Պղնձի էլեկտրական դիմադրողականությունը 0 է։ Ի՞նչ է էլեկտրական դիմադրողականությունը

14.04.2018

Էլեկտրական կայանքներում որպես հաղորդիչ մասեր օգտագործվում են պղնձից, ալյումինից, դրանց համաձուլվածքներից և երկաթից (պողպատից) պատրաստված հաղորդիչներ։

Պղինձը լավագույն հաղորդիչ նյութերից է։ Պղնձի խտությունը 20°C-ում 8,95 գ/սմ 3 է, հալման կետը՝ 1083°C։ Պղինձը քիմիապես թեթևակի ակտիվ է, բայց հեշտությամբ լուծվում է ազոտական ​​թթուում, իսկ նոսր աղաթթուներում և ծծմբական թթուներում լուծվում է միայն առկայության դեպքում։ օքսիդացնող նյութեր (թթվածին): Օդում պղինձը արագ ծածկվում է մուգ օքսիդի բարակ շերտով, սակայն այդ օքսիդացումը չի թափանցում մետաղի խորքը և պաշտպանում է հետագա կոռոզիայից: Պղինձը լավ է հարմարվում առանց տաքացման դարբնագործելու և գլորելու համար:

Արտադրության համար օգտագործվում է էլեկտրոլիտիկ պղինձ 99,93% մաքուր պղինձ պարունակող ձուլակտորների մեջ։

Պղնձի էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծապես կախված է կեղտերի քանակից և տեսակից և, ավելի քիչ, մեխանիկական և ջերմային մշակումից: 20°C-ում այն ​​կազմում է 0,0172-0,018 օմ x մմ2/մ:

Հաղորդալարերի արտադրության համար օգտագործվում է համապատասխանաբար 8,9, 8,95 և 8,96 գ/սմ3 տեսակարար կշիռ ունեցող փափուկ, կիսակոշտ կամ կոշտ պղինձ։

Այն լայնորեն օգտագործվում է կենդանի մասերի արտադրության համար։ պղինձ այլ մետաղների հետ համաձուլվածքներում. Առավել լայնորեն օգտագործվում են հետևյալ համաձուլվածքները.

Արույրը պղնձի և ցինկի համաձուլվածք է, որը համաձուլվածքում պարունակում է առնվազն 50% պղինձ՝ այլ մետաղների ավելացմամբ։ արույր 0,031 - 0,079 օհմ x մմ2/մ. Առկա են 72%-ից ավելի պղնձի պարունակությամբ արույր-տոմբակ (ունի բարձր ճկուն, հակակոռոզիոն և հակաշփման հատկություն) և հատուկ արույր՝ ալյումինի, անագի, կապարի կամ մանգանի հավելումով։

Բրասս կոնտակտ

Բրոնզը պղնձի և անագի համաձուլվածք է՝ տարբեր մետաղների հավելումներով։ Կախված համաձուլվածքում բրոնզի հիմնական բաղադրիչի պարունակությունից՝ դրանք կոչվում են անագ, ալյումին, սիլիցիում, ֆոսֆոր և կադմիում։ Դիմադրողականությունբրոնզ 0,021 - 0,052 օհմ x մմ 2 / մ:

Արույրն ու բրոնզը լավ մեխանիկական և ֆիզիկաքիմիական հատկություններ ունեն։ Դրանք հեշտությամբ մշակվում են ձուլման և ներարկման միջոցով և դիմացկուն են մթնոլորտային կոռոզիայից:

Ալյումին - ըստ իր որակների երկրորդ հաղորդիչ նյութը պղնձից հետո:Հալման կետը 659,8° C. Ալյումինի խտությունը 20° ջերմաստիճանում 2,7 գ/սմ 3 է: Ալյումինը հեշտ է ձուլվում և հեշտ է մշակվում: 100 - 150 ° C ջերմաստիճանի դեպքում ալյումինը ճկուն է և ճկուն (կարելի է գլորվել մինչև 0,01 մմ հաստությամբ թիթեղների մեջ):

Ալյումինի էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծապես կախված է կեղտերից և քիչ է մեխանիկական և ջերմային մշակումից: Որքան մաքուր է ալյումինի կազմը, այնքան բարձր է նրա էլեկտրական հաղորդունակությունը և ավելի լավ դիմադրությունը քիմիական ազդեցությունները. Հաստոցների մշակումը, գլանվածքը և կռումը զգալիորեն ազդում են ալյումինի մեխանիկական ամրության վրա: Ալյումինի սառը մշակումը մեծացնում է դրա կարծրությունը, առաձգականությունը և առաձգական ուժը: Ալյումինի դիմադրողականությունժամը 20 ° C 0,026 - 0,029 ohm x մմ 2 / մ.

Պղնձը ալյումինով փոխարինելիս հաղորդիչի խաչմերուկը պետք է մեծացվի հաղորդունակության առումով, այսինքն՝ 1,63 անգամ։

Հավասար հաղորդունակությամբ ալյումինե հաղորդիչը 2 անգամ ավելի թեթև կլինի, քան պղնձից:

Հաղորդալարերի արտադրության համար օգտագործվում է ալյումին, որը պարունակում է առնվազն 98% մաքուր ալյումին, սիլիցիում ոչ ավելի, քան 0,3%, երկաթ ոչ ավելի, քան 0,2%:

Հոսանքատար մասերի մասերի արտադրության համար օգտագործում են ալյումինի համաձուլվածքներ այլ մետաղների հետՕրինակ՝ Duralumin - ալյումինի համաձուլվածք պղնձի և մանգանի հետ։

Սիլյումինը թեթև ձուլման համաձուլվածք է՝ պատրաստված ալյումինից՝ սիլիցիումի, մագնեզիումի և մանգանի խառնուրդով։

Ալյումինե համաձուլվածքներն ունեն լավ ձուլման հատկություններ և բարձր մեխանիկական ուժ:

Էլեկտրատեխնիկայում առավել լայնորեն կիրառվում են հետևյալները. ալյումինե համաձուլվածքներ:

AD կարգի ալյումինի դեֆորմացվող համաձուլվածք, որն ունի առնվազն 98,8 ալյումինի պարունակություն և մինչև 1,2 այլ կեղտեր:

AD1 դասի ալյումինի դեֆորմացվող համաձուլվածք, որն ունի առնվազն 99,3 ն ալյումինի պարունակություն և մինչև 0,7 այլ կեղտեր:

AD31 ապրանքանիշի ալյումինե դեֆորմացվող համաձուլվածք, որն ունի ալյումին 97.35 - 98.15 և այլ կեղտեր 1.85 -2.65:

AD և AD1 դասերի համաձուլվածքները օգտագործվում են ապարատային սեղմակների պատյանների և ձուլվածքների արտադրության համար: AD31 դասի համաձուլվածքն օգտագործվում է էլեկտրական հաղորդիչների համար օգտագործվող պրոֆիլներ և լիսեռներ պատրաստելու համար:

Ջերմային մշակման արդյունքում ալյումինե համաձուլվածքներից պատրաստված արտադրանքը ձեռք է բերում բարձր ամրության և բերքատվության (սողացող) սահմաններ։

Երկաթ - հալման կետ 1539°C: Երկաթի խտությունը 7,87 է։ Երկաթը լուծվում է թթուներում և օքսիդանում հալոգեններով և թթվածնով։

Էլեկտրատեխնիկայում օգտագործվում են պողպատի տարբեր տեսակներ, օրինակ.

Ածխածնային պողպատները երկաթի դյուրաձիգ համաձուլվածքներ են ածխածնի և այլ մետալուրգիական կեղտերով:

Ածխածնային պողպատների դիմադրողականությունը 0,103 - 0,204 օհմ x մմ 2 / մ է:

Լեգիրված պողպատները համաձուլվածքներ են՝ ածխածնային պողպատին ավելացված քրոմի, նիկելի և այլ տարրերի հավելումներով:

Պողպատները լավ հատկություններ ունեն.

Հետևյալները լայնորեն օգտագործվում են որպես համաձուլվածքների հավելումներ, ինչպես նաև զոդման և հաղորդիչ մետաղների արտադրության համար.

