ઘર કોટેડ જીભ વિશિષ્ટ પ્રતિકાર 0.6. એલ્યુમિનિયમ પ્રતિકારકતા

કોટેડ જીભ

વિશિષ્ટ પ્રતિકાર 0.6. એલ્યુમિનિયમ પ્રતિકારકતા

વિદ્યુત પ્રતિકાર એ વાહક સામગ્રીની મુખ્ય લાક્ષણિકતા છે. કંડક્ટરના એપ્લિકેશનના ક્ષેત્રના આધારે, તેના પ્રતિકારનું મૂલ્ય વિદ્યુત સિસ્ટમની કામગીરીમાં હકારાત્મક અને નકારાત્મક બંને ભૂમિકા ભજવી શકે છે. ઉપરાંત, કંડક્ટરની વિશિષ્ટ એપ્લિકેશનને વધારાની લાક્ષણિકતાઓ ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર પડી શકે છે, જેના પ્રભાવને કોઈ ચોક્કસ કિસ્સામાં અવગણી શકાય નહીં.

વાહક શુદ્ધ ધાતુઓ અને તેમના એલોય છે. ધાતુમાં, એક "મજબૂત" માળખામાં નિશ્ચિત અણુઓમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે (કહેવાતા "ઇલેક્ટ્રોન ગેસ"). તે આ કણો છે આ બાબતેચાર્જ કેરિયર્સ છે. ઇલેક્ટ્રોન એક અણુથી બીજા પરમાણુમાં સતત, રેન્ડમ ગતિમાં હોય છે. ક્યારે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર(ધાતુના છેડા સાથે વોલ્ટેજ સ્ત્રોતને જોડવાથી), કંડક્ટરમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ ક્રમમાં બને છે. વાહકની પરમાણુ રચનાની વિચિત્રતાને કારણે ફરતા ઇલેક્ટ્રોન તેમના માર્ગ પર અવરોધોનો સામનો કરે છે. જ્યારે તેઓ સ્ટ્રક્ચર સાથે અથડાય છે, ત્યારે ચાર્જ કેરિયર્સ તેમની ઊર્જા ગુમાવે છે, તે કંડક્ટરને આપે છે (તેને ગરમ કરે છે). વાહક વાહકોને ચાર્જ કરવા માટે વાહક માળખું જેટલા વધુ અવરોધો બનાવે છે, પ્રતિકાર વધારે છે.

જ્યારે વધી રહી છે ક્રોસ વિભાગએક નંબરના ઇલેક્ટ્રોન માટે વાહક માળખું, "ટ્રાન્સમિશન ચેનલ" વિશાળ બનશે, પ્રતિકાર ઘટશે. તદનુસાર, જેમ જેમ વાયરની લંબાઈ વધે છે, ત્યાં આવા અવરોધો વધુ હશે અને પ્રતિકાર વધશે.

આમ, પ્રતિકારની ગણતરી માટેના મૂળભૂત સૂત્રમાં વાયરની લંબાઈ, ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર અને ચોક્કસ ગુણાંકનો સમાવેશ થાય છે જે આ પરિમાણીય લાક્ષણિકતાઓને વોલ્ટેજ અને વર્તમાન (1) ના વિદ્યુત જથ્થા સાથે સંબંધિત કરે છે. આ ગુણાંકને પ્રતિકારકતા કહેવામાં આવે છે.
R= r*L/S (1)

પ્રતિકારકતા

પ્રતિકારકતા યથાવત છેઅને તે પદાર્થની મિલકત છે જેમાંથી વાહક બનાવવામાં આવે છે. માપના એકમો r - ohm*m. ઘણીવાર કદ પ્રતિકારકતા ohm*mm sq./m માં આપવામાં આવે છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા કેબલનો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર પ્રમાણમાં નાનો છે અને mm2 માં માપવામાં આવે છે. ચાલો એક સરળ ઉદાહરણ આપીએ.

કાર્ય નંબર 1. કોપર વાયર લંબાઈ L = 20 મીટર, ક્રોસ-સેક્શન S = 1.5 એમએમ. ચો. વાયર પ્રતિકારની ગણતરી કરો.
ઉકેલ: કોપર વાયરની પ્રતિકારકતા r = 0.018 ohm*mm. ચો./મી. મૂલ્યોને ફોર્મ્યુલામાં બદલીને (1) આપણને R=0.24 ઓહ્મ મળે છે.
પાવર સિસ્ટમના પ્રતિકારની ગણતરી કરતી વખતે, એક વાયરના પ્રતિકારને વાયરની સંખ્યા દ્વારા ગુણાકાર કરવો આવશ્યક છે.
જો તાંબાને બદલે તમે ઊંચી પ્રતિકારકતા (r = 0.028 ohm * mm sq./m) સાથે એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ કરો છો, તો તે મુજબ વાયરનો પ્રતિકાર વધશે. ઉપરના ઉદાહરણ માટે, પ્રતિકાર R = 0.373 ઓહ્મ (55% વધુ) હશે. વાયર માટે કોપર અને એલ્યુમિનિયમ મુખ્ય સામગ્રી છે. તાંબા કરતાં ઓછી પ્રતિકારકતા ધરાવતી ધાતુઓ છે, જેમ કે ચાંદી. જો કે, તેની સ્પષ્ટ ઊંચી કિંમતને કારણે તેનો ઉપયોગ મર્યાદિત છે. નીચેનું કોષ્ટક વાહક સામગ્રીની પ્રતિકાર અને અન્ય મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે.
કોષ્ટક - વાહકની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

વાયરની ગરમીનું નુકસાન

જો, ઉપરના ઉદાહરણમાંથી કેબલનો ઉપયોગ કરીને, 2.2 kW નો લોડ સિંગલ-ફેઝ 220 V નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ હોય, તો વર્તમાન I = P/U અથવા I = 2200/220 = 10 A વાયરમાંથી વહેશે. માટેનું સૂત્ર કંડક્ટરમાં પાવર લોસની ગણતરી:
Ppr=(I^2)*R (2)
ઉદાહરણ નંબર 2. ઉલ્લેખિત વાયર માટે 220 V ના વોલ્ટેજવાળા નેટવર્કમાં 2.2 kW નો પાવર ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે સક્રિય નુકસાનની ગણતરી કરો.
ઉકેલ: વર્તમાન અને વાયર પ્રતિકારના મૂલ્યોને ફોર્મ્યુલા (2) માં બદલીને, અમે Ppr=(10^2)*(2*0.24)=48 W મેળવીએ છીએ.
આમ, જ્યારે નેટવર્કથી લોડમાં ઊર્જા પ્રસારિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે વાયરમાં નુકસાન 2% કરતાં સહેજ વધુ હશે. આ ઉર્જા માં વાહક દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમીમાં રૂપાંતરિત થાય છે પર્યાવરણ. કંડક્ટરની ગરમીની સ્થિતિ (વર્તમાન મૂલ્ય અનુસાર) અનુસાર, તેનો ક્રોસ-સેક્શન પસંદ કરવામાં આવે છે, ખાસ કોષ્ટકો દ્વારા માર્ગદર્શન આપવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, ઉપરોક્ત વાહક માટે, 220 V નેટવર્કમાં મહત્તમ વર્તમાન 19 A અથવા 4.1 kW છે.

