Upornost je uporaben koncept v elektrotehniki. Označuje, kakšen upor na enoto dolžine ima material enega odseka proti toku, ki teče skozi njega - z drugimi besedami, kakšen upor ima žica milimetrskega odseka, dolga en meter. Ta koncept se uporablja pri različnih izračunih elektrotehnike.

Pomembno je razumeti razlike med specifičnim električnim uporom na enosmerni tok in specifičnim električnim uporom na izmenični tok. V prvem primeru upor povzroča izključno delovanje enosmernega toka na prevodniku. V drugem primeru izmenični tok (lahko je kakršne koli oblike: sinusoidni, pravokotni, trikotni ali poljubni) povzroči dodatno delujoče vrtinčasto polje v prevodniku, kar ustvarja tudi upor.

Fizična zmogljivost

Pri tehničnih izračunih, ki vključujejo polaganje kablov različnih premerov, se parametri uporabljajo za izračun potrebne dolžine kabla in njegovih električnih lastnosti. Eden glavnih parametrov je upornost. Formula električnega upora:

ρ = R * S / l, kjer:

  • ρ upornost materiala;
  • R je ohmični električni upor določenega prevodnika;
  • S je prečni prerez;
  • l je dolžina.

Dimenzija ρ se meri v Ohm • mm 2 / m ali, če se zmanjša formula - Ohm • m.

Vrednost ρ za isto snov je vedno enaka. Zato je stalnica, ki označuje material dirigenta. Običajno je navedeno v imenikih. Na podlagi tega je že mogoče izračunati tehnične količine.

Pomembno je reči o električni prevodnosti. Ta vrednost je obratna upornost materiala in se uporablja skupaj z njim. Imenujejo ga tudi električna prevodnost. Višja kot je ta vrednost, boljši kovin bolje prevaja tok. Na primer, specifična prevodnost bakra je 58, 14 m / (Ohm • mm 2 ). Ali v enotah, sprejetih v sistemu SI: 58 140 000 S / m. (Siemens na meter je enota električne prevodnosti v SI).

Upornost različnih materialov

O uporovnosti je mogoče govoriti le ob prisotnosti elementov, ki vodijo tok, saj imajo dielektriki nanj neskončen ali blizu električnega upora. V nasprotju s tem so kovine zelo dobri tokovni vodniki. Električni upor kovinskega vodnika lahko izmerite z miliometrom ali natančneje z mikroohmetrom. Vrednost se meri med njihovimi sondami na delu prevodnika. Omogočajo vam preverjanje vezja, ožičenja, navitij motorjev in generatorjev.

Kovine se razlikujejo po zmožnosti vodenja toka. Upornost različnih kovin je parameter, ki označuje to razliko. Podatki so navedeni pri temperaturi materiala 20 stopinj Celzija:

  • Srebro (ρ = 0, 01498 Ohm • mm 2 / m);
  • Aluminij (ρ = 0, 027);
  • Baker (ρ = 0, 01721);
  • Živo srebro (ρ = 0, 94);
  • Zlato (ρ = 0, 023);
  • Železo (ρ = 0, 1);
  • Volfram (ρ = 0, 051);
  • Medenina (ρ = 0, 026 … 0, 109);
  • Bron (ρ = 0, 095);
  • Jeklo (ρ = 0, 103 … 0, 14);
  • Zlitina niklja, mangana, železa in kroma je nikrom (ρ = 1.051 … 1.398).

Parameter ρ prikazuje, kakšen upor ima metrski vodnik s prečnim prerezom 1 mm 2 . Večja kot je ta vrednost, večji je električni upor želene žice določene dolžine. Najmanjši ρ, kot je razvidno s seznama, bo odpornost enega metra tega materiala znašala le 0, 015 Ohma, vendar je kovina predraga, da bi jo lahko uporabljali v industrijskem obsegu. Sledi baker, ki je v naravi veliko pogostejši (ne plemenita, ampak barvna kovina). Zato je bakreno ožičenje zelo pogosto.