Կադմիումը ճկուն մետաղ է։ Կադմիումի հալման կետը 321°C է։ Դիմադրողականություն 0,1 օհմ x մմ 2 / մ: Էլեկտրատեխնիկայում կադմիումն օգտագործվում է ցածր հալեցման զոդերի պատրաստման և մետաղական մակերեսների վրա պաշտպանիչ ծածկույթների (կադմիումապատում) պատրաստման համար։ Իր հակակոռոզիոն հատկությունների առումով կադմիումը մոտ է ցինկին, սակայն կադմիումային ծածկույթներն ավելի քիչ ծակոտկեն են և կիրառվում են ցինկից ավելի բարակ շերտով։

Նիկել - հալման կետ 1455°C: Նիկելի դիմադրողականություն 0,068 - 0,072 օհմ x մմ 2 / մ: Սովորական ջերմաստիճանում այն ​​չի օքսիդանում մթնոլորտային թթվածնով։ Նիկելը օգտագործվում է համաձուլվածքների և մետաղական մակերեսների պաշտպանիչ ծածկույթի (նիկելապատման) համար։

Անագ - հալման կետ 231,9°C: Անագի դիմադրողականությունը 0,124 - 0,116 օհմ x մմ 2 /մ է: Թիթեղը օգտագործվում է մետաղների պաշտպանիչ ծածկույթի (թաղանթապատման) զոդման համար մաքուր ձևև այլ մետաղների հետ համաձուլվածքների տեսքով։

Կապար - հալման կետ 327,4°C: Հատուկ դիմադրություն 0,217 - 0,227 ohm x մմ 2 / մ: Կապարն օգտագործվում է այլ մետաղների հետ համաձուլվածքներում՝ որպես թթվակայուն նյութ։ Ավելացված է զոդման համաձուլվածքներին (զոդման):

Արծաթը շատ ճկուն, ճկուն մետաղ է: Արծաթի հալման ջերմաստիճանը 960,5°C է։ Արծաթը ջերմության և էլեկտրական հոսանքի լավագույն հաղորդիչն է։Արծաթի դիմադրողականությունը 0,015 - 0,016 օհմ x մմ 2 /մ է: Արծաթն օգտագործվում է մետաղական մակերեսների պաշտպանիչ ծածկույթի (արծաթապատման) համար։

Անտիմոնը փայլուն, փխրուն մետաղ է, որի հալման ջերմաստիճանը 631°C է։ Անտիմոնը որպես հավելում օգտագործվում է համաձուլվածքների (զոդման) զոդման մեջ։

Քրոմը կոշտ, փայլուն մետաղ է: Հալման կետը 1830°C: Սովորական ջերմաստիճանում օդում այն ​​չի փոխվում։ Քրոմի դիմադրողականությունը 0,026 օհմ x մմ 2/մ է: Քրոմն օգտագործվում է համաձուլվածքների և մետաղական մակերեսների պաշտպանիչ ծածկույթի (քրոմապատման) համար։

Ցինկ - հալման կետ 419,4°C: Ցինկի դիմադրողականություն 0,053 - 0,062 օհմ x մմ 2 / մ: Խոնավ օդում ցինկը օքսիդանում է՝ ծածկվելով օքսիդի շերտով, որը պաշտպանում է հետագա քիմիական ազդեցություններից։ Էլեկտրատեխնիկայում ցինկը օգտագործվում է որպես համաձուլվածքների և զոդման հավելումներ, ինչպես նաև մետաղական մասերի մակերեսների պաշտպանիչ ծածկույթի (ցինկապատման) համար։

Հենց էլեկտրաէներգիան դուրս եկավ գիտնականների լաբորատորիաներից և սկսեց լայնորեն ներդրվել գործնականում Առօրյա կյանք, հարց է առաջացել այն նյութերի որոնման մասին, որոնք ունեն որոշակի, երբեմն լրիվ հակառակ բնութագրեր՝ կապված իրենց միջով էլեկտրական հոսանքի հոսքի հետ։

Օրինակ, մեծ հեռավորությունների վրա էլեկտրական էներգիա փոխանցելիս մետաղալարից պահանջվում էր նվազագույնի հասցնել կորուստները Ջոուլի տաքացման պատճառով ցածր քաշի բնութագրերի հետ համատեղ: Դրա օրինակն է պողպատե միջուկով ալյումինե լարերից պատրաստված բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման ծանոթ գծերը:

Կամ, ընդհակառակը, կոմպակտ խողովակային էլեկտրական ջեռուցիչներ ստեղծելու համար պահանջվում էին համեմատաբար բարձր էլեկտրական դիմադրություն և բարձր ջերմային կայունություն ունեցող նյութեր: Նմանատիպ հատկություններով նյութեր օգտագործող սարքի ամենապարզ օրինակը սովորական խոհանոցային էլեկտրական վառարանի այրիչն է:

Կենսաբանության և բժշկության մեջ օգտագործվող հաղորդիչները որպես էլեկտրոդներ, զոնդեր և զոնդեր պահանջում են բարձր քիմիական դիմադրություն և համատեղելիություն կենսանյութերի հետ՝ զուգորդված ցածր կոնտակտային դիմադրության հետ:

Գյուտարարների մի ամբողջ գալակտիկա տարբեր երկրներԱնգլիա, Ռուսաստան, Գերմանիա, Հունգարիա և ԱՄՆ: Թոմաս Էդիսոնը, անցկացնելով ավելի քան հազար փորձեր, որոնք ստուգում էին թելերի դերի համար հարմար նյութերի հատկությունները, ստեղծեց պլատինե պարույրով լամպ: Էդիսոնի լամպերը, թեև ունեին երկար սպասարկման ժամկետ, բայց գործնական չէին սկզբնաղբյուր նյութի բարձր արժեքի պատճառով։

Ռուս գյուտարար Լոդիգինի հետագա աշխատանքը, ով առաջարկեց օգտագործել համեմատաբար էժան, հրակայուն վոլֆրամ և մոլիբդեն՝ որպես թելային նյութեր, գործնական կիրառություն գտավ: Բացի այդ, Լոդիգինը առաջարկեց օդը մղել շիկացած լամպերի բալոններից՝ այն փոխարինելով իներտ կամ ազնիվ գազերով, ինչը հանգեցրեց ժամանակակից շիկացած լամպերի ստեղծմանը: Մատչելի և դիմացկուն էլեկտրական լամպերի զանգվածային արտադրության առաջամարտիկը General Electric ընկերությունն էր, որին Լոդիգինը շնորհեց իր արտոնագրերի իրավունքները, այնուհետև երկար ժամանակ հաջողությամբ աշխատեց ընկերության լաբորատորիաներում:

Այս ցանկը կարելի է շարունակել, քանի որ հետաքրքրասեր մարդկային միտքն այնքան հնարամիտ է, որ երբեմն որոշակի տեխնիկական խնդիր լուծելու համար նրան անհրաժեշտ են մինչ այժմ աննախադեպ հատկություններով կամ այդ հատկությունների անհավանական համակցություններով նյութեր։ Բնությունն այլևս չի կարող հետևել մեր ախորժակներին, և ամբողջ աշխարհից գիտնականները միացել են բնական նմանակներ չունեցող նյութեր ստեղծելու մրցավազքին:

Դա էլեկտրական սարքերի պատյանների կամ պատյանների կանխամտածված միացումն է պաշտպանիչ հիմնավորող սարքին: Որպես կանոն, հիմնավորումն իրականացվում է պողպատե կամ պղնձե շերտերի, խողովակների, ձողերի կամ անկյունների տեսքով, որոնք թաղված են գետնին ավելի քան 2,5 մետր խորության վրա, որոնք վթարի դեպքում ապահովում են հոսանքի հոսքը միացման սարքի երկայնքով. բնակարան կամ պատյան - հողային - փոփոխական հոսանքի աղբյուրի չեզոք մետաղալար: Այս շղթայի դիմադրությունը պետք է լինի ոչ ավելի, քան 4 ohms: Այս դեպքում վթարային սարքի մարմնի վրա լարումը նվազեցվում է մարդկանց համար անվտանգ արժեքների, իսկ ավտոմատ միացումների պաշտպանության սարքերն այս կամ այն ​​կերպ անջատում են վթարային սարքը:

Պաշտպանիչ հիմնավորման տարրերը հաշվարկելիս նշանակալի դեր է խաղում հողերի դիմադրողականության մասին գիտելիքները, որոնք կարող են շատ տարբեր լինել:

Համաձայն տեղեկատու աղյուսակների տվյալների, ընտրվում է հողակցման սարքի տարածքը, դրանից հաշվարկվում են հիմնավորման տարրերի քանակը և ամբողջ սարքի իրական ձևավորումը: Պաշտպանիչ հիմնավորող սարքի կառուցվածքային տարրերը միացված են եռակցման միջոցով:

