Hva er elektrisk motstand?

Den elektriske strømmen I i ethvert stoff skapes ved bevegelse av ladede partikler i en bestemt retning på grunn av påføring av ekstern energi (potensialforskjell U). Hvert stoff har individuelle egenskaper som påvirker strømmen i det på forskjellige måter. Disse egenskapene blir evaluert av den elektriske motstanden R.

Georg Ohm bestemte empirisk faktorene som påvirker størrelsen på den elektriske motstanden til et gitt stoff formelen for dens avhengighet av spenning og strøm som er oppkalt etter ham. SI-enheten for motstand er oppkalt etter ham. 1 ohm er motstandsverdien målt ved 0°C for en homogen kolonne av kvikksølv 106,3 cm lang med et tverrsnittsareal på 1 mm2.

Definisjon

For å vurdere og anvende i praksis materialer for produksjon av elektriske apparater, ble begrepet «ledermotstand» introdusert... Det tilføyde adjektivet "spesifikk" angir brukskoeffisienten for volumreferanseverdien som er akseptert for det aktuelle stoffet. Dette gjør det mulig å evaluere de elektriske parametrene til forskjellige materialer.

I dette tilfellet tas det i betraktning at motstanden til ledningen øker med en økning i lengden og en reduksjon i tverrsnittet. SI-systemet bruker volumet til en homogen ledning på 1 meter lang og 1 m2 i tverrsnitt... I tekniske beregninger brukes en utdatert, men praktisk volumenhet utenfor systemet, bestående av en lengde på 1 meter og et areal. på 1 mm.2... Formelen for motstand ρ er vist i figuren.

For å bestemme de elektriske egenskapene til stoffer, introduseres en annen egenskap - spesifikk ledningsevne b. Den er omvendt proporsjonal med motstandsverdien, bestemmer materialets evne til å lede elektrisk strøm: b = 1 / p.

Hvordan motstand avhenger av temperatur

Konduktiviteten til et materiale påvirkes av temperaturen. Ulike grupper av stoffer oppfører seg ikke likt ved oppvarming eller avkjøling. Denne egenskapen er tatt i betraktning for elektriske ledninger som opererer utendørs i varmt og kaldt vær.

Materialet og den spesifikke motstanden til lederen velges under hensyntagen til driftsbetingelsene.

Økningen i motstanden til ledninger til passering av strøm under oppvarming forklares av det faktum at når temperaturen på metallet i det øker, øker intensiteten av bevegelse av atomer og bærere av elektriske ladninger i alle retninger, noe som skaper unødvendige hindringer til bevegelse av ladede partikler i én retning og reduserer verdien av deres fluks.

Hvis temperaturen på metallet synker, forbedres forholdene for strømgjennomgang.Når den avkjøles til en kritisk temperatur, vises fenomenet superledning i mange metaller, når deres elektriske motstand er praktisk talt null. Denne egenskapen er mye brukt i høyeffekts elektromagneter.

Effekten av temperatur på ledningsevnen til metaller brukes av den elektriske industrien til fremstilling av vanlige glødelamper. Deres nikrom tråd når strømmen passeres, varmes den opp til en slik tilstand at den avgir en lysstrøm. Under normale forhold er motstanden til nikrom omtrent 1,05 ÷ 1,4 (ohm ∙ mm2) / m.

Når pæren slås på under spenning, går en stor strøm gjennom glødetråden, som veldig raskt varmer opp metallet.Samtidig øker motstanden til den elektriske kretsen, og begrenser startstrømmen til den nominelle verdien som er nødvendig for å oppnå belysning . På denne måten utføres en enkel regulering av strømstyrken ved hjelp av en nikrom spiral, det er ikke nødvendig å bruke komplekse forkoblinger som brukes i LED og fluorescerende kilder.

Hvordan er motstanden til materialer som brukes i prosjektering

Ikke-jernholdige edle metaller har de beste egenskapene for elektrisk ledningsevne. Derfor er kritiske kontakter i elektriske enheter laget av sølv. Men dette øker sluttprisen på hele produktet. Det mest akseptable alternativet er å bruke billigere metaller. For eksempel er motstanden til kobber lik 0,0175 (ohm ∙ mm2) / m ganske egnet for slike formål.

Edelmetaller - gull, sølv, platina, palladium, iridium, rhodium, ruthenium og osmium, hovedsakelig oppkalt etter deres høye kjemiske motstand og vakre utseende i smykker.Gull, sølv og platina har også høy plastisitet, og metaller fra platinagruppen er ildfaste, og som gull er det kjemisk inert. Disse fordelene med edle metaller kombineres.

Kobberlegeringer med god ledningsevne brukes til å lage shunter som begrenser strømmen av store strømmer gjennom målehodet til kraftige amperetre.

Motstanden til aluminium 0,026 ÷ 0,029 (ohm ∙ mm2) / m er litt høyere enn for kobber, men produksjonen og prisen på dette metallet er lavere. Den er også lettere. Dette forklarer den brede bruken i elektrisitet for produksjon av eksterne ledninger og kabelkjerner.

Motstand av jern 0,13 (ohm ∙ mm2) / m gjør det også mulig å overføre elektrisk strøm, men dette fører til større effekttap. Stållegeringer har økt styrke. Derfor er ståltråder vevd inn i de overliggende aluminiumslederne til høyspentledninger som er designet for å tåle bruddbelastninger.

Dette gjelder spesielt når det dannes is på ledninger eller sterke vindkast.

Noen legeringer, for eksempel konstantin og nikkelin, har termisk stabile resistive egenskaper innenfor et visst område. Den elektriske motstanden til Nickeline endres praktisk talt ikke fra 0 til 100 grader Celsius. Derfor er reostatspoler laget av nikkel.

I måleinstrumenter er egenskapen til en streng endring i motstandsverdiene til platina i forhold til temperaturen mye brukt. Hvis en elektrisk strøm fra en stabilisert spenningskilde føres gjennom en platinatråd og motstandsverdien beregnes, vil det indikere temperaturen på platina.Dette gjør at skalaen kan graderes i grader tilsvarende ohm-verdier. Denne metoden lar deg måle temperaturen med en nøyaktighet på brøkdeler av en grad.

Noen ganger, for å løse praktiske problemer, må du kjenne den generelle eller spesifikke motstanden til kabelen... For dette formålet gir kabelproduktkatalogene verdiene for den induktive og aktive motstanden til en enkelt kjerne for hver verdi av tverrsnitt. De brukes til å beregne de tillatte belastningene, den genererte varmen, bestemme de tillatte driftsforholdene og velge effektiv beskyttelse.

Den spesifikke ledningsevnen til metaller påvirkes av hvordan de behandles. Bruk av trykk for plastisk deformasjon forstyrrer krystallgitterstrukturen, øker antall defekter og øker motstanden. For å redusere det brukes rekrystalliseringsgløding.

Å strekke eller komprimere metaller forårsaker elastisk deformasjon i dem, hvorfra amplitudene til de termiske vibrasjonene til elektronene reduseres, og motstanden reduseres noe.

Ved utforming av jordingssystemer er det nødvendig å ta hensyn til jordmotstand… Den skiller seg per definisjon fra metoden ovenfor og måles i SI-enheter — Ohm. Måler. Med dens hjelp blir kvaliteten på distribusjonen av elektrisk strøm inne i bakken evaluert.
Avhengighet av jordmotstand på jordfuktighet og temperatur:

Jordens ledningsevne påvirkes av mange faktorer, inkludert jordfuktighet, tetthet, partikkelstørrelse, temperatur, konsentrasjon av salter, syrer og baser.