حساب مقاومة المعادن المحددة، على وجه الخصوص، النحاس. مقاومة النحاس اعتمادا على درجة الحرارة

في كثير من الأحيان، تم العثور على مفهوم "النحاس المحدد" في الأدب الكهربائي. والسؤال عن غير قصد لسؤال، ولكن ما هذا؟

مفهوم "المقاومة" لأي موصل مرتبط باستمرار بفهم تدفق التيار الكهربائي. بما أن الكلام في المقال سوف يذهب حول مقاومة النحاس، فإنه يتبع خصائصه وخصائصه للمعادن.

عندما يتعلق الأمر بالمعادن، يتذكرون بشكل لا إرادي أنهم جميعا لديهم بنية معينة - شعرية كريستال. تقع الذرات في العقد من شعرية مثل هذه شعرية، وبالنسبة للمسافة ويعتمد موقع هذه العقد على قوى تفاعل الذرات مع بعضها البعض (التنافر والجمل)، وتختلف عن المعادن المختلفة. وتدوير الإلكترونات حول الذرات في مداراتها. إنهم يحتفظون بهم في المدار أيضا توازن القوى. فقط هذا هو الذرية والطرد المركزي. هل تخيلت صورة؟ يمكنك الاتصال به، بطريقة ما، ثابتة.

والآن أضف مكبرات الصوت. يبدأ الحقل الكهربائي في العمل على النحاس. ماذا يحدث داخل الموصل؟ إلكترونات ممزقة بالقوة من المجال الكهربائي من مداراتها، اندفاع إلى قطبها الإيجابي. هنا لديك حركة الاتجاه للإلكترونات، أو بالأحرى، التيار الكهربائي. ولكن على طريق حركته، يتعثرون عند الذرات في العقد من شعرية الكريستال والإلكترونات، والتي لا تزال تستمر في تدوير ذراتها. في الوقت نفسه، يفقدون طاقتهم وتغيير اتجاه الحركة. الآن يصبح معنى أكثر وضوحا لعبارة "مقاومة الموصل"؟ هذه هي ذرات شعرية وإلكترونات تدوير من حولها لها مقاومة للحركة الاتجاهية للإلكترونات، ممزقة من حقل كهربائي من مداراتهم. ولكن مفهوم مقاومة الموصل يمكن أن يسمى خاصية عامة. أكثر فردي تميز كل مقاومة محددة لكل موصل. النحاس بما في ذلك. هذه الخصائص الفردية لكل معدن، لأنها تعتمد مباشرة فقط على شكل وحجم شعرية الكريستال، وإلى حد ما، على درجة الحرارة. مع زيادة في درجة حرارة الموصل، تجعل الذرات تذبذب أكثر كثافة في العقد شعرية. وتدوير الإلكترونات حول العقد بسرعة أكبر وفي مدارات دائرة نصف قطرها أكبر. ومن الطبيعي أن يتم استيفاء الإلكترونات المجانية عند التحرك ومقاومة أكبر. هذه هي الفيزياء في العملية.

لاحتياجات القطاع الكهربائي، وإنتاج واسع من هذه المعادن، كما الألومنيوم والنحاس، التي تكون مقاومتها المحددة صغيرة جدا. يتم تصنيع الكابلات وأنواع مختلفة من الأسلاك من هذه المعادن، والتي تستخدم على نطاق واسع في البناء، لإنتاج الأجهزة المنزلية والإطارات والملفات من المحولات والمنتجات الكهربائية الأخرى.

كما نعلم من القانون أوم، فإن التيار على مؤامرة السلسلة موجودة في الاعتماد التالي: i \u003d u / rوبعد تم استخلاص القانون نتيجة لسلسلة من التجارب من قبل الفيزيائي الألماني جورج أوم في القرن التاسع عشر. لاحظ النمط: تعتمد قوة التيار على أي قسم من السلسلة مباشرة على الجهد، والتي يتم تطبيقها على هذا الموقع، والعودة - من مقاومتها.

في وقت لاحق، وجد أن مقاومة الموقع تعتمد على خصائصها الهندسية كما يلي: r \u003d ρl / s,

حيث طول مبلغ الموصل، S هو مجال مقطع العرض، و ρ هو معامل متناسب معين.