Էլեկտրական տոմոգրաֆիա

Էլեկտրական հետախուզումն ուսումնասիրում է մերձմակերևույթի երկրաբանական միջավայրը և օգտագործվում է հանքաքարի և ոչ մետաղական օգտակար հանածոների և այլ օբյեկտների որոնման համար՝ հիմնված տարբեր արհեստական ​​էլեկտրական և էլեկտրամագնիսական դաշտերի ուսումնասիրության վրա: Էլեկտրական հետախուզման հատուկ դեպք է էլեկտրական տոմոգրաֆիան (Electrical Resistivity Tomography)՝ ապարների հատկությունները դրանց դիմադրողականությամբ որոշելու մեթոդ:

Մեթոդի էությունն այն է, որ էլեկտրական դաշտի աղբյուրի որոշակի դիրքում լարման չափումները կատարվում են տարբեր զոնդերի վրա, այնուհետև դաշտի աղբյուրը տեղափոխվում է այլ վայր կամ փոխարկվում է այլ աղբյուրի և չափումները կրկնվում են: Դաշտային աղբյուրները և դաշտային ընդունիչի զոնդերը տեղադրվում են մակերեսի վրա և հորերում:

Ստացված տվյալները այնուհետև մշակվում և մեկնաբանվում են՝ օգտագործելով ժամանակակից համակարգչային մեթոդներմշակում, որը թույլ է տալիս պատկերացնել տեղեկատվությունը երկչափ և եռաչափ պատկերների տեսքով:

Լինելով շատ ճշգրիտ մեթոդորոնումը, էլեկտրական տոմոգրաֆիան անգնահատելի օգնություն է տրամադրում երկրաբաններին, հնագետներին և պալեոզոլոգներին:

Օգտակար հանածոների հանքավայրերի առաջացման ձևի և դրանց բաշխման (ուրվագծման) սահմանների որոշումը հնարավորություն է տալիս բացահայտել հանքանյութերի երակային հանքավայրերի առաջացումը, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է դրանց հետագա զարգացման ծախսերը:

Հնագետների համար որոնման այս մեթոդը արժեքավոր տեղեկություններ է տալիս հնագույն թաղումների գտնվելու վայրի և դրանցում արտեֆակտների առկայության մասին՝ դրանով իսկ նվազեցնելով պեղումների ծախսերը:

Պալեոզոոլոգները էլեկտրական տոմոգրաֆիա են օգտագործում հնագույն կենդանիների քարացած մնացորդները որոնելու համար. նրանց աշխատանքի արդյունքները կարելի է տեսնել բնագիտական ​​թանգարաններում՝ նախապատմական մեգաֆաունայի կմախքների ցնցող վերակառուցման տեսքով:

Բացի այդ, էլեկտրական տոմոգրաֆիան օգտագործվում է ինժեներական կառույցների կառուցման և հետագա շահագործման ժամանակ՝ բարձրահարկ շենքեր, ամբարտակներ, ամբարտակներ, ամբարտակներ և այլն:

Դիմադրողականության սահմանումները գործնականում

Երբեմն գործնական խնդիրներ լուծելու համար մեզ կարող է խնդիր դնել որոշելու նյութի բաղադրությունը, օրինակ՝ պոլիստիրոլի փրփուր կտրելու մետաղալարը։ Մենք ունենք հարմար տրամագծով մետաղալարերի երկու պարույր՝ մեզ անհայտ տարբեր նյութերից։ Խնդիրը լուծելու համար անհրաժեշտ է գտնել դրանց էլեկտրական դիմադրողականությունը, այնուհետև, օգտագործելով գտնված արժեքների տարբերությունը կամ օգտագործելով որոնման աղյուսակը, որոշել մետաղալարերի նյութը:

Չափում ենք ժապավենով և յուրաքանչյուր նմուշից կտրում ենք 2 մետր մետաղալար։ Միկրոմետրով որոշենք d1 և d2 լարերի տրամագիծը։ Միացնելով մուլտիմետրը դիմադրության չափման ստորին սահմանին, մենք չափում ենք R1 նմուշի դիմադրությունը: Մենք կրկնում ենք ընթացակարգը մեկ այլ նմուշի համար և չափում ենք դրա դիմադրությունը R2:

Հաշվի առնենք, որ տարածքը խաչաձեւ հատվածըմետաղալարը հաշվարկվում է բանաձևով

S = π ∙ d 2 /4

Այժմ էլեկտրական դիմադրողականությունը հաշվարկելու բանաձևը կունենա հետևյալ տեսքը.

ρ = R ∙ π ∙ դ 2 /4 ∙ Լ

Փոխարինելով L, d1 և R1 ստացված արժեքները վերը նշված հոդվածում տրված դիմադրողականությունը հաշվարկելու բանաձևում, մենք հաշվարկում ենք ρ1 արժեքը առաջին նմուշի համար:

ρ 1 = 0,12 օհմ մմ 2 / մ

Ձեռք բերված L, d2 և R2 արժեքները փոխարինելով բանաձևով, մենք հաշվարկում ենք ρ2 արժեքը երկրորդ նմուշի համար:

ρ 2 = 1,2 օհմ մմ 2 / մ

Ρ1 և ρ2 արժեքների համեմատությունից վերը նշված աղյուսակ 2-ի հղման տվյալների հետ մենք եզրակացնում ենք, որ առաջին նմուշի նյութը պողպատ է, իսկ երկրորդը՝ նիկրոմ, որից մենք կպատրաստենք կտրիչի շարանը:

Նրանք անվանում են մետաղի կարողությունը՝ լիցքավորված հոսանք իր միջով անցնելու։ Իր հերթին, դիմադրությունը նյութի բնութագրիչներից մեկն է: Որքան մեծ է էլեկտրական դիմադրությունը տվյալ լարման դեպքում, այնքան այն փոքր կլինի: Այն բնութագրում է հաղորդիչի դիմադրության ուժը նրա երկայնքով ուղղված լիցքավորված էլեկտրոնների շարժմանը: Քանի որ էլեկտրաէներգիա փոխանցելու հատկությունը դիմադրության փոխադարձությունն է, նշանակում է, որ այն բանաձևերի տեսքով արտահայտվելու է որպես 1/R հարաբերակցություն։

Դիմադրողականությունը միշտ կախված է սարքերի արտադրության մեջ օգտագործվող նյութի որակից: Այն չափվում է 1 մետր երկարությամբ և 1 քառակուսի միլիմետր խաչմերուկի մակերեսով հաղորդիչի պարամետրերի հիման վրա: Օրինակ, պղնձի հատուկ դիմադրության հատկությունը միշտ հավասար է 0,0175 Օմ, ալյումինի համար՝ 0,029, երկաթի համար՝ 0,135, կոնստանտանը՝ 0,48, նիկրոմը՝ 1-1,1։ Պողպատի դիմադրողականությունը հավասար է 2*10-7 Օմ.մ թվին

Հոսանքի դիմադրությունը ուղիղ համեմատական ​​է հաղորդիչի երկարությանը, որով այն շարժվում է: Որքան երկար է սարքը, այնքան բարձր է դիմադրությունը: Ավելի հեշտ կլինի հասկանալ այս հարաբերությունները, եթե պատկերացնեք երկու երևակայական զույգ անոթներ, որոնք շփվում են միմյանց հետ։ Թող միացնող խողովակը մի զույգ սարքերի համար մնա ավելի բարակ, իսկ մյուսի համար ավելի հաստ: Երբ երկու զույգերն էլ լցվեն ջրով, հեղուկի փոխանցումը հաստ խողովակով շատ ավելի արագ կլինի, քանի որ այն ավելի քիչ դիմադրություն կունենա ջրի հոսքին։ Այս անալոգիայի համաձայն, նրա համար ավելի հեշտ է անցնել հաստ հաղորդիչի երկայնքով, քան բարակ:

Դիմադրողականությունը, որպես SI միավոր, չափվում է Ohm.m-ով: Հաղորդունակությունը կախված է լիցքավորված մասնիկների միջին ազատ թռիչքի երկարությունից, որը բնութագրվում է նյութի կառուցվածքով։ Առանց կեղտերի մետաղները, որոնք ունեն ամենաճիշտ արժեքները, ունեն ամենացածր դիմադրության արժեքները։ Ընդհակառակը, կեղտը խեղաթյուրում է վանդակը, դրանով իսկ մեծացնելով դրա կատարումը: Մետաղների դիմադրողականությունը գտնվում է արժեքների նեղ միջակայքում նորմալ ջերմաստիճանԱրծաթից 0,016-ից մինչև 10 μOhm.m (երկաթի և քրոմի համաձուլվածքներ ալյումինով):

