Apakah rintangan elektrik?

Arus elektrik I dalam mana-mana bahan dicipta oleh pergerakan zarah bercas ke arah tertentu disebabkan penggunaan tenaga luar (perbezaan potensi U). Setiap bahan mempunyai sifat individu yang mempengaruhi aliran arus di dalamnya dengan cara yang berbeza. Sifat-sifat ini dinilai oleh rintangan elektrik R.

Georg Ohm secara empirik menentukan faktor yang mempengaruhi magnitud rintangan elektrik bahan tertentu formula pergantungannya voltan dan arus yang dinamakan sempena namanya. Unit SI bagi rintangan dinamakan sempena namanya. 1 ohm ialah nilai rintangan yang diukur pada 0°C untuk tiang homogen merkuri 106.3 cm panjang dengan luas keratan rentas 1 mm2.

Definisi

Untuk menilai dan menggunakan bahan amalan untuk pengeluaran peranti elektrik, istilah «Rintangan konduktor» telah diperkenalkan... Kata sifat tambahan "khusus" menunjukkan pekali penggunaan nilai rujukan isipadu yang diterima untuk bahan yang dipersoalkan. Ini memungkinkan untuk menilai parameter elektrik bahan yang berbeza.

Dalam kes ini, ia diambil kira bahawa rintangan wayar meningkat dengan peningkatan panjangnya dan penurunan keratan rentasnya. Sistem SI menggunakan isipadu wayar homogen sepanjang 1 meter dan 1 m2 dalam keratan rentas... Dalam pengiraan teknikal, unit isipadu yang sudah lapuk tetapi mudah digunakan di luar sistem, yang terdiri daripada panjang 1 meter dan luas. daripada 1 mm.2... Formula bagi rintangan ρ ditunjukkan dalam rajah.

Untuk menentukan sifat elektrik bahan, ciri lain diperkenalkan — kekonduksian khusus b. Ia berkadar songsang dengan nilai rintangan, menentukan keupayaan bahan untuk mengalirkan arus elektrik: b = 1 / p.

Bagaimana rintangan bergantung pada suhu

Kekonduksian sesuatu bahan dipengaruhi oleh suhunya. Kumpulan bahan yang berbeza tidak berkelakuan sama apabila dipanaskan atau disejukkan. Hartanah ini diambil kira untuk wayar elektrik yang beroperasi di luar dalam cuaca panas dan sejuk.

Bahan dan rintangan khusus konduktor dipilih dengan mengambil kira keadaan operasinya.

Peningkatan rintangan wayar kepada laluan arus semasa pemanasan dijelaskan oleh fakta bahawa apabila suhu logam di dalamnya meningkat, keamatan pergerakan atom dan pembawa cas elektrik dalam semua arah meningkat, yang mewujudkan halangan yang tidak perlu. kepada pergerakan zarah bercas dalam satu arah dan mengurangkan nilai fluksnya.

Jika suhu logam berkurangan, maka keadaan untuk laluan arus bertambah baik.Apabila disejukkan ke suhu kritikal, fenomena superkonduktiviti muncul dalam banyak logam, apabila rintangan elektriknya boleh dikatakan sifar. Sifat ini digunakan secara meluas dalam elektromagnet kuasa tinggi.

Kesan suhu pada kekonduksian logam digunakan oleh industri elektrik dalam pembuatan lampu pijar biasa. mereka benang nichrome apabila arus dilalui, ia dipanaskan ke keadaan sedemikian sehingga ia mengeluarkan fluks bercahaya. Dalam keadaan biasa, rintangan nichrome adalah kira-kira 1.05 ÷ 1.4 (ohm ∙ mm2) / m.

Apabila mentol dihidupkan di bawah voltan, arus besar melalui filamen, yang sangat cepat memanaskan logam. Pada masa yang sama, rintangan litar elektrik meningkat, mengehadkan arus permulaan kepada nilai nominal yang diperlukan untuk mendapatkan pencahayaan . Dengan cara ini, peraturan mudah kekuatan semasa dijalankan dengan cara lingkaran nichrome, tidak perlu menggunakan balast kompleks yang digunakan dalam sumber LED dan pendarfluor.

