Kui metalli temperatuur langeb, paranevad voolu läbimise tingimused.Kriitilise temperatuurini jahutamisel ilmneb ülijuhtivuse nähtus paljudes metallides, kui nende elektritakistus on praktiliselt null. Seda omadust kasutatakse laialdaselt suure võimsusega elektromagnetites.

Temperatuuri mõju metallide juhtivusele kasutab elektritööstus tavaliste hõõglampide valmistamisel. Nende omad nikroomniit voolu läbimisel kuumutatakse see sellisesse olekusse, et kiirgab valgusvoogu. Normaaltingimustes on nikroomi takistus umbes 1,05 ÷ 1,4 (oomi ∙ mm2) / m.

Kui pirn on pinge all sisse lülitatud, läbib hõõgniidi suur vool, mis soojendab metalli väga kiiresti.Samal ajal suureneb elektriahela takistus, piirates käivitusvoolu valgustuse saamiseks vajaliku nimiväärtusega. . Sel viisil toimub nikroomspiraali abil lihtne voolutugevuse reguleerimine, pole vaja kasutada LED- ja fluorestsentsallikates kasutatavaid keerukaid liiteseadmeid.

Kuidas on inseneritöös kasutatavate materjalide vastupidavus

Parimad elektrijuhtivusomadused on värvilistel väärismetallidel. Seetõttu on elektriseadmete kriitilised kontaktid valmistatud hõbedast. Kuid see tõstab kogu toote lõpphinda. Kõige vastuvõetavam variant on kasutada odavamaid metalle. Näiteks vase takistus, mis on võrdne 0,0175 (oomi ∙ mm2) / m, on sellistel eesmärkidel üsna sobiv.

Väärismetallid – kuld, hõbe, plaatina, pallaadium, iriidium, roodium, ruteenium ja osmium, mis on saanud nime peamiselt nende kõrge keemilise vastupidavuse ja ehete kauni välimuse tõttu.Samuti on kuld, hõbe ja plaatina kõrge plastilisusega ning plaatinarühma metallid on tulekindlad ja sarnaselt kullaga on keemiliselt inertsed. Need väärismetallide eelised ühinevad.

Hea juhtivusega vasesulameid kasutatakse šuntide valmistamiseks, mis piiravad suurte voolude voolu läbi võimsate ampermeetrite mõõtepea.

Alumiiniumi vastupidavus 0,026 ÷ 0,029 (oomi ∙ mm2) / m on veidi kõrgem kui vasel, kuid selle metalli tootmine ja hind on madalamad. See on ka kergem. See seletab selle laialdast kasutamist elektris välisjuhtmete ja kaablisüdamike tootmiseks.

Raua takistus 0,13 (oomi ∙ mm2) / m võimaldab seda kasutada ka elektrivoolu edastamiseks, kuid see põhjustab suuremaid võimsuskadusid. Terasesulamid on suurendanud tugevust. Seetõttu kootakse kõrgepingeliinide alumiiniumist õhujuhtmetesse teraskiud, mis on konstrueeritud vastu pidama purunemiskoormustele.

See kehtib eriti siis, kui juhtmetele tekib jää või tugevad tuuleiilid.

Mõnel sulamil, näiteks konstantiinil ja nikliinil, on teatud vahemikus termiliselt stabiilsed takistusomadused. Nikeliini elektritakistus praktiliselt ei muutu 0 kuni 100 kraadi Celsiuse järgi. Seetõttu on reostaadi mähised valmistatud niklist.

Mõõteriistades kasutatakse laialdaselt plaatina takistuse väärtuste range muutuse omadust selle temperatuuri suhtes. Kui stabiliseeritud pingeallika elektrivool lastakse läbi plaatinajuhtme ja arvutatakse takistuse väärtus, näitab see plaatina temperatuuri.See võimaldab skaalat gradueerida kraadides, mis vastavad oomi väärtustele. See meetod võimaldab mõõta temperatuuri kraadide murdosade täpsusega.

Mõnikord on praktiliste probleemide lahendamiseks vaja teada kaabli üldist või spetsiifilist takistust... Selleks on kaabli tootekataloogides toodud ühe südamiku induktiiv- ja aktiivtakistuse väärtused iga kaabli väärtuse kohta. ristlõige. Nende abil arvutatakse lubatud koormused, tekkiv soojus, määratakse lubatud töötingimused ja valitakse tõhus kaitse.

Metallide erijuhtivust mõjutab see, kuidas neid töödeldakse. Surve kasutamine plastiliseks deformatsiooniks rikub kristallvõre struktuuri, suurendab defektide arvu ja suurendab vastupidavust. Selle vähendamiseks kasutatakse rekristallisatsiooni lõõmutamist.

Metallide venitamine või kokkusurumine põhjustab neis elastse deformatsiooni, millest alates vähenevad elektronide termiliste võngete amplituudid ja mõnevõrra väheneb takistus.

Maandussüsteemide projekteerimisel on vaja arvestada mullakindlus… See erineb määratluse poolest ülaltoodud meetodist ja seda mõõdetakse SI ühikutes — oomides. Mõõdik. Tema abiga hinnatakse elektrivoolu jaotuse kvaliteeti maa sees.
Mullakindluse sõltuvus mulla niiskusest ja temperatuurist:

Pinnase juhtivust mõjutavad paljud tegurid, sealhulgas mulla niiskus, tihedus, osakeste suurus, temperatuur, soolade, hapete ja aluste kontsentratsioon.