Elektrik direnci yüksek olan malzemelere denir. Çeşitli ortamların spesifik elektrik dirençleri

Her iletken için bir konsept var direnç... Bu değer, Ohm'un bir milimetre kare ile çarpılmasından oluşur ve ardından bir metreye bölünür. Başka bir deyişle, bu, uzunluğu 1 metre ve kesiti 1 mm2 olan iletkenin direncidir. Aynısı, elektrik mühendisliği ve enerji mühendisliğinde yaygınlaşan benzersiz bir metal olan bakırın direnci için de geçerlidir.

Bakır özellikleri

Özellikleri nedeniyle bu metal, elektrik alanında kullanılan ilk metallerden biriydi. Her şeyden önce bakır, mükemmel elektriksel iletkenlik özelliklerine sahip dövülebilir ve sünek bir malzemedir. Şimdiye kadar, enerji sektöründe bu iletkenin eşdeğeri yoktur.

Yüksek saflıkta özel elektrolitik bakırın özellikleri özellikle takdir edilmektedir. Bu malzeme, teller üretmeyi mümkün kıldı. minimum kalınlık 10 mikron.

Bakır, yüksek elektrik iletkenliğine ek olarak, kalaylama ve diğer işleme türlerine çok uygundur.

Bakır ve direnci

Herhangi bir iletken, içinden bir elektrik akımı geçerse direnir. Değer, iletkenin uzunluğuna ve kesitine ve ayrıca belirli sıcaklıkların etkisine bağlıdır. Bu nedenle iletkenlerin özdirenci yalnızca malzemenin kendisine değil, aynı zamanda özgül uzunluğuna ve alanına da bağlıdır. enine kesit... Bir malzeme bir yükü içinden ne kadar kolay geçirirse, direnci o kadar düşük olur. Bakır için özdirenç indeksi 0.0171 Ohm x 1 mm 2/1 m'dir ve gümüşten sadece biraz daha düşüktür. Ancak gümüş kullanımı endüstriyel ölçekli ekonomik olarak dezavantajlıdır, bu nedenle bakır, enerji endüstrisinde kullanılan en iyi iletkendir.

Bakırın direnci, yüksek iletkenliği ile de ilişkilidir. Bu değerler birbirinin tam tersidir. Bir iletken olarak bakırın özellikleri ayrıca şunlara da bağlıdır: sıcaklık katsayısı direnç. Bu özellikle iletkenin sıcaklığından etkilenen direnç için geçerlidir.

Bu nedenle, özellikleri nedeniyle bakır, yalnızca iletken olarak yaygın olarak kullanılmaz. Bu metal, işleyişi elektrik akımı ile ilişkili olan çoğu cihaz, cihaz ve tertibatta kullanılır.

Elektrik akımı, terminallerde potansiyel farkı olan bir devrenin kapanması sonucu ortaya çıkar. Alan kuvvetleri serbest elektronlara etki eder ve iletken boyunca hareket ederler. Bu yolculuk sırasında elektronlar atomlarla buluşur ve biriken enerjinin bir kısmını onlara aktarır. Sonuç olarak, hızları azalır. Ama etkisinden dolayı Elektrik alanı, yeniden ivme kazanıyor. Böylece elektronlar sürekli olarak dirençle karşılaşır, bu nedenle elektrik akımı ısınır.

Bir maddenin akımın etkisi sırasında elektriği ısıya dönüştürme özelliği elektrik direncidir ve R ile gösterilir, ölçüm birimi Ohm'dur. Direnç miktarı esas olarak yeteneğe bağlıdır. çeşitli malzemeler akım yürütmek.
Alman araştırmacı G. Ohm ilk kez direnişten bahsetti.

Ünlü fizikçi, mevcut gücün dirence bağımlılığını bulmak için birçok deney yaptı. Deneyler için farklı iletkenler kullandı ve farklı göstergeler aldı.
G. Ohm'un belirlediği ilk şey, direncin iletkenin uzunluğuna bağlı olmasıdır. Yani iletkenin boyu artarsa ​​direnci de artar. Sonuç olarak bu ilişkinin doğru orantılı olduğu belirlenmiştir.

İkinci ilişki kesit alanıdır. İletkenin bir kesiti ile belirlenebilir. Kesit üzerinde oluşan şeklin alanı kesit alanıdır. Burada ilişki ters orantılıdır. Yani, kesit alanı ne kadar büyük olursa, iletken direnci o kadar az olur.

Ve direncin bağlı olduğu üçüncü, önemli miktar malzemedir. Ohm'un deneylerinde çeşitli malzemeler kullanması sonucunda, çeşitli özellikler direnç. Tüm bu deneyler ve göstergeler, görebileceğiniz bir tabloda özetlenmiştir. farklı anlamçeşitli maddelerin spesifik direnci.

En iyi iletkenlerin metaller olduğu bilinmektedir. Hangi metaller en iyi iletkendir? Tablo, bakır ve gümüşün en az dirence sahip olduğunu göstermektedir. Bakır, maliyetinin düşük olması nedeniyle daha sık, gümüş ise en önemli ve kritik cihazlarda kullanılmaktadır.

Tabloda yüksek dirençli maddeler elektrik akımını iyi iletmezler, bu da mükemmel yalıtım malzemeleri olabilecekleri anlamına gelir. Bu özelliğe en fazla sahip olan maddeler porselen ve ebonittir.

Genel olarak, elektrik direnci çok önemli faktör Sonuçta, göstergesini belirledikten sonra, iletkenin hangi maddeden yapıldığını öğrenebiliriz. Bunu yapmak için, kesit alanını ölçmeniz, bir voltmetre ve ampermetre kullanarak akımın gücünü bulmanız ve voltajı ölçmeniz gerekir. Böylece özdirencin değerini öğreniyoruz ve tabloyu kullanarak maddeye kolayca gidebiliriz. Direncin bir tür parmak izi maddesi olduğu ortaya çıktı. Ek olarak, uzun elektrik devrelerini planlarken özdirenç önemlidir: uzunluk ve alan arasında bir denge sağlamak için bu göstergeyi bilmemiz gerekir.