પાવર લાઇનમાં સક્રિય નુકસાન ઘટાડવા માટે, વધેલા વોલ્ટેજનો ઉપયોગ થાય છે. તે જ સમયે, વાયરમાં વર્તમાન ઘટે છે, નુકસાન ઘટે છે.

તાપમાનની અસર

તાપમાનમાં વધારો મેટલ ક્રિસ્ટલ જાળીના સ્પંદનોમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. તદનુસાર, ઇલેક્ટ્રોન વધુ અવરોધોનો સામનો કરે છે, જે પ્રતિકારમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. તાપમાનમાં વધારા માટે ધાતુના પ્રતિકારની "સંવેદનશીલતા" ની તીવ્રતાને તાપમાન ગુણાંક α કહેવામાં આવે છે. તાપમાનની ગણતરી માટેનું સૂત્ર નીચે મુજબ છે
R=RN*, (3)
જ્યાં Rн - વાયર પ્રતિકાર પર સામાન્ય પરિસ્થિતિઓ(t°n તાપમાને); t° એ વાહકનું તાપમાન છે.
સામાન્ય રીતે t°n = 20° C. α નું મૂલ્ય t°n તાપમાન માટે પણ સૂચવવામાં આવે છે.
કાર્ય 4. t° = 90° C તાપમાને તાંબાના વાયરના પ્રતિકારની ગણતરી કરો. α કોપર = 0.0043, Rн = 0.24 ઓહ્મ (કાર્ય 1).
ઉકેલ: મૂલ્યોને સૂત્ર (3) માં બદલવાથી આપણને R = 0.312 ઓહ્મ મળે છે. વિશ્લેષણ કરવામાં આવી રહેલા ગરમ વાયરનો પ્રતિકાર ઓરડાના તાપમાને તેના પ્રતિકાર કરતાં 30% વધારે છે.

આવર્તનની અસર

જેમ જેમ વાહકમાં વર્તમાનની આવર્તન વધે છે તેમ, તેની સપાટીની નજીક ચાર્જને વિસ્થાપિત કરવાની પ્રક્રિયા થાય છે. સપાટીના સ્તરમાં ચાર્જની સાંદ્રતામાં વધારો થવાના પરિણામે, વાયરનો પ્રતિકાર પણ વધે છે. આ પ્રક્રિયાને "ત્વચાની અસર" અથવા સપાટીની અસર કહેવામાં આવે છે. ત્વચા ગુણાંક- અસર વાયરના કદ અને આકાર પર પણ આધાર રાખે છે. ઉપરના ઉદાહરણ માટે, 20 kHz ની AC ફ્રિકવન્સી પર, વાયરનો પ્રતિકાર આશરે 10% વધશે. નોંધ કરો કે ઉચ્ચ-આવર્તન ઘટકોમાં ઘણા આધુનિક ઔદ્યોગિક અને ઘરગથ્થુ ગ્રાહકો (ઊર્જા-બચત લેમ્પ્સ, સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય, ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર અને તેથી વધુ) તરફથી વર્તમાન સંકેત હોઈ શકે છે.

પડોશી કંડક્ટરનો પ્રભાવ

કોઈપણ વાહકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય છે જેના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે. પડોશી વાહકના ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પણ ઉર્જાનું નુકશાન કરે છે અને તેને "નિકટતા અસર" કહેવામાં આવે છે. એ પણ નોંધ કરો કે કોઈપણ ધાતુના વાહકમાં વાહક કોર દ્વારા બનાવેલ ઇન્ડક્ટન્સ અને ઇન્સ્યુલેશન દ્વારા બનાવેલ કેપેસીટન્સ હોય છે. આ પરિમાણો પણ નિકટતા અસર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

ટેક્નોલોજીઓ

શૂન્ય પ્રતિકાર સાથે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વાયર

કાર ઇગ્નીશન સિસ્ટમ્સમાં આ પ્રકારના વાયરનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વાયરનો પ્રતિકાર તદ્દન ઓછો છે અને લંબાઈના મીટર દીઠ ઓહ્મના કેટલાક અપૂર્ણાંક જેટલો છે. ચાલો તમને યાદ અપાવીએ કે આ તીવ્રતાનો પ્રતિકાર ઓહ્મમીટરથી માપી શકાતો નથી. સામાન્ય ઉપયોગ. મોટેભાગે, નીચા પ્રતિકારને માપવાના કાર્ય માટે માપન પુલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
માળખાકીય રીતે, આવા વાયરમાં સિલિકોન, પ્લાસ્ટિક અથવા અન્ય ડાઇલેક્ટ્રિક્સ પર આધારિત ઇન્સ્યુલેશન સાથે મોટી સંખ્યામાં કોપર કોરો હોય છે. આવા વાયરના ઉપયોગની વિશિષ્ટતા એ માત્ર ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર કામગીરી જ નથી, પરંતુ ટૂંકા ગાળામાં (પલ્સ મોડ) ઊર્જાનું ટ્રાન્સફર પણ છે.

બાયમેટાલિક કેબલ

ઉલ્લેખિત કેબલ્સના એપ્લિકેશનનું મુખ્ય ક્ષેત્ર ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલોનું પ્રસારણ છે. વાયરનો કોર એક પ્રકારની ધાતુથી બનેલો હોય છે, જેની સપાટી બીજા પ્રકારની ધાતુથી કોટેડ હોય છે. ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર માત્ર વાહકની સપાટીનું સ્તર વાહક હોવાથી, વાયરની અંદરથી બદલવું શક્ય છે. આ ખર્ચાળ સામગ્રીને બચાવે છે અને વાયરની યાંત્રિક લાક્ષણિકતાઓને સુધારે છે. આવા વાયરના ઉદાહરણો: સિલ્વર-પ્લેટેડ કોપર, કોપર-પ્લેટેડ સ્ટીલ.

નિષ્કર્ષ

વાયર પ્રતિકાર એ એક મૂલ્ય છે જે પરિબળોના જૂથ પર આધારિત છે: વાહકનો પ્રકાર, તાપમાન, વર્તમાન આવર્તન, ભૌમિતિક પરિમાણો. આ પરિમાણોના પ્રભાવનું મહત્વ વાયરની ઓપરેટિંગ શરતો પર આધારિત છે. ઓપ્ટિમાઇઝેશન માપદંડ, વાયર માટેના કાર્યોના આધારે, આ હોઈ શકે છે: સક્રિય નુકસાન ઘટાડવું, યાંત્રિક લાક્ષણિકતાઓમાં સુધારો કરવો, કિંમતોમાં ઘટાડો કરવો.

કોપર રેઝિસ્ટન્સ તાપમાન સાથે બદલાય છે, પરંતુ પહેલા આપણે એ નક્કી કરવાની જરૂર છે કે શું આપણે વાહકની વિદ્યુત પ્રતિકારકતા (ઓહમિક રેઝિસ્ટન્સ) વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ, જે ઈથરનેટ પર ડીસી પાવર માટે મહત્વપૂર્ણ છે, અથવા શું આપણે ડેટા નેટવર્ક્સમાં સંકેતો વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ, અને પછી અમે પ્રચાર દરમિયાન નિવેશ નુકશાન વિશે વાત કરીએ છીએ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગટ્વિસ્ટેડ જોડી વાતાવરણમાં અને તાપમાન પર એટેન્યુએશનની અવલંબન (અને આવર્તન, જે ઓછું મહત્વનું નથી).

