Зависимость сопротивления от температуры | Электрикам
Электрическое сопротивление металлов находится в прямой зависимости от температуры. Чем выше температура металлического провода, тем выше скорость теплового движения частиц. Следовательно растёт количество столкновений свободных электронов, и снижение их свободного пробега τ. Снижение свободного пробега уменьшает удельную проводимость и, одновременно, увеличивает удельное электрическое сопротивление материала.
Удельное сопротивление электролитов и угля при нагревании наоборот уменьшается, поскольку кроме уменьшения времени τ повышается концентрация носителей зарядов.
Температурный коэффициент сопротивления
В узких границах изменения температуры 0-100°С относительное приращение сопротивления Δr большинство металлических проводов пропорционально приращению температуры Δt = t1 — t2.
Обозначения через r1 и r2 сопротивления при температурах t1 и t2 можно выразить формулой
откуда
где α — Температурный коэффициент сопротивления, численно равен относительному приращению сопротивления при нагревании проводника на 1°С.
Температурный коэффициент сопротивления для чистых металлов приблизительно равен α = 0,004°С-1, это значит, что их сопротивление увеличится на 4%, при росте температуры на 10°С.
Некоторых сплавы, например, как манганин и константан обладают повышенным удельным сопротивлением и крайне низким температурным коэффициентом сопротивления. Так как обладают неправильной структурой и небольшим временем «свободного» пробега электронов. Данные сплавы нашли широкое применение при изготовлении образцовых катушек сопротивления и резисторов с постоянным (независимым от температуры) сопротивлением.
Материал такие как уголь и электролиты обладают отрицательным коэффициентом сопротивления α ≈ -0,02 на 1°С.
Явление сверхпроводимости
В ряде материалов и сплавов при снижении температуры до очень низких значений порядка единиц или десятка градусов Кельвина (0 К ≈ -273°С) возникает явление сверхпроводимости. Температура при которой наступает это явление, называется критической (Ткр) или «точкой скачка».
Проводник в котором возникает явление сверхпроводимости называют сверхпроводником. В таком проводнике может протекать электрический ток, даже если к его концам не будет приложено напряжения иначе говоря сопротивление проводника будет стремится к нулю. В таких проводниках не выделяется тепло даже при значительной плотности тока, т.е. электроны в нём не встречают препятствий и не сталкиваются при свободном движении.
Также, сверхпроводники не имеют магнитного поля. Даже если ранее оно присутствовало, то при критических температурах поле пропадет, поскольку в поверхностном слое 10-5 см образуются токи, магнитное поле которых компенсирует внешнее магнитное поле.
Состояние сверхпроводимости разрушает как сильное внешнее магнитное поле, так и поле, вызванное большим электрическим током, проходящим через сверхпроводник. Данное обстоятельство затрудняет получение в сверхпроводнике больших токов и больших плотностей тока.
#1. Как изменится удельная проводимость и сопротивление медного провода при увеличении температуры на 20 градусов.
Удельная проводимость и сопротивление увеличатся.
Удельная проводимость вырастит, сопротивление уменьшится.
Удельная проводимость уменьшится, сопротивление увеличится.
#2. Насколько изменится удельное сопротивление меди при нагревании провода до t1 = 50°C? Если начальная температура t=0°C, а сопротивление R1 = 10 Ом. Температурный коэффициент α = 0,004.
+ 2 Ом
+10 Ом
+20 Ом
t2 — t1 = 50 — 0 = 50°C
ΔR = 50°C*α*R1 = 50*0,004*10 = 2 Ом
#3. Как изменится время свободного пробега τ при нагревании угля.
Уменьшится
Не изменится
Увеличится
Завершить
Отлично!
Попытайтесь снова(
08.
09.2020
ТОЭ
Электрические цепи постоянного тока
таблица удельного сопротивления меди, алюминия и других металлов
Как нам известно из закона Ома, ток на участке цепи находится в следующей зависимости: I=U/R. Закон был выведен в результате серии экспериментов немецким физиком Георгом Омом в XIX веке. Он заметил закономерность: сила тока на каком-либо участке цепи прямо зависит от напряжения, которое к этому участку приложено, и обратно — от его сопротивления.
