Kas ir elektriskā pretestība?

Elektrisko strāvu I jebkurā vielā rada lādētu daļiņu kustība noteiktā virzienā ārējās enerģijas pielietojuma dēļ (potenciāla starpība U). Katrai vielai ir individuālas īpašības, kas dažādos veidos ietekmē strāvas plūsmu tajā. Šīs īpašības novērtē pēc elektriskās pretestības R.

Georgs Omas empīriski noteica faktorus, kas ietekmē konkrētās vielas elektriskās pretestības lielumu tās atkarības formula sprieguma un strāvas stiprums, kas nosaukts viņa vārdā. Viņa vārdā nosaukta pretestības SI vienība. 1 omi ir pretestības vērtība, kas mērīta 0 °C temperatūrā viendabīgai dzīvsudraba kolonnai, kuras garums ir 106,3 cm un šķērsgriezuma laukums ir 1 mm2.

Definīcija

Lai izvērtētu un praksē pielietotu materiālus elektrisko ierīču ražošanai, tika ieviests termins «Vadītāja pretestība»... Pievienotais īpašības vārds «specifisks» norāda uz konkrēto vielu pieņemto tilpuma atsauces vērtības izmantošanas koeficientu. Tas ļauj novērtēt dažādu materiālu elektriskos parametrus.

Šajā gadījumā tiek ņemts vērā, ka stieples pretestība palielinās, palielinoties tā garumam un samazinoties šķērsgriezumam. SI sistēma izmanto 1 metru garas un 1 m2 šķērsgriezuma viendabīgas stieples tilpumu... Tehniskajos aprēķinos izmantota novecojusi, bet ērta ārpus sistēmas tilpuma mērvienība, kas sastāv no 1 metra garuma un laukuma no 1 mm.2... Pretestības ρ formula ir parādīta attēlā.

Vielu elektrisko īpašību noteikšanai tiek ieviests vēl viens raksturlielums — īpatnējā vadītspēja b. Tas ir apgriezti proporcionāls pretestības vērtībai, nosaka materiāla spēju vadīt elektrisko strāvu: b = 1 / p.

Kā pretestība ir atkarīga no temperatūras

Materiāla vadītspēju ietekmē tā temperatūra. Karsējot vai atdzesējot dažādas vielu grupas nedarbojas vienādi. Šis īpašums tiek ņemts vērā elektriskajiem vadiem, kas darbojas ārpus telpām karstā un aukstā laikā.

Vadītāja materiāls un īpatnējā pretestība tiek izvēlēta, ņemot vērā tā darbības apstākļus.

Vadu pretestības palielināšanās strāvas pārejai karsēšanas laikā ir izskaidrojama ar to, ka, paaugstinoties tajā esošā metāla temperatūrai, palielinās atomu un elektrisko lādiņu nesēju kustības intensitāte visos virzienos, kas rada nevajadzīgus šķēršļus. uz lādētu daļiņu kustību vienā virzienā un samazina to plūsmas vērtību.

Ja metāla temperatūra pazeminās, tad uzlabojas apstākļi strāvas pārejai.Atdzesējot līdz kritiskai temperatūrai, supravadītspējas parādība parādās daudzos metālos, kad to elektriskā pretestība praktiski ir nulle. Šo īpašību plaši izmanto lieljaudas elektromagnētos.

Temperatūras ietekmi uz metālu vadītspēju elektroindustrija izmanto parasto kvēlspuldžu ražošanā. Viņu nihroma pavediens kad strāva tiek novadīta, tā tiek uzkarsēta līdz tādam stāvoklim, ka izstaro gaismas plūsmu. Normālos apstākļos nihroma pretestība ir aptuveni 1,05 ÷ 1,4 (omi ∙ mm2) / m.

Kad spuldze ir ieslēgta zem sprieguma, caur kvēldiegu iet liela strāva, kas ļoti ātri uzsilda metālu.Tajā pašā laikā palielinās elektriskās ķēdes pretestība, ierobežojot palaišanas strāvu līdz nominālajai vērtībai, kas nepieciešama apgaismojuma iegūšanai. . Tādā veidā tiek veikta vienkārša strāvas stipruma regulēšana ar nihroma spirāles palīdzību, nav nepieciešams izmantot sarežģītus balastus, ko izmanto LED un dienasgaismas avotos.

