14.04.2018
Зэс, хөнгөн цагаан, тэдгээрийн хайлш, төмрөөр (ган) хийсэн дамжуулагчийг цахилгаан байгууламжид дамжуулагч хэсэг болгон ашигладаг.
Зэс бол хамгийн сайн дамжуулагч материалуудын нэг юм. 20°С-т зэсийн нягт 8.95г/см3, хайлах цэг нь 1083°С.Зэс нь химийн хувьд бага зэрэг идэвхтэй боловч азотын хүчилд амархан уусдаг ба шингэрүүлсэн давсны болон хүхрийн хүчлийн үед л уусдаг. исэлдүүлэгч бодис (хүчилтөрөгч). Агаарт зэс хурдан харанхуй оксидын нимгэн давхаргаар бүрхэгдсэн боловч энэ исэлдэлт нь метал руу гүн нэвтэрдэггүй бөгөөд цаашид зэврэлтээс хамгаалах үүрэг гүйцэтгэдэг. Зэс нь халаахгүйгээр хуурамчаар үйлдэх, өнхрөхөд тохиромжтой.
Үйлдвэрлэлийн хувьд үүнийг ашигладаг электролитийн зэс 99.93%-ийн цэвэр зэс агуулсан ембүү .
Зэсийн цахилгаан дамжуулах чанар нь хольцын хэмжээ, төрөл, бага хэмжээгээр механик болон дулааны боловсруулалтаас ихээхэн хамаардаг. 20°С-т 0.0172-0.018 ом х мм2/м байна.
Дамжуулагч үйлдвэрлэхэд 8.9, 8.95 ба 8.96 г/см3 хувийн жин бүхий зөөлөн, хагас хатуу эсвэл хатуу зэсийг ашигладаг.
Энэ нь амьд эд анги үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг. бусад металлын хайлш дахь зэс. Дараах хайлшийг хамгийн өргөн хэрэглэдэг.
Гуулин нь бусад металлыг нэмсэн зэс, цайрын хайлш бөгөөд 50% -иас багагүй зэс агуулсан хайлш юм. гууль 0.031 - 0.079 ом х мм2 / м. 72% -иас дээш зэсийн агууламжтай гуулин - томбак (өндөр уян хатан, зэврэлтээс хамгаалах, үрэлтийн эсрэг шинж чанартай) ба хөнгөн цагаан, цагаан тугалга, хар тугалга эсвэл манган нэмсэн тусгай гууль.
Гуулин контакт
Хүрэл нь янз бүрийн металлын нэмэлт бүхий зэс, цагаан тугалганы хайлш юм. Хайлш дахь хүрэл үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийн агууламжаас хамааран тэдгээрийг цагаан тугалга, хөнгөн цагаан, цахиур, фосфор, кадми гэж нэрлэдэг. Эсэргүүцэлхүрэл 0.021 - 0.052 ом х мм 2 / м.
Гуулин ба хүрэл нь механик болон физик-химийн шинж чанартай байдаг. Тэдгээр нь цутгах, шахах замаар амархан боловсруулагддаг бөгөөд агаар мандлын зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг.
Хөнгөн цагаан - түүний чанарын дагуу зэсийн дараа хоёр дахь дамжуулагч материал.Хайлах цэг 659.8° C. 20°-ийн температурт хөнгөн цагааны нягт 2.7 г/см 3 байна. Хөнгөн цагаан нь цутгахад хялбар, боловсруулахад хялбар байдаг. 100 - 150 хэмийн температурт хөнгөн цагаан нь уян хатан, уян хатан байдаг (0.01 мм хүртэл зузаантай хуудас болгон өнхрүүлж болно).
Хөнгөн цагааны цахилгаан дамжуулах чанар нь хольцоос ихээхэн хамаардаг ба механик болон дулааны боловсруулалтаас бага байдаг. Хөнгөн цагааны найрлага нь цэвэр байх тусам түүний цахилгаан дамжуулах чанар өндөр, илүү сайн эсэргүүцэлтэй байдаг химийн нөлөө. Хөнгөн цагааны механик бат бэхийг боловсруулах, өнхрүүлэх, зөөлрүүлэх нь ихээхэн нөлөөлдөг. Хөнгөн цагааны хүйтэн боловсруулалт нь түүний хатуулаг, уян хатан чанар, суналтын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Хөнгөн цагааны эсэргүүцэл 20° С-д 0.026 - 0.029 ом х мм 2 / м.
Зэсийг хөнгөн цагаанаар солихдоо дамжуулагчийн хөндлөн огтлолыг дамжуулах чадварын хувьд, өөрөөр хэлбэл 1.63 дахин нэмэгдүүлэх шаардлагатай.
Тэнцүү цахилгаан дамжуулагчтай бол хөнгөн цагаан дамжуулагч нь зэсээс 2 дахин хөнгөн болно.
Дамжуулагч үйлдвэрлэхэд дор хаяж 98% цэвэр хөнгөн цагаан, 0.3% -иас ихгүй цахиур, 0.2% -иас ихгүй төмөр агуулсан хөнгөн цагааныг ашигладаг.
Гүйдэл дамжуулах хэсгүүдийн эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг бусад металлуудтай хөнгөн цагааны хайлш, жишээ нь: Duralumin - зэс, мангантай хөнгөн цагааны хайлш.
Силумин бол цахиур, магни, манганы хольцтой хөнгөн цагаанаар хийгдсэн хөнгөн цутгамал хайлш юм.
Хөнгөн цагааны хайлш нь сайн цутгах шинж чанартай, механик бат бөх чанар сайтай байдаг.
Цахилгааны инженерчлэлд дараахь зүйлийг хамгийн өргөн ашигладаг. хөнгөн цагааны хайлш:
Хөнгөн цагааны 98.8-аас багагүй агууламжтай, 1.2 хүртэлх бусад хольцтой, AD зэрэглэлийн хөнгөн цагааны хэв гажилттай хайлш.
Хамгийн багадаа 99.3 н хөнгөн цагааны агууламжтай, 0.7 хүртэлх бусад хольцтой, AD1 зэрэглэлийн хөнгөн цагаан деформацтай хайлш.
Хөнгөн цагаан деформацтай хайлш AD31 брэнд, хөнгөн цагаан 97.35 - 98.15, бусад хольц 1.85 -2.65.
AD ба AD1 зэрэглэлийн хайлшийг тоног төхөөрөмжийн хавчааруудын орон сууц, үхрийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. AD31 маркийн хайлшийг цахилгаан дамжуулагчдад ашигладаг профиль, шинийг хийхэд ашигладаг.
Дулааны боловсруулалтын үр дүнд хөнгөн цагааны хайлшаар хийсэн бүтээгдэхүүн нь өндөр хүч чадал, гарц (мөлхөгч) хязгаарыг олж авдаг.
Төмөр - хайлах цэг 1539 ° C. Төмрийн нягт нь 7.87 байна. Төмөр нь хүчилд уусдаг бөгөөд галоген ба хүчилтөрөгчөөр исэлддэг.
Цахилгааны инженерчлэлд янз бүрийн ганг ашигладаг, жишээлбэл:
Нүүрстөрөгчийн ган нь нүүрстөрөгч болон бусад металлургийн хольцтой төмрийн уян хатан хайлш юм.
Нүүрстөрөгчийн гангийн эсэргүүцэл нь 0.103 - 0.204 ом х мм 2 / м байна.
Хайлштай ган нь нүүрстөрөгчийн ган дээр нэмсэн хром, никель болон бусад элементүүдийн нэмэлтүүдтэй хайлш юм.
Ган нь сайн шинж чанартай байдаг.
Дараахь зүйлийг хайлш, түүнчлэн гагнуур үйлдвэрлэх, дамжуулагч металл үйлдвэрлэхэд нэмэлт болгон өргөн ашигладаг.