- Проводимость и сопротивление
- Проводники и диэлектрики
- Зависимость от факторов внешней среды
- Удельное сопротивление различных проводников
Позже было установлено, что сопротивление участка зависит от его геометрических характеристик следующим образом: R=ρl/S,
где l- длина проводника, S — площадь его поперечного сечения, а ρ — некий коэффициент пропорциональности.
Таким образом, сопротивление определяется геометрией проводника, а также таким параметром, как удельное сопротивление (далее — у. с.) — так назвали этот коэффициент. Если взять два проводника с одинаковым сечением и длиной и поставить их в цепь по очереди, то, измеряя силу тока и сопротивление, можно увидеть, что в двух случаях эти показатели будут разными. Таким образом, удельное
Проводимость и сопротивление
У.с. показывает способность вещества препятствовать прохождению тока. Но в физике есть и обратная величина — проводимость. Она показывает способность проводить электрический ток. Выглядит она так:
σ=1/ρ, где ρ — это и есть удельное сопротивление вещества.
Если говорить о проводимости, то она определяется характеристиками носителей зарядов в этом веществе.
Так, в металлах есть свободные электроны. На внешней оболочке их не больше трех, и атому выгоднее их «отдать», что и происходит при химических реакциях с веществами из правой части таблицы Менделеева. В ситуации же, когда мы располагаем чистым металлом, он имеет кристаллическую структуру, в которой эти наружные электроны общие. Они-то и переносят заряд, если приложить к металлу электрическое поле.
В растворах носителями заряда являются ионы.
Если говорить о таких веществах, как кремний, то по своим свойствам он является полупроводником и работает несколько по иному принципу, но об этом позже. А пока разберемся, чем же отличаются такие классы веществ, как:
- Проводники;
- Полупроводники;
- Диэлектрики.
Проводники и диэлектрики
Есть вещества, которые ток почти не проводят. Они называются диэлектриками. Такие вещества способны поляризоваться в электрическом поле, то есть их молекулы могут поворачиваться в этом поле в зависимости от того, как распределены в них электроны.
8 Ом.
Между этими двумя классами существуют вещества, называемые полупроводниками. Но выделение их в отдельную группу веществ связано не столько с их промежуточным состоянием в линейке «проводимость — сопротивление», сколько с особенностями этой проводимости в различных условиях.
Зависимость от факторов внешней среды
Проводимость — не совсем постоянная величина. Данные в таблицах, откуда берут ρ для расчетов, существуют для нормальных условий среды, то есть для температуры 20 градусов. В реальности для работы цепи сложно подобрать такие идеальные условия; фактически у.с. (а стало быть, и проводимость) зависят от следующих факторов:
- давление;
- наличие магнитных полей;
- свет;
- агрегатное состояние.
Разные вещества имеют свой график изменения этого параметра в разных условиях. Так, ферромагнетики (железо и никель) увеличивают его при совпадении направления тока с направлением силовых линий магнитного поля.
Что касается температуры, то зависимость здесь почти линейная (существует даже понятие температурного коэффициента сопротивления, и это тоже табличная величина). Но направление этой зависимости различно: у металлов оно повышается с повышением температуры, а у редкоземельных элементов и растворов электролитов увеличивается — и это в пределах одного агрегатного состояния.
У полупроводников зависимость от температуры не линейная, а гиперболическая и обратная: при повышении температуры их проводимость увеличивается. Это качественно отличает проводники от полупроводников. Вот так выглядит зависимость ρ от температуры у проводников:
Здесь представлены удельное сопротивление меди, платины и железа. Немного другой график у некоторых металлов, например, ртути — при понижении температуры до 4 К она теряет его почти полностью (такое явление называется сверхпроводимостью).
А для полупроводников эта зависимость будет примерно такая:
При переходе в жидкое состояние ρ металла увеличивается, а вот дальше все они ведут себя по-разному.
Например, у расплавленного висмута оно ниже, чем при комнатной температуре, а у меди — в 10 раз выше нормального. Никель выходит из линейного графика еще при 400 градусах, после чего ρ падает.