કોપર પ્રતિકારકતા

IN આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમ SI ઓહ્મ∙m માં વાહકની પ્રતિકારકતાને માપે છે. IT ક્ષેત્રમાં, નોન-સિસ્ટમ પરિમાણ Ohm∙mm 2 /m નો વધુ વખત ઉપયોગ થાય છે, જે ગણતરીઓ માટે વધુ અનુકૂળ છે, કારણ કે કંડક્ટર ક્રોસ-સેક્શન સામાન્ય રીતે mm 2 માં સૂચવવામાં આવે છે. મૂલ્ય 1 Ohm∙mm 2 /m એ 1 Ohm∙m કરતા એક મિલિયન ગણું ઓછું છે અને તે પદાર્થની પ્રતિકારકતા દર્શાવે છે, એક સજાતીય વાહક જેનું 1 મીટર લાંબું છે અને 1 mm 2 ના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે 1 ઓહ્મનો પ્રતિકાર.

20°C પર શુદ્ધ વિદ્યુત તાંબાની પ્રતિકારકતા છે 0.0172 ઓહ્મ∙મીમી 2/મી. વિવિધ સ્ત્રોતોમાં તમે 0.018 Ohm∙mm 2 /m સુધીના મૂલ્યો શોધી શકો છો, જે ઇલેક્ટ્રિકલ કોપર પર પણ લાગુ થઈ શકે છે. સામગ્રી જે પ્રક્રિયાને આધિન છે તેના આધારે મૂલ્યો બદલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડ્રોઇંગ ("ડ્રોઇંગ") પછી વાયરને એન્નીલિંગ કરવાથી તાંબાની પ્રતિરોધકતા ઘણા ટકા ઘટી જાય છે, જો કે તે મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રિકલ ગુણધર્મોને બદલે યાંત્રિક બદલવા માટે કરવામાં આવે છે.

કોપર રેઝિસ્ટિવિટીનો પાવર ઓવર ઇથરનેટ એપ્લિકેશન માટે સીધો પ્રભાવ છે. કંડક્ટરમાં ઇન્જેક્ટ કરાયેલા મૂળ DC કરંટનો માત્ર એક ભાગ કંડક્ટરના છેડા સુધી પહોંચશે - રસ્તામાં થોડું નુકસાન અનિવાર્ય છે. દાખ્લા તરીકે, PoE પ્રકાર 1સ્ત્રોત દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ 15.4 ડબ્લ્યુમાંથી, ઓછામાં ઓછા 12.95 ડબ્લ્યુ દૂરના છેડે સંચાલિત ઉપકરણ સુધી પહોંચે તે જરૂરી છે.

તાંબાની પ્રતિકારકતા તાપમાન સાથે બદલાય છે, પરંતુ IT તાપમાન માટે ફેરફારો નાના છે. પ્રતિકારકતામાં ફેરફારની ગણતરી સૂત્રો દ્વારા કરવામાં આવે છે:

ΔR = α R ΔT

R 2 = R 1 (1 + α (T 2 - T 1))

જ્યાં ΔR એ પ્રતિકારકતામાં ફેરફાર છે, R એ બેઝ લેવલ (સામાન્ય રીતે 20 °C) તરીકે લેવાયેલ તાપમાન પર પ્રતિકારકતા છે, ΔT એ તાપમાનનો ઢાળ છે, α એ આપેલ સામગ્રી (પરિમાણ °C -1) માટે પ્રતિકારકતાનો તાપમાન ગુણાંક છે. ). 0°C થી 100°C ની રેન્જમાં, તાંબા માટે 0.004 °C -1 તાપમાન ગુણાંક સ્વીકારવામાં આવે છે. ચાલો 60°C પર તાંબાની પ્રતિકારકતાની ગણતરી કરીએ.

R 60°C = R 20°C (1 + α (60°C - 20°C)) = 0.0172 (1 + 0.004 40) ≈ 0.02 ઓહ્મ∙મીમી 2/મી

તાપમાનમાં 40 ડિગ્રી સેલ્સિયસના વધારા સાથે પ્રતિકારકતા 16% વધી છે. જ્યારે ઓપરેટિંગ કેબલ સિસ્ટમ્સ, અલબત્ત, ટ્વિસ્ટેડ જોડી અંદર હોવી જોઈએ નહીં ઉચ્ચ તાપમાન, આને મંજૂરી આપવી જોઈએ નહીં. યોગ્ય રીતે ડિઝાઇન કરેલી અને ઇન્સ્ટોલ કરેલી સિસ્ટમ સાથે, કેબલનું તાપમાન સામાન્ય 20 ° સે કરતા થોડું અલગ હોય છે, અને પછી પ્રતિકારકતામાં ફેરફાર ઓછો હશે. ટેલિકોમ્યુનિકેશન ધોરણો અનુસાર, શ્રેણી 5e અથવા 6 ટ્વિસ્ટેડ જોડી કેબલમાં 100 મીટર કોપર કંડક્ટરનો પ્રતિકાર 20 ° સે પર 9.38 ઓહ્મથી વધુ ન હોવો જોઈએ. વ્યવહારમાં, ઉત્પાદકો માર્જિન સાથે આ મૂલ્યમાં બંધબેસે છે, તેથી 25°C ÷ 30°C તાપમાને પણ, તાંબાના વાહકનો પ્રતિકાર આ મૂલ્ય કરતાં વધી જતો નથી.

ટ્વિસ્ટેડ જોડી સિગ્નલ એટેન્યુએશન / નિવેશ નુકશાન

જ્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ તાંબાની ટ્વિસ્ટેડ જોડી કેબલ દ્વારા પ્રસારિત થાય છે, ત્યારે તેની ઉર્જાનો એક ભાગ નજીકના છેડાથી દૂરના છેડા સુધીના માર્ગ સાથે વિખેરી નાખવામાં આવે છે. કેબલનું તાપમાન જેટલું ઊંચું છે, તેટલું સિગ્નલ ઓછું થાય છે. ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર એટેન્યુએશન ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ કરતાં વધુ હોય છે અને વધુ માટે ઉચ્ચ શ્રેણીઓનિવેશ નુકશાન પરીક્ષણ માટે સ્વીકાર્ય મર્યાદા વધુ કડક છે. આ કિસ્સામાં, તમામ મર્યાદા મૂલ્યો 20 ° સે તાપમાન માટે સેટ કરવામાં આવે છે. જો 20 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર મૂળ સિગ્નલ પાવર લેવલ P સાથે 100 મીટર લાંબા સેગમેન્ટના છેડે આવે છે, તો પછી એલિવેટેડ તાપમાનઆહ, આવી સિગ્નલ શક્તિ ઓછા અંતરે જોવામાં આવશે. જો સેગમેન્ટના આઉટપુટ પર સમાન સિગ્નલ પાવર પ્રદાન કરવો જરૂરી હોય, તો તમારે કાં તો ટૂંકી કેબલ ઇન્સ્ટોલ કરવી પડશે (જે હંમેશા શક્ય નથી) અથવા ઓછા એટેન્યુએશન સાથે કેબલ બ્રાન્ડ્સ પસંદ કરવી પડશે.

