İletken maddenin spesifik direnci. Elektrolitlerin spesifik direnci

Bir iletkenin elektrik direncinin nedeninin, elektronların metal kristal kafesin iyonlarıyla etkileşimi olduğunu biliyoruz (§ 43). Bu nedenle, bir iletkenin direncinin, iletkenin uzunluğuna, kesit alanına ve yapıldığı maddeye bağlı olduğu varsayılabilir.

Şekil 74 böyle bir deneyin gerçekleştirilmesine yönelik kurulumu göstermektedir. Akım kaynağı devresine sırasıyla çeşitli iletkenler dahil edilir, örneğin:

aynı kalınlıkta ancak farklı uzunluklarda nikel teller;
aynı uzunlukta fakat farklı kalınlıklarda nikel teller ( farklı boyutlar enine kesit);
aynı uzunluk ve kalınlıkta nikel ve nikrom teller.

Devredeki akım bir ampermetre ile, voltaj ise bir voltmetre ile ölçülür.

İletkenin uçlarındaki gerilimi ve içindeki akımı bilerek Ohm yasasını kullanarak her bir iletkenin direncini belirleyebilirsiniz.

Pirinç. 74. İletken direncinin boyutuna ve madde türüne bağlılığı

Bu deneyleri yaptıktan sonra şunu tespit edeceğiz:

aynı kalınlıktaki iki nikel telden daha uzun olanın direnci daha fazladır;
Aynı uzunluktaki iki nikelin telden telin direnci daha büyüktür enine kesit hangisi daha az;
nikel ve nikrom tel Aynı boyutların farklı dirençleri vardır.

Ohm, bir iletkenin direncinin büyüklüğüne ve iletkenin yapıldığı maddeye bağımlılığını deneysel olarak inceleyen ilk kişiydi. Direncin iletkenin uzunluğuyla doğru orantılı, kesit alanıyla ters orantılı olduğunu ve iletkenin maddesine bağlı olduğunu buldu.

Direncin iletkenin yapıldığı malzemeye bağımlılığı nasıl dikkate alınır? Bunu yapmak için sözde hesaplayın bir maddenin direnci.

Özgül direnç, bir iletkenin direncini belirleyen fiziksel bir niceliktir. bu maddenin 1 m uzunluğunda, kesit alanı 1 m 2.

Hadi tanıştıralım harf atamaları: ρ iletkenin direncidir, I iletkenin uzunluğudur, S kesit alanıdır. Daha sonra iletken direnci R formülle ifade edilecektir.

Ondan şunu anlıyoruz:

Son formülden direnç birimini belirleyebilirsiniz. Direnç birimi 1 ohm, kesit alanı birimi 1 m2, uzunluk birimi 1 m olduğuna göre özdirenç birimi:

İletkenin kesit alanını milimetre kare cinsinden ifade etmek daha uygundur çünkü çoğunlukla küçüktür. O zaman direnç birimi şöyle olacaktır:

Tablo 8'de bazı maddelerin 20 °C'deki direnç değerleri gösterilmektedir. Spesifik direnç sıcaklıkla değişir. Örneğin metaller için direncin artan sıcaklıkla arttığı deneysel olarak tespit edilmiştir.

Tablo 8. Bazı maddelerin elektriksel direnci (t = 20 °C'de)

Tüm metaller arasında gümüş ve bakır en düşük dirence sahiptir. Bu nedenle gümüş ve bakır elektriği en iyi iletenlerdir.

Elektrik devrelerini kablolarken alüminyum, bakır ve demir teller kullanılır.

Çoğu durumda yüksek dirençli cihazlara ihtiyaç duyulur. Özel olarak oluşturulmuş alaşımlardan, yani yüksek dirence sahip maddelerden yapılırlar. Örneğin Tablo 8'de görüldüğü gibi nikrom alaşımı alüminyumdan neredeyse 40 kat daha fazla dirence sahiptir.