Зато у вольфрама температурная зависимость настолько высока, что это становится причиной перегорания ламп накаливания. При включении ток нагревает спираль, и ее сопротивление увеличивается в несколько раз.
Также у. с. сплавов зависит от технологии их производства. Так, если мы имеем дело с простой механической смесью, то сопротивление такого вещества можно посчитать по среднему, а вот оно же у сплава замещения (это когда два и более элемента складываются в одну кристаллическую решетку) будет иным, как правило, куда большим. Например, нихром, из которого делают спирали для электроплиток, имеет такую цифру этого параметра, что этот проводник при включении в цепь греется до красноты (из-за чего, собственно, и используется).
Вот характеристика ρ углеродистых сталей:
Как видно, при приближении к температуре плавления оно стабилизируется.
-8
Как видно из таблицы, лучший проводник — это серебро. И только его стоимость мешает массово применять его в производстве кабеля. У.с. алюминия тоже небольшое, но меньше, чем у золота. Из таблицы становится понятно, почему проводка в домах либо медная, либо алюминиевая.
В таблицу не включен никель, у которого, как мы уже сказали, немного необычный график зависимости у. с. от температуры. Удельное сопротивление никеля после повышения температуры до 400 градусов начинает не расти, а падать. Интересно он ведет себя и в других сплавах замещения. Вот так ведет себя сплав меди и никеля в зависимости от процентного соотношения того и другого:
А этот интересный график показывает сопротивление сплавов Цинк — магний:
В качестве материалов для изготовления реостатов используют высокоомные сплавы, вот их характеристики:
| сплав | удельное сопротивление |
| манганин | 4,82*10^-7 |
| константан | 4,9*10^-7 |
| нихром | 1,1*10^-6 |
| фехраль | 1,2*10^-6 |
| хромаль | 1,2*10^-6 |
Это сложные сплавы, состоящие из железа, алюминия, хрома, марганца, никеля.
-7 Ом · м.
Разница между у. с. различных проводников определяет и их применение. Так, медь и алюминий массово применяются при производстве кабеля, а золото и серебро — в качестве контактов в ряде радиотехнических изделий. Высокоомные проводники нашли свое место среди производителей электроприборов (точнее, они и создавались для этого).
Изменчивость этого параметра в зависимости от условий внешней среды легла в основу таких приборов, как датчики магнитного поля, терморезисторы, тензодатчики, фоторезисторы.
Удельное сопротивление и проводимость – Температурные коэффициенты Общие материалы
Удельное сопротивление – это
- электрическое сопротивление единицы куба материала, измеренное между противоположными гранями куба
Калькулятор сопротивления электрического проводника
Этот калькулятор можно использовать для расчета электрическое сопротивление проводника.
Коэффициент удельного сопротивления (Ом·м) (значение по умолчанию для меди)
Площадь поперечного сечения проводника (мм 2 ) — AWG Wire Gauge
| Aluminum | 2. 65 x 10 -8 | 3.8 x 10 -3 | 3.77 x 10 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aluminum alloy 3003, rolled | 3.7 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aluminum alloy 2014, annealed | 3.4 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aluminum alloy 360 | 7.5 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aluminum bronze | 12 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Animal fat | 14 x 10 -2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Animal muscle | 0.35 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Antimony | 41.8 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Barium (0 o C) | 30.2 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Beryllium | 4.0 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Beryllium copper 25 | 7 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bismuth | 115 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brass — 58% Cu | 5. 