Լիցքավորվածների շարժման առանձնահատկությունների մասին

Հաղորդավարի էլեկտրոնների վրա ազդում է ջերմաստիճանը, քանի որ այն մեծանում է, գոյություն ունեցող իոնների և ատոմների ալիքային տատանումների ամպլիտուդը մեծանում է: Արդյունքում էլեկտրոններն ավելի քիչ ազատ տարածություն ունեն բյուրեղային ցանցում նորմալ շարժվելու համար։ Սա նշանակում է, որ կանոնավոր շարժման խոչընդոտը մեծանում է։ Ցանկացած հաղորդիչի դիմադրողականությունը, ինչպես միշտ, գծայինորեն մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Կիսահաղորդիչները, ընդհակառակը, բնութագրվում են աստիճանների աճով նվազմամբ, քանի որ դա հանգեցնում է բազմաթիվ լիցքերի ազատմանը, որոնք ուղղակիորեն ստեղծում են էլեկտրական հոսանք:

Որոշ մետաղական հաղորդիչների հովացման գործընթացը հայտնի է ցանկալի ջերմաստիճանընրանց դիմադրողականությունը բերում է կտրուկ վիճակի և իջնում ​​է զրոյի: Այս երևույթը հայտնաբերվել է 1911 թվականին և կոչվում է գերհաղորդականություն։

Էլեկտրական դիմադրողականություն, կամ պարզապես դիմադրողականություննյութ - ֆիզիկական մեծություն, որը բնութագրում է նյութի կարողությունը կանխելու էլեկտրական հոսանքի անցումը:

Դիմադրողականությունը նշվում է հունարեն ρ տառով: Դիմադրողականության փոխադարձությունը կոչվում է հատուկ հաղորդունակություն (էլեկտրական հաղորդունակություն): Ի տարբերություն էլեկտրական դիմադրության, որը սեփականություն է դիրիժորև կախված իր նյութից, ձևից և չափից, էլեկտրական դիմադրողականությունը միայն հատկություն է նյութեր.

Ռ դիմադրողականությամբ համասեռ հաղորդիչի էլեկտրական դիմադրություն, երկարություն լև խաչմերուկի տարածքը Սկարելի է հաշվարկել բանաձևով R = ρ ⋅ l S (\displaystyle R=(\frac (\rho \cdot l)(S)))(ենթադրվում է, որ հաղորդիչի երկայնքով չեն փոխվում ոչ տարածքը, ոչ էլ խաչմերուկի ձևը): Համապատասխանաբար, ρ-ի համար ունենք ρ = R ⋅ S l . (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)).)

Վերջին բանաձևից հետևում է. ֆիզիկական իմաստՆյութի դիմադրողականությունն այն է, որ այն ներկայացնում է միավորի երկարությամբ և այս նյութից պատրաստված միատարր հաղորդիչի դիմադրությունը:

Հանրագիտարան YouTube

• 1 / 5

  Միավորների միջազգային համակարգում (SI) դիմադրողականության միավորը Օհմ է: Հարաբերությունից ρ = R ⋅ S l (\ցուցադրման ոճ \rho =(\frac (R\cdot S)(l)))Հետևում է, որ SI համակարգում դիմադրողականության չափման միավորը հավասար է մի նյութի դիմադրողականությանը, որի դեպքում 1 մ երկարությամբ միատարր հաղորդիչը՝ 1 մ² խաչմերուկի մակերեսով, պատրաստված այս նյութից, ունի հավասար դիմադրություն։ մինչև 1 Օմ: Համապատասխանաբար, կամայական նյութի դիմադրողականությունը, արտահայտված SI միավորներով, թվայինորեն հավասար է տվյալ նյութից պատրաստված էլեկտրական շղթայի հատվածի դիմադրությանը, որի երկարությունը 1 մ է և 1 մ² խաչմերուկի տարածքը:

  Տեխնոլոգիայում օգտագործվում է նաև հնացած ոչ համակարգային միավոր Ohm mm²/m, որը հավասար է 10 −6 1 Ohm m-ի: Այս միավորը հավասար է այն նյութի դիմադրողականությանը, որի դեպքում այս նյութից պատրաստված 1 մ երկարությամբ միատարր հաղորդիչը ունի 1 Օհմ դիմադրություն: Համապատասխանաբար, այս միավորներով արտահայտված նյութի դիմադրողականությունը թվայինորեն հավասար է այս նյութից պատրաստված էլեկտրական շղթայի հատվածի դիմադրությանը՝ 1 մ երկարությամբ և 1 մմ² խաչմերուկի մակերեսով:

  Դիմադրողականության հայեցակարգի ընդհանրացում

  Դիմադրողականությունը կարող է որոշվել նաև ոչ միատեսակ նյութի համար, որի հատկությունները տարբերվում են կետից կետ: Այս դեպքում դա ոչ թե հաստատուն, այլ կոորդինատների սկալյար ֆունկցիա է՝ էլեկտրական դաշտի ուժգնությունը կապող գործակից։ E → (r →) (\ցուցադրման ոճ (\vec (E)) ((\vec (r))))և ընթացիկ խտությունը J → (r →) (\ցուցադրման ոճ (\vec (J)) ((\vec (r))))այս պահին r → (\displaystyle (\vec (r))). Այս հարաբերությունն արտահայտվում է Օհմի օրենքով՝ դիֆերենցիալ ձևով.

  E → (r →) = ρ (r →) J → (r →) . (\ցուցադրման ոճ (\vec (E)) ((\vec (r))) =\rho ((\vec (r))) (\vec (J)) ((\vec (r))):

  Այս բանաձևը վավեր է տարասեռ, բայց իզոտրոպ նյութի համար: Նյութը կարող է լինել նաև անիզոտրոպ (բյուրեղների մեծ մասը, մագնիսացված պլազմա և այլն), այսինքն՝ նրա հատկությունները կարող են կախված լինել ուղղությունից։ Այս դեպքում դիմադրողականությունը երկրորդ աստիճանի կոորդինատից կախված տենզոր է, որը պարունակում է ինը բաղադրիչ։ Անիզոտրոպ նյութում հոսանքի խտության և էլեկտրական դաշտի ուժգնության վեկտորները նյութի յուրաքանչյուր տվյալ կետում համակցված չեն. նրանց միջև կապն արտահայտվում է հարաբերությամբ

  E i (r →) = ∑ j = 1 3 ρ i j (r →) J j (r →) . (\displaystyle E_(i)((\vec (r)))=\sum _(j=1)^(3)\rho _(ij)((\vec (r)))J_(j)(( \vec (r))))

  Անիզոտրոպ, բայց միատարր նյութում՝ տենզորը ρ i j (\ցուցադրման ոճ \rho _(ij))կախված չէ կոորդինատներից.

  Տենսոր ρ i j (\ցուցադրման ոճ \rho _(ij)) սիմետրիկ, այսինքն՝ ցանկացածի համար i (\displaystyle i)Եվ j (\displaystyle j)կատարվեց ρ i j = ρ j i (\displaystyle \rho _(ij)=\rho _(ji)).

  Ինչ վերաբերում է ցանկացած սիմետրիկ տենզորի, համար ρ i j (\ցուցադրման ոճ \rho _(ij))կարող եք ընտրել դեկարտյան կոորդինատների ուղղանկյուն համակարգ, որում մատրիցը ρ i j (\ցուցադրման ոճ \rho _(ij))դառնում է անկյունագծային, այսինքն՝ այն ընդունում է այն ձևը, որով ինը բաղադրիչներից ρ i j (\ցուցադրման ոճ \rho _(ij))Միայն երեքն են ոչ զրոյական. ρ 11 (\displaystyle \rho _(11)), ρ 22 (\displaystyle \rho _(22))Եվ ρ 33 (\displaystyle \rho _(33)). Այս դեպքում նշելով ρ i i (\ցուցադրման ոճ \rho _(ii))ինչպես, նախորդ բանաձևի փոխարեն մենք ստանում ենք ավելի պարզ բանաձև

  E i = ρ i J i. (\displaystyle E_(i)=\rho _(i)J_(i).)

  Քանակներ ρ i (\ցուցադրման ոճ \rho _(i))կանչեց հիմնական արժեքներըդիմադրողականության տենզոր:

  Կապը հաղորդունակության հետ

  Իզոտրոպ նյութերում՝ դիմադրողականության փոխհարաբերությունները ρ (\displaystyle \rho)և հատուկ հաղորդունակություն σ (\displaystyle \sigma)արտահայտված հավասարությամբ

  ρ = 1 ս. (\displaystyle \rho =(\frac (1)(\sigma)).)