Porselen ve ebonitin direnci o kadar yüksektir ki elektrik akımını neredeyse hiç iletmezler, yalıtkan olarak kullanılırlar.

Sorular

Bir iletkenin direnci, uzunluğuna ve kesit alanına nasıl bağlıdır?
Bir iletkenin direncinin uzunluğuna, kesit alanına ve yapıldığı maddeye bağımlılığı deneysel olarak nasıl gösterilir?
Bir iletkenin direnci nedir?
İletkenlerin direncini hesaplamak için hangi formül kullanılabilir?
Bir iletkenin direnci hangi birimlerle ifade edilir?
Pratikte kullanılan iletkenler hangi maddelerden yapılır?

Her madde akımı iletebilir değişen dereceler Bu değer malzemenin direncinden etkilenir. Bakır, alüminyum, çelik ve diğer elementlerin direnci Yunan alfabesindeki ρ harfiyle gösterilir. Bu değer, iletkenin boyut, şekil ve fiziksel durum gibi özelliklerine bağlı değildir; sıradan elektrik direnci bu parametreleri dikkate alır. Direnç Ohm cinsinden mm² ile çarpılıp metreye bölünerek ölçülür.

Kategoriler ve açıklamaları

Herhangi bir malzeme kendisine verilen elektriğe bağlı olarak iki tür direnç gösterme yeteneğine sahiptir. Akım, maddenin teknik performansını önemli ölçüde etkileyen değişken veya sabit olabilir. Yani, böyle dirençler var:

Ohmik. Doğru akımın etkisi altında görünür. Bir iletken içindeki elektrik yüklü parçacıkların hareketiyle oluşan sürtünmeyi karakterize eder.
Aktif. Aynı prensibe göre belirlenmiş ancak etki altında yaratılmıştır. alternatif akım.

Bu bağlamda spesifik değerin iki tanımı da bulunmaktadır. Doğru akım için, birim sabit kesit alanına sahip iletken malzemenin birim uzunluğunun uyguladığı dirence eşittir. Potansiyel elektrik alanı tüm iletkenleri, ayrıca yarı iletkenleri ve iyonları iletebilen çözümleri etkiler. Bu değer malzemenin kendisinin iletken özelliklerini belirler. İletkenin şekli ve boyutları dikkate alınmadığından elektrik mühendisliği ve malzeme biliminde temel olarak adlandırılabilir.

Alternatif akımın geçmesi durumunda, iletken malzemenin kalınlığı dikkate alınarak spesifik değer hesaplanır. Burada sadece potansiyelin değil aynı zamanda girdap akımının da etkisi vardır ve ayrıca elektrik alanlarının frekansı da dikkate alınır. Bu türün direnci diğerlerinden daha yüksektir. DC, çünkü burada girdap alanına direncin pozitif değeri dikkate alınır. Bu değer aynı zamanda iletkenin şekline ve boyutuna da bağlıdır. Yüklü parçacıkların girdap hareketinin doğasını belirleyen bu parametrelerdir.

Alternatif akım iletkenlerde bazı elektromanyetik olaylara neden olur. İletken malzemenin elektriksel özellikleri açısından çok önemlidirler:

Cilt etkisi zayıflama ile karakterizedir. elektromanyetik alan ne kadar çoksa iletkenin ortamına o kadar fazla nüfuz eder. Bu olaya yüzey etkisi de denir.
Yakınlık etkisi, bitişik kabloların yakınlığı ve bunların etkisi nedeniyle akım yoğunluğunu azaltır.