9 x 10 -8 | 1.5 x 10 -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brass — 63% Cu | 7.1 x 10 -8 | 1.5 x 10 -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cadmium | 7.4 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Caesium (0 o C) | 18.8 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calcium (0 o C) | 3.11 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Carbon (graphite) 1) | 3 — 60 х 10 -5 | -4,8 x 10 -4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Чугут | 100 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CERIUM (0 203203.| . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . -8 | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chromel (alloy of chromium and aluminum) | 0. 58 x 10 -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chromium | 13 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Кобальт | 9 x 10 -8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Constantan | 49 x 10 -8 | 3 x й.| Copper | 1.724 x 10 -8 | 4.29 x 10 -3 | 5.95 x 10 7 | Cupronickel 55-45 (constantan) | 43 x 10 -8 | Dysprosium (0 o C) | 89 x 10 -8 | Erbium (0 o C) | 81 x 10 -8 | Eureka | | 0.1 x 10 -3 | | Europium (0 o C) | 89 x 10 -8 | Gadolium | 126 x 10 -8 | Gallium (1. |  1K) 13.6 x 10 -8 | Germanium 1) | 1 — 500 x 10 -3 | -50 x 10 -3 | Glass | 1 — 10000 x 10 9 | 10 -12 | Gold | 2.24 x 10 -8 | Graphite | 800 x 10 -8 | -2.0 x 10 -4 | Hafnium (0.35K) | 30.4 x 10 -8 | Hastelloy C | 125 x 10 -8 | Holmium (0 o C) | 90 x 10 -8 | Indium (3.35K) | 8 x 10 -8 | Inconel | 103 x 10 -8 | Iridium | 5. | 3 x 10 -8 | | Iron | 9.71 x 10 -8 | 6.41 x 10 -3 | 1.03 x 10 7 | Lanthanum (4.71K) | 54 x 10 -8 | Lead | 20.6 x 10 -8 | 0.45 x 10 7 | Lithium | 9.28 x 10 -8 | Lutetium | 54 x 10 -8 | Magnesium | 4,45 x 10 -8 | Магниевый сплав AZ31B | 9 x 100019 -8 | 2121212121 2 | 1312121 2 | .0031 185 x 10 -8 1.0 x 10 -5 | | Mercury | 98.4 x 10 -8 | 8. | 9 x 10 -3 0.10 x 10 7 | Mica (Glimmer) | 1 x 10 13 | Mild steel | 15 x 10 -8 | 6.6 x 10 -3 | Molybdenum | 5.2 x 10 -8 | | | Monel | 58 x 10 -8 | Neodymium | 61 x 10 -8 | Nichrome ( Сплав никеля и хрома) | 100 -150 x 10 -8 | 0,40 x 10 -3 | Никель | 6,85 x 100019 -8 | 6.411.411.41.61.6.61. 6.4171. 6.4171. 6.41. 6. 411.61. 6.41. 6. 411.71. 6,4171. 6,4171. 6,417171. 6,417171. 6.85.0019 -3 | Nickeline | 50 x 10 -8 | 2. | 3 x 10 -4 Niobium (Columbium) | 13 x 10 -8 | | Osmium | 9 x 10 -8 | | | Palladium | 10.5 x 10 -8 | Phosphorus | 1 x 10 12 | Platinum | 10.5 x 10 -8 | 3.93 x 10 -3 | 0.943 x 10 7 | Plutonium | 141.4 x 10 -8 | | | Polonium | 40 x 10 -8 | Potassium | 7.01 x 10 -8 | | | Praseodymium | 65 x 10 -8 | Promethium | 50 x 10 -8 | Protactinium (1. | 4K) 17.7 x 10 — 8 | Quartz (fused) | 7.5 x 10 17 | Rhenium (1.7K) | 17.2 x 10 -8 | Rhodium | 4.6 x 10 -8 | | | Rubber — hard | 1 — 100 x 10 13 | Rubidium | 11.5 x 10 -8 | Ruthenium (0.49K) | 11.5 x 10 -8 | Samarium | 91.4 x 10 -8 | Scandium | 50.5 x 10 -8 | Selenium | 12.0 x 10 -8 | | | Silicon 1) | 0.1-60 | — 70 x 10 -3 | Silver | 1. | 59 x 10 -8 6.1 x 10 -3 | 6.29 x 10 7 | Sodium | 4.2 x 10 -8 | | | Soil, typical ground | 10 -2 — 10 -4 | Solder | 15 x 10 -8 | Stainless steel | 10 6 | Strontium | 12.3 x 10 -8 | Sulfur | 1 x 10 17 | Tantalum | 12.4 x 10 -8 | | | Terbium | 113 x 10 -8 | Thallium (2.37 K) | 15 x 10 -8 | Торий | 18 x 10 -8 | THALID | THALIV0019 -8 | Tin | 11. | 0 x 10 -8 4.2 x 10 -3 | | Titanium | 43 x 10 -8 | | | Tungsten | 5.65 x 10 -8 | 4.5 x 10 -3 | 1.79 x 10 7 | Uranium | 30 x 10 -8 | | | Vanadium | 25 x 10 -8 | | | Water, distilled | 10 -4 | Water, fresh | 10 -2 | Вода, соль | 4 | Иттербий | 27,7 x 10 -8 | 55 x 10 -8 | Zinc | 5. | 92 x 10 -8 3.7 x 10 -3 | | Zirconium (0.55K) | 38.8 x 10 -8 | |
1) Примечание! — удельное сопротивление сильно зависит от наличия примесей в материале.