Direncin 1 Ohm olduğunu belirleyen bir formül vardır, eğer 1V voltajda akım gücü 1A ise. Yani belirli bir maddeden yapılmış birim alan ve birim uzunluğun direnci özdirençtir.

Direnç indeksinin doğrudan maddenin frekansına bağlı olduğuna da dikkat edilmelidir. Yani, safsızlıkları olup olmadığı. Yani, sadece yüzde bir manganez ilavesi, iletken maddenin kendisinin direncini arttırır - bakır, üç kat.

Bu tablo, bazı maddelerin spesifik elektrik direncinin değerini gösterir.

Son derece iletken malzemeler

Bakır
Dediğimiz gibi bakır en çok iletken olarak kullanılır. Bu sadece düşük direncinden kaynaklanmaz. Bakırın yüksek mukavemet, korozyon direnci, kullanım kolaylığı ve iyi işlenebilirlik gibi avantajları vardır. iyi markalar bakır M0 ve M1 olarak kabul edilir. İçlerindeki safsızlıkların miktarı% 0.1'i geçmez.

Metalin yüksek maliyeti ve son yıllardaki yaygın kıtlığı, üreticileri iletken olarak alüminyum kullanmaya sevk ediyor. Ayrıca bakır alaşımları çeşitli metaller.
Alüminyum
Bu metal bakırdan çok daha hafiftir ancak alüminyumun ısı kapasitesi ve erime noktası yüksektir. Bu bakımdan onu erimiş hale getirmek için bakırdan daha fazla enerji gerekir. Bununla birlikte, bakır eksikliği gerçeğini dikkate almak gerekir.
Elektrikli ürünlerin üretiminde, kural olarak, alüminyum A1 sınıfı kullanılır. % 0,5'ten fazla safsızlık içermez. Ve en yüksek frekansın metali AB0000 alüminyumdur.
Demir
Demirin ucuzluğu ve bulunabilirliği, yüksek direnci ile gölgelenir. Ayrıca, çabuk paslanır. Bu nedenle çelik iletkenler genellikle çinko kaplıdır. Sözde bimetal yaygın olarak kullanılır - koruma için bakırla kaplanmış çeliktir.
Sodyum
Sodyum aynı zamanda uygun fiyatlı ve gelecek vaat eden bir malzemedir, ancak direnci bakırın neredeyse üç katıdır. Ek olarak, metalik sodyum, böyle bir iletkeni hermetik bir koruma ile örtmeyi zorunlu kılan yüksek bir kimyasal aktiviteye sahiptir. Sodyum çok yumuşak ve oldukça kırılgan bir malzeme olduğundan, iletkeni mekanik hasarlardan da korumalıdır.

süperiletkenlik
Aşağıdaki tablo, 20 derecelik bir sıcaklıkta maddelerin özgül direncini göstermektedir. Sıcaklık göstergesi tesadüfi değildir, çünkü direnç doğrudan bu göstergeye bağlıdır. Bunun nedeni, ısıtıldığında atomların hızının da artmasıdır, bu da elektronlarla buluşma olasılığının da artacağı anlamına gelir.

Soğutma koşullarında dirence ne olduğunu merak ediyorum. İlk kez, atomların davranışı çok Düşük sıcaklık 1911'de G. Kamerling-Onnes tarafından fark edilmiştir. Cıva telini 4K'ya kadar soğuttu ve direncinin sıfıra düştüğünü buldu. Bazı alaşımların ve metallerin düşük sıcaklıklarda direnç indeksindeki değişime fizikçi süperiletkenlik adını verdi.

Süperiletkenler soğuduktan sonra süperiletkenlik durumuna geçerler ve optik ve yapısal özellikleri değişmez. Ana keşif, süper iletken durumdaki metallerin elektriksel ve manyetik özelliklerinin, normal durumdaki özelliklerinden ve ayrıca azalan sıcaklıkla bu duruma geçemeyen diğer metallerin özelliklerinden çok farklı olmasıdır.
Süper iletkenlerin kullanımı esas olarak süper güçlü elde etmede gerçekleştirilir. manyetik alan gücü 107 A / m'ye ulaşan. Süper iletken güç hattı sistemleri de geliştirilmektedir.

Benzer malzemeler.

Bir maddenin özdirenci nedir? Cevap için basit kelimelerle bu soruya fizik dersini hatırlamanız ve bu tanımın fiziksel düzenlemesini sunmanız gerekir. Maddeden bir elektrik akımı geçirilir ve bu da akımın geçişine bir miktar kuvvetle müdahale eder.

Bir maddenin özdirenç kavramı

Maddenin akıma ne kadar güçlü bir şekilde müdahale ettiğini gösteren bu değer, yani özdirençtir (Latince "ro" harfi). Uluslararası birimler sisteminde, direniş ohm cinsinden ifade edilir metre ile çarpılır. Hesaplama formülü şöyledir: "Direnç, kesit alanı ile çarpılır ve iletkenin uzunluğuna bölünür."

Soru ortaya çıkıyor: "Direnç bulunurken neden başka bir direnç kullanılıyor?" Cevap basit, iki tane var farklı boyutlar- direnç ve direnç. İkincisi, maddenin içinden akımın geçişini ne kadar engelleyebildiğini gösterir ve birincisi pratik olarak aynı şeyi gösterir, sadece gelir artık madde hakkında değil Genel anlamda, ancak bu maddeden yapılmış belirli bir uzunluk ve kesit alanına sahip bir iletken hakkında.

Bir maddenin elektriği iletme yeteneğini karakterize eden karşılıklı değere elektriksel iletkenlik denir ve spesifik direncin hesaplandığı formül doğrudan spesifik iletkenlik ile ilgilidir.