وبالتالي، يتم تحديد المقاومة من قبل هندسة الموصل، وكذلك في مثل هذه المعلمة، كمقاومة (فيما يلي، مع. P.) - دعا هذا المعامل. إذا كنت تأخذ اثنين من الموصلات مع نفس المقطع العرضي والطول ووضعها في دائرة بدوره، ثم قياس القوة والمقاومة الحالية، يمكنك أن ترى أنه في حالتين ستكون هذه المؤشرات مختلفة. وهكذا، محددة المقاومة الكهربائية - هذه هي سمة المواد التي يتم بها موصل الموصل، وإذا كانت أكثر دقة، فإن المواد.

الموصلية والمقاومة

نحن. يظهر قدرة المادة لمنع مرور الحالي. ولكن في الفيزياء هناك قيمة عكسي - الموصلية. يظهر القدرة على تنفيذ التيار الكهربائي. تبدو مثل هذا:

σ \u003d 1 / ρ، حيث ρ هو مقاومة محددة للمادة.

إذا تحدثنا عن الموصلية، يتم تحديدها من خلال خصائص شركات الشحن في هذه المادة. لذلك، هناك إلكترونات مجانية في المعادن. على القذيفة الخارجية لأكثر من ثلاثة من ثلاثة، والذرة أنها أكثر ربحية "إعطاء" لهم، "ما يحدث عندما التفاعلات الكيميائية مع مواد من الجانب الأيمن من طاولة Mendeleev. في الوضع، عندما يكون لدينا معدن نقي، يكون له بنية بلورية يكون فيها الإلكترونات الخارجية هذه شائعة. يتم فرض رسوم على ما إذا كان يتم تطبيق حقل كهربائي على المعدن.

في الحلول، شركات الشحن هي الأيونات.

إذا تحدثنا عن هذه المواد مثل السيليكون، فستكون في خصائصها أشباه الموصلات ويعمل إلى حد ما في مبدأ مختلف، ولكن عن ذلك لاحقا. في غضون ذلك، سنكتشف ذلك، كيف تختلف هذه الفئات من المواد مثل:

1. الموصلات
2. أشباه الموصلات؛
3. عازل.

الموصلات والعازل

هناك مواد لا يتم إجراؤها تقريبا. يطلق عليهم عازل. يمكن لهذه المواد الاستقطاب في المجال الكهربائي، أي جزيئاتها يمكن أن تدور في هذا المجال اعتمادا على كيفية توزيعها فيها. إلكتروناتوبعد ولكن نظرا لأن هذه الإلكترونات ليست مجانية، ولكنها تعمل على التواصل بين الذرات، فإنها لا تنفق الحالية.

موصلية العزلات هو صفر تقريبا، على الرغم من عدم وجود مثالي بينها (هذا هو نفس التجريد كجسم أسود تماما أو غاز مثالي).

الحدود الشرطية لمفهوم "موصل" هو ρ<10^-5 Ом, а нижний порог такового у диэлектрика - 10^8 Ом.

هناك مواد تسمى أشباه الموصلات بين هذين الطبقتين. لكن تخصيصها في مجموعة منفصلة من المواد مرتبطة بالكثير مع دولتها المتوسطة في خط "مقاومة الموصلية"، كما هو الحال مع خصوصية هذه الموصلية في مختلف الظروف.

الاعتماد على العوامل البيئية

الموصلية ليست قيمة ثابتة تماما. توجد بيانات في الجداول من حيث ρ للحسابات في الظروف العادية للوسيط، أي لدرجة حرارة 20 درجة. في الواقع، السلسلة من الصعب اختيار مثل هذه الظروف المثالية؛ في الواقع الولايات المتحدة (وبالتالي، تعتمد الموصلية) على العوامل التالية:

1. درجة الحرارة؛
2. الضغط؛
3. وجود الحقول المغناطيسية؛
4. يلمع؛
5. حالة التجميع.