2 ) Внимание! — удельное сопротивление сильно зависит от температуры материала. Таблица выше основана на 20 или C ссылка.
Преобразование между единицами электрического удельного сопротивления
- 1 ω m = 10 -2 ω cm = 2,54 10 -2 ω дюйма = 3,048 10 -1 Ом
Electrical Resistance In The Ciem
999999999999Электрическое сопротивление провода больше для более длинного провода и меньше для провода с большей площадью поперечного сечения. Сопротивление зависит от материала, из которого он изготовлен, и может быть выражено как:
r = ρ l / a (1)
, где
R = сопротивление (ом, ω )
9000 2 63 ) 9000 2 63 ) 9000 2 636364).
L = длина провода (м)
A = площадь поперечного сечения провода (м 2 )
0 90 материал — удельное сопротивление. Поскольку оно зависит от температуры, его можно использовать для расчета сопротивления провода заданной геометрии при различных температурах. Обратное удельное сопротивление называется проводимостью и может быть выражена как:
σ = 1 / ρ (2)
, где
σ = пророк 9126 (9126).
Пример — сопротивление алюминиевого провода
Сопротивление алюминиевого кабеля длиной 10 м и площадью поперечного сечения 3 мм 2 можно рассчитать как
R = (2,65 10 -8 Ом·м) (10 м) / ((3 мм 2 ) (10 -6 м 2 /мм 2 )) =
3 9 0003 9 0003 9 0003 9 0003 Ом
Сопротивление
Электрическое сопротивление элемента цепи или устройства определяется как отношение приложенного напряжения к протекающему через него электрическому току:
где
R = Сопротивление (OHM)
U = напряжение (V)
I = Ток (A)
8 .I = U / R (4)
можно использовать для прогнозирования поведения материала.
Удельное сопротивление в зависимости от температуры
Изменение удельного сопротивления в зависимости от температуры можно рассчитать как
dρ = ρ α dt (5)
where
dρ = change in resistivity (ohm m 2 /m)
α = temperature coefficient (1/ o C)
dt = change in temperature ( o C)
Example — Change in Resistivity
Алюминий с удельным сопротивлением 2,65 x 10 -8 Ом·м 2 /м нагревается от 20 o C до 100 o o Температурный коэффициент для алюминия равен 3,8 x 10 -3 1/ o C .
dρ = (2,65 10 -8 Ом·м 2 /м) (3,8 10 -3 1/ o Кл) ((100
2 0 o C) — (20 или С)) = 0.8 10 -8 ohm m 2 /m
The final resistivity can be calculated as
ρ = (2.65 10 -8 ohm m 2 /m) + (0.8 10 -8 ohm m 2 /m)
= 3.45 10 -8 ohm m 2 /m
Resistivity Coefficient vs , Калькулятор температуры
Этот калькулятор можно использовать для расчета удельного сопротивления материала проводника в зависимости от температуры.
ρ — resistivity coefficient (10 -8 ohm m 2 /m)
α — temperature coefficient (10 -3 1/ o C)
dt — изменение температуры ( o C)
Сопротивление и температура
Для большинства материалов электрическое сопротивление увеличивается с температурой.
DR / R S = α DT (6)
, где
DR = изменение в смене в (ОГМ ( ( ( ( ( ( ( (ОГМ . s = стандартное сопротивление согласно справочным таблицам (Ом)
α = температурный коэффициент сопротивления ( O C -1 )
DT = Изменение в температуре 9126..9269 29269 9126. 9126. .