Bakır uygulaması

Direnç, iletkenliğin hesaplanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. elektrik akımıçeşitli metaller. Bu hesaplamalara dayanarak, inşaat, alet yapımı ve diğer alanlarda kullanılan elektrik iletkenlerinin imalatı için belirli bir metalin kullanılmasının tavsiye edilebilirliği hakkında kararlar verilir.

Metal Direnç Tablosu

Belirli tablolar var mı? Metallerin iletimi ve direnci hakkında mevcut bilgileri özetleyen bu tablolar, kural olarak, belirli koşullar için hesaplanır.

Özellikle yaygın olarak bilinen metal tek kristallerin direnç tablosu yirmi santigrat derece sıcaklıkta ve ayrıca metal ve alaşımların direnç tablosunda.

Bu tablolar, çeşitli verileri sözde ideal koşullarda hesaplamak için kullanılır, belirli amaçlar için değerleri hesaplamak için formülleri kullanmanız gerekir.

Bakır. Özellikleri ve özellikleri

Maddenin tanımı ve özellikleri

Bakır, uzun zaman önce insanoğlu tarafından keşfedilen ve uzun zamandan beri çeşitli teknik amaçlarla da kullanılan bir metaldir. Bakır, yüksek elektrik iletkenliğine sahip çok dövülebilir ve sünek bir metaldir, bu da onu yapmak için çok popüler hale getirir. farklı teller ve kılavuzlar.

Bakırın fiziksel özellikleri:

• erime noktası - 1084 santigrat derece;
• kaynama noktası - 2560 santigrat derece;
• 20 derecede yoğunluk - metreküp başına 8890 kilogram;
• 20 derece sabit basınç ve sıcaklıkta özgül ısı - 385 kJ / J * kg
• özgül elektrik direnci - 0.01724;

Bakır kaliteleri

Bu metal, her biri kendi özelliklerine ve endüstride kendi uygulamasına sahip olan birkaç gruba veya dereceye ayrılabilir:

1. M00, M0, M1 kaliteleri, kabloların ve iletkenlerin üretimi için mükemmeldir, yeniden eritildiğinde oksijen aşırı doygunluğu hariç tutulur.
2. M2 ve M3 kaliteleri, küçük ölçekli ürünler için tasarlanmış ve çoğu teknik ve endüstriyel görevi küçük ölçekte karşılayan ucuz seçeneklerdir.
3. M1, M1f, M1r, M2p, M3r markaları, belirli ihtiyaçlar ve istekler ile belirli bir tüketici için üretilen pahalı bakır kaliteleridir.

Kendi aralarında pullar birkaç yönden farklılık gösterir:

Safsızlıkların bakırın özellikleri üzerindeki etkisi

Safsızlıklar ürünün mekanik, teknik ve performans özelliklerini etkileyebilir.

Elektriksel direnç ve iletkenlik kavramı

İçinden elektrik akımı geçen herhangi bir cisim, ona karşı belirli bir dirence sahiptir. İletken bir malzemenin içinden elektrik akımı geçmesini önleme özelliğine elektrik direnci denir.

Elektronik teori, metal iletkenlerin elektrik direncinin özünü bu şekilde açıklar. Serbest elektronlar, bir iletken boyunca hareket ederken, yolda atomlarla ve diğer elektronlarla sayısız kez karşılaşırlar ve onlarla etkileşime girerek kaçınılmaz olarak enerjilerinin bir kısmını kaybederler. Elektronlar, adeta hareketlerine karşı direnç yaşarlar. Farklı atomik yapılara sahip farklı metal iletkenler, elektrik akımına farklı direnç gösterir.

Tam olarak aynı şey, sıvı iletkenlerin ve gazların elektrik akımının geçişine karşı direncini açıklar. Ancak, bu maddelerde elektronların değil, yüklü molekül parçacıklarının hareketleri sırasında dirençle karşılaştığı unutulmamalıdır.

Direnç, Latin harfleri R veya r ile gösterilir.

Ohm, elektrik direncinin birimi olarak alınır.

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

Örneğin, iletkenin elektrik direnci 4 ohm ise, şöyle yazılır: R = 4 ohm veya r = 4 ohm.

Büyük bir değere sahip dirençleri ölçmek için megohm adı verilen bir birim kullanılır.

Bir megohm, bir milyon ohm'a eşittir.

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

Sonuç olarak, bir iletkenin özellikleri için (bir elektrik akımının içinden geçişi açısından), sadece direncini değil, aynı zamanda direncin tersi olan ve iletkenlik olarak adlandırılan değeri de dikkate alabilir.

Elektiriksel iletkenlik maddenin kendi içinden elektrik akımı geçirme yeteneğine denir.

İletkenlik direncin karşılığı olduğu için 1/R olarak ifade edilir, iletkenlik Latince g harfi ile gösterilir.

İletken malzemenin, boyutlarının ve ortam sıcaklığının elektrik direnci değeri üzerindeki etkisi

Farklı iletkenlerin direnci, yapıldıkları malzemeye bağlıdır. Çeşitli malzemelerin elektrik direncini karakterize etmek için sözde özdirenç kavramı tanıtılır.

özdirenç 1 m uzunluğunda ve 1 mm2 kesit alanına sahip bir iletkenin direnci olarak adlandırılır. Direnç, Yunanca p harfi ile gösterilir. İletkenin yapıldığı her malzemenin kendine özgü direnci vardır.

Örneğin, bakırın özdirenci 0.017'dir, yani 1 m uzunluğunda ve 1 mm2 kesitli bir bakır iletken 0.017 ohm'luk bir dirence sahiptir. Alüminyumun özdirenci 0.03, demirin özdirenci 0.12, konstantanın özdirenci 0.48 ve nikromun özdirenci 1-1.1'dir.

Bir iletkenin direnci, uzunluğu ile doğru orantılıdır, yani iletken ne kadar uzunsa, 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 tersine iletken ne kadar ince olursa direnci o kadar büyük olur.