20 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપરના તાપમાને શિલ્ડેડ કેબલ માટે, 1 ડિગ્રીના તાપમાનમાં ફેરફારથી 0.2% ના એટેન્યુએશનમાં ફેરફાર થાય છે.
તમામ પ્રકારના કેબલ્સ અને 40 ° સે સુધીના તાપમાને કોઈપણ ફ્રીક્વન્સીઝ માટે, 1 ડિગ્રી તાપમાનમાં ફેરફાર 0.4% ના એટેન્યુએશનમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે.
40°C થી 60°C સુધીના તાપમાને તમામ પ્રકારના કેબલ્સ અને કોઈપણ ફ્રીક્વન્સીઝ માટે, 1 ડિગ્રીના તાપમાનમાં ફેરફારથી 0.6% ના એટેન્યુએશનમાં ફેરફાર થાય છે.
કેટેગરી 3 કેબલ્સ 1.5% પ્રતિ ડિગ્રી સેલ્સિયસના એટેન્યુએશન ફેરફારનો અનુભવ કરી શકે છે

પહેલેથી જ 2000 ની શરૂઆતમાં. TIA/EIA-568-B.2 સ્ટાન્ડર્ડે મહત્તમ અનુમતિપાત્ર કેટેગરી 6 કાયમી લિંક/ચેનલ લંબાઈ ઘટાડવાની ભલામણ કરી છે જો કેબલ એલિવેટેડ તાપમાનના વાતાવરણમાં સ્થાપિત કરવામાં આવી હોય, અને તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય, તેટલું ટૂંકા સેગમેન્ટ હોવું જોઈએ.

શ્રેણી 6A માં આવર્તન ટોચમર્યાદા શ્રેણી 6 કરતા બમણી ઊંચી છે તે ધ્યાનમાં લેતા, આવી સિસ્ટમો માટે તાપમાન નિયંત્રણો વધુ કડક હશે.

આજે, અરજીઓ અમલમાં મૂકતી વખતે પો.ઇઅમે મહત્તમ 1-ગીગાબીટ સ્પીડ વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ. જ્યારે 10-ગીગાબીટ એપ્લિકેશનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તેમ છતાં, પાવર ઓવર ઇથરનેટ એ વિકલ્પ નથી, ઓછામાં ઓછું હજી સુધી નથી. તેથી તમારી જરૂરિયાતો પર આધાર રાખીને, જ્યારે તાપમાનમાં ફેરફાર થાય છે, ત્યારે તમારે તાંબાની પ્રતિકારકતામાં ફેરફાર અથવા એટેન્યુએશનમાં ફેરફારને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. બંને કિસ્સાઓમાં, તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે સૌથી વધુ અર્થપૂર્ણ છે કે કેબલ 20 ° સેની નજીકના તાપમાને રાખવામાં આવે છે.

તે પ્રાયોગિક રીતે તે પ્રતિકાર સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો છે આરમેટલ વાહક તેની લંબાઈના સીધા પ્રમાણસર છે એલઅને તેના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારના વિપરીત પ્રમાણસર એ:

આર = ρ L/ એ (26.4)

ગુણાંક ક્યાં છે ρ તેને પ્રતિકારકતા કહેવામાં આવે છે અને તે પદાર્થની લાક્ષણિકતા તરીકે સેવા આપે છે જેમાંથી વાહક બનાવવામાં આવે છે. આ સામાન્ય સમજ છે: જાડા વાયરમાં પાતળા વાયર કરતાં ઓછો પ્રતિકાર હોવો જોઈએ કારણ કે જાડા વાયરમાં ઈલેક્ટ્રોન મોટા વિસ્તાર પર જઈ શકે છે. અને આપણે વાહકની વધતી લંબાઈ સાથે પ્રતિકારમાં વધારાની અપેક્ષા રાખી શકીએ છીએ, કારણ કે ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહમાં અવરોધોની સંખ્યા વધે છે.

લાક્ષણિક મૂલ્યો ρ વિવિધ સામગ્રીઓ માટે કોષ્ટકની પ્રથમ કોલમમાં આપવામાં આવે છે. 26.2. (શુદ્ધતા, ગરમીની સારવાર, તાપમાન અને અન્ય પરિબળોના આધારે વાસ્તવિક મૂલ્યો બદલાય છે.)

કોષ્ટક 26.2. વિશિષ્ટ પ્રતિકાર અને પ્રતિકારનો તાપમાન ગુણાંક (TCR) (20 °C પર)
પદાર્થ	ρ ,ઓમ એમ	TKS α ,°C -1
કંડક્ટર
ચાંદીના	1.59·10 -8	0,0061
કોપર	1.68·10 -8	0,0068
એલ્યુમિનિયમ	2.65·10 -8	0,00429
ટંગસ્ટન	5.6·10 -8	0,0045
લોખંડ	9.71·10 -8	0,00651
પ્લેટિનમ	10.6·10 -8	0,003927
બુધ	98·10 -8	0,0009
નિક્રોમ (ની, ફે, સીઆરની એલોય)	100·10 -8	0,0004
સેમિકન્ડક્ટર 1)
કાર્બન (ગ્રેફાઇટ)	(3-60)·10 -5	-0,0005
જર્મનિયમ	(1-500)·10 -5	-0,05
સિલિકોન	0,1 - 60	-0,07
ડાઇલેક્ટ્રિક્સ
કાચ	10 9 - 10 12
સખત રબર	10 13 - 10 15
1) વાસ્તવિક મૂલ્યો ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં અશુદ્ધિઓની હાજરી પર આધાર રાખે છે.

ચાંદીમાં સૌથી ઓછી પ્રતિરોધકતા હોય છે, જે આમ શ્રેષ્ઠ વાહક તરીકે બહાર આવે છે; જો કે તે ખર્ચાળ છે. તાંબુ ચાંદી કરતાં સહેજ હલકી ગુણવત્તાવાળા છે; તે સ્પષ્ટ છે કે શા માટે વાયર મોટેભાગે તાંબાના બનેલા હોય છે.

એલ્યુમિનિયમમાં તાંબા કરતાં વધુ પ્રતિકારકતા હોય છે, પરંતુ તેની ઘનતા ઘણી ઓછી હોય છે અને તેને અમુક એપ્લિકેશન્સમાં પસંદ કરવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, પાવર લાઇનમાં) કારણ કે સમાન સમૂહના એલ્યુમિનિયમ વાયરનો પ્રતિકાર તાંબા કરતાં ઓછો હોય છે. પ્રતિકારકતાનો પારસ્પરિક ઉપયોગ ઘણીવાર થાય છે:

σ = 1/ρ (26.5)

σ ચોક્કસ વાહકતા કહેવાય છે. ચોક્કસ વાહકતા એકમો (ઓહ્મ એમ) -1 માં માપવામાં આવે છે.