Bagaimanakah rintangan bahan yang digunakan dalam kejuruteraan

Logam berharga bukan ferus mempunyai sifat kekonduksian elektrik yang terbaik. Oleh itu, sesentuh kritikal dalam peranti elektrik diperbuat daripada perak. Tetapi ini meningkatkan harga akhir keseluruhan produk. Pilihan yang paling boleh diterima ialah menggunakan logam yang lebih murah. Sebagai contoh, rintangan kuprum sama dengan 0.0175 (ohm ∙ mm2) / m agak sesuai untuk tujuan tersebut.

Logam mulia - emas, perak, platinum, paladium, iridium, rhodium, ruthenium dan osmium, dinamakan terutamanya untuk rintangan kimia yang tinggi dan penampilan cantik dalam perhiasan.Selain itu, emas, perak dan platinum mempunyai keplastikan yang tinggi, dan logam kumpulan platinum adalah refraktori dan, seperti emas, ia lengai secara kimia. Kelebihan logam berharga ini bergabung.

Aloi kuprum dengan kekonduksian yang baik digunakan untuk membuat shunt yang mengehadkan aliran arus besar melalui kepala pengukur ammeter berkuasa.

Rintangan aluminium 0.026 ÷ 0.029 (ohm ∙ mm2) / m adalah lebih tinggi sedikit daripada tembaga, tetapi pengeluaran dan harga logam ini lebih rendah. Ia juga lebih ringan. Ini menerangkan penggunaannya yang meluas dalam elektrik untuk pengeluaran wayar luaran dan teras kabel.

Rintangan besi 0.13 (ohm ∙ mm2) / m juga membolehkan penggunaannya untuk menghantar arus elektrik, tetapi ini membawa kepada kehilangan kuasa yang lebih besar. Aloi keluli telah meningkatkan kekuatan. Oleh itu, helai keluli dianyam ke dalam konduktor atas aluminium talian kuasa voltan tinggi yang direka bentuk untuk menahan beban pecah.

Ini benar terutamanya apabila ais terbentuk pada wayar atau tiupan angin yang kuat.

Sesetengah aloi, contohnya pemalar dan nikel, mempunyai ciri rintangan yang stabil secara haba dalam julat tertentu. Rintangan elektrik Nickeline secara praktikalnya tidak berubah dari 0 hingga 100 darjah Celsius. Oleh itu, gegelung rheostat diperbuat daripada nikel.

Dalam alat pengukur, sifat perubahan ketat dalam nilai rintangan platinum berkenaan dengan suhunya digunakan secara meluas. Jika arus elektrik daripada sumber voltan yang stabil disalurkan melalui wayar platinum dan nilai rintangan dikira, ia akan menunjukkan suhu platinum.Ini membolehkan skala digradasikan dalam darjah yang sepadan dengan nilai ohm. Kaedah ini membolehkan anda mengukur suhu dengan ketepatan pecahan darjah.

Kadangkala, untuk menyelesaikan masalah praktikal, anda perlu mengetahui rintangan am atau khusus kabel... Untuk tujuan ini, direktori produk kabel memberikan nilai rintangan induktif dan aktif bagi satu teras untuk setiap nilai keratan rentas. Ia digunakan untuk mengira beban yang dibenarkan, haba yang dijana, menentukan keadaan operasi yang dibenarkan dan memilih perlindungan yang berkesan.

Kekonduksian khusus logam dipengaruhi oleh cara ia diproses. Penggunaan tekanan untuk ubah bentuk plastik mengganggu struktur kekisi kristal, meningkatkan bilangan kecacatan, dan meningkatkan rintangan. Untuk mengurangkannya, penyepuhlindapan penghabluran semula digunakan.

Regangan atau pemampatan logam menyebabkan ubah bentuk elastik di dalamnya, dari mana amplitud getaran haba elektron berkurangan, dan rintangan berkurangan sedikit.

Apabila mereka bentuk sistem pembumian, perlu diambil kira rintangan tanah… Ia berbeza mengikut takrifan daripada kaedah di atas dan diukur dalam unit SI — Ohms. Meter. Dengan bantuannya, kualiti pengagihan arus elektrik di dalam tanah dinilai.
Kebergantungan rintangan tanah pada kelembapan dan suhu tanah:

Kekonduksian tanah dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk kelembapan tanah, ketumpatan, saiz zarah, suhu, kepekatan garam, asid dan bes.