Bu ilişkiyi daha iyi anlamak için, bir çift geminin ince bir bağlantı borusuna ve diğerinin kalın bir boruya sahip olduğu iki çift iletişim kabı hayal edin. Kaplardan biri (her bir çift) suyla dolduğunda, kalın bir borudan başka bir kaba aktarımının ince bir borudan çok daha hızlı gerçekleşeceği açıktır, yani kalın bir boru suyun akışına karşı daha az dirence sahip olacaktır. Su. Aynı şekilde, bir elektrik akımının kalın bir iletkenden ince bir iletkenden geçmesi daha kolaydır, yani birincisi ikinciden daha az dirence sahiptir.

Bir iletkenin elektrik direnci, bu iletkenin yapıldığı malzemenin özgül direncine eşittir, iletkenin uzunluğu ile çarpılır ve iletkenin kesit alanı ile bölünür.:

R = p l / S,

Nereye - R - iletken direnci, ohm, l - m cinsinden iletken uzunluğu, S - iletken kesit alanı, mm 2.

Yuvarlak iletkenin kesit alanı formülle hesaplanır:

S = π d 2/4

nerede - 3.14'e eşit sabit değer; d - iletken çapı.

Ve iletkenin uzunluğu şu şekilde belirlenir:

l = S R / p,

Bu formül, formülde yer alan kalan miktarlar biliniyorsa, iletkenin uzunluğunu, kesitini ve direncini belirlemeyi mümkün kılar.

İletkenin kesit alanını belirlemek gerekirse, formül aşağıdaki forma indirgenir:

S = p l / R

Aynı formülü dönüştürerek ve p'ye göre eşitliği çözerek, iletkenin direncini buluruz:

r = R S / l

Son formül, iletkenin direncinin ve boyutlarının bilindiği, ancak malzemesinin bilinmediği ve ayrıca iletkenliğin belirlenmesinin zor olduğu durumlarda 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 faktör de sıcaklıktır.

Artan sıcaklıkla metal iletkenlerin direncinin arttığı ve azaldıkça azaldığı bulundu. Dirençteki bu artış veya azalma, saf metal iletkenler için hemen hemen aynıdır, °C başına ortalama %0,4'tür. Sıvı iletkenlerin ve kömürün direnci artan sıcaklıkla azalır.

Maddenin yapısının elektronik teorisi, artan sıcaklıkla metal iletkenlerin direncindeki artış için aşağıdaki açıklamayı verir. Isıtıldığında, iletken alır Termal enerji kaçınılmaz olarak bir maddenin tüm atomlarına iletilir, bunun sonucunda hareketlerinin yoğunluğu artar. Atomların artan hareketi, serbest elektronların yönlendirilmiş hareketine karşı daha büyük direnç yaratır, bu nedenle iletkenin direnci artar. Sıcaklık düşüşü ile, Daha iyi koşullar elektronların yönlü hareketi için ve iletkenin direnci azalır. Bu ilginç bir fenomeni açıklıyor - metallerin süper iletkenliği.

süperiletkenlik, yani, metallerin sıfıra direncinde bir azalma, çok büyük bir oranda meydana gelir. negatif sıcaklık- 273 °C, mutlak sıfır olarak adlandırılır. Mutlak sıfır sıcaklığında, metal atomları, elektronların hareketine tamamen müdahale etmeden yerinde donuyor gibi görünüyor.

Uzunluk ve Mesafe Çevirici Kütle Çevirici Toplu ve Yiyecek Hacim Çevirici Alan Çevirici Hacim ve Birim Çevirici yemek tarifleri Sıcaklık dönüştürücü Basınç, mekanik stres, Young modülü dönüştürücü Enerji ve iş dönüştürücü Güç dönüştürücü Kuvvet dönüştürücü Zaman dönüştürücü Dönüştürücü Çizgisel hız Düz Açı Isıl Verim ve Yakıt Ekonomisi Konvertör Numaraları - Konvertör farklı sistemler Sayı Çevirme Birim Çevirici Döviz Kurları Kadın Giyim ve Ayakkabı Boyutları Erkek Giyim ve Ayakkabı Boyutları Açısal Hız ve Dönme Hızı İvme Çevirici Açısal İvme Çevirici Yoğunluk Çevirici Spesifik Hacim Çevirici Atalet Momenti Tork Çevirici Tork Çevirici Tork Çevirici Özgül Yanma Isısı (Kütlece) ) Enerji Yoğunluğu ve Yanma Isısı (Hacimce) Dönüştürücü Sıcaklık Diferansiyel Dönüştürücü Termal Genleşme Katsayısı Dönüştürücü Dönüştürücü ısıl direnç Termal İletkenlik Dönüştürücü Özgül Isı Kapasitesi Dönüştürücü Enerji Maruziyeti ve Termal Radyasyon Güç Dönüştürücü Yoğunluk Dönüştürücü ısı akışı Isı Transfer Katsayısı Dönüştürücü Hacimsel Akış Hızı Dönüştürücü Kütle Akış Hızı Dönüştürücü Molar Akış Hızı Dönüştürücü Kütle Akı Yoğunluk Dönüştürücü Molar Konsantrasyon Dönüştürücü kütle konsantrasyonuçözümde Dinamik (mutlak) viskozite dönüştürücü Kinematik viskozite dönüştürücü Yüzey gerilimi dönüştürücü Buhar geçirgenlik dönüştürücü Buhar geçirgenlik ve buhar aktarım hızı dönüştürücü Ses seviyesi dönüştürücü Mikrofon hassasiyet dönüştürücü Ses basınç düzeyi (SPL) dönüştürücü Seçilebilir referans basıncına sahip ses basıncı düzeyi dönüştürücü Parlaklık dönüştürücü Işık yoğunluğu dönüştürücü Dönüştürücü aydınlık düzeyi Bilgisayar grafikleri çözünürlük dönüştürücü Frekans ve dalga boyu dönüştürücü Diyoptri ve odak uzaklığında optik güç Diyoptri ve mercek büyütmede optik güç (×) Elektrik yükü dönüştürücü Doğrusal yük yoğunluğu dönüştürücü Yüzey yük yoğunluğu dönüştürücü Toplu yük yoğunluğu dönüştürücü Elektrik akımı dönüştürücü Doğrusal akım yoğunluğu dönüştürücü Yüzey Akım Yoğunluğu Dönüştürücü Elektrik Alan Gücü Dönüştürücü Elektrostatik Potansiyel ve Gerilim Dönüştürücü Elektrik Direnç Dönüştürücü Elektrik Direnç Dönüştürücü Elektrik İletkenlik Dönüştürücü Elektrik İletkenlik Dönüştürücü Elektrik Kapasitans Endüktans Dönüştürücü Amerikan Tel Gösterge Dönüştürücü dBm (dBm veya dBmW), dBV (dBV), Watt, vb. cinsinden Düzeyler. Manyetomotor Kuvvet Dönüştürücü Manyetik Alan Gücü Dönüştürücü Manyetik Akı Dönüştürücü Dönüştürücü manyetik indüksiyon Radyasyon. İyonize Radyasyon Emilen Doz Hızı Dönüştürücü Radyoaktivite. Radyoaktif bozunma Radyasyon dönüştürücü. Maruz Kalma Doz Dönüştürücü Radyasyon. Absorbe Doz Çevirici Ondalık Önek Çevirici Veri Transferi Tipografi ve Görüntü İşleme Birimi Çevirici Kereste Hacmi Birim Çevirici Molar Kütle Hesaplama Periyodik sistem kimyasal elementler D.I. Mendeleeva

