Kaj je električni upor?

Električni tok I v kateri koli snovi nastane zaradi gibanja nabitih delcev v določeni smeri zaradi uporabe zunanje energije (potencialna razlika U). Vsaka snov ima individualne lastnosti, ki na različne načine vplivajo na tok v njej. Te lastnosti so ovrednotene z električnim uporom R.

Georg Ohm je empirično določil dejavnike, ki vplivajo na velikost električnega upora dane snovi formula njegove odvisnosti napetosti in toka, ki se imenuje po njem. Po njem je poimenovana enota SI za upor. 1 ohm je vrednost upora, izmerjena pri 0°C za homogen stolpec živega srebra dolžine 106,3 cm s površino prečnega prereza 1 mm2.

Opredelitev

Da bi ocenili in uporabili v praksi materiale za proizvodnjo električnih naprav, je bil uveden izraz «Upornost prevodnika» ... Dodan pridevnik "specifičen" označuje koeficient uporabe referenčne vrednosti prostornine, sprejete za zadevno snov. To omogoča ovrednotenje električnih parametrov različnih materialov.

V tem primeru se upošteva, da se odpornost žice poveča s povečanjem njene dolžine in zmanjšanjem njenega preseka. Sistem SI uporablja prostornino homogene žice dolžine 1 meter in prečnega prereza 1 m2 ... V tehničnih izračunih se uporablja zastarela, a priročna enota prostornine zunaj sistema, sestavljena iz dolžine 1 metra in površine ​​1 mm.2... Formula za upor ρ je prikazana na sliki.

Za določitev električnih lastnosti snovi je uvedena še ena značilnost - specifična prevodnost b. Je obratno sorazmeren z vrednostjo upora, določa sposobnost materiala za prevajanje električnega toka: b = 1 / p.

Kako je odpornost odvisna od temperature

Na prevodnost materiala vpliva njegova temperatura. Različne skupine snovi se pri segrevanju ali ohlajanju ne obnašajo enako. Ta lastnost se upošteva pri električnih žicah, ki delujejo na prostem v vročem in hladnem vremenu.

Material in specifična upornost prevodnika sta izbrana ob upoštevanju pogojev njegovega delovanja.

Povečanje odpornosti žic na prehod toka med segrevanjem je razloženo z dejstvom, da se s povišanjem temperature kovine v njej poveča intenzivnost gibanja atomov in nosilcev električnih nabojev v vseh smereh, kar ustvarja nepotrebne ovire na gibanje nabitih delcev v eno smer in zmanjša vrednost njihovega toka.

Če se temperatura kovine zmanjša, se izboljšajo pogoji za prehod toka.Pri ohlajanju na kritično temperaturo se v mnogih kovinah pojavi pojav superprevodnosti, ko je njihov električni upor praktično enak nič. Ta lastnost se pogosto uporablja v elektromagnetih visoke moči.

Vpliv temperature na prevodnost kovin uporablja elektroindustrija pri izdelavi navadnih žarnic z žarilno nitko. Njihovo nichrome nit ob prehodu toka se segreje do te mere, da oddaja svetlobni tok. V normalnih pogojih je odpornost nikroma približno 1,05 ÷ 1,4 (ohm ∙ mm2) / m.

Ko je žarnica vklopljena pod napetostjo, gre skozi žarilno nitko velik tok, ki zelo hitro segreje kovino.Hkrati se poveča upor električnega tokokroga, kar omeji začetni tok na nazivno vrednost, ki je potrebna za osvetlitev . Na ta način se izvede preprosta regulacija jakosti toka s pomočjo nikromske spirale, ni potrebe po uporabi kompleksnih predstikalnih naprav, ki se uporabljajo v LED in fluorescentnih virih.

Kakšna je odpornost materialov, ki se uporabljajo v tehniki

Najboljšo električno prevodnost imajo neželezne plemenite kovine. Zato so kritični kontakti v električnih napravah iz srebra. A to zviša končno ceno celotnega izdelka. Najbolj sprejemljiva možnost je uporaba cenejših kovin. Na primer, upor bakra, ki je enak 0,0175 (ohm ∙ mm2) / m, je povsem primeren za takšne namene.

Plemenite kovine - zlato, srebro, platina, paladij, iridij, rodij, rutenij in osmij, imenovane predvsem zaradi visoke kemične odpornosti in lepega videza v nakitu.Poleg tega imajo zlato, srebro in platina visoko plastičnost, kovine platinske skupine pa so ognjevzdržne in tako kot zlato kemično inertne. Te prednosti plemenitih kovin združujejo.

Bakrove zlitine z dobro prevodnostjo se uporabljajo za izdelavo šantov, ki omejujejo pretok velikih tokov skozi merilno glavo močnih ampermetrov.

Odpornost aluminija 0,026 ÷ 0,029 (ohm ∙ mm2) / m je nekoliko višja kot pri bakru, vendar sta proizvodnja in cena te kovine nižja. Je tudi lažji. To pojasnjuje njegovo široko uporabo v elektriki za proizvodnjo zunanjih žic in kabelskih žil.

Odpornost železa 0,13 (ohm ∙ mm2) / m omogoča tudi njegovo uporabo za prenos električnega toka, vendar to vodi do večjih izgub moči. Jeklene zlitine imajo povečano trdnost. Zato so jeklene niti vtkane v aluminijaste nadzemne vodnike visokonapetostnih daljnovodov, ki so zasnovani tako, da prenesejo pretrgne obremenitve.

To še posebej velja, ko na žicah nastane led ali močni sunki vetra.

Nekatere zlitine, na primer konstantin in nikelin, imajo v določenem območju toplotno stabilne uporovne lastnosti. Električni upor Nickeline se praktično ne spremeni od 0 do 100 stopinj Celzija. Zato so reostatske tuljave izdelane iz niklja.

V merilnih instrumentih se pogosto uporablja lastnost stroge spremembe vrednosti upora platine glede na njeno temperaturo. Če električni tok iz stabiliziranega napetostnega vira teče skozi platinasto žico in se izračuna vrednost upora, bo to pokazalo temperaturo platine.To omogoča gradacijo lestvice v stopinjah, ki ustrezajo ohmskim vrednostim. Ta metoda vam omogoča merjenje temperature z natančnostjo frakcij stopinje.

Včasih morate za reševanje praktičnih težav poznati splošni ali specifični upor kabla ... V ta namen imeniki kabelskih izdelkov zagotavljajo vrednosti induktivnega in aktivnega upora posameznega jedra za vsako vrednost prečni prerez. Z njimi izračunamo dovoljene obremenitve, proizvedeno toploto, določimo dopustne obratovalne pogoje in izberemo učinkovito zaščito.

Na specifično prevodnost kovin vpliva način njihove obdelave. Uporaba pritiska za plastično deformacijo poruši strukturo kristalne mreže, poveča število napak in poveča odpornost. Za zmanjšanje se uporablja rekristalizacijsko žarjenje.

Raztezanje ali stiskanje kovin povzroči elastično deformacijo v njih, zaradi česar se amplitude toplotnih vibracij elektronov zmanjšajo, upor pa se nekoliko zmanjša.

Pri načrtovanju ozemljitvenih sistemov je treba upoštevati odpornost tal… Po definiciji se razlikuje od zgornje metode in se meri v enotah SI — Ohmih. Merilnik. Z njegovo pomočjo se oceni kakovost distribucije električnega toka v tleh.
Odvisnost odpornosti tal od vlage in temperature tal:

Na prevodnost tal vplivajo številni dejavniki, vključno z vlažnostjo tal, gostoto, velikostjo delcev, temperaturo, koncentracijo soli, kislin in baz.