(5) можно изменить на:
DR = α DT R S (6B)
сопротивление 1 Ом резистор из этого материала при повышении температуры 1 o C .
Пример — Сопротивление медного провода в жаркую погоду
Медный провод с сопротивлением 0,5 кОм при нормальной рабочей температуре 20 o C в жаркую солнечную погоду нагрет до 80 o C
0 C
0 C
.DR = ( 4.29 x 10 -3 1/ O C) ((80 O C) — (20 O C) ) (0,5 кОм)
9 0002 = = = = = = = ) (0,5 кОм)= = = = ) (0,5 кОм)
9 0002 = = 0,13 (Kom)Результирующее сопротивление для медного провода в жаркую погоду составит
R = (0,5 кОм) + (0,13 кОм)
= 0,63 (Kom)
= 63013 = 0,63 (Kω) 3 = 63013 = 6013 = 0,63 (Kom) (Ом)Пример. Сопротивление угольного резистора при изменении температуры 9. Температурный коэффициент для углерода отрицательный
-4,8 х 10 -4 (1/ o С) — сопротивление уменьшается с повышением температуры.Изменение сопротивления можно рассчитать как
dR = ( -4,8 x 10 -4 1/ o C) ((120 o C) — (20 O C) ) (1 кОм)
= — 0,048 (Kom)
кОм)
= 0,952 (кОм)
= 952 (Ом)
Калькулятор зависимости сопротивления от температуры
Этот калькулятор можно использовать для расчета сопротивления в проводнике.
Ч с — resistance (10 3 (ohm)
α — temperature coefficient (10 -3 1/ o C)
dt — изменение температуры ( o C)
Температурные поправочные коэффициенты для сопротивления проводника
Температура проводника
1 (01C)Factor to Convert to 20°C Reciprocal to Convert from 20°C 5 1.064 0.940 6 1.059 0.944 7 1.055 0.948 8 1.050 0.952 9 1.046 0.956 10 1.042 0.960 11 1. 0.964 12 1.033 0.968 13 1.029 0.972 14 1.025 0.976 15 1,020 0,980 16 1,016 0,984 17 1,012 0,9898 1,012 0,9898 1,012 0,9898 1,012 0,9898 1,012 0,9898 1,012 0,9898 1,012 0,989 0032 18 1.008 0.992 19 1.004 0.996 20 1.000 1.000 21 0.996 1.004 22 0.992 1.008 23 0.988 1. 24 0.984 1.016 25 0.980 1.020 26 0.977 1.024 27 0.973 1.028 28 0.969 1.032 29 0,965 1,036 30 0,962 1,040 31 0,958 1.044 958 1.044 1.044 1.044 1,044 1.044 9008 32 0,954 1,048 9128 33 0,951 1.052 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ Устойчивый
[закрыть]
введение
Йех! Что это за беспорядок.
Кондукция: С. Грей, 1729 г.
Обычная версия…
И ∝ В
I = В ⇒ В = ИК ⇒ Ч = В Р я Количество: Сопротивление R
Единица измерения: Ом [Ом] Георг Ом (1787–1854) ГерманияПричудливая версия (магнитогидродинамическая версия?)…
J ∝ E
J = σ E ⇐
ρ = 1 σ ⇒ E = ρ J Добро пожаловать в ад символов…
Электрические свойства количество символ Единица СИ символ собственность… сопротивление Р Ом Ом объектов проводимость Г Сименс С удельное сопротивление р Омметр Ом·м материалы проводимость о сименс на метр См/м Закон Ома не является серьезным законом.
резисторы
Плохая выпивка портит наши молодые кишки, но водка идет хорошо.
Лучше построить крышу над гаражом, пока фургон не промок.
Коды маркировки резисторов и конденсаторов цвет цифра множитель допуск ткр (10 −6 /К) нет ±20% розовый 10 −3 серебро 10 −2 ±10 % золото 10 −1 ±5% черный 0 10 0+ ±250 коричневый 1 10 1+ ±1% ±100 красный 2 10 2+ ±2% ±50 оранжевый 3 10 3+ ±0,05% ±15 желтый 4 10 4+ ±0,02% ±25 зеленый 5 10 5+ ±0,50% ±20 синий 6 10 6+ ±0,25% ±10 фиолетовый 7 ±0,10 % ±5 серый 8 ±0,01% ±1 белый 9 материалы
Сопротивление и удельное сопротивление.