Uporaba bakrenih prevodnikov

Baker ni le dober prevodnik električnega toka, ampak tudi zelo plastičen material. Zahvaljujoč tej lastnosti se bakreno ožičenje bolje prilega, je odporno na upogibanje in raztezanje.

Baker je na trgu zelo povpraševanje. Iz tega materiala je izdelanih veliko različnih izdelkov:

  • Ogromna raznolikost dirigentov;
  • Avtodeli (na primer radiatorji);
  • Ura;
  • Računalniške komponente
  • Podrobnosti o električnih in elektronskih napravah.

Električna upornost bakra je ena najboljših med materiali, ki vodijo tok, zato na njeni osnovi nastane veliko izdelkov električne industrije. Poleg tega se baker zlahka spaja, zato je v amaterskem radiu zelo pogost.

Visoka toplotna prevodnost bakra omogoča njegovo uporabo pri napravah za hlajenje in ogrevanje, plastičnost pa omogoča ustvarjanje najmanjših podrobnosti in najtanjših prevodnikov.

Vodljivost v primerjavi s temperaturo

Vodniki električnega toka so prve in druge vrste. Provodniki prve vrste so kovine. Drugi vodniki so prevodne raztopine tekočin. Elektroni nosijo tok v prvem, nosilci toka v vodnikih druge vrste pa so ioni, nabiti delci elektrolitske tekočine.

O prevodnosti materialov lahko govorimo le ob upoštevanju temperature okolice. Pri višji temperaturi vodniki prve vrste povečajo svojo električno upornost, drugi pa se, nasprotno, zmanjšajo. V skladu s tem obstaja temperaturni koeficient odpornosti materialov. Upornost bakrenega Ohma m narašča s povečanjem segrevanja. Temperaturni koeficient α je odvisen samo od materiala, ta vrednost nima dimenzije in je enaka naslednjim kazalcem za različne kovine in zlitine:

  • Srebro - 0, 0035;
  • Železo - 0, 0066;
  • Platina - 0, 0032;
  • Baker - 0, 0040;
  • Volfram - 0, 0045;
  • Živo srebro - 0, 0090;
  • Constantan - 0, 000005;
  • Nickelin - 0, 0003;
  • Nihrom - 0.00016.

Določitev električne upornosti odseka prevodnika pri povišani temperaturi R (t) se izračuna po formuli:

R (t) = R (0) · (1+ α · (tt (0))), kjer:

  • R (0) upor pri začetni temperaturi;
  • α je temperaturni koeficient;
  • t - t (0) je temperaturna razlika.

Na primer, če poznamo električni upor bakra pri 20 stopinjah Celzija, lahko izračunamo, kakšen bo enak 170 stopinj, torej pri segrevanju za 150 stopinj. Začetni upor se bo povečal (1 + 0, 004 · (170–20)) krat, torej 1, 6-krat.

Z naraščanjem temperature se prevodnost materialov, nasprotno, zmanjšuje. Ker je to povratni električni upor, se zmanjša popolnoma enaka količina. Na primer, električna prevodnost bakra pri segrevanju materiala za 150 stopinj se bo zmanjšala za 1, 6-krat.

Obstajajo zlitine, ki električnega upora praktično ne spreminjajo s temperaturo. Takšen je na primer konstantan. Ko se temperatura spremeni za sto stopinj, se njegova odpornost poveča le za 0, 5%.

Če se prevodnost materialov s segrevanjem poslabša, se izboljša z zniževanjem temperature. Povezani pojav je superprevodnost. Če znižate temperaturo prevodnika pod -253 stopinj Celzija, se bo njegova električna upornost močno zmanjšala: skoraj na nič. V zvezi s tem padajo stroški prenosa električne energije. Edina težava je bila hlajenje vodnikov do takšnih temperatur. Vendar je treba v zvezi z nedavnimi odkritji visokotemperaturnih superprevodnikov, ki temeljijo na bakrovih oksidih, materiale ohladiti na sprejemljive vrednosti .

Kategorija:

Tehnologija