Bu etkiler hesaplanırken çok önemlidir. optimum kalınlık iletken, yarıçapı olan bir tel kullanıldığından beri daha fazla derinlik Akımın malzemeye nüfuz etmesi durumunda kütlesinin geri kalanı kullanılmadan kalacaktır ve bu nedenle bu yaklaşım etkisiz olacaktır. Yapılan hesaplamalara göre iletken malzemenin bazı durumlarda etkin çapı şu şekilde olacaktır:

50 Hz - 2,8 mm'lik bir akım için;
400 Hz - 1 mm;
40 kHz - 0,1 mm.

Bunun ışığında, yüksek frekanslı akımlar için çok sayıda ince telden oluşan düz çok çekirdekli kabloların kullanımı aktif olarak kullanılmaktadır.

Metallerin özellikleri

Metal iletkenlerin özel göstergeleri özel tablolarda yer almaktadır. Bu verileri kullanarak gerekli ilave hesaplamaları yapabilirsiniz. Böyle bir direnç tablosunun bir örneği resimde görülebilir.

Tablo, gümüşün en yüksek iletkenliğe sahip olduğunu göstermektedir; mevcut tüm metaller ve alaşımlar arasında ideal bir iletkendir. 1 ohm direnç elde etmek için bu malzemeden ne kadar tel gerektiğini hesaplarsanız 62,5 m elde edersiniz, aynı değerde demir tel 7,7 m kadar gerektirir.

Her neyse dikkat çekici özellikler Gümüş ne olursa olsun, elektrik ağlarında toplu kullanım için çok pahalı bir malzemedir, bu nedenle bakır günlük yaşamda ve endüstride geniş bir uygulama alanı bulmuştur. Boyuta göre özel gösterge gümüşten sonra ikinci sırada yer alır ve yaygınlık ve çıkarılma kolaylığı açısından ondan çok daha iyidir. Bakırın en yaygın iletken olmasını sağlayan başka avantajları da vardır. Bunlar şunları içerir:

Elektrik mühendisliğinde kullanım için, sülfür cevherinden eritildikten sonra kavurma ve üfleme işlemlerinden geçen ve daha sonra mutlaka elektrolitik saflaştırmaya tabi tutulan rafine bakır kullanılır. Böyle bir işlemden sonra çok kaliteli bir malzeme elde etmek mümkündür. Yüksek kalite(M1 ve M0 dereceleri), % 0,1 ila 0,05 arasında safsızlık içerecektir. Önemli bir nüans bakırın mekanik özelliklerini olumsuz yönde etkilediği için oksijenin son derece küçük miktarlarda bulunmasıdır.

Çoğu zaman bu metalin yerini daha ucuz malzemeler (alüminyum ve demir) ve ayrıca çeşitli bronzlar (silikon, berilyum, magnezyum, kalay, kadmiyum, krom ve fosforlu alaşımlar) alır. Bu tür bileşimler, daha düşük iletkenliğe sahip olmalarına rağmen, saf bakırla karşılaştırıldığında daha yüksek mukavemete sahiptir.

Alüminyumun avantajları

Alüminyumun direnci daha fazla ve daha kırılgan olmasına rağmen bakır kadar az bulunmaması ve dolayısıyla maliyetinin daha düşük olması nedeniyle yaygın kullanımıdır. Alüminyumun direnci 0,028'dir ve düşük yoğunluğu onu bakırdan 3,5 kat daha hafif yapar.

İçin elektrik işi%0,5'ten fazla yabancı madde içermeyen saflaştırılmış A1 sınıfı alüminyum kullanın. Daha yüksek dereceli AB00, elektrolitik kapasitörlerin, elektrotların ve aliminyum folyo. Bu alüminyumdaki yabancı madde içeriği %0,03'ten fazla değildir. Ayrıca saf metal AB0000 de var%0,004'ten fazla katkı maddesi içermeyen. Safsızlıkların kendileri de önemlidir: nikel, silikon ve çinko, alüminyumun iletkenliği üzerinde hafif bir etkiye sahiptir ve bu metaldeki bakır, gümüş ve magnezyum içeriğinin gözle görülür bir etkisi vardır. Talyum ve manganez iletkenliği en çok azaltır.