1 ohm santimetre [Ohm · cm] = 0,01 ohm metre [Ohm · m]

Başlangıç ​​değeri

dönüştürülmüş değer

ohm metre ohm santimetre ohm inç mikroohm santimetre mikroohm inç abom santimetre stat santimetre başına dairesel mil ohm ayak başına ohm sq. metre başına milimetre

Elektrik direnci hakkında daha fazla bilgi

Genel bilgi

Elektrik bilim adamlarının laboratuvarlarından çıkar çıkmaz yaygın olarak uygulamaya konmaya başlandı. Gündelik Yaşam, içinden elektrik akımının akışı ile ilgili olarak belirli, bazen tamamen zıt özelliklere sahip malzemelerin aranmasıyla ilgili soru ortaya çıktı.

Örneğin, elektrik enerjisini aktarırken uzun mesafe, tel malzemeye düşük ağırlık özellikleriyle birlikte Joule ısıtmasından kaynaklanan kayıpları en aza indirme gereksinimleri getirildi. Bunun bir örneği, tanıdık yüksek gerilim hatları yapılan enerji nakil hatları alüminyum tellerçelik çekirdekli.

Veya tersine, kompakt boru şeklindeki elektrikli ısıtıcılar oluşturmak için nispeten yüksek elektrik direncine ve yüksek sıcaklık direncine sahip malzemeler gerekliydi. Benzer özelliklere sahip malzemeleri kullanan bir cihazın en basit örneği, sıradan bir mutfak elektrikli sobasının brülörüdür.

Biyoloji ve tıpta elektrot, prob ve prob olarak kullanılan iletkenler, düşük temas direnci ile birlikte yüksek kimyasal direnç ve biyomalzemelerle uyumluluk gerektirir.

Tüm bir mucit galaksisi Farklı ülkeler: İngiltere, Rusya, Almanya, Macaristan ve ABD. Filamentlerin rolüne uygun malzemelerin özelliklerini test etmek için binden fazla deney yapan Thomas Edison, platin spiralli bir lamba yarattı. Edison lambaları, uzun bir hizmet ömrüne sahip olmalarına rağmen, başlangıç ​​malzemesinin yüksek maliyeti nedeniyle pratik değildi.

Filamentler olarak daha yüksek dirençli nispeten ucuz refrakter tungsten ve molibden kullanmayı öneren Rus mucit Lodygin'in sonraki çalışmaları bulundu. pratik kullanım... Ek olarak, Lodygin, akkor lambaların silindirlerinden havayı dışarı pompalamayı, onu inert veya asil gazlarla değiştirmeyi önerdi, bu da oluşumuna yol açtı. modern lambalar akkor. Uygun fiyatlı ve dayanıklı elektrik lambalarının seri üretiminin öncüsü, Lodygin'in patentlerinin haklarını atadığı ve daha sonra şirketin laboratuvarlarında uzun süre başarıyla çalıştığı General Electric idi.

Bu listeye devam edilebilir, çünkü meraklı insan zihni o kadar yaratıcıdır ki, bazen belirli bir teknik sorunu çözmek için şimdiye kadar görülmemiş özelliklere veya bu özelliklerin inanılmaz kombinasyonlarına sahip malzemelere ihtiyaç duyar. Doğa artık iştahımıza ayak uyduramıyor ve dünyanın her yerinden bilim adamları, doğal analogları olmayan malzemeler yaratmak için yarışa katıldılar.

Biri kritik özellikler hem doğal hem de sentezlenmiş malzemeler elektriksel özdirençtir. Bir örnek elektrikli cihaz Bu özelliğin saf haliyle kullanıldığı , izin verilen değerleri aşan akımın etkilerinden elektrikli ve elektronik cihazlarımızı koruyan bir sigorta görevi görebilir.

Malzemenin spesifik direnci hakkında bilgi sahibi olmadan yapılan, bazen sadece yanmaya neden olmayan standart sigortaların ev yapımı ikameleri olduğuna dikkat edilmelidir. çeşitli unsurlar elektrik devreleri aynı zamanda evlerde yangın çıkması ve arabalarda kabloların tutuşması.

Aynısı, daha düşük dereceli bir sigorta yerine daha yüksek dereceli bir sigorta takıldığında, güç şebekelerindeki sigortaların değiştirilmesi için de geçerlidir. Bu, elektrik kablolarının aşırı ısınmasına ve hatta sonuç olarak üzücü sonuçlarla yangınların çıkmasına neden olur. Bu özellikle çerçeve evler için geçerlidir.