  Անիզոտրոպ նյութերի դեպքում՝ դիմադրողականության տենզորի բաղադրիչների հարաբերությունը ρ i j (\ցուցադրման ոճ \rho _(ij))իսկ հաղորդունակության տենզորն ավելի բարդ է։ Իսկապես, Օհմի օրենքը դիֆերենցիալ ձևանիզոտրոպ նյութերի համար ունի ձև.

  J i (r →) = ∑ j = 1 3 σ i j (r →) E j (r →) . (\displaystyle J_(i)((\vec (r)))=\sum _(j=1)^(3)\sigma _(ij)((\vec (r)))E_(j)(( \vec (r))))

  Այս հավասարությունից և նախկինում տրված հարաբերությունից համար E i (r →) (\displaystyle E_(i)((\vec (r))))հետևում է, որ դիմադրողականության տենզորը հաղորդունակության տենզորի հակադարձն է։ Հաշվի առնելով դա՝ դիմադրողականության տենզորի բաղադրիչների համար գործում է հետևյալը.

  ρ 11 = 1 det (σ) [ σ 22 σ 33 − σ 23 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(11)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 22)\սիգմա _(33)-\սիգմա _(23)\սիգմա _(32)],) ρ 12 = 1 det (σ) [ σ 33 σ 12 − σ 13 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(12)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 33)\սիգմա _(12)-\սիգմա _(13)\սիգմա _(32)],)

  Որտեղ det (σ) (\displaystyle \det(\sigma))տենզորային բաղադրիչներից կազմված մատրիցայի որոշիչն է σ i j (\displaystyle \sigma _(ij)). Դիմադրողականության տենզորի մնացած բաղադրիչները ստացվում են վերը նշված հավասարումներից՝ ինդեքսների ցիկլային վերադասավորման արդյունքում։ 1 , 2 Եվ 3 .

  Որոշ նյութերի էլեկտրական դիմադրողականություն

  Մետաղական միայնակ բյուրեղներ

  Աղյուսակում ներկայացված են միայնակ բյուրեղների դիմադրողականության տենզորի հիմնական արժեքները 20 °C ջերմաստիճանում:

  Բյուրեղյա	ρ 1 =ρ 2, 10 −8 Օմ մ	ρ 3, 10 −8 Օմ մ
  Անագ	9,9	14,3
  Բիսմութ	109	138
  Կադմիում	6,8	8,3
  Ցինկ	5,91	6,13

  Էլեկտրական դիմադրություն -ֆիզիկական մեծություն, որը ցույց է տալիս, թե ինչպիսի խոչընդոտ է ստեղծում հոսանքը, երբ այն անցնում է հաղորդիչով. Չափման միավորներն են Օհմ՝ ի պատիվ Գեորգ Օհմի։ Իր օրենքում նա դուրս բերեց դիմադրություն գտնելու բանաձևը, որը տրված է ստորև։

  Որպես օրինակ դիտարկենք մետաղներ օգտագործող հաղորդիչների դիմադրությունը։ Մետաղներն ունեն ներքին կառուցվածքըբյուրեղյա վանդակի տեսքով։ Այս վանդակը խիստ կարգ ունի, և նրա հանգույցները դրական լիցքավորված իոններ են։ Մետաղում լիցքակիրները «ազատ» էլեկտրոններ են, որոնք չեն պատկանում կոնկրետ ատոմին, բայց պատահականորեն շարժվում են ցանցի տեղամասերի միջև։ Սկսած քվանտային ֆիզիկաՀայտնի է, որ մետաղի մեջ էլեկտրոնների շարժումը էլեկտրամագնիսական ալիքի տարածումն է պինդ մարմնում։ Այսինքն՝ հաղորդիչում էլեկտրոնը շարժվում է լույսի արագությամբ (գործնականում), և ապացուցված է, որ այն հատկություն է ցուցաբերում ոչ միայն որպես մասնիկ, այլև որպես ալիք։ Իսկ մետաղի դիմադրությունն առաջանում է ցրման արդյունքում էլեկտրամագնիսական ալիքներ(այսինքն՝ էլեկտրոնները) վանդակի ջերմային թրթիռների և դրա թերությունների վրա։ Երբ էլեկտրոնները բախվում են բյուրեղային ցանցի հանգույցներին, էներգիայի մի մասը փոխանցվում է հանգույցներին, ինչի արդյունքում էներգիա է անջատվում։ Այս էներգիան կարելի է հաշվարկել հաստատուն հոսանքի դեպքում՝ շնորհիվ Ջուլ-Լենց օրենքի՝ Q=I 2 Rt: Ինչպես տեսնում եք, որքան մեծ է դիմադրությունը, այնքան ավելի շատ էներգիա է ազատվում:

  Դիմադրողականություն

  Կա այնպիսի կարևոր հասկացություն, ինչպիսին է դիմադրողականությունը, սա նույն դիմադրությունն է, միայն երկարության միավորում: Յուրաքանչյուր մետաղ ունի իր սեփականը, օրինակ՝ պղնձի համար այն 0,0175 Օմ*մմ2/մ է, ալյումինի համար՝ 0,0271 Օմ*մմ2/մ։ Սա նշանակում է, որ 1 մ երկարությամբ պղնձի ձողը և 1 մմ2 խաչմերուկի մակերեսը կունենա 0,0175 Օմ դիմադրություն, իսկ նույն բարը, բայց պատրաստված ալյումինից, կունենա 0,0271 Օմ դիմադրություն: Պարզվում է, որ պղնձի էլեկտրական հաղորդունակությունն ավելի բարձր է, քան ալյումինինը։ Յուրաքանչյուր մետաղ ունի իր հատուկ դիմադրությունը, և ամբողջ դիրիժորի դիմադրությունը կարող է հաշվարկվել բանաձևով

  

  Որտեղ էջ– մետաղի դիմադրողականություն, l – հաղորդիչի երկարություն, s – խաչմերուկի մակերես:

  Դիմադրողականության արժեքները տրված են մետաղական դիմադրողականության աղյուսակ(20°C)

  Նյութ	էջ, Օհմ * մմ 2 /2	α,10 -3 1/K
  Ալյումինե	0.0271
  Վոլֆրամ	0.055
  Երկաթ	0.098
  Ոսկի	0.023
  փողային	0.025-0.06
  Մանգանին	0.42-0.48	0,002-0,05
  Պղինձ	0.0175
  Նիկել
  Կոնստանտան	0.44-0.52	0.02
  Նիքրոմ		0.15
  Արծաթե	0.016
  Ցինկ	0.059

  Բացի դիմադրողականությունից, աղյուսակը պարունակում է TCR արժեքներ, այս գործակցի մասին ավելի ուշ:

  Դիմադրողականության կախվածությունը դեֆորմացիայից
  

  Մետաղների ճնշմամբ սառը մշակման ժամանակ մետաղը փորձարկում է պլաստիկ դեֆորմացիա. Պլաստիկ դեֆորմացիայի ժամանակ բյուրեղյա վանդակը աղավաղվում է, իսկ թերությունների քանակը մեծանում է։ Բյուրեղային ցանցի թերությունների ավելացմամբ, հաղորդիչով էլեկտրոնների հոսքի դիմադրությունը մեծանում է, հետևաբար, մետաղի դիմադրողականությունը մեծանում է: Օրինակ, մետաղալարը պատրաստվում է գծագրությամբ, ինչը նշանակում է, որ մետաղը ենթարկվում է պլաստիկ դեֆորմացիայի, ինչի արդյունքում դիմադրողականությունը մեծանում է։ Գործնականում, վերաբյուրեղացման կռումը օգտագործվում է դիմադրությունը նվազեցնելու համար, սա բարդույթ է տեխնոլոգիական գործընթաց, որից հետո բյուրեղյա վանդակը կարծես թե «ուղղվում է», և թերությունների թիվը նվազում է, հետևաբար նաև մետաղի դիմադրությունը։
  