Alüminyum iyi korozyon önleyici özelliklere sahiptir. Havayla temas ettiğinde ince bir oksit filmiyle kaplanır ve bu da onu daha fazla tahribattan korur. Gelişme için mekanik karakteristiği metal diğer elementlerle alaşımlıdır.

Çelik ve demir göstergeleri

Demirin bakır ve alüminyuma göre direnci çok yüksektir, ancak bulunabilirliği, mukavemeti ve deformasyona karşı direnci nedeniyle malzeme elektrik üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Direnci daha da yüksek olan demir ve çeliğin önemli dezavantajları olmasına rağmen iletken malzeme üreticileri bunları telafi edecek yöntemler bulmuşlardır. Özellikle düşük korozyon direnci kaplama ile aşılır. Çelik telçinko veya bakır.

Sodyumun özellikleri

Sodyum metali iletken üretiminde de oldukça ümit vericidir. Direnç açısından bakırı önemli ölçüde aşıyor ancak yoğunluğu bundan 9 kat daha az. Bu, malzemenin ultra hafif tellerin üretiminde kullanılmasına olanak tanır.

Sodyum metali çok yumuşaktır ve her türlü deformasyona karşı tamamen kararsızdır, bu da kullanımını sorunlu hale getirir - bu metalden yapılmış bir telin, son derece az esnekliğe sahip, çok güçlü bir kılıfla kaplanması gerekir. Sodyum en nötr koşullar altında güçlü kimyasal aktivite gösterdiğinden kabuk kapatılmalıdır. Havada anında oksitlenir ve havadaki su da dahil olmak üzere suyla şiddetli reaksiyona girer.

Sodyum kullanmanın bir diğer yararı da bulunabilirliğidir. Dünyada sınırsız miktarda bulunan erimiş sodyum klorürün elektrolizi yoluyla elde edilebilir. Diğer metaller bu bakımdan açıkça yetersizdir.

Belirli bir iletkenin performansını hesaplamak için, telin belirli sayısının ve uzunluğunun çarpımını kesit alanına bölmek gerekir. Sonuç Ohm cinsinden direnç değeri olacaktır. Örneğin nominal kesiti 5 mm² olan 200 m demir telin direncini belirlemek için 0,13'ü 200 ile çarpmanız ve sonucu 5'e bölmeniz gerekir. Cevap 5,2 Ohm'dur.

Hesaplamanın kuralları ve özellikleri

Mikroohmmetreler metalik ortamın direncini ölçmek için kullanılır. Bugün dijital versiyonda üretiliyorlar, dolayısıyla onların yardımıyla alınan ölçümler doğru. Bu, metallerin sahip olduğu gerçeğiyle açıklanabilir. yüksek seviyeİletkenlik ve son derece düşük dirence sahiptir. Örneğin alt eşik ölçüm aletleri 10 -7 Ohm değerine sahiptir.

Mikroohmmetreler kullanarak, temasın ne kadar iyi olduğunu ve jeneratörlerin, elektrik motorlarının ve transformatörlerin yanı sıra elektrik otobüslerinin sargılarının hangi direnci gösterdiğini hızlı bir şekilde belirleyebilirsiniz. Külçede başka bir metalin kalıntılarının varlığını hesaplamak mümkündür. Örneğin, altınla kaplanmış bir tungsten parçası, tüm altının yarı iletkenliğine sahiptir. Aynı yöntem iletkendeki iç kusurları ve boşlukları belirlemek için de kullanılabilir.

Direnç formülü şuna benziyor Aşağıdaki şekilde: ρ = Ohm mm2 /m. Kısaca 1 metre iletkenin direnci olarak tanımlanabilir. 1 mm² kesit alanına sahip. Sıcaklığın standart - 20 °C olduğu varsayılmaktadır.