تتمتع مواد مختلفة جدول خاص بها لتغيير هذه المعلمة في ظروف مختلفة. وبالتالي، فإن Ferromagnets (الحديد والنيكل) تزيد من ذلك عندما يتزامن الاتجاه الحالي مع اتجاه خطوط الطاقة للحقل المغناطيسي. أما بالنسبة لدرجة الحرارة، فإن الاعتماد هنا هو خطي تقريبا (هناك حتى مفهوم معامل درجة حرارة المقاومة، وهذا هو أيضا قيمة الجدول). لكن اتجاه هذا الاعتماد مختلف: إنه يزداد مع درجة حرارة المعادن وعناصر الأرض النادرة وحلول المنحل بالكهرباء - وهذا ضمن دولة إجمالية واحدة.

في أشباه الموصلات، الاعتماد على درجة الحرارة ليست خطية، ولكن القطعي والعكس: مع زيادة درجة الحرارة، تزداد الموصلية الخاصة بهم. هذا يميز الموصلات النوعية من أشباه الموصلات. هذه هي الطريقة التي يبدو فيها اعتماد ρ على درجة حرارة الموصلات:

فيما يلي مقاومة النحاس والبلاتين والحديد. رسم بياني مختلف قليلا في بعض المعادن، على سبيل المثال، الزئبق - بانخفاض في درجة الحرارة إلى 4 ك، فإنه يفقده بالكامل تقريبا (مثل هذه الظاهرة تسمى الموصلية الفائقة).

وللأشبئونات، سيكون هذا الاعتماد تقريبا كما يلي:

عند التحول إلى الحالة السائلة، يزيد المعدن، ثم يتصرفون جميعا بطريقة مختلفة. على سبيل المثال، عند البزموت المنصهر، فهو أقل من درجة حرارة الغرفة، والنحاس أعلى 10 مرات من المعتاد. يترك النيكل جرافيا خطي عند 400 درجة، وبعد ذلك ρ قطرات.

لكن الاعتماد على درجة حرارة التنغستن مرتفعة للغاية بحيث يصبح سبب حرق المصابيح المتوهجة. عندما يتم تشغيل التيار، تزيد درجات الحرارة دوامة، ومقاومةها عدة مرات.

أيضا Y. من عند. يعتمد السبائك على تقنية إنتاجهم. لذلك، إذا كنا نتعامل مع خليط ميكانيكي بسيط، فيمكن حساب مقاومة مثل هذه المادة في المتوسط، ولكن لديها أيضا سبيكة بديلة (هذا عندما تكون هناك عنصرين أو أكثر في شعرية كريستال واحدة) سيكون مختلفا ، كقاعدة عامة، أكثر من ذلك بكثير. على سبيل المثال.

هنا هي سمة فولاذ الكربون:

كما يمكن أن ينظر إليه، عند الاقتراب من نقطة الانصهار، يستقر.

مقاومة محددة من موصلات مختلفة

يكون ذلك كما هو الحال، وفي الحسابات، يستخدم ρ في الظروف العادية. نقدم طاولة يمكنك من خلالها مقارنة هذا السمة من المعادن المختلفة:

كما يمكن أن ينظر إليها من الجدول، فإن أفضل مستكشف هو الفضة. وفقط قيمتها تتداخل مع تطبيقها بشكل كبير في إنتاج الكابل. نحن. الألومنيوم صغير أيضا، ولكن أقل من الذهب. يصبح واضحا من الجدول لماذا الأسلاك في المنازل إما النحاس أو الألومنيوم.

لا يتم تضمين النيكل في الجدول، الذي قلنا بالفعل، وهو رسم بياني غير عادي قليلا من الاعتماد. من عند. من درجة الحرارة. المقاومة المحددة للنيكل بعد زيادة درجة الحرارة إلى 400 درجة تبدأ عدم النمو، ولكنها تقع. إنه لأمر مثير للاهتمام، يتصرف في سبائك بديلة أخرى. هكذا يتصرف سبائك النحاس والنيكل اعتمادا على نسبة النسبة المئوية لكل من:

وهذا جدول مثير للاهتمام يوضح مقاومة سبائك الزنك - المغنيسيوم:

كمواد لصنع RisoStats، يتم استخدام سبائك عالية المعدلة، وهنا خصائصها:

هذه هي السبائك المعقدة تتكون من الحديد والألومنيوم والكروم والمنغنيز والنيكل.