Tarihsel referans

Elektriksel özdirenç kavramı, teorik olarak doğrulanan ve çok sayıda deney sırasında, mevcut güç, pilin elektromotor kuvveti ve pilin tüm parçalarının direnci arasındaki bağlantıyı kanıtlayan ünlü Alman fizikçi Georg Ohm'un çalışmaları sayesinde ortaya çıktı. devre, böylece temel yasayı keşfeder elektrik devresi, sonra onun adını verdi. Ohm, akan akımın büyüklüğünün uygulanan voltajın büyüklüğüne, iletken malzemenin uzunluğuna ve şekline ve ayrıca iletken ortam olarak kullanılan malzemenin türüne bağımlılığını araştırdı.

Aynı zamanda, bir iletkenin elektrik direncinin uzunluğuna ve kesit alanına bağımlılığını ilk belirleyen İngiliz kimyager, fizikçi ve jeolog Sir Humphrey Davy'nin ve ayrıca elektriksel iletkenliğin sıcaklığa bağımlılığına da dikkat çekti.

Elektrik akımı akışının malzeme türüne bağımlılığını inceleyen Ohm, kendisine sunulan her iletken malzemenin, yalnızca kendisine özgü akım akışına karşı bir direnç özelliğine sahip olduğunu buldu.

Ohm günlerinde, bugün en yaygın iletkenlerden biri olan alüminyumun özellikle değerli bir metal statüsüne sahip olduğuna dikkat edilmelidir, bu nedenle Ohm kendini bakır, gümüş, altın, platin, çinko, kalay, kurşun ile yapılan deneylerle sınırladı. ve demir.

Nihayetinde Ohm, metallerdeki akımın doğası veya dirençlerinin sıcaklığa bağımlılığı hakkında kesinlikle hiçbir şey bilmeden, bir malzemenin elektriksel özdirenci kavramını temel bir özellik olarak tanıttı.

Spesifik elektrik direnci. Tanım

Elektriksel özdirenç veya basitçe özdirenç esastır fiziksel özellik bir maddenin elektrik akımının geçişini engelleme yeteneğini karakterize eden iletken malzeme. belirtilen Yunan harfiρ (ro olarak telaffuz edilir) ve Georg Ohm'un direnci hesaplamak için ampirik formülünden hesaplanır.

veya buradan

nerede R - Ohm cinsinden direnç, S - m2 cinsinden alan /, L - m cinsinden uzunluk

Spesifik elektrik direncinin boyutu uluslararası sistem SI birimleri Ohm m cinsinden ifade edilir.

Bu, 1 m uzunluğunda ve 1 m² kesit alanı / 1 ohm değerinde bir iletkenin direncidir.

Elektrik mühendisliğinde, hesaplamaların kolaylığı için, Ohm mm² / m cinsinden ifade edilen direnç değerinin türevinin kullanılması gelenekseldir. En yaygın metaller ve alaşımları için direnç değerleri uygun referans kitaplarında bulunabilir.

Tablo 1 ve 2, en yaygın malzemelerin çeşitli direnç değerlerini göstermektedir.

Tablo 1. Bazı metallerin özdirenci

Tablo 2. Ortak alaşımların direnci

Çeşitli ortamların spesifik elektrik direnci. fenomenlerin fiziği

Metallerin ve alaşımlarının, yarı iletkenlerin ve dielektriklerin spesifik elektrik direnci

Bugün bilgiyle donanmış olarak, hem doğal hem de sentezlenmiş herhangi bir malzemenin elektrik direncini, kendi özelliklerine dayanarak önceden hesaplayabiliyoruz. kimyasal bileşim ve beklenen fiziksel durum.

Bu bilgi, bazen çok egzotik ve benzersiz olan malzemelerin olanaklarından en iyi şekilde yararlanmamıza yardımcı olur.

Hakim fikirler nedeniyle, fizik açısından katı cisimler kristalli, polikristalli ve amorf maddelere ayrılır.

Özdirencin teknik olarak hesaplanması veya ölçülmesi açısından en kolay yol, amorf maddelerle ilgili durumdur. Belirgin bir kristal yapıya sahip değiller (bu tür maddelerin mikroskobik inklüzyonlarına sahip olmalarına rağmen), kimyasal bileşimde nispeten homojendirler ve karakteristik sergilerler. bu malzemeninözellikler.

Aynı kimyasal bileşime sahip bir dizi nispeten küçük kristal tarafından oluşturulan polikristal maddelerde, özelliklerin davranışı amorf maddelerin davranışından çok farklı değildir, çünkü elektriksel özdirenç genellikle bir bütünleşik agrega özelliği olarak tanımlanır. bu örnek malzeme.

Durum kristal maddelerde, özellikle kristallerinin simetri eksenlerine göre farklı elektriksel özdirençlere ve diğer elektriksel özelliklere sahip tek kristallerde daha karmaşıktır. Bu özelliğe kristal anizotropi denir ve teknolojide, özellikle, frekans kararlılığının belirli bir kuvars kristalinde bulunan frekansların üretilmesiyle kesin olarak belirlendiği kuvars osilatörlerinin radyo mühendisliği devrelerinde yaygın olarak kullanılır.

Her birimiz, bir bilgisayar, tablet sahibi olarak, cep telefonu veya iWatch'a kadar elektronik saatlerin sahipleri de dahil olmak üzere bir akıllı telefon, aynı zamanda bir kuvars kristaline sahiptir. Bununla, elektronikte kuvars rezonatörlerinin kullanım ölçeğini, on milyarları bulan bir yargıya varabiliriz.

Diğer şeylerin yanı sıra, birçok malzemenin, özellikle yarı iletkenlerin direnci sıcaklığa bağlıdır, bu nedenle referans veriler genellikle, genellikle 20 ° C'ye eşit olan ölçüm sıcaklığının bir göstergesi ile verilir.