Sıcaklığın ölçüme etkisi

Bazı iletkenlerin ısıtılması veya soğutulması, ölçüm cihazlarının performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bir örnek aşağıdaki deneydir: aküye spiral olarak sarılmış bir tel bağlamak ve devreye bir ampermetre bağlamak gerekir.

İletken ne kadar ısınırsa cihazdaki okumalar o kadar düşük olur. Akımın tam tersi var orantılı bağımlılık direnişten. Dolayısıyla ısıtma sonucunda metalin iletkenliğinin azaldığı sonucuna varabiliriz. Daha büyük veya daha az bir ölçüde Tüm metaller bu şekilde davranır ancak bazı alaşımlarda iletkenlikte neredeyse hiç değişiklik olmaz.

Sıvı iletkenlerin ve bazı katı ametallerin sıcaklık arttıkça dirençlerini azaltma eğiliminde olmaları dikkat çekicidir. Ancak bilim insanları metallerin bu yeteneğini de kendi avantajlarına çevirdi. bilmek sıcaklık katsayısı direnç (α) bazı malzemeleri ısıtırken dış sıcaklık belirlenebilir. Örneğin mika çerçeve üzerine yerleştirilen platin tel fırına yerleştirilerek direnci ölçülür. Ne kadar değiştiğine bağlı olarak fırındaki sıcaklık hakkında bir sonuca varılır. Bu tasarıma dirençli termometre denir.

Eğer sıcaklıkta T 0 iletken direnci R 0 ve sıcaklıkta T eşittir rt, o zaman direnç sıcaklık katsayısı şuna eşittir:

Bu formül kullanılarak hesaplama yalnızca belirli bir sıcaklık aralığında (yaklaşık 200 °C'ye kadar) yapılabilir.

Elektrik direnci ve iletkenlik kavramı

İçinden elektrik akımı geçen herhangi bir cisim, ona karşı belirli bir direnç gösterir. İletken malzemenin içinden geçişi engelleme özelliği elektrik akımı elektriksel direnç denir.

Elektronik teorisi, metal iletkenlerin elektriksel direncinin özünü açıklar. Serbest elektronlar bir iletken boyunca hareket ederken sayısız kez atomlarla ve diğer elektronlarla karşılaşır ve onlarla etkileşime girerek kaçınılmaz olarak enerjilerinin bir kısmını kaybederler. Elektronlar hareketlerine karşı bir tür dirençle karşılaşırlar. Farklı atomik yapılara sahip çeşitli metal iletkenler, farklı direnç elektrik akımı.

Aynı şey sıvı iletkenlerin ve gazların elektrik akımının geçişine karşı direncini de açıklar. Ancak unutmamalıyız ki bu maddelerde hareketleri sırasında dirençle karşılaşan şey elektronlar değil, moleküllerin yüklü parçacıklarıdır.

Direnç, Latin harfleri R veya r ile gösterilir.

Elektrik direncinin birimi ohm'dur.

Ohm, 106,3 cm yüksekliğinde ve 1 mm2 kesitli bir cıva sütununun 0° C sıcaklıktaki direncidir.

Örneğin bir iletkenin elektrik direnci 4 ohm ise şu şekilde yazılır: R = 4 ohm veya r = 4 ohm.

Büyük dirençleri ölçmek için megohm adı verilen bir birim kullanılır.

Bir megohm bir milyon ohma eşittir.

Bir iletkenin direnci ne kadar büyük olursa, elektrik akımını o kadar kötü iletir ve tersine iletkenin direnci ne kadar düşük olursa, elektrik akımının bu iletkenden geçmesi o kadar kolay olur.

Sonuç olarak, bir iletkeni karakterize etmek için (elektrik akımının içinden geçişi açısından), yalnızca onun direnci değil, aynı zamanda direncin karşılıklılığı ve iletkenlik adı da dikkate alınabilir.

Elektiriksel iletkenlik bir malzemenin elektrik akımını kendi içinden geçirebilme yeteneğidir.