R = ρℓ A Проводники по сравнению с 90 изоляторами
Лучшие электрические проводники: серебро, медь, золото, алюминий, кальций, бериллий, вольфрам
Удельное сопротивление и проводимость обратны.
Электропроводность металлов является статистической/термодинамической величиной.
Удельное сопротивление определяется рассеянием электронов. Чем больше рассеяние, тем выше сопротивление.
σ = ne 2 ℓ м e v среднеквадратичное значение где…
σ = электропроводность [См/м] № = плотность свободных электронов [э/м 3 ] e = заряд электрона (1,60 × 10 −19 Кл) м e = масса электрона (9,11 × 10 −31 кг) v среднеквадратичное значение = среднеквадратическая скорость электронов [м/с] ℓ = средняя длина свободного пробега [м] Графит
Откуда эта идея? Нихром был изобретен в 1906 году, что сделало возможным электрические тостеры.
Проводящие полимеры.
Удельное сопротивление выбранных материалов (~300 К)
(Обратите внимание на разницу в единицах измерения для металлов и неметаллов.)
металлы ρ (нОм·м) алюминий 26,5 латунь 64 хром 126 медь 17,1 золото 22.1 железо 96.1 свинец 208 литий 92,8 ртуть (0 °C) 941 марганец 1440 нихром 1500 никель 69,3 палладий 105,4 платина 105 плутоний 1414 серебро 15,9 припой 150 сталь, гладкая 180 сталь, нержавеющая сталь 720 тантал 131 олово (0 °C) 115 титан (0 °C) 390 вольфрам 52,8 уран (0°C) 280 цинк 59
неметаллы ρ (Ом·м) оксид алюминия (14 °C) 1 × 10 14 оксид алюминия (300 °C) 3 × 10 11 оксид алюминия (800 °C) 4 × 10 6 углерод аморфный 0,35 углерод, алмаз 2,7 углерод, графит 650 × 10 −9 оксид индия-олова, тонкая пленка 2000 × 10 −9 германий 0,46 пирекс 7740 40 000 кварц 75 × 10 16 кремний 640 диоксид кремния (20 °C) 1 × 10 13 диоксид кремния (600 °C) 70 000 диоксид кремния (1300 °C) 0,004 вода жидкая (0°C) 861 900 вода жидкая (25 °C) 181 800 вода жидкая (100°C) 12 740
Источник: Энциклопедия агрофизики пищевые продукты ρ (Ом·м) яблоко 17,9–26,3 пиво 5,56–7,7 Панировочные сухари ~57 сливочное масло ~12,5 огурец 43,5 фруктовые соки 2,5–5,0 молоко свежее 1,67–2,75 молоко кислое 1,25–1,60 груша 37,0–71,4 картофель 26,3–27,0 корнеплоды 24,4–66,7 сиропы 16,7–25,0 помидор 35,7 пшеница, влажность 10 % ~10 8 пшеница, влажность 24% ~10 4 температура
Общее правило заключается в том, что удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры в проводниках и уменьшается с повышением температуры в изоляторах.
Температурная зависимость удельного сопротивления (или обратной ему проводимости) может быть понята только с помощью квантовой механики. Точно так же, как материя представляет собой набор микроскопических частиц, называемых атомами, а луч света представляет собой поток микроскопических частиц, называемых фотонами, тепловые колебания в твердом теле представляют собой рой микроскопических частиц, называемых 9.2126 фононов . Электроны пытаются дрейфовать к положительному полюсу батареи, но фононы продолжают врезаться в них. Случайное направление этих столкновений мешает попыткам организованного движения электронов против электрического поля. Отклонение или рассеяние электронов фононами является одним из источников сопротивления. По мере повышения температуры количество фононов увеличивается, а вместе с ним и вероятность столкновения электронов и фононов. Таким образом, когда температура повышается, сопротивление увеличивается.