Кадми бол уян хатан металл юм. Кадми хайлах цэг нь 321 ° C байна. Эсэргүүцэл 0.1 ом x мм 2 / м. Цахилгааны инженерийн хувьд кадмийг бага хайлдаг гагнуур бэлтгэх, металл гадаргуу дээр хамгаалалтын бүрээс (кадми бүрэх) хийхэд ашигладаг. Зэврэлтээс хамгаалах шинж чанарын хувьд кадми нь цайртай ойролцоо боловч кадми бүрээс нь сүвэрхэг чанар багатай бөгөөд цайраас нимгэн давхаргад түрхдэг.
Никель - хайлах цэг 1455 ° C. Никелийн эсэргүүцэл 0.068 - 0.072 ом x мм 2 / м. Энгийн температурт энэ нь агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр исэлддэггүй. Никель нь хайлш болон металл гадаргууг хамгаалалтын бүрхүүлд (никель бүрэх) ашигладаг.
Цагаан тугалга - хайлах цэг 231.9 ° C. Цагаан тугалганы эсэргүүцэл нь 0.124 - 0.116 ом х мм 2 / м байна. Цагаан тугалга нь металлын хамгаалалтын бүрхүүлийг гагнахад ашигладаг цэвэр хэлбэрболон бусад металлуудтай хайлш хэлбэрээр .
Хар тугалга - хайлах цэг 327.4 ° C. Тусгай эсэргүүцэл 0.217 - 0.227 ом x мм 2 / м. Хар тугалга нь бусад металлын хайлшийг хүчилд тэсвэртэй материал болгон ашигладаг. Гагнуурын хайлш (гагнуур) дээр нэмсэн.
Мөнгө бол маш уян хатан, уян хатан металл юм. Мөнгөний хайлах цэг нь 960.5 ° C байна. Мөнгө бол дулаан, цахилгаан гүйдлийг хамгийн сайн дамжуулагч юм.Мөнгөний эсэргүүцэл нь 0.015 - 0.016 ом х мм 2 / м байна. Мөнгө нь металл гадаргууг хамгаалах (мөнгөлөг) хийхэд ашиглагддаг.
Сурьма нь 631°C хайлах цэгтэй гялалзсан, хэврэг металл юм. Сурьма нь гагнуурын хайлш (гагнуур) -д нэмэлт болгон ашигладаг.
Chrome бол хатуу, гялалзсан металл юм. Хайлах цэг 1830 ° C. Агаарт ердийн температурт энэ нь өөрчлөгддөггүй. Хромын эсэргүүцэл нь 0.026 ом х мм 2 / м байна. Хромыг хайлш болон металл гадаргууг хамгаалах бүрхүүлд (хром бүрэх) ашигладаг.
Цайр - хайлах цэг 419.4 ° C. Цайрын эсэргүүцэл 0.053 - 0.062 ом х мм 2 / м. Чийглэг агаарт цайр исэлдэж, оксидын давхаргаар хучигддаг бөгөөд энэ нь дараагийн химийн нөлөөллөөс хамгаалдаг. Цахилгааны инженерийн хувьд цайрыг хайлш, гагнуурын нэмэлт болгон, түүнчлэн металл эд ангиудын гадаргууг хамгаалалтын бүрээс (цайрын бүрээс) болгон ашигладаг.
Эрдэмтдийн лабораториос цахилгаан гарч, практикт өргөн нэвтэрч эхэлмэгц Өдөр тутмын амьдрал, цахилгаан гүйдлийн урсгалтай холбоотой тодорхой, заримдаа бүрэн эсрэг шинж чанартай материалыг хайх тухай асуулт гарч ирэв.
Жишээлбэл, цахилгаан энергийг хол зайд дамжуулахдаа бага жингийн шинж чанартай хослуулан Жоулийн халалтын улмаас алдагдлыг багасгахын тулд утсан материал шаардлагатай байсан. Үүний нэг жишээ бол ган судалтай хөнгөн цагаан утсаар хийсэн бидний сайн мэдэх өндөр хүчдэлийн шугам юм.
Эсвэл эсрэгээр, авсаархан хоолой хэлбэрийн цахилгаан халаагуурыг бий болгохын тулд харьцангуй өндөр цахилгаан эсэргүүцэлтэй, өндөр дулааны тогтвортой байдал бүхий материал шаардлагатай байв. Ижил шинж чанартай материалыг ашигладаг төхөөрөмжийн хамгийн энгийн жишээ бол ердийн гал тогооны цахилгаан зуухны шатаагч юм.
Биологи, анагаах ухаанд электрод, датчик, датчик болгон ашигладаг дамжуулагч нь химийн өндөр эсэргүүцэл, биоматериалтай нийцэх, контактын эсэргүүцэл багатай хослуулах шаардлагатай.
Зохион бүтээгчдийн бүхэл бүтэн галактик өөр өөр улс орнууд: Англи, Орос, Герман, Унгар, АНУ. Томас Эдисон утаснуудын үүрэгт тохирсон материалын шинж чанарыг шалгах мянга гаруй туршилтыг хийсний дараа цагаан алт спираль бүхий чийдэнг бүтээжээ. Эдисоны чийдэн нь удаан эдэлгээтэй байсан ч эх материалын өртөг өндөр байсан тул практикт тохирохгүй байв.
Харьцангуй хямд, галд тэсвэртэй вольфрам ба молибденийг утас материал болгон ашиглахыг санал болгосон Оросын зохион бүтээгч Лодыгиний дараагийн ажил практик хэрэглээг олж авав. Нэмж дурдахад, Лодыгин улайсдаг чийдэнгийн цилиндрээс агаарыг шахаж, түүнийг идэвхгүй эсвэл үнэт хийгээр солихыг санал болгосон нь орчин үеийн улайсдаг чийдэнг бий болгоход хүргэсэн. Хямд үнэтэй, удаан эдэлгээтэй цахилгаан чийдэнг олноор нь үйлдвэрлэх анхдагч нь Женерал Электрик компани байсан бөгөөд Лодыгин патентынхаа эрхийг түүнд шилжүүлж, дараа нь компанийн лабораторид удаан хугацаанд амжилттай ажилласан.
Хүний сониуч ухаан нь маш шинэлэг байдаг тул заримдаа техникийн тодорхой асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй шинж чанартай эсвэл эдгээр шинж чанаруудын гайхалтай хослол бүхий материал шаардлагатай байдаг тул энэ жагсаалтыг үргэлжлүүлж болно. Байгаль бидний хоолны дуршилыг гүйцэхгүй болж, дэлхийн өнцөг булан бүрээс эрдэмтэд байгалийн аналоггүй материалыг бүтээх уралдаанд нэгдэж байна.
Энэ нь цахилгаан төхөөрөмжийн яндан эсвэл орон сууцыг хамгаалалтын газардуулгын төхөөрөмжтэй зориудаар холбох явдал юм. Ихэвчлэн газардуулга нь ган эсвэл зэс тууз, хоолой, саваа эсвэл буланд 2.5 метрээс дээш гүнд булагдсан хэлбэрээр хийгддэг бөгөөд ослын үед хэлхээний төхөөрөмжийн дагуу гүйдлийн урсгалыг хангадаг. орон сууц эсвэл бүрхүүл - газардуулга - хувьсах гүйдлийн эх үүсвэрийн төвийг сахисан утас. Энэ хэлхээний эсэргүүцэл нь 4 Ом-оос ихгүй байх ёстой. Энэ тохиолдолд яаралтай тусламжийн төхөөрөмжийн бие дээрх хүчдэл нь хүмүүст аюулгүй байх утгыг бууруулж, автомат хэлхээний хамгаалалтын төхөөрөмж нь яаралтай тусламжийн төхөөрөмжийг ямар нэг байдлаар унтраадаг.
Хамгаалалтын газардуулгын элементүүдийг тооцоолохдоо янз бүр байж болох хөрсний эсэргүүцлийн талаархи мэдлэг чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Лавлагаа хүснэгтийн өгөгдлийн дагуу газардуулгын төхөөрөмжийн талбайг сонгож, газардуулгын элементийн тоо, бүхэл бүтэн төхөөрөмжийн бодит дизайныг тооцоолно. Хамгаалалтын газардуулгын төхөөрөмжийн бүтцийн элементүүдийг гагнуураар холбодог.