İletkenlik direncin tersi olduğundan 1/R olarak ifade edilir, iletkenlik ise Latin harfi g ile gösterilir.

İletken malzemenin, boyutlarının ve ortam sıcaklığının elektriksel direnç değerine etkisi

Çeşitli iletkenlerin direnci, yapıldıkları malzemeye bağlıdır. Elektrik direncini karakterize etmek çeşitli malzemeler sözde direnç kavramı tanıtıldı.

Direnç uzunluğu 1 m, kesit alanı 1 mm2 olan bir iletkenin direncidir. Direnç Yunan alfabesinde p harfiyle gösterilir. İletkenin yapıldığı her malzemenin kendi direnci vardır.

Örneğin bakırın direnci 0,017'dir, yani 1 m uzunluğunda ve 1 mm2 kesitli bir bakır iletkenin direnci 0,017 ohm'dur. Alüminyumun direnci 0,03, demirin direnci 0,12, konstantanın direnci 0,48, nikromun direnci 1-1,1'dir.

Bir iletkenin direnci uzunluğuyla doğru orantılıdır; yani iletken ne kadar uzun olursa elektrik direnci de o kadar büyük olur.

Bir iletkenin direnci kesit alanıyla ters orantılıdır; yani iletken ne kadar kalınsa direnci o kadar düşük olur ve bunun tersi olarak iletken ne kadar ince olursa direnci de o kadar büyük olur.

Bu ilişkiyi daha iyi anlamak için, bir çift damarın ince bir bağlantı borusuna ve diğerinin kalın bir bağlantı borusuna sahip olduğu iki çift iletişim halindeki damar hayal edin. Kaplardan biri (her çift) suyla doldurulduğunda, kalın bir tüp aracılığıyla diğer kaba aktarımının ince bir tüpten çok daha hızlı gerçekleşeceği, yani kalın bir tüpün akışa karşı daha az dirence sahip olacağı açıktır. suyun. Aynı şekilde, elektrik akımının kalın bir iletkenden geçmesi ince bir iletkenden geçmesinden daha kolaydır, yani birincisi ikinciye göre daha az direnç gösterir.

Bir iletkenin elektrik direnci, iletkenin yapıldığı malzemenin direncinin iletkenin uzunluğu ile çarpımına ve iletkenin kesit alanına bölünmesine eşittir.:

R = р l/S,

Nerede - R iletkenin direncidir, ohm, l iletkenin m cinsinden uzunluğu, S iletkenin kesit alanıdır, mm2.

Yuvarlak bir iletkenin kesit alanı formülle hesaplanır:

S = π d 2 / 4

nerede π - 3,14'e eşit sabit değer; d iletkenin çapıdır.

İletkenin uzunluğu şu şekilde belirlenir:

l = S R / p,

Bu formül, formülde yer alan diğer miktarların bilinmesi durumunda iletkenin uzunluğunu, kesitini ve direncini belirlemeyi mümkün kılar.

İletkenin kesit alanını belirlemek gerekiyorsa formül aşağıdaki formu alır:

S = р l / R

Aynı formülü dönüştürüp eşitliği p'ye göre çözerek iletkenin direncini buluruz:

R = RS / l

İletkenin direncinin ve boyutlarının bilindiği, ancak malzemesinin bilinmediği ve dahası, iletkenin direncinin ve boyutlarının belirlenmesinin zor olduğu durumlarda son formül kullanılmalıdır. dış görünüş. Bunu yapmak için iletkenin direncini belirlemeniz ve tabloyu kullanarak böyle bir dirence sahip bir malzeme bulmanız gerekir.

İletkenlerin direncini etkileyen bir diğer sebep ise sıcaklıktır.

Artan sıcaklıkla metal iletkenlerin direncinin arttığı, azalan sıcaklıkla azaldığı tespit edilmiştir. Saf metal iletkenler için dirençteki bu artış veya azalma hemen hemen aynıdır ve 1°C başına ortalama %0,4'tür. Sıvı iletkenlerin ve karbonun direnci sıcaklık arttıkça azalır.