أما بالنسبة للفولاذ الكربوني، فهو حوالي 1.7 * 10 ^ -7 أوم · م.

الفرق بين ذ. من عند. الموصلات المختلفة تحدد استخدامها. وبالتالي، يتم استخدام النحاس والألمنيوم بشكل كبير في إنتاج الكابل والذهب والفضي - كاتصالات في عدد من المنتجات الهندسية الراديوية. عثر الموصلات الرفيعة المستوى أن مكانهم بين الشركات المصنعة للأجهزة الكهربائية (على وجه التحديد، تم إنشاؤها لهذا).

استند معدل التباين في هذه المعلمة، اعتمادا على شروط البيئة الخارجية، على أساس هذه الأجهزة مثل أجهزة استشعار المجال المغناطيسي، والحرارة، ومقاييس الإجهاد، والضوزل.

كل مادة قادرة على إجراء حدودي درجات متفاوتة، فإن مقاومة المواد تؤثر على هذا الحجم. تم تعيين المقاومة المحددة للنحاس والألومنيوم والصلب وأي عنصر آخر من خطاب الأبجدية اليونانية ρ. لا تعتمد هذه القيمة على هذه الخصائص من موصل الموصل، حيث أن الأبعاد والشكل والحالة البدنية، تأخذ المقاومة الكهربائية المعتادة في الاعتبار هذه المعلمات. يتم قياس المقاومة في Omax مضروبة من MM² وتنقسم إلى متر.

الفئات ووصفها

أي مادة قادرة على ممارسة نوعين من المقاومة اعتمادا على الكهرباء الموردة عليها. الحالي متغير أو ثابت، مما يؤثر بشكل كبير على المؤشرات الفنية للمادة. لذلك، هناك مثل هذه المقاومة:

1. أوميك. يظهر نفسه تحت تأثير العاصمة. إنه يميز الاحتكاك، الذي يتم إنشاؤه بواسطة حركة الجزيئات المشحونة بالكهرباء في الموصل.
2. نشيط. يحدده نفس المبدأ، ولكن يتم إنشاؤه بالفعل بموجب عمل الحالي بالتناوب.

في هذا الصدد، تعاريف الكمية المحددة هي أيضا اثنين. بالنسبة إلى العاصمة، فإنه يساوي المقاومة أن وحدة طول المواد الموصلة من منطقة المقطع العرضي الثابت واحد لديها. تؤثر Entropol المحتملة على جميع الموصلات، وكذلك أشباه الموصلات والحلول القادرة على إجراء الأيونات. تحدد هذه القيمة خصائص إجراء المواد نفسها. لا يؤخذ شكل الموصل وأبعادها في الاعتبار، لذلك يمكن استدعاؤه الأساسي في علوم الهندسة والمواد الكهربائية.

مع مراعاة مرور الحالي بالتناوب، يتم احتساب القيمة المحددة مع مراعاة سمك المواد الموصلة. هناك بالفعل تأثير ليس فقط إمكانية فقط، ولكن أيضا دوامة الحالية، بالإضافة إلى ذلك، يتم أخذ تردد الحقول الكهربائية في الاعتبار. مقاومة محددة لهذا النوع أكبر من تيار ثابت، لأنها تأخذ في الاعتبار القيمة الإيجابية للمقاومة لحقل دوامة. أيضا، تعتمد هذه القيمة على شكل وحجم الموصل نفسه. هذه المعلمات التي تحدد طبيعة حركة دوامة الجزيئات المشحونة.

يتسبب هذا الأمر بالتناوب في بعض الظواهر الكهرومغناطيسية في الموصلات. إنها مهمة جدا للخصائص الكهربائية للمواد الموصلة:

1. يتميز تأثير الجلد بإضعاف المجال الكهرومغناطيسي، كلما زاد من تخترق بيئة الموصل. وتسمى هذه الظاهرة أيضا التأثير السطحي.
2. يؤدي تأثير القرب إلى تقليل الكثافة الحالية بسبب قرب الأسلاك المجاورة وتأثيرها.