Цахилгаан томографи
Цахилгаан хайгуул нь газрын гадаргын ойролцоох геологийн орчныг судалдаг бөгөөд төрөл бүрийн хиймэл цахилгаан болон цахилгаан соронзон орны судалгаан дээр үндэслэн хүдэр, металл бус ашигт малтмал болон бусад объектуудыг хайхад ашигладаг. Цахилгаан хайгуулын онцгой тохиолдол бол цахилгаан томографи (цахилгаан эсэргүүцлийн томографи) бөгөөд чулуулгийн шинж чанарыг эсэргүүцэх чадвараар нь тодорхойлох арга юм.
Аргын мөн чанар нь цахилгаан орны эх үүсвэрийн тодорхой байрлалд янз бүрийн датчик дээр хүчдэлийн хэмжилт хийж, дараа нь талбайн эх үүсвэрийг өөр байршилд шилжүүлж эсвэл өөр эх үүсвэр рүү шилжүүлж, хэмжилтийг давтдаг. Талбайн эх үүсвэр ба талбайн хүлээн авагчийн датчикийг гадаргуу болон худагт байрлуулна.
Дараа нь хүлээн авсан өгөгдлийг орчин үеийн ашиглан боловсруулж, тайлбарладаг компьютерийн аргуудхоёр хэмжээст ба гурван хэмжээст дүрс хэлбэрээр мэдээллийг дүрслэх боломжийг олгодог боловсруулалт.
Маш их байх нарийн аргахайлт, цахилгаан томографи нь геологич, археологич, палеозологичдод үнэлж баршгүй тусламж үзүүлдэг.
Ашигт малтмалын ордуудын үүсэх хэлбэр, тэдгээрийн тархалтын хил хязгаарыг тодорхойлох (контур) нь ашигт малтмалын судлын ордуудын илрэлийг тодорхойлох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь тэдгээрийг дараагийн ашиглалтын зардлыг эрс бууруулдаг.
Археологичдын хувьд энэхүү эрэл хайгуулын арга нь эртний оршуулгын газар, тэдгээрт олдвор байгаа эсэх талаар үнэ цэнэтэй мэдээлэл өгч, улмаар малтлага хийх зардлыг бууруулдаг.
Палеозологичид эртний амьтдын чулуужсан үлдэгдлийг хайж олохын тулд цахилгаан томографийг ашигладаг; Тэдний ажлын үр дүнг байгалийн шинжлэх ухааны музейд балар эртний мегафаунагийн араг ясыг гайхалтай сэргээн босгох хэлбэрээр харж болно.
Үүнээс гадна цахилгаан томографийг инженерийн байгууламжийг барьж байгуулах, дараагийн ашиглалтын явцад ашигладаг: өндөр барилга, далан, далан, далан болон бусад.
Практикт эсэргүүцэлийн тодорхойлолтууд
Заримдаа практик асуудлыг шийдэхийн тулд бид бодисын найрлагыг тодорхойлох, жишээлбэл, хөөсөн полистирол хайчлах утас гэх мэт асуудалтай тулгардаг. Бидэнд үл мэдэгдэх янз бүрийн материалаас тохирох диаметртэй хоёр ороомог утас байна. Асуудлыг шийдэхийн тулд тэдгээрийн цахилгаан эсэргүүцлийг олж, дараа нь олсон утгын зөрүүг ашиглан эсвэл хайлтын хүснэгтийг ашиглан утсан материалыг тодорхойлох шаардлагатай.
Бид соронзон хальсны хэмжүүрээр хэмжиж, дээж бүрээс 2 метр утсыг таслав. Микрометрээр d₁ ба d₂ утаснуудын диаметрийг тодорхойлъё. Мультиметрийг эсэргүүцлийн хэмжилтийн доод хязгаар хүртэл асаагаад бид дээжийн R₁ эсэргүүцлийг хэмждэг. Бид өөр дээж авах процедурыг давтаж, түүний эсэргүүцлийг R₂ хэмжинэ.
Энэ талбайг харгалзан үзье хөндлөн огтлолутсыг томъёогоор тооцоолно
S = π ∙ d 2 /4
Одоо цахилгаан эсэргүүцлийг тооцоолох томъёо дараах байдалтай байна.
ρ = R ∙ π ∙ d 2 /4 ∙ L
Дээрх зүйлд өгөгдсөн эсэргүүцлийг тооцоолох томъёонд L, d₁ ба R₁-ийн олж авсан утгыг орлуулснаар бид эхний дээжийн хувьд ρ₁ утгыг тооцоолно.
ρ 1 = 0.12 ом мм 2 / м
L, d₂ ба R₂-ийн олж авсан утгыг томьёонд орлуулснаар бид хоёр дахь дээжийн хувьд ρ₂ утгыг тооцоолно.
ρ 2 = 1.2 ом мм 2 / м
ρ₁ ба ρ₂-ийн утгыг дээрх 2-р хүснэгтийн лавлагаа өгөгдөлтэй харьцуулж үзвэл эхний дээжийн материал нь ган, хоёр дахь нь нихром бөгөөд үүнээс бид таслагчийн утас хийх болно гэж дүгнэж байна.
Металлын цэнэгтэй гүйдлийг өөрөө дамжуулах чадварыг тэд гэж нэрлэдэг. Хариуд нь эсэргүүцэл нь материалын шинж чанаруудын нэг юм. Өгөгдсөн хүчдэлд цахилгаан эсэргүүцэл их байх тусам бага байх болно.Энэ нь дамжуулагчийн түүний дагуу чиглэсэн цэнэглэгдсэн электронуудын хөдөлгөөнд үзүүлэх эсэргүүцлийн хүчийг тодорхойлдог. Цахилгаан дамжуулах шинж чанар нь эсэргүүцлийн эсрэг байдаг тул энэ нь 1/R харьцаагаар томьёо хэлбэрээр илэрхийлэгдэнэ гэсэн үг юм.
Эсэргүүцэл нь төхөөрөмжийг үйлдвэрлэхэд ашигласан материалын чанараас үргэлж хамаардаг. Үүнийг 1 метр урт, 1 квадрат миллиметр хөндлөн огтлолтой дамжуулагчийн параметрүүд дээр үндэслэн хэмждэг. Жишээлбэл, зэсийн хувийн эсэргүүцлийн шинж чанар нь үргэлж 0.0175 Ом, хөнгөн цагааны хувьд - 0.029, төмөр - 0.135, константан - 0.48, нихром - 1-1.1-тэй тэнцүү байна. Гангийн эсэргүүцэл нь 2*10-7 Ом.м тоотой тэнцүү байна
Гүйдлийн эсэргүүцэл нь түүний хөдөлж буй дамжуулагчийн урттай шууд пропорциональ байна. Төхөөрөмж урт байх тусам эсэргүүцэл өндөр болно. Хэрэв та хоёр төсөөллийн хос судсыг бие биетэйгээ харилцаж байгаагаар төсөөлвөл энэ харилцааг ойлгоход хялбар байх болно. Холбогч хоолойг нэг хос төхөөрөмжийн хувьд нимгэн, нөгөөд нь зузаан байлга. Хоёр хосыг усаар дүүргэх үед шингэнийг зузаан хоолойгоор дамжуулах нь илүү хурдан байх болно, учир нь энэ нь усны урсгалд бага эсэргүүцэлтэй байх болно. Энэ зүйрлэлээр түүнд нимгэн дамжуулагчаас илүү зузаан дамжуулагчийг дамжуулах нь илүү хялбар байдаг.
Эсэргүүцлийг SI нэгжийн хувьд Ом.м-ээр хэмждэг. Дамжуулах чадвар нь материалын бүтцээр тодорхойлогддог цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн чөлөөт нислэгийн дундаж уртаас хамаардаг. Хамгийн зөв утга бүхий хольцгүй металууд нь эсэргүүцлийн хамгийн бага утгатай байдаг. Үүний эсрэгээр, хольц нь торыг гажуудуулж, улмаар түүний гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлдэг. Металлын эсэргүүцэл нь нарийн утгын хүрээнд байрладаг хэвийн температур: мөнгөнөөс 0.016-аас 10 мкОм.м хүртэл (хөнгөн цагаантай төмөр ба хромын хайлш).