પદાર્થની પ્રતિકારકતા તાપમાન પર આધાર રાખે છે. એક નિયમ તરીકે, ધાતુઓનો પ્રતિકાર તાપમાન સાથે વધે છે. આ આશ્ચર્યજનક ન હોવું જોઈએ: જેમ જેમ તાપમાન વધે છે, અણુઓ ઝડપથી આગળ વધે છે, તેમની ગોઠવણ ઓછી ક્રમમાં બને છે, અને અમે અપેક્ષા રાખી શકીએ કે તેઓ ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહમાં વધુ દખલ કરે. સાંકડી તાપમાન શ્રેણીમાં, ધાતુની પ્રતિકારકતા તાપમાન સાથે લગભગ રેખીય રીતે વધે છે:

જ્યાં ρ ટી- તાપમાનમાં પ્રતિકારકતા ટી, ρ 0 - પ્રમાણભૂત તાપમાને પ્રતિકારકતા ટી 0, એ α - પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંક (TCR). a ની કિંમતો કોષ્ટકમાં આપવામાં આવી છે. 26.2. નોંધ કરો કે સેમિકન્ડક્ટર માટે TCR નકારાત્મક હોઈ શકે છે. આ સ્પષ્ટ છે, કારણ કે વધતા તાપમાન સાથે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા વધે છે અને તેઓ પદાર્થના વાહક ગુણધર્મોમાં સુધારો કરે છે. આમ, વધતા તાપમાન સાથે સેમિકન્ડક્ટરનો પ્રતિકાર ઘટી શકે છે (જોકે હંમેશા નહીં).

મૂલ્યો તાપમાન પર આધાર રાખે છે, તેથી તમારે તાપમાનની શ્રેણી પર ધ્યાન આપવું જોઈએ કે જેમાં આ મૂલ્ય માન્ય છે (ઉદાહરણ તરીકે, સંદર્ભ પુસ્તક અનુસાર ભૌતિક જથ્થો). જો તાપમાનના ફેરફારોની શ્રેણી વિશાળ હોવાનું બહાર આવે છે, તો રેખીયતાનું ઉલ્લંઘન કરવામાં આવશે, અને (26.6) ને બદલે તાપમાનની બીજી અને ત્રીજી શક્તિઓ પર આધાર રાખે તેવા શબ્દો ધરાવતી અભિવ્યક્તિનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે:

ρ ટી = ρ 0 (1+αT+ + βT 2 + γT 3),

ગુણાંક ક્યાં છે β અને γ સામાન્ય રીતે ખૂબ નાનું (અમે મૂકીએ છીએ ટી 0 = 0°С), પરંતુ મોટા પ્રમાણમાં ટીઆ સભ્યોનું યોગદાન નોંધપાત્ર બને છે.

અત્યંત નીચા તાપમાને, કેટલીક ધાતુઓની પ્રતિકારકતા, તેમજ એલોય અને સંયોજનો, આધુનિક માપનની ચોકસાઈની અંદર શૂન્ય સુધી ઘટી જાય છે. આ ગુણધર્મને સુપરકન્ડક્ટિવિટી કહેવાય છે; 1911માં જ્યારે પારો 4.2 K ની નીચે ઠંડો હતો ત્યારે ડચ ભૌતિકશાસ્ત્રી ગેઇક કેમરલિંગ ઓનેસ (1853-1926) દ્વારા તે સૌપ્રથમ અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું. આ તાપમાને, પારાના વિદ્યુત પ્રતિકાર અચાનક શૂન્ય થઈ ગયો હતો.

સુપરકન્ડક્ટર્સ સંક્રમણ તાપમાનની નીચે સુપરકન્ડક્ટિંગ સ્થિતિમાં પ્રવેશ કરે છે, જે સામાન્ય રીતે થોડા ડિગ્રી કેલ્વિન (સંપૂર્ણ શૂન્યથી ઉપર) હોય છે. સુપરકન્ડક્ટીંગ રીંગમાં વિદ્યુત પ્રવાહ જોવા મળ્યો હતો, જે ઘણા વર્ષો સુધી વોલ્ટેજની ગેરહાજરીમાં વ્યવહારીક રીતે નબળો પડતો ન હતો.

IN છેલ્લા વર્ષોસુપરકન્ડક્ટિવિટી તેની પદ્ધતિને સમજવા માટે અને ખૂબ ઓછા તાપમાને ઠંડું પડવાની કિંમત અને અસુવિધા ઘટાડવા માટે ઉચ્ચ તાપમાને સુપરકન્ડક્ટ કરતી સામગ્રી શોધવા માટે સઘન સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું છે. સુપરકન્ડક્ટિવિટીની પ્રથમ સફળ થિયરી 1957માં બાર્ડીન, કૂપર અને શ્રિફર દ્વારા બનાવવામાં આવી હતી. સુપરકન્ડક્ટર્સ પહેલાથી જ મોટા ચુંબકમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે, જ્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે (જુઓ પ્રકરણ 28), જે નોંધપાત્ર રીતે ઊર્જા વપરાશ ઘટાડે છે. અલબત્ત, ઓછા તાપમાને સુપરકન્ડક્ટરને જાળવી રાખવા માટે પણ ઊર્જાની જરૂર પડે છે.

ટિપ્પણીઓ અને સૂચનો સ્વીકારવામાં આવે છે અને સ્વાગત છે!

પદાર્થની પ્રતિકારકતા શું છે? જવાબ આપવા માટે સરળ શબ્દોમાંઆ પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે, તમારે ભૌતિકશાસ્ત્રનો અભ્યાસક્રમ યાદ રાખવાની અને આ વ્યાખ્યાના ભૌતિક મૂર્ત સ્વરૂપની કલ્પના કરવાની જરૂર છે. વિદ્યુત પ્રવાહ પદાર્થમાંથી પસાર થાય છે, અને તે બદલામાં, કેટલાક બળ સાથે પ્રવાહને પસાર થતો અટકાવે છે.

પદાર્થની પ્રતિકારકતાનો ખ્યાલ

તે આ મૂલ્ય છે, જે દર્શાવે છે કે પદાર્થ પ્રવાહના પ્રવાહને કેટલી મજબૂત રીતે અવરોધે છે, તે ચોક્કસ પ્રતિકાર છે (લેટિન અક્ષર "rho"). એકમોની આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમમાં, પ્રતિકાર ઓહ્મમાં વ્યક્ત, મીટર વડે ગુણાકાર. ગણતરી માટેનું સૂત્ર છે: "પ્રતિરોધકને ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે અને વાહકની લંબાઈથી વિભાજિત કરવામાં આવે છે."

પ્રશ્ન ઊભો થાય છે: "પ્રતિરોધકતા શોધતી વખતે શા માટે અન્ય પ્રતિકારનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે?" જવાબ સરળ છે, બે અલગ અલગ જથ્થાઓ છે - પ્રતિકારકતા અને પ્રતિકાર. બીજો બતાવે છે કે પદાર્થ તેનામાંથી પ્રવાહને પસાર થતો અટકાવવા માટે કેટલો સક્ષમ છે, અને પ્રથમ વ્યવહારિક રીતે સમાન વસ્તુ બતાવે છે, ફક્ત આપણે હવે સામાન્ય અર્થમાં કોઈ પદાર્થ વિશે વાત કરી રહ્યા નથી, પરંતુ ચોક્કસ લંબાઈ અને ક્રોસ-કન્ડક્ટર વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ. વિભાગીય વિસ્તાર, જે આ પદાર્થથી બનેલો છે.