Maddenin yapısının elektronik teorisi, artan sıcaklıkla birlikte metal iletkenlerin direncinin artmasıyla ilgili aşağıdaki açıklamayı sağlar. Isıtıldığında iletken alır Termal enerji kaçınılmaz olarak maddenin tüm atomlarına iletilir ve bunun sonucunda hareketlerinin yoğunluğu artar. Atomların artan hareketi, serbest elektronların yönsel hareketine karşı daha fazla direnç oluşturur, bu nedenle iletkenin direnci artar. Sıcaklığın azalmasıyla birlikte, Daha iyi koşullar elektronların yön hareketi için ve iletkenin direnci azalır. Bu ilginç bir olguyu açıklıyor: metallerin süperiletkenliği.

Süperiletkenlik yani metallerin sıfıra karşı direncinde çok büyük bir azalma meydana gelir. negatif sıcaklık- 273° C'ye mutlak sıfır denir. Mutlak sıfır sıcaklıkta metal atomları, elektronların hareketine hiçbir şekilde müdahale etmeden, oldukları yerde donuyor gibi görünüyor.

Spesifik elektriksel direnç veya basitçe bir maddenin direnci, bir maddenin elektrik akımının geçişini önleme yeteneğini karakterize eden fiziksel bir niceliktir.

Direnç belirlenmiş Yunan harfiρ. Direncin karşılığına spesifik iletkenlik (elektriksel iletkenlik) denir. Bir iletkenin özelliği olan ve malzemesine, şekline ve boyutuna bağlı olan elektrik direncinin aksine, elektriksel direnç yalnızca maddenin bir özelliğidir.

Direnci ρ, uzunluğu l ve kesit alanı S olan homojen bir iletkenin elektrik direnci aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir (iletken boyunca ne alanın ne de kesit şeklinin değişmediği varsayılarak). Buna göre, ρ için elimizde

Son formülden şu sonuç çıkıyor: Bir maddenin özdirencinin fiziksel anlamı, bu maddeden yapılmış birim uzunlukta ve birim kesit alanına sahip homojen bir iletkenin direncini temsil etmesidir.

Direnç ölçüm birimi Uluslararası sistem birimler (SI) - Ohm m.

İlişkiden, SI sistemindeki direnç ölçüm biriminin, bu maddeden yapılmış 1 m² kesit alanına sahip 1 m uzunluğunda homojen bir iletkenin bulunduğu bir maddenin direncine eşit olduğu anlaşılmaktadır. 1 Ohm'a eşit bir direnç. Buna göre, SI birimlerinde ifade edilen keyfi bir maddenin direnci, 1 m uzunluğunda ve 1 m² kesit alanına sahip belirli bir maddeden yapılmış bir elektrik devresinin bir bölümünün direncine sayısal olarak eşittir.

Teknolojide, 1 Ohm m'nin 10 −6'sına eşit olan eski sistemik olmayan birim Ohm mm²/m de kullanılmaktadır. Bu birim, bu maddeden yapılmış, 1 m uzunluğunda ve 1 mm² kesit alanına sahip homojen bir iletkenin 1 Ohm'a eşit bir dirence sahip olduğu bir maddenin direncine eşittir. Buna göre herhangi bir maddenin bu birimlerle ifade edilen direnci sayısal olarak kesitin direncine eşittir. elektrik devresi, bu maddeden yapılmış, 1 m uzunluğunda ve 1 mm² kesit alanına sahiptir.

Elektromotor kuvveti (EMF), dış kuvvetlerin, yani yarı sabit DC veya AC devrelerinde etki eden elektrik kökenli olmayan herhangi bir kuvvetin çalışmasını karakterize eden skaler bir fiziksel niceliktir. Kapalı bir iletken devrede EMF, tek bir pozitif yükü tüm devre boyunca hareket ettirmek için bu kuvvetlerin yaptığı işe eşittir.