Цэнэглэх хөдөлгөөний онцлогийн талаар
дамжуулагч дахь электронууд нь температурын нөлөөнд автдаг, учир нь энэ нь нэмэгдэх тусам одоо байгаа ион ба атомуудын долгионы хэлбэлзлийн далайц нэмэгддэг. Үүний үр дүнд электронууд болор торонд хэвийн хөдөлж байх чөлөөт зай багатай байдаг. Энэ нь эмх цэгцтэй хөдөлгөөнд саад болж байна гэсэн үг. Аливаа дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь ердийнх шиг температур нэмэгдэх тусам шугаман нэмэгддэг. Хагас дамжуулагч нь эсрэгээрээ градус нэмэгдэх тусам буурч тодорхойлогддог тул энэ нь цахилгаан гүйдлийг шууд үүсгэдэг олон цэнэгийг ялгаруулдаг.
Зарим металл дамжуулагчийг хөргөх процессыг мэддэг хүссэн температурТэдний эсэргүүцлийг огцом төлөвт хүргэж, тэг хүртэл буурдаг. Энэ үзэгдлийг 1911 онд нээж, хэт дамжуулагч гэж нэрлэдэг.
Цахилгаан эсэргүүцэл, эсвэл зүгээр л эсэргүүцэлбодис - цахилгаан гүйдэл дамжуулахаас сэргийлэх бодисын чадварыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн.
Эсэргүүцлийг Грекийн ρ үсгээр тэмдэглэв. Эсэргүүцлийн харилцан хамаарлыг тусгай дамжуулалт (цахилгаан дамжуулах чанар) гэж нэрлэдэг. Цахилгаан эсэргүүцэлээс ялгаатай нь өмч юм дамжуулагчмөн түүний материал, хэлбэр, хэмжээ зэргээс хамааран цахилгаан эсэргүүцэл нь зөвхөн өмч юм бодисууд.
ρ эсэргүүцэлтэй нэгэн төрлийн дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл, урт лболон хөндлөн огтлолын талбай Стомъёог ашиглан тооцоолж болно R = ρ ⋅ l S (\displaystyle R=(\frac (\rho \cdot l)(S)))(дамжуулагчийн дагуу талбай болон хөндлөн огтлолын хэлбэр өөрчлөгдөхгүй гэж үздэг). Үүний дагуу бид ρ-ийн хувьд байна ρ = R ⋅ S l . (\ displaystyle \ rho = (\ frac (R \ cdot S) (l)).)
Сүүлийн томъёоноос харахад дараах байдалтай байна. физик утгаБодисын эсэргүүцэл гэдэг нь энэ бодисоор хийгдсэн нэгж урттай, нэгж хөндлөн огтлолтой нэгэн төрлийн дамжуулагчийн эсэргүүцлийг илэрхийлдэгт оршино.
Нэвтэрхий толь бичиг YouTube
-
1 / 5
Олон улсын нэгжийн систем (SI) дахь эсэргүүцлийн нэгж нь Ом · . Харилцаанаас ρ = R ⋅ S l (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)))Үүнээс үзэхэд SI систем дэх эсэргүүцлийн хэмжүүрийн нэгж нь энэ бодисоор хийсэн 1 м² хөндлөн огтлолын талбай бүхий 1 м урт нэгэн төрлийн дамжуулагчийн эсэргүүцэлтэй тэнцэх бодисын эсэргүүцэлтэй тэнцүү байна. 1 Ом хүртэл. Үүний дагуу SI нэгжээр илэрхийлсэн дурын бодисын эсэргүүцэл нь 1 м урттай, 1 м² хөндлөн огтлолын талбай бүхий өгөгдсөн бодисоор хийсэн цахилгаан хэлхээний хэсгийн эсэргүүцэлтэй тоогоор тэнцүү байна.
Технологийн хувьд хуучирсан системийн бус нэгж Ом мм²/м-ийг ашигладаг бөгөөд энэ нь 1 Ом-ийн 10 −6-тай тэнцүү юм. Энэ нэгж нь энэ бодисоор хийсэн 1 мм² хөндлөн огтлолын талбай бүхий 1 м урт нэгэн төрлийн дамжуулагч нь 1 Ом-тэй тэнцэх эсэргүүцэлтэй бодисын эсэргүүцэлтэй тэнцүү байна. Үүний дагуу эдгээр нэгжээр илэрхийлсэн бодисын эсэргүүцэл нь 1 м урттай, 1 мм² хөндлөн огтлолын талбайтай энэ бодисоор хийгдсэн цахилгаан хэлхээний хэсгийн эсэргүүцэлтэй тоогоор тэнцүү байна.
Эсэргүүцлийн тухай ойлголтын ерөнхий ойлголт
Эсэргүүцлийг шинж чанар нь цэгээс цэгт өөр өөр байдаг жигд бус материалын хувьд мөн тодорхойлж болно. Энэ тохиолдолд энэ нь тогтмол биш, харин координатын скаляр функц - цахилгаан талбайн хүч чадалтай холбоотой коэффициент юм. E → (r →) (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r))))ба одоогийн нягт J → (r →) (\displaystyle (\vec (J))((\vec (r))))энэ үед r → (\displaystyle (\vec (r))). Энэ хамаарлыг Омын хуулиар дифференциал хэлбэрээр илэрхийлнэ.
E → (r →) = ρ (r →) J → (r →) . (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r)))=\rho ((\vec (r)))(\vec (J))((\vec (r))).)Энэ томъёо нь гетероген боловч изотроп бодист хүчинтэй. Мөн бодис нь анизотроп (ихэнх талст, соронзлогдсон плазм гэх мэт) байж болно, өөрөөр хэлбэл шинж чанар нь чиглэлээс хамаарна. Энэ тохиолдолд эсэргүүцэл нь есөн бүрэлдэхүүн хэсгийг агуулсан хоёрдугаар зэрэглэлийн координатаас хамааралтай тензор юм. Анизотроп бодист тухайн бодисын өгөгдсөн цэг бүр дэх гүйдлийн нягт ба цахилгаан талбайн хүч чадлын векторууд хамт чиглээгүй; тэдгээрийн хоорондын холбоо хамаарлаар илэрхийлэгдэнэ
E i (r →) = ∑ j = 1 3 ρ i j (r →) J j (r →) . (\displaystyle E_(i)((\vec (r)))=\нийлбэр _(j=1)^(3)\rho _(ij)((\vec (r)))J_(j)(( \vec (r))).)Анизотроп боловч нэгэн төрлийн бодист тензор ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))координатаас хамаарахгүй.
Тензор ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) тэгш хэмтэй, өөрөөр хэлбэл, ямар ч гэсэн би (\displaystyle i)Тэгээд j (\displaystyle j)гүйцэтгэсэн ρ i j = ρ j i (\displaystyle \rho _(ij)=\rho _(ji)).
Аливаа тэгш хэмтэй тензорын хувьд, хувьд ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))та матриц байрлах декартын координатын ортогональ системийг сонгож болно ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))болдог диагональ, өөрөөр хэлбэл есөн бүрэлдэхүүн хэсгээс аль хэлбэрийг авдаг ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))Зөвхөн гурав нь тэг биш: ρ 11 (\displaystyle \rho _(11)), ρ 22 (\displaystyle \rho _(22))Тэгээд ρ 33 (\displaystyle \rho _(33)). Энэ тохиолдолд тэмдэглэнэ ρ i i (\displaystyle \rho _(ii))яаж, өмнөх томьёоны оронд бид илүү энгийн томъёог олж авдаг
E i = ρ i J i . (\displaystyle E_(i)=\rho _(i)J_(i).)Тоо хэмжээ ρ i (\displaystyle \rho _(i))дуудсан үндсэн үнэт зүйлсэсэргүүцлийн тензор.