પારસ્પરિક જથ્થા કે જે પદાર્થની વિદ્યુત પ્રસારણ કરવાની ક્ષમતાને લાક્ષણિકતા આપે છે તેને ચોક્કસ વિદ્યુત વાહકતા કહેવામાં આવે છે, અને સૂત્ર કે જેના દ્વારા ચોક્કસ પ્રતિકારકતાની ગણતરી કરવામાં આવે છે તે ચોક્કસ વાહકતા સાથે સીધો સંબંધ ધરાવે છે.

કોપર એપ્લિકેશન્સ

વિવિધ ધાતુઓ દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહની વાહકતાની ગણતરીમાં પ્રતિકારકતાનો ખ્યાલ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ ગણતરીઓના આધારે, વિદ્યુત વાહકના ઉત્પાદન માટે ચોક્કસ ધાતુનો ઉપયોગ કરવાની સલાહ પર નિર્ણય લેવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગ બાંધકામ, સાધન નિર્માણ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થાય છે.

મેટલ પ્રતિકાર કોષ્ટક

અસ્તિત્વમાં છે ચોક્કસ કોષ્ટકો? જે ધાતુઓના પ્રસારણ અને પ્રતિકાર અંગેની ઉપલબ્ધ માહિતીને એકસાથે લાવે છે, નિયમ તરીકે, આ કોષ્ટકોની ગણતરી ચોક્કસ શરતો માટે કરવામાં આવે છે.

ખાસ કરીને, તે વ્યાપકપણે જાણીતું છે મેટલ મોનોક્રિસ્ટલ પ્રતિકાર કોષ્ટકવીસ ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને, તેમજ ધાતુઓ અને એલોયના પ્રતિકારનું ટેબલ.

આ કોષ્ટકોનો ઉપયોગ કહેવાતી આદર્શ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ વિવિધ ડેટાની ગણતરી કરવા માટે થાય છે; ચોક્કસ હેતુઓ માટે મૂલ્યોની ગણતરી કરવા માટે, તમારે સૂત્રોનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે.

કોપર. તેની લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મો

પદાર્થ અને ગુણધર્મોનું વર્ણન

તાંબુ એ એક ધાતુ છે જે માનવજાત દ્વારા લાંબા સમય પહેલા મળી આવી હતી અને તેનો ઉપયોગ વિવિધ તકનીકી હેતુઓ માટે પણ લાંબા સમયથી કરવામાં આવે છે. તાંબુ એ ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા સાથે ખૂબ જ નમ્ર અને નમ્ર ધાતુ છે, જે તેને વિવિધ વાયર અને વાહક બનાવવા માટે ખૂબ જ લોકપ્રિય બનાવે છે.

તાંબાના ભૌતિક ગુણધર્મો:

ગલનબિંદુ - 1084 ડિગ્રી સેલ્સિયસ;
ઉત્કલન બિંદુ - 2560 ડિગ્રી સેલ્સિયસ;
20 ડિગ્રી પર ઘનતા - 8890 કિલોગ્રામ ઘન મીટર દ્વારા વિભાજિત;
સતત દબાણ અને તાપમાન 20 ડિગ્રી પર ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા - 385 kJ/J*kg
વિદ્યુત પ્રતિકારકતા - 0.01724;

કોપર ગ્રેડ

આ ધાતુને કેટલાક જૂથો અથવા ગ્રેડમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમાંથી દરેકની પોતાની મિલકતો છે અને ઉદ્યોગમાં તેની પોતાની એપ્લિકેશન છે:

ગ્રેડ M00, M0, M1 કેબલ્સ અને કંડક્ટરના ઉત્પાદન માટે ઉત્તમ છે; જ્યારે રિમેલ્ટિંગ, ઓક્સિજન સાથે ઓવરસેચ્યુરેશન દૂર થાય છે.
ગ્રેડ M2 અને M3 એ ઓછા ખર્ચના વિકલ્પો છે જે નાના પાયાના રોલિંગ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે અને મોટાભાગના નાના-પાયે તકનીકી અને ઔદ્યોગિક કાર્યોને સંતોષે છે.
બ્રાન્ડ્સ M1, M1f, M1r, M2r, M3r એ ખર્ચાળ કોપર ગ્રેડ છે જે ચોક્કસ જરૂરિયાતો અને વિનંતીઓ સાથે ચોક્કસ ગ્રાહક માટે ઉત્પાદિત થાય છે.

એકબીજા વચ્ચે સ્ટેમ્પ ઘણી રીતે અલગ પડે છે:

તાંબાના ગુણધર્મો પર અશુદ્ધિઓનો પ્રભાવ

અશુદ્ધિઓ ઉત્પાદનોના યાંત્રિક, તકનીકી અને પ્રદર્શન ગુણધર્મોને અસર કરી શકે છે.

નિષ્કર્ષમાં, તે પર ભાર મૂકવો જોઈએ કે તાંબુ અનન્ય ગુણધર્મો સાથે અનન્ય ધાતુ છે. તેનો ઉપયોગ ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગ, વિદ્યુત ઉદ્યોગ, વિદ્યુત ઉપકરણો, ઉપભોક્તા સામાન, ઘડિયાળો, કમ્પ્યુટર્સ અને ઘણું બધું માટે તત્વોના ઉત્પાદનમાં થાય છે. તેની ઓછી પ્રતિકારકતા સાથે, આ ધાતુ વાહક અને અન્ય વિદ્યુત ઉપકરણો બનાવવા માટે ઉત્તમ સામગ્રી છે. આ મિલકતમાં, તાંબાને માત્ર ચાંદીથી વટાવી દેવામાં આવે છે, પરંતુ તેની ઊંચી કિંમતને કારણે, તેને ઇલેક્ટ્રિકલ ઉદ્યોગમાં સમાન એપ્લિકેશન મળી નથી.

જ્યારે વિદ્યુત સર્કિટ બંધ થાય છે, ત્યારે ટર્મિનલ્સ પર જેમાં સંભવિત તફાવત હોય છે, ત્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ થાય છે. મફત ઇલેક્ટ્રોન, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દળોના પ્રભાવ હેઠળ, કંડક્ટર સાથે આગળ વધે છે. તેમની હિલચાલમાં, ઇલેક્ટ્રોન વાહકના અણુઓ સાથે અથડાય છે અને તેમને તેમની ગતિ ઊર્જાનો પુરવઠો આપે છે. ઇલેક્ટ્રોન ચળવળની ગતિ સતત બદલાતી રહે છે: જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન અણુઓ, પરમાણુઓ અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોન સાથે અથડાય છે, ત્યારે તે ઘટે છે, પછી ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ તે વધે છે અને નવી અથડામણ દરમિયાન ફરીથી ઘટે છે. પરિણામે, વાહક સ્થાપિત થયેલ છે સમાન ગતિસેકન્ડ દીઠ સેન્ટીમીટરના કેટલાક અપૂર્ણાંકની ઝડપે ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ. પરિણામે, વાહકમાંથી પસાર થતા ઇલેક્ટ્રોન હંમેશા તેની બાજુથી તેમની હિલચાલ સામે પ્રતિકારનો સામનો કરે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ કંડક્ટરમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે બાદમાં ગરમ થાય છે.