Elektrik direncinin sıcaklığa sürekli ve iyi çalışılmış bir bağımlılığına ve ayrıca yüksek saflıkta metal elde etme olasılığına sahip olan platinin benzersiz özellikleri, geniş bir sıcaklıkta kendi temelinde sensörlerin oluşturulması için bir ön koşul olarak hizmet etti. Aralık.

Metaller için, direnç referans değerlerinin dağılımı, numunelerin yapım yöntemlerinden ve verilen numunenin metalinin kimyasal saflığından kaynaklanmaktadır.

Alaşımlar için, özdirenç referans değerlerinde daha büyük bir yayılma, numunelerin yapım yöntemlerinden ve alaşım bileşiminin değişkenliğinden kaynaklanmaktadır.

Sıvıların (elektrolitler) özgül elektrik direnci

Sıvıların direncini anlamak, termal ayrışma teorisine ve katyonların ve anyonların hareketliliğine dayanır. Örneğin, dünyadaki en yaygın sıvıda - sıradan su, sıcaklığın etkisi altındaki bazı molekülleri iyonlara ayrılır: H + katyonları ve OH– anyonları. Suya daldırılmış elektrotlara harici bir voltaj uygulandığında normal koşullar, yukarıda belirtilen iyonların hareketi nedeniyle bir akım ortaya çıkar. Anlaşıldığı üzere, su kümelerinde, bazen Н + katyonları veya ОН– anyonlarıyla birleşen tüm molekül birlikleri oluşur. Bu nedenle, etki altındaki kümeler tarafından iyonların transferi elektrik gerilimi bu şu şekilde gerçekleşir: bir taraftan uygulanan elektrik alanı yönünde bir iyonu kabul eden küme, diğer taraftan benzer bir iyonu “fırlatır”. Sudaki kümelerin varlığı, suyun 4 °C civarındaki sıcaklıklarda en yüksek yoğunluğa sahip olduğu bilimsel gerçeğini mükemmel bir şekilde açıklar. Bu durumda su moleküllerinin çoğu, hidrojen ve kovalent bağların etkisinden dolayı kümeler halindedir, pratik olarak yarı kristal haldedir; termal ayrışma minimumdur ve daha düşük yoğunluğa sahip olan (buz suda yüzer) buz kristallerinin oluşumu henüz başlamamıştır.

Genel olarak, sıvıların direncinin sıcaklığa bağlılığı daha güçlüdür, bu nedenle bu özellik her zaman 20 ° C'lik bir sıcaklığa karşılık gelen 293 K sıcaklıkta ölçülür.

Suya ek olarak, var Büyük sayı katyonları ve çözünenlerin anyonlarını oluşturabilen diğer çözücüler. Bu tür çözümlerin direncinin bilgisi ve ölçümü de büyük pratik öneme sahiptir.

İçin sulu çözeltiler tuzlar, asitler ve alkaliler, çözünmüş maddenin konsantrasyonu, bir çözeltinin direncinin belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Bir örnek, 18 ° C sıcaklıkta suda çözünen çeşitli maddelerin özdirenç değerlerini gösteren aşağıdaki tablodur:

Tablo 3. 18 ° С sıcaklıkta suda çözünen çeşitli maddelerin spesifik direnç değerleri

Bu tablolar Kısa Fiziksel ve Teknik Referans, Cilt 1, - M.: 1960'dan alınmıştır.

İzolatörlerin özgül direnci

Elektrik mühendisliği, elektronik, radyo mühendisliği ve robotik dallarında, nispeten yüksek bir özgül dirence sahip çeşitli maddelerden oluşan bir sınıf büyük önem taşımaktadır. Agregasyon halleri ne olursa olsun, katı, sıvı veya gaz halindeki bu maddelere yalıtkan denir. Bu tür malzemeler, elektrik devrelerinin tek tek parçalarını birbirinden izole etmek için kullanılır.

Katı yalıtkanlara bir örnek, çeşitli kabloları bağlarken yalıtımı geri kazandırdığımız bilinen esnek elektrik bandıdır. Birçok kişi, havai elektrik hatlarının asılması için porselen izolatörlere, çoğu elektronik ürünün, seramik, cam ve diğer birçok malzemenin parçası olan elektronik bileşenlere sahip tektolit levhalara aşinadır. Modern katı yalıtım malzemeleri plastiklere ve elastomerlere dayalı güvenli kullanımçok çeşitli cihaz ve cihazlarda çeşitli voltajların elektrik akımı.

Katı yalıtkanlara ek olarak, elektrik mühendisliğinde yüksek dirençli sıvı yalıtkanlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Güç şebekelerinin güç trafolarında, sıvı trafo yağı, sargıların dönüşlerini güvenilir bir şekilde izole ederek, kendinden endüksiyonlu EMF nedeniyle dönüşler arası arızaları önler. V yağ devre kesiciler güç kaynakları değiştirilirken oluşan elektrik arkını söndürmek için yağ kullanılır. Kondansatör yağı, yüksek kapasiteli kompakt kapasitörler oluşturmak için kullanılır. elektriksel özellikler; Bu yağların yanı sıra sıvı yalıtkan olarak doğal hint yağı ve sentetik yağlar da kullanılmaktadır.

Normalin altında atmosferik basınç Tüm gazlar ve karışımları, elektrik mühendisliği açısından mükemmel yalıtkanlardır, ancak asil gazlar (ksenon, argon, neon, kripton), inertlikleri nedeniyle, teknolojinin bazı alanlarında yaygın olarak kullanılan daha yüksek bir dirence sahiptir.

Ancak en yaygın yalıtkan havadır, esas olarak moleküler nitrojen (kütle olarak %75), moleküler oksijen (kütle olarak %23,15), argon (kütle olarak %1.3), karbon dioksit, hidrojen, su ve çeşitli soy gazların bazı katkıları. Yaygın ev tipi ışık anahtarlarında, röle bazlı akım anahtarlarında, manyetik yol vericilerde ve mekanik anahtarlarda akım akışını izole eder. Gazların veya karışımlarının basıncının atmosfer basıncının altına düşmesinin, spesifik elektrik dirençlerinde bir artışa yol açtığına dikkat edilmelidir. Bu anlamda ideal yalıtkan vakumdur.