  Երբ ձգվում կամ սեղմվում է, մետաղը զգում է առաձգական դեֆորմացիա: Ձգման հետևանքով առաջացած առաձգական դեֆորմացիայի ժամանակ բյուրեղային ցանցի հանգույցների ջերմային թրթռումների ամպլիտուդները մեծանում են, հետևաբար էլեկտրոնները մեծ դժվարություններ են ունենում, և դրա հետ կապված՝ դիմադրողականությունը մեծանում է։ Սեղմման հետևանքով առաջացած առաձգական դեֆորմացիայի ժամանակ հանգույցների ջերմային թրթիռների ամպլիտուդները նվազում են, հետևաբար էլեկտրոնների համար ավելի հեշտ է շարժվել, իսկ դիմադրողականությունը նվազում է։

  Ջերմաստիճանի ազդեցությունը դիմադրողականության վրա

  Ինչպես արդեն պարզեցինք վերևում, մետաղի դիմադրության պատճառը բյուրեղային ցանցի հանգույցներն են և դրանց թրթռումները։ Այսպիսով, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, հանգույցների ջերմային թրթռումները մեծանում են, ինչը նշանակում է, որ դիմադրողականությունը նույնպես մեծանում է: Կա այնպիսի քանակություն, ինչպիսին է դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը(TKS), որը ցույց է տալիս, թե մետաղի դիմադրողականությունը որքան է մեծանում կամ նվազում, երբ տաքանում կամ սառչում է: Օրինակ, պղնձի ջերմաստիճանի գործակիցը 20 աստիճան Ցելսիուսում է 4.1 · 10 − 3 1/աստիճան. Սա նշանակում է, որ երբ, օրինակ, պղնձե մետաղալարը տաքացվում է 1 աստիճան Ցելսիուսով, նրա դիմադրողականությունը կաճի 4.1 · 10 - 3 Օմ. Ջերմաստիճանի փոփոխություններով դիմադրողականությունը կարելի է հաշվարկել բանաձևով

  որտեղ r-ը տաքացումից հետո դիմադրողականությունն է, r 0-ը տաքացումից առաջ դիմադրողականությունն է, a-ն դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցն է, t2-ը տաքացումից առաջ ջերմաստիճանն է, t1-ը՝ տաքացումից հետո:

  Փոխարինելով մեր արժեքները՝ ստանում ենք՝ r=0.0175*(1+0.0041*(154-20))=0.0271 Օմ*մմ 2 /մ։ Ինչպես տեսնում եք, մեր պղնձաձողը 1 մ երկարությամբ և 1 մմ 2 խաչմերուկի մակերեսով, մինչև 154 աստիճան տաքանալուց հետո, կունենա նույն դիմադրությունը, ինչ նույն ձողը, միայն ալյումինից պատրաստված և ջերմաստիճանը 20 աստիճան Celsius.

  Ջերմաստիճանի փոփոխություններով դիմադրությունը փոխելու հատկությունն օգտագործվում է դիմադրողական ջերմաչափերում։ Այս սարքերը կարող են չափել ջերմաստիճանը դիմադրության ընթերցումների հիման վրա: Դիմադրության ջերմաչափերն ունեն չափման բարձր ճշգրտություն, բայց փոքր ջերմաստիճանի միջակայքեր:

  Գործնականում դիրիժորների հատկությունները կանխելու անցումըընթացիկ օգտագործվում են շատ լայնորեն: Օրինակ՝ շիկացած լամպը, որտեղ վոլֆրամի թելիկը տաքացվում է մետաղի բարձր դիմադրության, նրա մեծ երկարության և նեղ խաչմերուկի շնորհիվ։ Կամ ցանկացած ջեռուցման սարք, որտեղ կծիկը տաքանում է բարձր դիմադրության պատճառով: Էլեկտրատեխնիկայում այն ​​տարրը, որի հիմնական հատկությունը դիմադրությունն է, կոչվում է ռեզիստոր: Ռեզիստորն օգտագործվում է գրեթե ցանկացած էլեկտրական շղթայում:

  Շատերը լսել են Օհմի օրենքի մասին, բայց ոչ բոլորը գիտեն, թե դա ինչ է: Ուսումնասիրությունը սկսվում է դպրոցական ֆիզիկայի դասընթացից: Դրանք ավելի մանրամասն դասավանդվում են ֆիզիկայի և էլեկտրադինամիկայի ֆակուլտետում։ Այս գիտելիքը դժվար թե օգտակար լինի սովորական մարդուն, բայց դրա համար անհրաժեշտ է ընդհանուր զարգացում, և ինչ-որ մեկի համար ապագա մասնագիտություն. Մյուս կողմից, էլեկտրաէներգիայի, դրա կառուցվածքի և տան առանձնահատկությունների մասին տարրական գիտելիքները կօգնեն ձեզ պաշտպանվել վնասից: Իզուր չէ, որ Օհմի օրենքը կոչվում է էլեկտրաէներգիայի հիմնարար օրենք։ Տնային վարպետը պետք է գիտելիք ունենա էլեկտրաէներգիայի ոլորտում՝ կանխելու գերլարումը, որը կարող է հանգեցնել բեռի ավելացման և հրդեհի:

  Էլեկտրական դիմադրության հայեցակարգ

  Էլեկտրական շղթայի հիմնական ֆիզիկական մեծությունների՝ դիմադրության, լարման, հոսանքի ուժի միջև կապը հայտնաբերել է գերմանացի ֆիզիկոս Գեորգ Սայմոն Օմը։

  Հաղորդավարի էլեկտրական դիմադրությունը այն արժեքն է, որը բնութագրում է նրա դիմադրությունը էլեկտրական հոսանքին:Այսինքն՝ հաղորդիչի վրա էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ գտնվող էլեկտրոնների մի մասը թողնում է իրենց տեղը բյուրեղային ցանցում և ուղղվում դեպի հաղորդիչի դրական բևեռը։ Որոշ էլեկտրոններ մնում են ցանցում՝ շարունակելով պտտվել միջուկային ատոմի շուրջ։ Այս էլեկտրոնները և ատոմները ստեղծում են էլեկտրական դիմադրություն, որը կանխում է ազատված մասնիկների շարժումը:

  Վերոնշյալ գործընթացը վերաբերում է բոլոր մետաղներին, սակայն դիմադրությունը տարբեր կերպ է առաջանում դրանցում: Դա պայմանավորված է չափի, ձևի և նյութի տարբերությամբ, որից պատրաստված է դիրիժորը: Համապատասխանաբար, բյուրեղյա ցանցի չափերը տարբեր նյութերի համար ունեն տարբեր ձևեր, հետևաբար, էլեկտրական դիմադրությունը դրանց միջով հոսանքի շարժմանը նույնը չէ:

  Սկսած այս հայեցակարգըդրանից բխում է, որ որոշվում է նյութի հատուկ դիմադրությունը, որը անհատական ​​ցուցանիշյուրաքանչյուր մետաղի համար առանձին: Էլեկտրական դիմադրողականությունը (SER) ֆիզիկական մեծություն է, որը նշվում է հունարեն ρ տառով և բնութագրվում է մետաղի ունակությամբ՝ կանխելու էլեկտրաէներգիայի անցումը դրա միջով։

  Պղինձը դիրիժորների հիմնական նյութն է

  Նյութի դիմադրողականությունը հաշվարկվում է բանաձևով, որտեղ մեկը կարևոր ցուցանիշներէլեկտրական դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցն է: Աղյուսակը պարունակում է երեք հայտնի մետաղների դիմադրողականության արժեքները 0-ից 100°C ջերմաստիճանի միջակայքում:

  Եթե ​​վերցնենք երկաթի դիմադրողականությունը, որպես առկա նյութերից մեկը, հավասար է 0,1 Օմ-ի, ապա 1 Օմ-ի համար անհրաժեշտ կլինի 10 մետր: Արծաթն ունի ամենացածր էլեկտրական դիմադրությունը, 1 օմ արժեքով այն կկազմի 66,7 մետր: Զգալի տարբերություն, բայց արծաթը թանկարժեք մետաղ է, որն ամենուր օգտագործելը գործնական չէ։ Հաջորդ լավագույն ցուցանիշը պղինձն է, որտեղ 1 Օմ-ի համար պահանջվում է 57,14 մետր: Արծաթի համեմատ իր մատչելիության և արժեքի շնորհիվ պղինձը էլեկտրական ցանցերում կիրառվող հայտնի նյութերից է: Պղնձե մետաղալարերի ցածր դիմադրողականությունը կամ պղնձե մետաղալարերի դիմադրությունը հնարավորություն են տալիս օգտագործել պղնձե հաղորդիչը գիտության, տեխնիկայի բազմաթիվ ճյուղերում, ինչպես նաև արդյունաբերական և կենցաղային նպատակներով:

  Դիմադրողականության արժեքը

  Դիմադրողականության արժեքը հաստատուն չէ, այն տատանվում է՝ կախված հետևյալ գործոններից.