વિદ્યુત પ્રતિકાર

વાહકનો વિદ્યુત પ્રતિકાર, જે નિયુક્ત થયેલ છે લેટિન અક્ષર આર, જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ તેમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે વિદ્યુત ઊર્જાને થર્મલ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે શરીર અથવા માધ્યમની મિલકત છે.

આકૃતિઓમાં, આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે વિદ્યુત પ્રતિકાર દર્શાવેલ છે, એ.

ચલ વિદ્યુત પ્રતિકાર, જે સર્કિટમાં વર્તમાનને બદલવા માટે સેવા આપે છે, તેને કહેવામાં આવે છે રિઓસ્ટેટ. આકૃતિઓમાં, આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે રિઓસ્ટેટ્સ નિયુક્ત કરવામાં આવ્યા છે, b. IN સામાન્ય દૃશ્યરિઓસ્ટેટ એક અથવા બીજા પ્રતિકારના વાયરમાંથી બનાવવામાં આવે છે, જે ઇન્સ્યુલેટીંગ બેઝ પર ઘા હોય છે. સ્લાઇડર અથવા રિઓસ્ટેટ લિવર ચોક્કસ સ્થિતિમાં મૂકવામાં આવે છે, જેના પરિણામે જરૂરી પ્રતિકાર સર્કિટમાં દાખલ થાય છે.

નાના ક્રોસ-સેક્શન સાથેનો લાંબો વાહક વર્તમાન માટે મોટો પ્રતિકાર બનાવે છે. મોટા ક્રોસ-સેક્શનવાળા ટૂંકા વાહક વર્તમાન માટે થોડો પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે.

જો તમે વિવિધ સામગ્રીમાંથી બે કંડક્ટર લો છો, પરંતુ સમાન લંબાઈ અને ક્રોસ-સેક્શન, તો પછી કંડક્ટર અલગ રીતે વર્તમાનનું સંચાલન કરશે. આ બતાવે છે કે વાહકનો પ્રતિકાર વાહકની સામગ્રી પર આધારિત છે.

કંડક્ટરનું તાપમાન તેના પ્રતિકારને પણ અસર કરે છે. જેમ જેમ તાપમાન વધે છે, ધાતુઓનો પ્રતિકાર વધે છે, અને પ્રવાહી અને કોલસાનો પ્રતિકાર ઘટે છે. માત્ર કેટલાક વિશિષ્ટ ધાતુના એલોય (મેંગેનિન, કોન્સ્ટેન્ટન, નિકલ અને અન્ય) વધતા તાપમાન સાથે ભાગ્યે જ તેમના પ્રતિકારમાં ફેરફાર કરે છે.

તેથી, આપણે જોઈએ છીએ કે વાહકનો વિદ્યુત પ્રતિકાર આના પર આધાર રાખે છે: 1) વાહકની લંબાઈ, 2) વાહકનો ક્રોસ-સેક્શન, 3) વાહકની સામગ્રી, 4) વાહકનું તાપમાન.

પ્રતિકારનું એકમ એક ઓહ્મ છે. ઓમ ઘણીવાર ગ્રીકમાં સૂચવવામાં આવે છે મૂડી પત્રΩ (ઓમેગા). તેથી, "વાહક પ્રતિકાર 15 ઓહ્મ છે" લખવાને બદલે, તમે ખાલી લખી શકો છો: આર= 15 Ω.
1,000 ઓહ્મને 1 કહેવામાં આવે છે kiloohms(1kOhm, અથવા 1kΩ),
1,000,000 ઓહ્મને 1 કહેવામાં આવે છે મેગાઓહ્મ(1mOhm, અથવા 1MΩ).

વિવિધ સામગ્રીમાંથી વાહકના પ્રતિકારની સરખામણી કરતી વખતે, દરેક નમૂના માટે ચોક્કસ લંબાઈ અને ક્રોસ-સેક્શન લેવું જરૂરી છે. પછી આપણે નક્કી કરી શકીશું કે કઈ સામગ્રી ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ વધુ સારી કે ખરાબ કરે છે.

વિડિઓ 1. વાહક પ્રતિકાર

વિદ્યુત પ્રતિકારકતા

1 એમએમ²ના ક્રોસ સેક્શનવાળા 1 મીટર લાંબા વાહકના ઓહ્મમાં પ્રતિકાર કહેવાય છે. પ્રતિકારકતાઅને ગ્રીક અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે ρ (ro).

કોષ્ટક 1 કેટલાક વાહકની પ્રતિરોધકતા દર્શાવે છે.

કોષ્ટક 1

વિવિધ વાહકની પ્રતિકારકતા

કોષ્ટક બતાવે છે કે 1 મીટરની લંબાઇ અને 1 mm²ના ક્રોસ-સેક્શન સાથેના લોખંડના વાયરમાં 0.13 ઓહ્મનો પ્રતિકાર હોય છે. 1 ઓહ્મ પ્રતિકાર મેળવવા માટે તમારે આવા વાયરનો 7.7 મીટર લેવાની જરૂર છે. ચાંદીમાં સૌથી ઓછી પ્રતિકારકતા છે. 1 mm² ના ક્રોસ સેક્શન સાથે 62.5 મીટર ચાંદીના વાયર લઈને 1 ઓહ્મ પ્રતિકાર મેળવી શકાય છે. ચાંદી એ શ્રેષ્ઠ વાહક છે, પરંતુ ચાંદીની કિંમત તેના સામૂહિક ઉપયોગની શક્યતાને બાકાત રાખે છે. કોષ્ટકમાં ચાંદી પછી તાંબુ આવે છે: 1 એમએમ²ના ક્રોસ સેક્શન સાથેના 1 મીટર તાંબાના વાયરમાં 0.0175 ઓહ્મનો પ્રતિકાર હોય છે. 1 ઓહ્મનો પ્રતિકાર મેળવવા માટે, તમારે આવા વાયરનો 57 મીટર લેવાની જરૂર છે.

રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ તાંબા, રિફાઇનિંગ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, વાયર, કેબલ, ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનો અને ઉપકરણોના વિન્ડિંગ્સના ઉત્પાદન માટે ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં વ્યાપક ઉપયોગ જોવા મળે છે. એલ્યુમિનિયમ અને આયર્નનો પણ વાહક તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

વાહક પ્રતિકાર સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે:

જ્યાં આર- ઓહ્મમાં વાહક પ્રતિકાર; ρ - કંડક્ટરનો ચોક્કસ પ્રતિકાર; l- વાહક લંબાઈ m માં; એસ- mm² માં કંડક્ટર ક્રોસ-સેક્શન.

ઉદાહરણ 1. 5 mm² ના ક્રોસ સેક્શન સાથે 200 મીટર લોખંડના વાયરનો પ્રતિકાર નક્કી કરો.

ઉદાહરણ 2. 2.5 mm² ના ક્રોસ સેક્શન સાથે એલ્યુમિનિયમ વાયરના 2 કિમીના પ્રતિકારની ગણતરી કરો.

પ્રતિકાર સૂત્રમાંથી તમે કંડક્ટરની લંબાઈ, પ્રતિકારકતા અને ક્રોસ-સેક્શન સરળતાથી નક્કી કરી શકો છો.