Çeşitli toprakların spesifik elektrik direnci

Elektrik arızalarında kişiyi elektrik akımının zararlı etkilerinden korumanın en önemli yollarından biri de bir cihazdır. koruyucu toprak.

Elektrikli cihazların muhafazasının veya muhafazasının koruyucu bir topraklama cihazına kasıtlı olarak bağlanmasıdır. Genellikle topraklama, çelik veya bakır şeritler, borular, çubuklar veya toprağa gömülü köşeler şeklinde 2,5 metreden daha fazla bir derinliğe kadar gerçekleştirilir, bu da bir kaza durumunda devre cihazı boyunca akım akışı sağlar - muhafaza veya kasa - toprak - nötr Tel kaynak alternatif akım... Bu devrenin direnci 4 ohm'dan fazla olmamalıdır. Bu durumda acil durum cihazının kasasındaki voltaj insanlar için güvenli değerlere düşürülür ve otomatik cihazlar elektrik devresinin bir şekilde korunması, acil durum cihazını ayırın.

Koruyucu topraklama elemanlarını hesaplarken, geniş bir aralıkta değişebilen toprakların özdirenci bilgisi önemli bir rol oynar.

Referans tablolarının verilerine göre, topraklama cihazının alanı seçilir, topraklama elemanlarının sayısı ve tüm cihazın gerçek tasarımı ondan hesaplanır. Koruyucu topraklama cihazının yapısal elemanlarının bağlantısı kaynakla yapılır.

elektrotomografi

Elektrik araştırmaları yüzeye yakın jeolojik çevreyi inceler, çeşitli yapay elektrik ve elektromanyetik alanların çalışmasına dayanan cevher ve metalik olmayan mineralleri ve diğer nesneleri aramak için kullanılır. Elektriksel keşfin özel bir durumu, elektrik özdirenç tomografisidir - özellikleri belirlemek için bir yöntem kayalarözel dirençleri sayesinde.

Yöntemin özü, elektrik alan kaynağının belirli bir konumunda voltajın çeşitli problarda ölçülmesi, ardından alan kaynağının başka bir yere taşınması veya başka bir kaynağa geçirilmesi ve ölçümlerin tekrarlanması gerçeğinde yatmaktadır. Alan kaynakları ve alan alıcı probları yüzeye ve sondaj deliklerine yerleştirilir.

Daha sonra elde edilen veriler, bilgilerin iki boyutlu ve üç boyutlu görüntüler şeklinde görselleştirilmesine izin veren modern bilgisayar işleme yöntemleri kullanılarak işlenir ve yorumlanır.

Elektrotomografi, çok doğru bir arama yöntemi olarak jeologlar, arkeologlar ve paleozoologlar için paha biçilmez bir yardımcıdır.

Maden yataklarının oluşum şeklinin ve dağılımlarının sınırlarının belirlenmesi (sınırları), daha sonraki gelişimlerinin maliyetlerini önemli ölçüde azaltan damar mineral yataklarının oluşumunu belirlemeyi mümkün kılar.

Arkeologlar için bu arama yöntemi, antik mezarların konumu ve içlerindeki eserlerin varlığı hakkında değerli bilgiler sağlayarak kazı maliyetlerini düşürür.

Paleozoologlar, antik hayvanların fosilleşmiş kalıntılarını aramak için elektrotomografi kullanır; çalışmalarının sonuçları, tarih öncesi megafauna iskeletlerinin çarpıcı rekonstrüksiyonları şeklinde doğa bilimleri müzelerinde görülebilir.

Ek olarak, inşaat ve sonraki operasyon sırasında elektrotomografi kullanılır. mühendislik yapıları: yüksek binalar, barajlar, barajlar, bentler ve diğerleri.

Pratikte özdirenç tayini

Bazen, pratik sorunları çözmek için, örneğin bir polistiren köpük kesici için bir tel gibi bir maddenin bileşimini belirleme göreviyle karşı karşıya kalabiliriz. Bilinmeyen çeşitli malzemelerden uygun çapta iki bobin telimiz var. Sorunu çözmek için, elektrik dirençlerini bulmak ve ardından bulunan değerlerdeki veya referans tablosundan gelen farkla telin malzemesini belirlemek gerekir.

Bir mezura ile ölçün ve her numuneden 2 metre tel kesin. Bir mikrometre ile tel çaplarını d₁ ve d₂ belirleyin. Multimetreyi açma alt sınır dirençleri ölçerken, R₁ numunesinin direncini ölçüyoruz. Prosedürü başka bir numune için tekrarlıyoruz ve ayrıca direncini R₂ ölçüyoruz.

Tellerin kesit alanının formülle hesaplandığını dikkate alacağız.

S = π d 2/4

Şimdi özdirenci hesaplama formülü şöyle görünecek: Aşağıdaki şekilde

ρ = R π d 2/4 L

Elde edilen L, d₁ ve R₁ değerlerini yukarıdaki maddede verilen özdirenç hesaplama formülünde yerine koyarak ilk numune için ρ₁ değerini hesaplıyoruz.

ρ 1 = 0.12 ohm mm 2 / m

Elde edilen L, d₂ ve R₂ değerlerini formüle koyarak, ikinci örnek için ρ₂ değerini hesaplıyoruz.

ρ 2 = 1,2 ohm mm 2 / m

ρ₁ ve ρ₂ değerlerinin yukarıdaki Tablo 2'nin referans verileriyle karşılaştırılmasından, ilk numunenin malzemesinin çelik, ikincisinin ise kesici ipi yapacağımız nikrom olduğu sonucuna varıyoruz.

Bir ölçü birimini bir dilden diğerine çevirmeyi zor buluyor musunuz? Meslektaşlarınız size yardım etmeye hazır. TCTerms'e bir soru gönderin ve birkaç dakika içinde bir cevap alacaksınız.