  • Չափը. Որքան մեծ է հաղորդիչի տրամագիծը, այնքան ավելի շատ էլեկտրոններ է այն թույլ տալիս իր միջով: Հետեւաբար, որքան փոքր է դրա չափը, այնքան մեծ է դիմադրողականությունը:
  • Երկարություն. Էլեկտրոնները անցնում են ատոմների միջով, ուստի որքան երկար է մետաղալարը, այնքան ավելի շատ էլեկտրոններ պետք է անցնեն դրանց միջով: Հաշվարկներ կատարելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել մետաղալարի երկարությունը և չափը, քանի որ որքան երկար կամ բարակ է մետաղալարը, այնքան մեծ է նրա դիմադրողականությունը և հակառակը։ Օգտագործված սարքավորումների բեռը չհաշվելը կարող է հանգեցնել մետաղալարի գերտաքացման և հրդեհի:
  • Ջերմաստիճանը. Հայտնի է, որ ջերմաստիճանային ռեժիմն ունի մեծ նշանակությունտարբեր նյութերի վարքագծի վրա: Մետաղը, ինչպես ոչ մի այլ բան, փոխում է իր հատկությունները տարբեր ջերմաստիճաններում: Պղնձի դիմադրողականությունը ուղղակիորեն կախված է պղնձի դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցից և մեծանում է, երբ տաքանում է:
  • Կոռոզիա. Կոռոզիայի առաջացումը զգալիորեն մեծացնում է բեռը: Դա տեղի է ունենում ազդեցության պատճառով միջավայրը, խոնավության, աղի, կեղտի և այլնի ներթափանցման դրսևորումներ։ Խորհուրդ է տրվում մեկուսացնել և պաշտպանել բոլոր միացումները, տերմինալները, ոլորումները, տեղադրել փողոցում գտնվող սարքավորումների պաշտպանությունը և անհապաղ փոխարինել վնասված լարերը, բաղադրիչները և հավաքները:

  

  Դիմադրության հաշվարկ

  Հաշվարկները կատարվում են տարբեր նպատակների և օգտագործման առարկաներ նախագծելիս, քանի որ յուրաքանչյուրի կենսաապահովումը ապահովվում է էլեկտրականությամբ: Հաշվի է առնված ամեն ինչ՝ լուսատուներից մինչև տեխնիկապես բարդ սարքավորումներ։ Տանը նույնպես օգտակար կլինի հաշվարկ կատարել, հատկապես, եթե նախատեսվում է փոխել էլեկտրական լարերը։ Մասնավոր բնակարանաշինության համար անհրաժեշտ է հաշվարկել բեռը, հակառակ դեպքում էլեկտրական լարերի «ինքնահաստատ» հավաքումը կարող է հանգեցնել հրդեհի:

  Հաշվարկի նպատակն է որոշել օգտագործվող բոլոր սարքերի հաղորդիչների ընդհանուր դիմադրությունը՝ հաշվի առնելով դրանց տեխնիկական պարամետրերը: Այն հաշվարկվում է R=p*l/S բանաձևով, որտեղ.

  R - հաշվարկված արդյունք;

  p – դիմադրողականության ցուցիչ աղյուսակից;

  լ - մետաղալարերի երկարություն (հաղորդիչ);

  S - հատվածի տրամագիծը:

  Միավորներ

  IN միջազգային համակարգմիավորներ ֆիզիկական մեծություններ(SI) էլեկտրական դիմադրությունը չափվում է Օհմ-ով (ohms): Դիմադրողականության չափման միավորը ըստ SI համակարգի հավասար է այն նյութի դիմադրողականությանը, որի դեպքում մեկ նյութից պատրաստված հաղորդիչը՝ 1 մ երկարությամբ, 1 քառ. մ.-ն ունի 1 Օմ դիմադրություն: Տարբեր մետաղների համար 1 օհմ/մ-ի օգտագործումը հստակ ցույց է տրված աղյուսակում:

  Դիմադրողականության նշանակությունը

  Դիմադրողականության և հաղորդունակության միջև կապը կարելի է համարել որպես փոխադարձ մեծություններ։ Որքան բարձր է մի դիրիժորի ցուցիչը, այնքան ցածր է մյուսի ցուցիչը և հակառակը։ Ուստի էլեկտրական հաղորդունակությունը հաշվարկելիս օգտագործվում է 1/r հաշվարկը, քանի որ X-ի հակադարձը 1/X է և հակառակը։ Հատուկ ցուցանիշը նշվում է g տառով:

  Էլեկտրոլիտիկ պղնձի առավելությունները

  Պղինձը չի սահմանափակվում իր ցածր դիմադրողականության ինդեքսով (արծաթից հետո)՝ որպես առավելություն։ Այն ունի իր բնութագրերով եզակի հատկություններ, այն է՝ պլաստիկություն և բարձր ճկունություն: Այս հատկությունների շնորհիվ էլեկտրոլիտիկ պղինձը արտադրվում է բարձր մաքրությամբ էլեկտրական սարքերում օգտագործվող մալուխների արտադրության համար, համակարգչային տեխնիկա, էլեկտրաարդյունաբերություն և ավտոմոբիլային արդյունաբերություն։

  Դիմադրության ինդեքսի կախվածությունը ջերմաստիճանից

  Ջերմաստիճանի գործակիցը այն արժեքն է, որը հավասար է շղթայի մի մասի լարման փոփոխությանը և ջերմաստիճանի փոփոխության արդյունքում մետաղի դիմադրողականությանը։ Մետաղների մեծ մասը հակված է բարձրացնել դիմադրողականությունը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ՝ բյուրեղային ցանցի ջերմային թրթիռների պատճառով: Պղնձի դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը ազդում է պղնձե մետաղալարերի դիմադրողականության վրա և 0-ից մինչև 100°C ջերմաստիճանի դեպքում կազմում է 4,1 10− 3 (1/Kelvin): Արծաթի համար այս ցուցանիշը նույն պայմաններում 3,8 է, իսկ երկաթի համար՝ 6,0։ Սա ևս մեկ անգամ ապացուցում է պղնձի որպես հաղորդիչ օգտագործելու արդյունավետությունը։

  Լարերի պատրաստման ամենատարածված մետաղներից մեկը պղինձն է: Նրա էլեկտրական դիմադրությունը ամենացածրն է մատչելի մետաղների մեջ։ Այն ավելի փոքր է միայն ներսում թանկարժեք մետաղներ(արծաթ և ոսկի) և կախված է տարբեր գործոններից:

  Ինչ է էլեկտրական հոսանքը

  Մարտկոցի կամ հոսանքի այլ աղբյուրի տարբեր բևեռներում կան տարբեր կրիչներ էլեկտրական լիցքավորում. Եթե ​​դրանք միացված են հաղորդիչին, լիցքակիրները սկսում են շարժվել լարման աղբյուրի մի բևեռից մյուսը: Հեղուկների մեջ այդ կրիչները իոններ են, իսկ մետաղներում՝ ազատ էլեկտրոններ։

  Սահմանում.Էլեկտրական հոսանքը լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումն է։

  Դիմադրողականություն

  Էլեկտրական դիմադրողականությունը մի արժեք է, որը որոշում է նյութի հղման նմուշի էլեկտրական դիմադրությունը: Այս մեծությունը նշելու համար օգտագործվում է հունարեն «p» տառը։ Հաշվարկի բանաձև.

  p=(R*S)/ լ.

  Այս արժեքը չափվում է Ohm*m-ով: Այն կարող եք գտնել տեղեկատու գրքերում, դիմադրողականության աղյուսակներում կամ ինտերնետում:

  Ազատ էլեկտրոնները շարժվում են մետաղի միջով բյուրեղային ցանցի ներսում: Երեք գործոն ազդում է այս շարժման դիմադրության և հաղորդիչի դիմադրողականության վրա.