ઉદાહરણ 3.રેડિયો રીસીવર માટે, 0.21 mm² ના ક્રોસ સેક્શન સાથે નિકલ વાયરમાંથી 30 ઓહ્મ પ્રતિકાર પવન કરવો જરૂરી છે. જરૂરી વાયર લંબાઈ નક્કી કરો.

ઉદાહરણ 4.નિક્રોમ વાયરના 20 મીટરનો ક્રોસ-સેક્શન નક્કી કરો જો તેનો પ્રતિકાર 25 ઓહ્મ હોય.

ઉદાહરણ 5. 0.5 mm² ના ક્રોસ સેક્શન અને 40 મીટરની લંબાઈવાળા વાયરમાં 16 ઓહ્મનો પ્રતિકાર હોય છે. વાયર સામગ્રી નક્કી કરો.

કંડક્ટરની સામગ્રી તેની પ્રતિકારકતાને લાક્ષણિકતા આપે છે.

પ્રતિરોધકતા કોષ્ટકના આધારે, અમને લાગે છે કે લીડમાં આ પ્રતિકાર છે.

તે ઉપર જણાવવામાં આવ્યું હતું કે વાહકનો પ્રતિકાર તાપમાન પર આધાર રાખે છે. ચાલો નીચેનો પ્રયોગ કરીએ. ચાલો સર્પાકારના રૂપમાં ઘણા મીટર પાતળા ધાતુના વાયરને પવન કરીએ અને આ સર્પાકારને બેટરી સર્કિટ સાથે જોડીએ. વર્તમાન માપવા માટે, અમે એમીટરને સર્કિટ સાથે જોડીએ છીએ. જ્યારે કોઇલ બર્નરની જ્યોતમાં ગરમ થાય છે, ત્યારે તમે જોશો કે એમીટર રીડિંગ્સ ઘટશે. આ દર્શાવે છે કે ધાતુના વાયરની પ્રતિકાર ગરમી સાથે વધે છે.

કેટલીક ધાતુઓ માટે, જ્યારે 100° થી ગરમ થાય છે, ત્યારે પ્રતિકાર 40-50% વધે છે. એવા એલોય છે જે હીટિંગ સાથે તેમના પ્રતિકારને સહેજ બદલે છે. જ્યારે તાપમાનમાં ફેરફાર થાય છે ત્યારે કેટલાક વિશિષ્ટ એલોય પ્રતિકારમાં વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ ફેરફાર દર્શાવતા નથી. ધાતુના વાહકનો પ્રતિકાર વધતા તાપમાન સાથે વધે છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ (પ્રવાહી વાહક), કોલસો અને કેટલાક ઘન પદાર્થોનો પ્રતિકાર, તેનાથી વિપરીત, ઘટે છે.

તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે તેમના પ્રતિકારને બદલવાની ધાતુઓની ક્ષમતાનો ઉપયોગ પ્રતિકાર થર્મોમીટર બનાવવા માટે થાય છે. આ થર્મોમીટર એ મીકા ફ્રેમ પર પ્લેટિનમ વાયરનો ઘા છે. થર્મોમીટર મૂકીને, ઉદાહરણ તરીકે, ભઠ્ઠીમાં અને ગરમ કરતા પહેલા અને પછી પ્લેટિનમ વાયરના પ્રતિકારને માપવાથી, ભઠ્ઠીમાં તાપમાન નક્કી કરી શકાય છે.

વાહકના પ્રતિકારમાં ફેરફાર જ્યારે તેને પ્રારંભિક પ્રતિકારના 1 ઓહ્મ દીઠ અને 1° તાપમાન દીઠ ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે તેને કહેવામાં આવે છે. પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંકઅને અક્ષર α દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

જો તાપમાન પર t 0 વાહક પ્રતિકાર છે આર 0 , અને તાપમાન પર tબરાબર આર ટી, પછી પ્રતિકારનો તાપમાન ગુણાંક

નૉૅધ.આ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી માત્ર ચોક્કસ તાપમાન શ્રેણીમાં જ કરી શકાય છે (આશરે 200 ° સે સુધી).

અમે કેટલીક ધાતુઓ (કોષ્ટક 2) માટે પ્રતિકાર α ના તાપમાન ગુણાંકના મૂલ્યો રજૂ કરીએ છીએ.

કોષ્ટક 2

કેટલીક ધાતુઓ માટે તાપમાન ગુણાંક મૂલ્યો

પ્રતિકારના તાપમાન ગુણાંક માટેના સૂત્રમાંથી આપણે નક્કી કરીએ છીએ આર ટી:

આર ટી = આર 0 .

ઉદાહરણ 6. 200°C પર ગરમ કરાયેલા લોખંડના વાયરનો પ્રતિકાર નક્કી કરો જો 0°C પર તેનો પ્રતિકાર 100 Ohms હોય.

આર ટી = આર 0 = 100 (1 + 0.0066 × 200) = 232 ઓહ્મ.

ઉદાહરણ 7.પ્લેટિનમ વાયરથી બનેલા રેઝિસ્ટન્સ થર્મોમીટરમાં 15°C પર રૂમમાં 20 ઓહ્મનો પ્રતિકાર હતો. થર્મોમીટરને પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું અને થોડા સમય પછી તેની પ્રતિકાર માપવામાં આવી હતી. તે 29.6 ઓહ્મ જેટલું બહાર આવ્યું. પકાવવાની નાની ભઠ્ઠી માં તાપમાન નક્કી કરો.

વિદ્યુત વાહકતા

અત્યાર સુધી, અમે વાહકના પ્રતિકારને વિદ્યુત પ્રવાહમાં કંડક્ટર પ્રદાન કરે છે તે અવરોધ તરીકે ગણવામાં આવે છે. પરંતુ તેમ છતાં, વર્તમાન કંડક્ટર દ્વારા વહે છે. તેથી, પ્રતિકાર (અવરોધ) ઉપરાંત, વાહક પાસે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ, એટલે કે વાહકતા ચલાવવાની ક્ષમતા પણ છે.

વાહકમાં જેટલો વધુ પ્રતિકાર હોય છે, તેની ઓછી વાહકતા હોય છે, તે વધુ ખરાબ વિદ્યુત પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે, અને તેનાથી વિપરિત, વાહકનો પ્રતિકાર ઓછો હોય છે, તેની વાહકતા જેટલી વધુ હોય છે, તે વાહકમાંથી પ્રવાહ પસાર કરવાનું સરળ બને છે. તેથી, વાહકની પ્રતિકાર અને વાહકતા પરસ્પર માત્રા છે.

ગણિતમાંથી તે જાણીતું છે કે 5 નો વ્યસ્ત 1/5 છે અને તેનાથી વિપરીત, 1/7 નો વ્યસ્ત 7 છે. તેથી, જો વાહકનો પ્રતિકાર અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે આર, પછી વાહકતાને 1/ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે આર. વાહકતા સામાન્ય રીતે અક્ષર જી દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

વિદ્યુત વાહકતા (1/ઓહ્મ) અથવા સિમેન્સમાં માપવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ 8.વાહક પ્રતિકાર 20 ઓહ્મ છે. તેની વાહકતા નક્કી કરો.

જો આર= 20 ઓહ્મ, પછી