Дамжуулах чадварын хамаарал
Изотроп материалд эсэргүүцлийн хоорондын хамаарал ρ (\displaystyle \rho)ба тусгай дамжуулалт σ (\displaystyle \sigma)тэгш эрхээр илэрхийлэгддэг
ρ = 1 σ. (\ displaystyle \ rho = (\ frac (1) (\ сигма)).)Анизотроп материалын хувьд эсэргүүцлийн тензорын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын хамаарал ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))мөн дамжуулалтын тензор нь илүү төвөгтэй байдаг. Үнэхээр Омгийн хууль дифференциал хэлбэрАнизотроп материалын хувьд дараахь хэлбэртэй байна.
J i (r →) = ∑ j = 1 3 σ i j (r →) E j (r →) . (\displaystyle J_(i)((\vec (r)))=\нийлбэр _(j=1)^(3)\sigma _(ij)((\vec (r)))E_(j)(( \vec (r))).)Энэ тэгшитгэлээс болон өмнө нь өгсөн хамаарлаас E i (r →) (\displaystyle E_(i)((\vec (r))))эсэргїїцлийн тензор нь дамжуулагчийн тензорын урвуу утгатай байна. Үүнийг харгалзан эсэргүүцлийн тензорын бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд дараахь зүйлс хамаарна.
ρ 11 = 1 дет (σ) [ σ 22 σ 33 − σ 23 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(11)=(\frac (1)(\det(\sigma))))[\sigma _( 22)\сигма _(33)-\сигма _(23)\сигма _(32)],) ρ 12 = 1 дет (σ) [ σ 33 σ 12 − σ 13 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(12)=(\frac (1)(\det(\sigma))))[\sigma _( 33)\сигма _(12)-\сигма _(13)\сигма _(32)],)Хаана det (σ) (\displaystyle \det(\sigma))нь тензорын бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэх матрицын тодорхойлогч юм σ i j (\displaystyle \sigma _(ij)). Эсэргүүцлийн тензорын үлдсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дээрх тэгшитгэлээс индексүүдийн мөчлөгийн өөрчлөлтийн үр дүнд олж авна. 1 , 2 Тэгээд 3 .
Зарим бодисын цахилгаан эсэргүүцэл
Металл дан талстууд
Хүснэгтэнд 20 хэмийн температурт нэг талстуудын эсэргүүцлийн тензорын үндсэн утгыг харуулав.
Болор ρ 1 =ρ 2, 10 −8 Ом м ρ 3, 10 −8 Ом м Цагаан тугалга 9,9 14,3 Висмут 109 138 Кадми 6,8 8,3 Цайр 5,91 6,13 Цахилгаан эсэргүүцэл -гүйдэл дамжуулагчийг дайран өнгөрөхөд ямар саад тотгор учруулж байгааг харуулсан физик хэмжигдэхүүн. Хэмжлийн нэгжүүд нь Георг Омыг хүндэтгэн Ом юм. Тэрээр өөрийн хуульд эсэргүүцлийг олох томьёог гаргаж авсан бөгөөд үүнийг доор өгөв.
Металл ашигласан дамжуулагчийн эсэргүүцлийг жишээ болгон авч үзье. Металл байдаг дотоод бүтэцболор тор хэлбэрээр . Энэ тор нь хатуу дэг журамтай бөгөөд түүний зангилаа нь эерэг цэнэгтэй ионууд юм. Металлын цэнэг зөөгч нь тодорхой атомд хамааралгүй, торны хэсгүүдийн хооронд санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг "чөлөөт" электронууд юм. -аас квант физикМетал дахь электронуудын хөдөлгөөн нь хатуу биет дэх цахилгаан соронзон долгионы тархалт гэдгийг мэддэг. Өөрөөр хэлбэл, дамжуулагч дахь электрон гэрлийн хурдаар (практикт) хөдөлдөг бөгөөд энэ нь зөвхөн бөөмс төдийгүй долгионы шинж чанарыг харуулдаг нь батлагдсан. Мөн металлын эсэргүүцэл нь тархалтын үр дүнд үүсдэг цахилгаан соронзон долгион(энэ нь электронууд) торны дулааны чичиргээ ба түүний согогууд дээр. Электронууд болор торны зангилаатай мөргөлдөх үед энергийн нэг хэсэг нь зангилаа руу шилжиж, үүний үр дүнд энерги ялгардаг. Энэ энергийг Joule-Lenz хуулийн ачаар тогтмол гүйдлээр тооцоолж болно - Q=I 2 Rt. Таны харж байгаагаар эсэргүүцэл их байх тусам илүү их энерги ялгардаг.
Эсэргүүцэл
Эсэргүүцэл гэх мэт чухал ойлголт байдаг, энэ нь ижил эсэргүүцэл, зөвхөн уртын нэгжид л байдаг. Метал бүр өөрийн гэсэн байдаг, жишээ нь зэсийн хувьд 0.0175 Ом*мм2/м, хөнгөн цагааны хувьд 0.0271 Ом*мм2/м байна. Энэ нь 1 м урттай, 1 мм2 хөндлөн огтлолын талбайтай зэс баар нь 0.0175 Ом эсэргүүцэлтэй, хөнгөн цагаанаар хийгдсэн ижил баар нь 0.0271 Ом эсэргүүцэлтэй байна гэсэн үг юм. Зэсийн цахилгаан дамжуулах чанар нь хөнгөн цагааныхаас өндөр байдаг нь харагдаж байна. Метал бүр өөрийн гэсэн тусгай эсэргүүцэлтэй байдаг бөгөөд бүх дамжуулагчийн эсэргүүцлийг томъёогоор тооцоолж болно
Хаана х– металлын эсэргүүцэл, l – дамжуулагчийн урт, s – хөндлөн огтлолын талбай.
Эсэргүүцлийн утгыг өгөгдсөн металлын эсэргүүцлийн хүснэгт(20°C)
Бодис
х, Ом*мм 2 /2
α,10 -3 1/К
Хөнгөн цагаан
0.0271
Гянт болд
0.055
Төмөр
0.098
алт
0.023
Гуулин
0.025-0.06
Манганин
0.42-0.48
0,002-0,05
Зэс
0.0175
Никель
Константан
0.44-0.52
0.02
Нихром
0.15
Мөнгө
0.016
Цайр
0.059
Хүснэгт нь эсэргүүцэлээс гадна TCR утгуудыг агуулна; энэ коэффициентийн талаар хэсэг хугацааны дараа.
Эсэргүүцлийн деформациас хамаарах хамаарал
Даралтаар металлыг хүйтэн аргаар боловсруулах явцад метал нь мэдрэгддэг хуванцар деформаци. Хуванцар хэв гажилтын үед болор тор нь гажиж, согогийн тоо нэмэгддэг. Кристал торны согог ихсэх тусам дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх электронуудын эсэргүүцэл нэмэгдэж, улмаар металлын эсэргүүцэл нэмэгддэг. Жишээлбэл, утсыг зурах замаар хийдэг бөгөөд энэ нь метал нь хуванцар деформацид ордог бөгөөд үүний үр дүнд эсэргүүцэл нэмэгддэг. Практикт эсэргүүцлийг багасгахын тулд дахин талстжуулалтыг ашигладаг бөгөөд энэ нь нарийн төвөгтэй юм технологийн процесс, үүний дараа болор тор нь "шулуурах" мэт санагдаж, согогийн тоо багасдаг тул металлын эсэргүүцэл ч бас буурдаг.
Сунгах эсвэл шахах үед метал нь уян хатан хэв гажилтыг мэдэрдэг. Суналтаас үүссэн уян хатан хэв гажилтын үед болор торны зангилааны дулааны чичиргээний далайц ихэсдэг тул электронууд ихээхэн бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд үүнтэй холбоотойгоор эсэргүүцэл нэмэгддэг. Шахалтын улмаас үүссэн уян хатан хэв гажилтын үед зангилааны дулааны чичиргээний далайц багасдаг тул электронууд шилжихэд хялбар болж, эсэргүүцэл буурдаг.