  • Նյութ. Տարբեր մետաղներ ունեն տարբեր ատոմային խտություններ և ազատ էլեկտրոնների քանակ.
  • Մաքուրներ. Մաքուր մետաղներում բյուրեղյա վանդակը ավելի կարգավորված է, հետևաբար դիմադրությունը ավելի ցածր է, քան համաձուլվածքներում;
  • Ջերմաստիճանը. Ատոմներն իրենց տեղերում անշարժ չեն, այլ թրթռում են։ Որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան մեծ է թրթռումների ամպլիտուդը, որը խանգարում է էլեկտրոնների շարժին, և այնքան բարձր է դիմադրությունը։

  Հետևյալ նկարում կարող եք տեսնել մետաղների դիմադրողականության աղյուսակը:

  

  Հետաքրքիր է.Կան համաձուլվածքներ, որոնց էլեկտրական դիմադրությունը տաքանալիս նվազում է կամ չի փոխվում։

  Հաղորդունակություն և էլեկտրական դիմադրություն

  Քանի որ մալուխի չափերը չափվում են մետրերով (երկարություն) և մմ² (հատված), էլեկտրական դիմադրողականությունը ունի Օմ մմ²/մ չափս: Իմանալով մալուխի չափերը, դրա դիմադրությունը հաշվարկվում է բանաձևով.

  R=(p* լ)/Ս.

  Էլեկտրական դիմադրությունից բացի, որոշ բանաձևեր օգտագործում են «հաղորդունակություն» հասկացությունը: Սա դիմադրության փոխադարձությունն է։ Այն նշանակված է «g» և հաշվարկվում է բանաձևով.

  Հեղուկների հաղորդունակություն

  Հեղուկների հաղորդունակությունը տարբերվում է մետաղների հաղորդունակությունից։ Դրանցում լիցքակիրները իոններ են։ Նրանց թիվը և էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծանում են, երբ տաքացվում են, ուստի էլեկտրոդի կաթսայի հզորությունը մի քանի անգամ ավելանում է 20-ից մինչև 100 աստիճան տաքացնելիս:

  Հետաքրքիր է.Թորած ջուրը մեկուսիչ է։ Լուծված կեղտը դրան տալիս է հաղորդունակություն:

  Լարերի էլեկտրական դիմադրություն

  Լարերի պատրաստման ամենատարածված մետաղներն են պղնձը և ալյումինը: Ալյումինն ունի ավելի բարձր դիմադրություն, բայց ավելի էժան է, քան պղնձը: Պղնձի դիմադրողականությունը ավելի ցածր է, ուստի մետաղալարերի խաչմերուկը կարելի է ընտրել ավելի փոքր: Բացի այդ, այն ավելի ամուր է, և այս մետաղից պատրաստված են ճկուն լարերը:

  Հետևյալ աղյուսակը ցույց է տալիս մետաղների էլեկտրական դիմադրողականությունը 20 աստիճանով: Այլ ջերմաստիճաններում այն ​​որոշելու համար աղյուսակից ստացված արժեքը պետք է բազմապատկվի յուրաքանչյուր մետաղի համար տարբեր ուղղիչ գործակցով: Այս գործակիցը կարող եք պարզել համապատասխան տեղեկատու գրքերից կամ օգտագործելով առցանց հաշվիչը։

  

  Մալուխի խաչմերուկի ընտրություն

  Քանի որ մետաղալարն ունի դիմադրություն, երբ էլեկտրական հոսանք է անցնում դրա միջով, ջերմություն է առաջանում և տեղի է ունենում լարման անկում: Այս երկու գործոնները պետք է հաշվի առնվեն մալուխի խաչմերուկների ընտրության ժամանակ:

  Ընտրություն թույլատրելի ջեռուցմամբ

  Երբ հոսանքը հոսում է մետաղալարով, էներգիան ազատվում է: Դրա քանակը կարելի է հաշվարկել էլեկտրական էներգիայի բանաձևով.

  2,5 մմ² խաչմերուկով և 10 մետր երկարությամբ պղնձե մետաղալարով R = 10 * 0,0074 = 0,074 Օմ: 30A հոսանքի դեպքում P=30²*0.074=66W:

  Այս հզորությունը տաքացնում է հաղորդիչը և ինքնին մալուխը: Ջերմաստիճանը, որով այն տաքանում է, կախված է տեղադրման պայմաններից, մալուխի միջուկների քանակից և այլ գործոններից, և թույլատրելի ջերմաստիճան- մեկուսիչ նյութի վրա. Պղնձը ավելի մեծ հաղորդունակություն ունի, ուստի ելքային հզորությունը և պահանջվող խաչմերուկը ավելի ցածր են: Այն որոշվում է հատուկ աղյուսակների կամ առցանց հաշվիչի միջոցով:

  

  Թույլատրելի լարման կորուստ

  Ջեռուցումից բացի, երբ էլեկտրական հոսանքն անցնում է լարերի միջով, բեռի մոտ լարումը նվազում է։ Այս արժեքը կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով Օհմի օրենքը.

  Հղում.Ըստ PUE ստանդարտների, այն պետք է լինի ոչ ավելի, քան 5% կամ 220 Վ ցանցում `ոչ ավելի, քան 11 Վ:

  Հետեւաբար, որքան երկար է մալուխը, այնքան մեծ պետք է լինի դրա խաչմերուկը: Դուք կարող եք որոշել այն աղյուսակների կամ առցանց հաշվիչի միջոցով: Ի տարբերություն թույլատրելի ջեռուցման վրա հիմնված խաչմերուկի ընտրության, լարման կորուստները կախված չեն երեսարկման պայմաններից և մեկուսիչ նյութից:

  220 Վ ցանցում լարումը մատակարարվում է երկու լարերի միջոցով՝ փուլային և չեզոք, ուստի հաշվարկը կատարվում է մալուխի կրկնակի երկարությամբ: Նախորդ օրինակի մալուխում այն ​​կլինի U=I*R=30A*2*0.074Ohm=4.44V: Սա շատ չէ, բայց 25 մետր երկարությամբ ստացվում է 11,1 Վ - առավելագույն թույլատրելի արժեքը, դուք ստիպված կլինեք մեծացնել խաչմերուկը:

  

  Այլ մետաղների էլեկտրական դիմադրություն

  Բացի պղնձից և ալյումինից, էլեկտրատեխնիկայում օգտագործվում են նաև այլ մետաղներ և համաձուլվածքներ.

  • Երկաթ. Պողպատն ունի ավելի բարձր դիմադրողականություն, բայց ավելի ամուր է, քան պղնձը և ալյումինը: Պողպատե թելերը հյուսված են մալուխների մեջ, որոնք նախատեսված են օդով անցկացվելու համար: Երկաթի դիմադրությունը չափազանց բարձր է էլեկտրաէներգիա փոխանցելու համար, ուստի միջուկի խաչմերուկները հաշվի չեն առնվում խաչմերուկը հաշվարկելիս: Բացի այդ, այն ավելի հրակայուն է, և դրանից պատրաստված խողովակներ են բարձր հզորության էլեկտրական վառարաններում ջեռուցիչները միացնելու համար.
  • Նիքրոմ (նիկելի և քրոմի համաձուլվածք) և ֆեկրալ (երկաթ, քրոմ և ալյումին): Նրանք ունեն ցածր հաղորդունակություն և հրակայունություն: Այս համաձուլվածքներից պատրաստված են մետաղալարով դիմադրիչներ և ջեռուցիչներ.
  • Վոլֆրամ. Նրա էլեկտրական դիմադրությունը բարձր է, սակայն այն հրակայուն մետաղ է (3422 °C): Այն օգտագործվում է էլեկտրական լամպերի և էլեկտրոդների մեջ թելեր պատրաստելու համար արգոն-աղեղային եռակցման համար;
  • Կոնստանտան և մանգանին (պղինձ, նիկել և մանգան): Այս հաղորդիչների դիմադրողականությունը չի փոխվում ջերմաստիճանի փոփոխության հետ: Օգտագործվում է ռեզիստորների արտադրության բարձր ճշգրտության սարքերում;
  • Թանկարժեք մետաղներ՝ ոսկի և արծաթ։ Նրանք ունեն ամենաբարձր տեսակարար հաղորդունակությունը, սակայն բարձր գնի պատճառով դրանց օգտագործումը սահմանափակ է։

  Ինդուկտիվ ռեակտիվություն

  Հաղորդալարերի հաղորդունակությունը հաշվարկելու բանաձևերը վավեր են միայն ուղիղ հոսանքի ցանցում կամ ցածր հաճախականությունների ուղիղ հաղորդիչներում: Ինդուկտիվ ռեակտիվությունը հայտնվում է կծիկներում և բարձր հաճախականության ցանցերում՝ սովորականից շատ անգամներ։ Բացի այդ, բարձր հաճախականության հոսանքը անցնում է միայն մետաղալարերի մակերեսով: Հետեւաբար, այն երբեմն պատված է արծաթի բարակ շերտով կամ օգտագործվում է Litz մետաղալար: