Apa yang menentukan rintangan konduktor

Rintangan dan timbal baliknya - kekonduksian elektrik - untuk konduktor yang diperbuat daripada logam tulen secara kimia adalah kuantiti fizik yang berciri, tetapi bagaimanapun nilai rintangannya diketahui dengan ketepatan yang agak rendah.

Ini dijelaskan oleh fakta bahawa nilai rintangan logam sangat dipengaruhi oleh pelbagai keadaan rawak, sukar dikawal.

Pertama sekali, selalunya kekotoran kecil kepada logam tulen meningkatkan rintangannya.

Logam yang paling penting untuk kejuruteraan elektrik ialah sayang, dari mana wayar dan kabel dibuat untuk pengagihan tenaga elektrik, ternyata sangat sensitif dalam hal ini.

Kekotoran kecil karbon pada 0.05% meningkatkan rintangan kuprum sebanyak 33% berbanding dengan rintangan kuprum tulen secara kimia, kekotoran 0.13% fosforus meningkatkan rintangan kuprum sebanyak 48%, 0.5% besi sebanyak 176 %, kesan zink dalam jumlah yang sukar untuk diukur kerana kecilnya, dengan 20%.

Kesan bendasing pada rintangan logam lain adalah kurang ketara berbanding dengan kuprum.

Rintangan logam, secara kimia tulen atau secara umum dengan komposisi kimia tertentu, bergantung pada kaedah rawatan haba dan mekanikalnya.

Penggulungan, lukisan, pelindapkejutan dan penyepuhlindapan boleh mengubah kerintangan logam sebanyak beberapa peratus.

Ini dijelaskan oleh fakta bahawa logam cair mengkristal semasa pemejalan, membentuk banyak dan diedarkan secara rawak kristal tunggal kecil.

Sebarang pemprosesan mekanikal sebahagiannya memusnahkan kristal ini dan mengalihkan kumpulannya secara relatif antara satu sama lain, akibatnya kekonduksian elektrik keseluruhan sekeping logam biasanya berubah ke arah peningkatan rintangan.

Penyepuhlindapan berpanjangan pada suhu yang menggalakkan, berbeza untuk logam yang berbeza, disertai dengan pengurangan kristal dan biasanya mengurangkan rintangan.

Terdapat kaedah yang memungkinkan untuk mendapatkan kristal tunggal yang lebih atau kurang ketara (hablur tunggal) semasa pemejalan logam cair.

Jika logam memberikan kristal sistem yang betul, maka rintangan kristal tunggal logam sedemikian adalah sama dalam semua arah. Jika kristal logam tergolong dalam sistem heksagon, tetragon atau trigonal, maka nilai rintangan kristal tunggal bergantung kepada arah arus.

Nilai mengehadkan (melampau) diperoleh dalam arah paksi simetri kristal dan dalam arah berserenjang dengan paksi simetri, dalam semua arah lain rintangan mempunyai nilai perantaraan.

Kepingan logam yang diperolehi dengan kaedah konvensional, dengan pengagihan rawak kristal kecil, mempunyai rintangan yang sama dengan nilai purata tertentu, melainkan semasa pemejalan pengagihan kristal yang lebih atau kurang teratur ditubuhkan.

Daripada ini adalah jelas bahawa rintangan sampel logam tulen kimia lain, yang kristalnya tidak tergolong dalam sistem yang betul, tidak boleh mempunyai nilai yang ditentukan sepenuhnya.

Nilai rintangan logam pengalir dan aloi yang paling biasa pada 20 °C: Rintangan dan kekonduksian elektrik bahan

Pengaruh suhu pada rintangan pelbagai logam adalah subjek kajian yang banyak dan menyeluruh, kerana persoalan kesan ini adalah sangat penting secara teori dan praktikal.

Logam tulen pekali suhu rintangan, sebahagian besarnya adalah hampir dengan pekali suhu pengembangan linear terma gas, iaitu ia tidak jauh berbeza daripada 0.004, oleh itu dalam julat dari 0 hingga 100 ° C rintangan adalah lebih kurang berkadar dengan suhu mutlak.

Pada suhu di bawah 0 ° rintangan berkurangan lebih cepat daripada suhu mutlak dan lebih cepat suhu berkurangan. Pada suhu yang hampir kepada sifar mutlak, rintangan sesetengah logam menjadi hampir sifar. Pada suhu tinggi melebihi 100 °, pekali suhu kebanyakan logam meningkat secara perlahan, iaitu rintangan meningkat sedikit lebih cepat daripada suhu.

Fakta menarik:

Yang dipanggil logam feromagnetik (besi, nikel dan kobalt) rintangan meningkat lebih cepat daripada suhu.Akhir sekali, platinum dan paladium menunjukkan peningkatan kerintangan agak ketinggalan berbanding kenaikan suhu.

Untuk mengukur suhu tinggi, apa yang dipanggil termometer rintangan platinum, yang terdiri daripada sekeping dawai platinum tulen nipis yang dililit secara berpusar di atas tiub bahan penebat atau juga bercantum ke dalam dinding tiub kuarza. Dengan mengukur rintangan wayar, anda boleh menentukan suhunya dari jadual atau dari lengkung untuk julat suhu dari -40 hingga 1000 ° C.

Antara bahan lain dengan kekonduksian logam, arang batu, grafit, antrasit harus diperhatikan, yang berbeza daripada logam dengan pekali suhu negatif.

Rintangan selenium dalam salah satu pengubahsuaiannya (logam, selenium kristal, kelabu) berubah kepada penurunan yang ketara apabila terdedah kepada sinaran cahaya. Fenomena ini tergolong dalam kawasan tersebut fenomena fotovoltaik.

Dalam kes selenium dan banyak lagi seperti itu, elektron yang dipisahkan daripada atom bahan apabila ia menyerap sinar cahaya tidak terbang melalui permukaan badan, tetapi kekal di dalam bahan, akibatnya kekonduksian elektrik bahan secara semula jadi meningkat. Fenomena itu dipanggil fenomena fotoelektrik intrinsik.

Lihat juga:

Mengapa bahan yang berbeza mempunyai rintangan yang berbeza

Ciri-ciri elektrik asas wayar dan kabel