Эсэргүүцэл дэх температурын нөлөө
Дээр дурдсанчлан металлын эсэргүүцлийн шалтгаан нь болор торны зангилаа ба тэдгээрийн чичиргээ юм. Тиймээс температур нэмэгдэхийн хэрээр зангилааны дулааны чичиргээ нэмэгдэж байгаа нь эсэргүүцэл нь бас нэмэгддэг гэсэн үг юм. гэх мэт тоо хэмжээ байдаг эсэргүүцлийн температурын коэффициент(TKS) нь халаах эсвэл хөргөхөд металлын эсэргүүцэл хэр ихэсч, буурч байгааг харуулдаг. Жишээлбэл, 20 хэмийн зэсийн температурын коэффициент нь 4.1 · 10 − 3 1/градус. Жишээлбэл, зэс утсыг Цельсийн 1 хэмээр халаахад түүний эсэргүүцэл нь 1 хэмээр нэмэгдэнэ гэсэн үг юм. 4.1 · 10 − 3 Ом. Температурын өөрчлөлтийн эсэргүүцлийг томъёогоор тооцоолж болно
Энд r - халалтын дараах эсэргүүцэл, r 0 - халаахын өмнөх эсэргүүцэл, a - эсэргүүцлийн температурын коэффициент, t 2 - халаахын өмнөх температур, t 1 - халаах дараах температур.
Бидний утгыг орлуулбал: r=0.0175*(1+0.0041*(154-20))=0.0271 Ом*мм 2 /м. Таны харж байгаагаар 1 м урт, 1 мм 2 хөндлөн огтлолын талбай бүхий манай зэс баар нь 154 градус хүртэл халаасны дараа зөвхөн хөнгөн цагаанаар хийгдсэн бөгөөд ижил баартай ижил эсэргүүцэлтэй байх болно. 20 хэмийн температур.
Температурын өөрчлөлтөөр эсэргүүцлийг өөрчлөх шинж чанарыг эсэргүүцлийн термометрт ашигладаг. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь эсэргүүцлийн уншилт дээр үндэслэн температурыг хэмжих боломжтой. Эсэргүүцлийн термометр нь хэмжилтийн өндөр нарийвчлалтай боловч температурын хязгаар багатай байдаг.
Практикт дамжуулагчийн шинж чанар нь дамжихаас сэргийлдэгОдоогийн маш өргөн хэрэглэгддэг. Жишээ нь, улайсдаг чийдэн бөгөөд гянт болдын судал нь металлын өндөр эсэргүүцэл, том урт, нарийн хөндлөн огтлолын улмаас халаадаг. Эсвэл өндөр эсэргүүцэлтэй тул ороомог халдаг халаалтын төхөөрөмж. Цахилгааны инженерчлэлд гол шинж чанар нь эсэргүүцэл болох элементийг резистор гэж нэрлэдэг. Эсэргүүцлийг бараг бүх цахилгаан хэлхээнд ашигладаг.
Ом хуулийн талаар олон хүн сонссон ч энэ нь юу болохыг хүн бүр мэддэггүй. Сургалт нь сургуулийн физикийн хичээлээс эхэлдэг. Тэднийг Физик ба электродинамикийн факультетэд илүү нарийвчлан заадаг. Энэ мэдлэг нь жирийн хүмүүст хэрэг болох магадлал багатай, гэхдээ энэ нь зайлшгүй шаардлагатай ерөнхий хөгжил, мөн хэн нэгний хувьд ирээдүйн мэргэжил. Нөгөөтэйгүүр, гэрт байгаа цахилгаан, түүний бүтэц, онцлог шинж чанаруудын талаархи үндсэн мэдлэг нь өөрийгөө хор хөнөөлөөс хамгаалахад тусална. Ом хуулийг цахилгааны үндсэн хууль гэж нэрлэсэн нь дэмий хоосон биш юм. Гэрийн засварчин нь ачаалал ихсэх, гал гарахад хүргэдэг хэт хүчдэлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд цахилгаан эрчим хүчний чиглэлээр мэдлэгтэй байх шаардлагатай.
Цахилгаан эсэргүүцлийн тухай ойлголт
Цахилгаан хэлхээний үндсэн физик хэмжигдэхүүнүүдийн эсэргүүцэл, хүчдэл, гүйдлийн хүч хоорондын хамаарлыг Германы физикч Георг Саймон Ом нээсэн.
Дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл нь цахилгаан гүйдлийн эсэргүүцлийг тодорхойлдог утга юм.Өөрөөр хэлбэл, дамжуулагчийн цахилгаан гүйдлийн нөлөөгөөр зарим электронууд нь болор торонд байраа орхиж, дамжуулагчийн эерэг туйл руу чиглэнэ. Зарим электронууд торонд үлдэж, цөмийн атомыг тойрон эргэлддэг. Эдгээр электронууд ба атомууд нь ялгарсан бөөмсийн хөдөлгөөнөөс сэргийлдэг цахилгаан эсэргүүцэл үүсгэдэг.
Дээрх үйл явц нь бүх металлд хамаарах боловч эсэргүүцэл нь тэдгээрт өөр өөр байдаг. Энэ нь дамжуулагчийн хэмжээ, хэлбэр, материалын ялгаатай байдлаас шалтгаална. Үүний дагуу болор торны хэмжээсүүд нь янз бүрийн материалын хувьд өөр өөр хэлбэртэй байдаг тул тэдгээрээр дамжин өнгөрөх гүйдлийн цахилгаан эсэргүүцэл нь ижил биш юм.
-аас энэ үзэл баримтлалЭнэ нь бодисын өвөрмөц эсэргүүцлийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь хувь хүний үзүүлэлтметалл тус бүрийн хувьд тус тусад нь. Цахилгаан эсэргүүцэл (SER) нь Грекийн ρ үсгээр тэмдэглэгдсэн физик хэмжигдэхүүн бөгөөд түүгээр цахилгаан гүйдэл дамжуулахаас сэргийлэх металлын чадвараар тодорхойлогддог.
Зэс бол дамжуулагчийн гол материал юм
Бодисын эсэргүүцлийг томъёогоор тооцоолдог бөгөөд үүнд аль нэг нь байна чухал үзүүлэлтүүдцахилгаан эсэргүүцлийн температурын коэффициент юм. Хүснэгтэд 0-ээс 100 хэм хүртэлх температурын гурван мэдэгдэж буй металлын эсэргүүцлийн утгыг агуулна.
Хэрэв бид төмрийн эсэргүүцлийг 0.1 Ом-той тэнцүү материалын нэг болгон авбал 1 Ом-ийн хувьд танд 10 метр хэрэгтэй болно. Мөнгө нь хамгийн бага цахилгаан эсэргүүцэлтэй бөгөөд 1 Ом-ын үнэ цэнэ нь 66.7 метр болно. Үлэмж ялгаа, гэхдээ мөнгө бол хаа сайгүй ашиглахад хялбар биш үнэтэй металл юм. Дараагийн хамгийн сайн үзүүлэлт бол зэс бөгөөд 1 ом тутамд 57.14 метр шаардлагатай. Зэс нь мөнгөтэй харьцуулахад олдоц, өртөг өндөртэй тул цахилгаан сүлжээнд ашиглах түгээмэл материалын нэг юм. Зэс утасны бага эсэргүүцэл эсвэл зэс утасны эсэргүүцэл нь зэс дамжуулагчийг шинжлэх ухаан, технологийн олон салбар, түүнчлэн үйлдвэрлэлийн болон ахуйн зориулалтаар ашиглах боломжийг олгодог.Эсэргүүцлийн үнэ цэнэ
Эсэргүүцлийн утга нь тогтмол биш бөгөөд дараахь хүчин зүйлээс хамаарч өөр өөр байдаг.
- Хэмжээ. Дамжуулагчийн голч том байх тусам электрон дамжуулдаг. Тиймээс түүний хэмжээ бага байх тусам эсэргүүцэл их байх болно.
- Урт. Электронууд атомаар дамждаг тул утас урт байх тусам электронууд дамжин өнгөрөх ёстой. Тооцооллыг хийхдээ утасны урт, хэмжээг харгалзан үзэх шаардлагатай, учир нь утас нь урт эсвэл нимгэн байх тусам түүний эсэргүүцэл ихэсдэг ба эсрэгээр. Ашигласан тоног төхөөрөмжийн ачааллыг тооцоогүй тохиолдолд утас хэт халах, гал гарахад хүргэдэг.
- Температур. Температурын горим байгаа нь мэдэгдэж байна их ач холбогдолбодисын зан үйлийн талаар өөр өөр . Метал, өөр юу ч биш, өөр өөр температурт шинж чанараа өөрчилдөг. Зэсийн эсэргүүцэл нь зэсийн эсэргүүцлийн температурын коэффициентээс шууд хамаардаг бөгөөд халах үед нэмэгддэг.
- Зэврэлт. Зэврэлт үүсэх нь ачааллыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Энэ нь нөлөөллийн улмаас тохиолддог орчин, чийг, давс, шороо гэх мэт илрэлүүдийн нэвтрэлт. Бүх холболт, терминал, эргэлтийг тусгаарлах, хамгаалах, гудамжинд байрлах тоног төхөөрөмжийн хамгаалалтыг суурилуулах, гэмтсэн утас, эд анги, угсралтыг яаралтай солихыг зөвлөж байна.
Эсэргүүцлийн тооцоо
Хүн бүрийн амьдралын дэмжлэгийг цахилгаанаар хангадаг тул янз бүрийн зорилго, хэрэглээний объектуудыг төлөвлөхдөө тооцоо хийдэг. Гэрэлтүүлгийн төхөөрөмжөөс эхлээд техникийн нарийн төвөгтэй төхөөрөмж хүртэл бүх зүйлийг харгалзан үздэг. Гэртээ, ялангуяа цахилгааны утсыг солихоор төлөвлөж байгаа бол тооцоо хийх нь ашигтай байх болно. Хувийн орон сууцны барилгын хувьд ачааллыг тооцоолох шаардлагатай, эс тэгвээс цахилгааны утсыг "өөрийн" угсралт нь галд хүргэж болзошгүй юм.
Тооцооллын зорилго нь техникийн үзүүлэлтүүдийг харгалзан ашигласан бүх төхөөрөмжийн дамжуулагчийн нийт эсэргүүцлийг тодорхойлох явдал юм. Үүнийг R=p*l/S томъёогоор тооцоолно, үүнд:
R - тооцоолсон үр дүн;
p – хүснэгтээс эсэргүүцлийн үзүүлэлт;
l - утасны урт (дамжуулагч);
S - хэсгийн диаметр.
Нэгж
IN олон улсын системнэгж физик хэмжигдэхүүнүүд(SI) цахилгаан эсэргүүцлийг Ом (ом) -оор хэмждэг. SI системийн дагуу эсэргүүцлийн хэмжилтийн нэгж нь 1 метр квадрат хөндлөн огтлолтой 1 м урттай нэг материалаар хийсэн дамжуулагч байгаа бодисын эсэргүүцэлтэй тэнцүү байна. м нь 1 Ом эсэргүүцэлтэй. Төрөл бүрийн металлын хувьд 1 ом/м-ийн хэрэглээг хүснэгтэд тодорхой харуулав.
Эсэргүүцлийн ач холбогдол
Эсэргүүцэл ба цахилгаан дамжуулах чанар хоорондын хамаарлыг харилцан хэмжигдэхүүн гэж үзэж болно. Нэг дамжуулагчийн үзүүлэлт өндөр байх тусам нөгөө дамжуулагчийн үзүүлэлт бага байх ба эсрэгээр. Тиймээс цахилгаан дамжуулах чадварыг тооцоолохдоо X-ийн урвуу нь 1/X ба эсрэгээр тооцогдох тул 1/r тооцоог ашиглана. Тодорхой үзүүлэлтийг g үсгээр тэмдэглэнэ.
Электролитийн зэсийн давуу тал
Зэс нь бага эсэргүүцлийн индексээр хязгаарлагдахгүй (мөнгөний дараа) давуу талтай. Энэ нь уян хатан чанар, уян хатан чанар зэрэг өвөрмөц шинж чанартай байдаг. Эдгээр чанаруудын ачаар электролитийн зэсийг цахилгаан хэрэгсэлд ашигладаг кабель үйлдвэрлэхэд өндөр цэвэршилттэй үйлдвэрлэдэг. компьютерийн технологи, цахилгааны үйлдвэрлэл, автомашины үйлдвэрлэл.
Эсэргүүцлийн индексийн температураас хамаарах хамаарал
Температурын коэффициент нь хэлхээний нэг хэсгийн хүчдэлийн өөрчлөлт ба температурын өөрчлөлтийн үр дүнд металлын эсэргүүцэлтэй тэнцэх утга юм. Ихэнх металлууд болор торны дулааны чичиргээний улмаас температур нэмэгдэхийн хэрээр эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх хандлагатай байдаг. Зэсийн эсэргүүцлийн температурын коэффициент нь зэс утасны эсэргүүцэлд нөлөөлдөг бөгөөд 0-ээс 100 ° C хүртэл температурт 4.1 10− 3 (1/Келвин) байна. Мөнгөний хувьд ижил нөхцөлд энэ үзүүлэлт 3.8, төмрийн хувьд 6.0 байна. Энэ нь зэсийг дамжуулагч болгон ашиглах нь үр дүнтэй болохыг дахин нотолж байна.
Утас үйлдвэрлэх хамгийн түгээмэл металлуудын нэг бол зэс юм. Түүний цахилгаан эсэргүүцэл нь боломжийн металлуудаас хамгийн бага нь юм. Энэ нь зөвхөн онд бага байна үнэт металлууд(мөнгө, алт) ба янз бүрийн хүчин зүйлээс хамаардаг.
Цахилгаан гүйдэл гэж юу вэ
Зай эсвэл бусад гүйдлийн эх үүсвэрийн өөр өөр туйлуудад өөр өөр тээвэрлэгчид байдаг цахилгаан цэнэг. Хэрэв тэдгээр нь дамжуулагчтай холбогдсон бол цэнэгийн тээвэрлэгчид хүчдэлийн эх үүсвэрийн нэг туйлаас нөгөөд шилжиж эхэлдэг. Шингэн дэх эдгээр зөөвөрлөгчид нь ионууд бөгөөд металлын хувьд тэдгээр нь чөлөөт электронууд юм.
Тодорхойлолт.Цахилгаан гүйдэл нь цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн чиглэсэн хөдөлгөөн юм.
Эсэргүүцэл
Цахилгаан эсэргүүцэл гэдэг нь материалын жишиг дээжийн цахилгаан эсэргүүцлийг тодорхойлдог утга юм. Энэ хэмжигдэхүүнийг тэмдэглэхийн тулд Грекийн "p" үсгийг ашигладаг. Тооцоолох томъёо:
p=(R*S)/ л.
Энэ утгыг Ом*м-ээр хэмждэг. Та үүнийг лавлах ном, эсэргүүцлийн хүснэгт эсвэл интернетээс олж болно.
Чөлөөт электронууд болор торны доторх металлаар дамждаг. Энэ хөдөлгөөний эсэргүүцэл ба дамжуулагчийн эсэргүүцэлд гурван хүчин зүйл нөлөөлдөг.
- Материал. Өөр өөр металлууд нь атомын нягтрал, чөлөөт электронуудын тоо өөр өөр байдаг;
- Бохирдол. Цэвэр металлын хувьд болор тор нь илүү эмх цэгцтэй байдаг тул эсэргүүцэл нь хайлшаас бага байдаг;
- Температур. Атомууд байрандаа хөдөлгөөнгүй биш, харин чичирдэг. Температур өндөр байх тусам чичиргээний далайц ихсэх бөгөөд энэ нь электронуудын хөдөлгөөнд саад болж, эсэргүүцэл ихсэх болно.
Дараах зураг дээр та металлын эсэргүүцлийн хүснэгтийг харж болно.
Сонирхолтой.Халах үед цахилгаан эсэргүүцэл нь буурдаг эсвэл өөрчлөгддөггүй хайлш байдаг.
Дамжуулах чадвар ба цахилгаан эсэргүүцэл
Кабелийн хэмжээсийг метр (урт) ба мм² (хэсэг)-ээр хэмждэг тул цахилгаан эсэргүүцэл нь Ом мм²/м хэмжээтэй байна. Кабелийн хэмжээсийг мэдэхийн тулд түүний эсэргүүцлийг дараахь томъёогоор тооцоолно.
R=(p* л)/С.
Цахилгаан эсэргүүцэлээс гадна зарим томьёо нь "дамжуулагч" гэсэн ойлголтыг ашигладаг. Энэ бол эсэргүүцлийн хариу үйлдэл юм. Үүнийг "g" гэж тодорхойлсон бөгөөд дараах томъёогоор тооцоолно.
Шингэний дамжуулалт
Шингэний дамжуулах чанар нь металлын дамжуулалтаас ялгаатай. Тэдгээрийн цэнэг зөөгч нь ионууд юм. Тэдний тоо, цахилгаан дамжуулах чанар нь халах үед нэмэгддэг тул электродын уурын зуухны хүч 20-100 градус хүртэл халаахад хэд хэдэн удаа нэмэгддэг.
Сонирхолтой.Нэрмэл ус нь тусгаарлагч юм. Ууссан хольц нь дамжуулалтыг өгдөг.
Утасны цахилгаан эсэргүүцэл
Утас үйлдвэрлэх хамгийн түгээмэл металл бол зэс, хөнгөн цагаан юм. Хөнгөн цагаан нь өндөр эсэргүүцэлтэй боловч зэсээс хямд байдаг. Зэсийн эсэргүүцэл бага тул утасны хөндлөн огтлолыг бага хэмжээгээр сонгож болно. Үүнээс гадна энэ нь илүү бат бөх бөгөөд уян хатан судалтай утаснууд нь энэ металлаар хийгдсэн байдаг.
Дараах хүснэгтэд 20 градусын металлын цахилгаан эсэргүүцлийг харуулав. Бусад температурт үүнийг тодорхойлохын тулд хүснэгтээс авсан утгыг металл тус бүрт өөр өөр залруулгын коэффициентоор үржүүлэх шаардлагатай. Та энэ коэффициентийг холбогдох лавлах номноос эсвэл онлайн тооцоолуур ашиглан олж мэдэх боломжтой.
Кабелийн хөндлөн огтлолын сонголт
Утас эсэргүүцэлтэй тул цахилгаан гүйдэл дамжин өнгөрөхөд дулаан үүсч, хүчдэлийн уналт үүсдэг. Кабелийн хөндлөн огтлолыг сонгохдоо эдгээр хоёр хүчин зүйлийг харгалзан үзэх шаардлагатай.
Зөвшөөрөгдсөн халаалтаар сонгох
Утасанд гүйдэл урсах үед энерги ялгардаг. Түүний хэмжээг цахилгаан эрчим хүчний томъёогоор тооцоолж болно:
2.5 мм² хөндлөн огтлолтой, 10 метр урттай зэс утсанд R = 10 * 0.0074 = 0.074 Ом. 30А гүйдлийн үед P=30²*0.074=66W.
Энэ хүч нь дамжуулагч болон кабелийг өөрөө халаана. Түүний халах температур нь суурилуулах нөхцөл, кабелийн судлын тоо болон бусад хүчин зүйлээс хамаарна зөвшөөрөгдөх температур- тусгаарлагч материал дээр. Зэс нь илүү их цахилгаан дамжуулах чадвартай тул эрчим хүчний гаралт, шаардагдах хөндлөн огтлол нь бага байдаг. Үүнийг тусгай хүснэгт эсвэл онлайн тооцоолуур ашиглан тодорхойлно.
Хүчдэлийн зөвшөөрөгдөх алдагдал
Халаахаас гадна цахилгаан гүйдэл утсаар дамжин өнгөрөх үед ачааллын ойролцоох хүчдэл буурдаг. Энэ утгыг Ohm-ийн хуулийг ашиглан тооцоолж болно:
Лавлагаа. PUE стандартын дагуу энэ нь 5% -иас ихгүй эсвэл 220 В сүлжээнд - 11 В-оос ихгүй байх ёстой.
Тиймээс кабель урт байх тусам түүний хөндлөн огтлол нь том байх ёстой. Та үүнийг хүснэгт эсвэл онлайн тооцоолуур ашиглан тодорхойлж болно. Зөвшөөрөгдсөн халаалт дээр тулгуурлан хөндлөн огтлолын сонголтоос ялгаатай нь хүчдэлийн алдагдал нь тавих нөхцөл, тусгаарлагч материалаас хамаардаггүй.
220 В-ын сүлжээнд хүчдэлийг фаз ба саармаг гэсэн хоёр утсаар дамжуулдаг тул тооцооллыг кабелийн хоёр дахин уртыг ашиглан хийдэг. Өмнөх жишээний кабельд U=I*R=30A*2*0.074Ohm=4.44V байх болно. Энэ нь тийм ч их биш, гэхдээ 25 метрийн урттай бол 11.1V байна - зөвшөөрөгдөх дээд утга нь та хөндлөн огтлолыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай болно.
Бусад металлын цахилгаан эсэргүүцэл
Зэс, хөнгөн цагаанаас гадна бусад металл, хайлшийг цахилгаан инженерчлэлд ашигладаг.
- Төмөр. Ган нь өндөр эсэргүүцэлтэй боловч зэс, хөнгөн цагаанаас илүү бат бөх байдаг. Ган утаснууд нь агаарт дамжуулах зориулалттай кабельд сүлжмэл байдаг. Төмрийн эсэргүүцэл нь цахилгаан дамжуулахад хэтэрхий өндөр тул хөндлөн огтлолыг тооцоолохдоо үндсэн хөндлөн огтлолыг тооцдоггүй. Нэмж дурдахад энэ нь илүү галд тэсвэртэй бөгөөд өндөр хүчин чадалтай цахилгаан зууханд халаагчийг холбоход зориулж хар тугалга хийдэг;
- Нихром (никель ба хромын хайлш) ба фехрал (төмөр, хром, хөнгөн цагаан). Тэд бага дамжуулалт, галд тэсвэртэй байдаг. Утасны резистор ба халаагчийг эдгээр хайлшаар хийсэн;
- Гянт болд. Түүний цахилгаан эсэргүүцэл өндөр боловч галд тэсвэртэй металл (3422 ° C). Энэ нь аргон-нуман гагнуурын зориулалттай цахилгаан чийдэн, электродуудад утас хийхэд хэрэглэгддэг;
- Константан ба манганин (зэс, никель, манган). Эдгээр дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь температурын өөрчлөлтөөр өөрчлөгддөггүй. Резистор үйлдвэрлэх өндөр нарийвчлалтай төхөөрөмжид ашигладаг;
- Үнэт металлууд - алт, мөнгө. Тэдгээр нь хамгийн өндөр хувийн дамжуулалттай байдаг боловч өндөр үнээс шалтгаалан тэдгээрийн хэрэглээ хязгаарлагдмал байдаг.
Индуктив урвал
Утасны дамжуулах чадварыг тооцоолох томъёо нь зөвхөн шууд гүйдлийн сүлжээнд эсвэл бага давтамжтай шулуун дамжуулагчдад хүчинтэй байна. Индуктив урвал нь ороомог болон өндөр давтамжийн сүлжээнд ердийнхөөс хэд дахин их байдаг. Үүнээс гадна өндөр давтамжийн гүйдэл нь зөвхөн утасны гадаргуугийн дагуу дамждаг. Тиймээс үүнийг заримдаа нимгэн мөнгөн давхаргаар бүрсэн эсвэл Litz утас хэрэглэдэг.
