Kas nosaka vadītāja pretestību
Pretestība un tās abpusēja - elektrovadītspēja - vadītājiem, kas izgatavoti no ķīmiski tīriem metāliem, ir raksturīgs fizikāls lielums, bet tomēr to pretestības vērtības ir zināmas ar salīdzinoši zemu precizitāti.
Tas izskaidrojams ar to, ka metālu pretestības vērtību lielā mērā ietekmē dažādi nejauši, grūti kontrolējami apstākļi.
Pirmkārt, bieži vien nelieli piemaisījumi tīram metālam palielina tā pretestību.
Elektrotehnikai vissvarīgākais metāls ir medus, no kura tiek izgatavoti vadi un kabeļi elektroenerģijas sadalei, šajā ziņā izrādās īpaši jūtīgs.
Nenozīmīgi nelieli oglekļa piemaisījumi pie 0,05% palielina vara pretestību par 33%, salīdzinot ar ķīmiski tīra vara izturību, 0,13% fosfora piemaisījums palielina vara izturību par 48%, 0,5% dzelzs par 176%, cinka daudzumā, kuru ir grūti izmērīt tā mazuma dēļ, ar 20%.
Piemaisījumu ietekme uz citu metālu pretestību ir mazāk nozīmīga nekā vara gadījumā.
Ķīmiski tīru vai vispār ar noteiktu ķīmisko sastāvu metālu pretestība ir atkarīga no to termiskās un mehāniskās apstrādes metodes.
Velmēšana, vilkšana, rūdīšana un atkausēšana var mainīt metāla pretestību par vairākiem procentiem.
Tas izskaidrojams ar to, ka izkausētais metāls sacietēšanas laikā kristalizējas, veidojot daudzus un nejauši sadalītus mazus monokristālus.
Jebkura mehāniskā apstrāde daļēji iznīcina šos kristālus un nobīda to grupas vienu pret otru, kā rezultātā metāla gabala kopējā elektrovadītspēja parasti mainās pretestības pieauguma virzienā.
Ilgstoša atkausēšana labvēlīgā temperatūrā, kas atšķiras dažādiem metāliem, ir saistīta ar kristālu samazināšanos un parasti samazina pretestību.
Ir metodes, kas ļauj iegūt vairāk vai mazāk nozīmīgus monokristālus (atsevišķus kristālus) izkausētu metālu sacietēšanas laikā.
Ja metāls dod pareizas sistēmas kristālus, tad šāda metāla monokristālu pretestība visos virzienos ir vienāda. Ja metāla kristāli pieder sešstūra, tetragonāla vai trigonāla sistēmai, tad monokristāla pretestības vērtība ir atkarīga no strāvas virziena.
Ierobežojošās (ekstrēmās) vērtības tiek iegūtas kristāla simetrijas ass virzienā un virzienā, kas ir perpendikulārs simetrijas asij, visos pārējos virzienos pretestībai ir starpvērtības.
Metāla gabaliem, kas iegūti ar parastajām metodēm, ar nejaušu mazu kristālu sadalījumu, ir pretestība, kas vienāda ar noteiktu vidējo vērtību, ja vien cietēšanas laikā netiek noteikts vairāk vai mazāk sakārtots kristālu sadalījums.
No tā ir skaidrs, ka citu ķīmiski tīru metālu paraugu pretestībai, kuru kristāli neietilpst pareizajā sistēmā, nevar būt pilnībā noteiktas vērtības.
Visizplatītāko vadošo metālu un sakausējumu pretestības vērtības 20 °C temperatūrā: Vielu pretestība un elektrovadītspēja
Temperatūras ietekme uz dažādu metālu pretestību ir daudzu un rūpīgu pētījumu priekšmets, jo jautājumam par šo efektu ir liela teorētiska un praktiska nozīme.
Tīri metāli pretestības temperatūras koeficients, lielākoties ir tuvu gāzu termiskās lineārās izplešanās temperatūras koeficientam, t.i., maz atšķiras no 0,004, tāpēc diapazonā no 0 līdz 100 ° C pretestība ir aptuveni proporcionāla absolūtajai temperatūrai.
Temperatūrā, kas zemāka par 0 °, pretestība samazinās ātrāk nekā absolūtā temperatūra un jo ātrāk temperatūra pazeminās. Temperatūrā, kas ir tuvu absolūtai nullei, dažu metālu pretestība kļūst praktiski nulle. Augstā temperatūrā virs 100 ° vairumam metālu temperatūras koeficients palielinās lēni, t.i., pretestība palielinās nedaudz ātrāk nekā temperatūra.
Interesanti fakti:
Tā sauktais feromagnētiskie metāli (dzelzs, niķeļa un kobalta) pretestība palielinās daudz ātrāk nekā temperatūra.Visbeidzot, platīna un pallādija pretestība palielinās, nedaudz atpaliekot no temperatūras pieauguma.
Lai mērītu augstu temperatūru, ts platīna pretestības termometrs, kas sastāv no plānas tīra platīna stieples gabala, kas spirāli uztīts virs izolācijas vielas caurules vai pat iekausēts kvarca caurules sieniņās. Izmērot stieples pretestību, jūs varat noteikt tā temperatūru no tabulas vai no līknes temperatūras diapazonam no -40 līdz 1000 ° C.
Starp citām vielām ar metālisku vadītspēju jāatzīmē ogles, grafīts, antracīts, kas atšķiras no metāliem ar negatīvu temperatūras koeficientu.
Selēna pretestība vienā no tā modifikācijām (metālisks, kristālisks selēns, pelēks) mainās līdz ievērojamam samazinājumam, pakļaujoties gaismas stariem. Šī parādība pieder apgabalam fotoelektriskās parādības.
Selēna un daudzu citu tamlīdzīgu gadījumā elektroni, kas atdalās no vielas atomiem, absorbējot gaismas starus, neaizlido cauri ķermeņa virsmai, bet paliek vielas iekšpusē, kā rezultātā elektrovadītspēja. vielas daudzums dabiski palielinās. Šo parādību sauc par iekšējo fotoelektrisko parādību.
Skatīt arī:
Kāpēc dažādiem materiāliem ir atšķirīga pretestība
Vadu un kabeļu galvenie elektriskie raksturlielumi