Kāda ir inženierzinātnēs izmantoto materiālu pretestība

Krāsainajiem dārgmetāliem ir vislabākās elektrovadītspējas īpašības. Tāpēc kritiskie kontakti elektriskajās ierīcēs ir izgatavoti no sudraba. Bet tas palielina visa produkta galīgo cenu. Vispieņemamākā iespēja ir izmantot lētākus metālus. Piemēram, vara pretestība, kas vienāda ar 0,0175 (omi ∙ mm2) / m, ir diezgan piemērota šādiem mērķiem.

Cēlmetāli – zelts, sudrabs, platīns, pallādijs, irīdijs, rodijs, rutēnijs un osmijs, kas nosaukti galvenokārt to augstās ķīmiskās izturības un skaistā izskata dēļ rotaslietās.Arī zeltam, sudrabam un platīnam ir augsta plastiskums, un platīna grupas metāli ir ugunsizturīgi un, tāpat kā zelts, ir ķīmiski inerts. Šīs dārgmetālu priekšrocības apvienojas.

Vara sakausējumi ar labu vadītspēju tiek izmantoti šuntu izgatavošanai, kas ierobežo lielu strāvu plūsmu caur jaudīgu ampērmetru mērgalvu.

Alumīnija pretestība 0,026 ÷ 0,029 (omi ∙ mm2) / m ir nedaudz augstāka nekā vara, bet šī metāla ražošana un cena ir zemāka. Tas ir arī vieglāks. Tas izskaidro tā plašo izmantošanu elektroenerģijā ārējo vadu un kabeļu serdeņu ražošanai.

Dzelzs pretestība 0,13 (omi ∙ mm2) / m ļauj to izmantot arī elektriskās strāvas pārvadīšanai, taču tas rada lielākus jaudas zudumus. Tērauda sakausējumi ir palielinājuši izturību. Tāpēc augstsprieguma elektropārvades līniju alumīnija gaisvadu vadītājos tiek ieausti tērauda pavedieni, kas ir paredzēti, lai izturētu pārraušanas slodzi.

Tas jo īpaši attiecas uz gadījumiem, kad uz vadiem veidojas ledus vai pūš spēcīgas vēja brāzmas.

Dažiem sakausējumiem, piemēram, konstantīnam un niķelīnam, ir termiski stabilas pretestības īpašības noteiktā diapazonā. Nikelīna elektriskā pretestība praktiski nemainās no 0 līdz 100 grādiem pēc Celsija. Tāpēc reostata spoles ir izgatavotas no niķeļa.

Mērinstrumentos plaši tiek izmantota īpašība stingri mainīt platīna pretestības vērtības attiecībā pret tā temperatūru. Ja caur platīna vadu tiek izvadīta elektriskā strāva no stabilizēta sprieguma avota un tiek aprēķināta pretestības vērtība, tas norāda uz platīna temperatūru.Tas ļauj skalu graduēt grādos, kas atbilst omu vērtībām. Šī metode ļauj izmērīt temperatūru ar grādu daļu precizitāti.

Dažreiz, lai atrisinātu praktiskas problēmas, ir jāzina kabeļa vispārējā vai specifiskā pretestība... Šim nolūkam kabeļu produktu katalogos ir norādītas viena serdeņa induktīvās un aktīvās pretestības vērtības katrai kabeļa vērtībai. šķērsgriezums. Tos izmanto, lai aprēķinātu pieļaujamās slodzes, radīto siltumu, noteiktu pieļaujamos ekspluatācijas apstākļus un izvēlētos efektīvu aizsardzību.

Metālu īpatnējo vadītspēju ietekmē tas, kā tie tiek apstrādāti. Spiediena izmantošana plastiskai deformācijai izjauc kristāla režģa struktūru, palielina defektu skaitu un palielina pretestību. Lai to samazinātu, tiek izmantota rekristalizācijas atkausēšana.

Metālu stiepšana vai saspiešana izraisa tajos elastīgu deformāciju, no kuras samazinās elektronu termisko vibrāciju amplitūdas, un pretestība nedaudz samazinās.

Projektējot zemējuma sistēmas, ir jāņem vērā augsnes pretestība… Tas pēc definīcijas atšķiras no iepriekš minētās metodes un tiek mērīts SI vienībās — omi. Mērītājs. Ar tās palīdzību tiek novērtēta elektriskās strāvas sadales kvalitāte zemē.
Augsnes pretestības atkarība no augsnes mitruma un temperatūras:

Augsnes vadītspēju ietekmē daudzi faktori, tostarp augsnes mitrums, blīvums, daļiņu izmērs, temperatūra, sāļu, skābju un bāzu koncentrācija.