Gerginliğe benzetilerek Elektrik alanı Bir test elektrik yüküne etki eden dış kuvvetin bu yükün büyüklüğüne oranına eşit bir vektör fiziksel miktarı olarak anlaşılan dış kuvvetlerin yoğunluğu kavramını tanıtmak. Daha sonra kapalı döngü EMF şuna eşit olacaktır:

kontur elemanı nerede.

EMF, voltaj gibi, Uluslararası Birim Sisteminde (SI) volt cinsinden ölçülür. Devrenin herhangi bir yerinde elektromotor kuvvetten bahsedebiliriz. Bu, tüm devre boyunca değil, yalnızca belirli bir alanda dış kuvvetlerin spesifik çalışmasıdır. Galvanik bir hücrenin EMF'si, elemanın içindeki tek bir pozitif yükü bir kutuptan diğerine hareket ettirirken dış kuvvetlerin işidir. Dış kuvvetlerin işi potansiyel farkla ifade edilemez çünkü dış kuvvetler potansiyel değildir ve işleri yörüngenin şekline bağlıdır. Yani, örneğin, bir yükü kendi dışındaki akımın terminalleri arasında hareket ettirirken dış kuvvetlerin çalışması? Kaynak sıfırdır.

Biri fiziksel özellikler Elektrik mühendisliğinde kullanılan terim elektriksel dirençtir. Alüminyumun direnci göz önüne alındığında, bu değerin, bir maddenin içinden elektrik akımının geçişini önleme yeteneğini karakterize ettiği unutulmamalıdır.

Direnç Kavramları

Özgül direncin karşısındaki değere özgül iletkenlik veya elektrik iletkenliği denir. Sıradan elektrik direnci yalnızca bir iletkenin karakteristiğidir ve spesifik elektrik direnci yalnızca belirli bir maddenin karakteristiğidir.

Kural olarak bu değer homojen yapıya sahip bir iletken için hesaplanır. Elektriksel homojen iletkenleri belirlemek için formül kullanılır:

Bu miktarın fiziksel anlamı, belirli birim uzunluk ve kesit alanına sahip homojen bir iletkenin belirli bir direncinde yatmaktadır. Ölçü birimi SI birimi Om.m veya sistem dışı birim Om.mm2/m'dir. Son birim, 1 m uzunluğunda, 1 mm2 kesit alanına sahip, homojen bir maddeden yapılmış bir iletkenin 1 Ohm dirence sahip olacağı anlamına gelir. Böylece herhangi bir maddenin direnci, kesiti 1 mm2 olacak olan 1 m uzunluğunda bir elektrik devresinin bir bölümü kullanılarak hesaplanabilir.

Farklı metallerin direnci

Her metalin kendine has özellikleri vardır. Örneğin alüminyumun direncini bakırla karşılaştırırsak bakır için bu değerin 0,0175 Ohm.mm2/m, alüminyum için ise 0,0271 Ohm.mm2/m olduğunu not edebiliriz. Bu nedenle alüminyumun direnci bakırınkinden önemli ölçüde daha yüksektir. Bundan, elektrik iletkenliğinin alüminyumdan çok daha yüksek olduğu sonucu çıkar.

Metallerin direnç değeri bazı faktörlerden etkilenir. Örneğin deformasyon sırasında kristal kafesin yapısı bozulur. Ortaya çıkan kusurlardan dolayı iletken içindeki elektronların geçişine karşı direnç artar. Bu nedenle metalin direnci artar.

Sıcaklığın da etkisi vardır. Isıtıldığında kristal kafesin düğümleri daha güçlü titremeye başlar, böylece direnç artar. Şu anda, yüksek direnç nedeniyle, alüminyum teller evrensel olarak daha yüksek iletkenliğe sahip olan bakır ile değiştirilmektedir.