هذه الآثار مهمة جدا عند حساب السماكة الأمثل للموصل، نظرا عند استخدام سلك، حيث يكون نصف قطر أكبر من عمق التيار في المواد، ستبقى قداسها المتبقية غير رسمية، وبالتالي سيكون هذا النهج غير فعال. وفقا للحسابات التي أجريت، ستكون القطر الفعال للمواد الموصلة في بعض المواقف على النحو التالي:

• للحالية في 50 هرتز - 2.8 ملم؛
• 400 هرتز - 1 مم؛
• 40 كيلو هرتز - 0.1 مم.

في ضوء ذلك، يتم استخدام استخدام كابلات الإجهاد المسطحة التي تتكون من تعددية من الأسلاك الرفيعة بشكل نشط التيارات عالية التردد.

خصائص المعادن

وترد الموصلات المعدنية المحددة في جداول خاصة. وفقا لهذه البيانات، يمكنك إجراء حسابات إضافية ضرورية. يمكن رؤية مثال على مثل هذا الجدول المقاوم المحدد في الصورة.

يوضح الجدول أن الفضة لديها أعلى الموصلية - وهذا هو موصل مثالي بين جميع المعادن والسبائك الحالية. إذا قمت بحساب مقدار هذه الأسلاك من هذه المواد مطلوبة للحصول على مقاومة في 1 أوم، فسيتم إصدارها 62.5 م. ستكون هناك حاجة إلى الأسلاك الحديدية بنفس القيمة بقدر 7.7 م.

مهما كانت الخصائص الرائعة لديها فضية، فهي مادة باهظة الثمن للاستخدام الشامل في شبكات الطاقة، وبالتالي تم استخدام النحاس على نطاق واسع في الحياة اليومية والصناعة. وفقا لحجم المؤشر المحدد، فهو في المرتبة الثانية بعد الفضة، وانتشار وبساطة التعدين أفضل بكثير منه. لدى النحاس المزايا الأخرى التي سمحت لها أن تصبح الموصل الأكثر شيوعا. وتشمل هذه:

للاستخدام في الهندسة الكهربائية، يتم استخدام النحاس المكرر، والتي، بعد الصهر، يتم استخدام عمليات الحرق والتفجير من خام الكبريتيد، ثم تعرض بالضرورة لتنظيف الكهربائي. بعد معالجة مثل هذه المعالجة، من الممكن الحصول على مواد ذات جودة عالية للغاية (M1 و M0 العلامة التجارية)، والتي سيتضمن من 0.1 إلى 0.05٪ من الشوائب. نوم مهم هو وجود الأكسجين بكميات صغيرة للغاية، حيث يؤثر سلبا على الخصائص الميكانيكية للنحاس.

في كثير من الأحيان، يتم استبدال هذه المعدن بمواد أرخص - الألومنيوم والحديد، وكذلك العديد من البرونز (سبائك مع السيليكون، البريليوم، المغنيسيوم، القصدير، الكادميوم والكروم والفوسفور). هذه التراكيب لها قوة أعلى مقارنة بالنحاس النقي، رغم أنه أقل الموصلية.

مزايا الألومنيوم

على الرغم من أن الألمنيوم لديه مقاومة أكبر وأكثر هشاشة، إلا أنه يتم تفسير استخدامها على نطاق واسع من خلال حقيقة أنه ليس ناقصا مثل النحاس، وبالتالي فهي أرخص. مقاومة الألمنيوم هي 0.028، وتوفر الكثافة المنخفضة الوزن 3.5 مرات أقل من النحاس.

بالنسبة للأعمال الكهربائية، يتم استخدام الألومنيوم المنقى من العلامة التجارية A1، لا تحتوي على أكثر من 0.5٪ من الشوائب. يتم استخدام العلامة التجارية العالية AV00 لصنع المكثفات بالكهرباء والأقطاب وأقطاب الألومنيوم. محتوى الشوائب في هذه الألمنيوم ليس أكثر من 0.03٪. هناك المعادن النقية AB0000والتي لا تشمل أكثر من 0.004٪ من المضافات. الشوائب نفسها لها معنى: تؤثر النيكل والسيليكون والزنك بشكل طفيف على موصلية الألمنيوم، والمحتوى في المعدن من النحاس والفضة والمغنيسيوم يعطي تأثيرا ملموسا. يقلل بقوة من موصلية توريوم والمنجنيز.

يتميز الألومنيوم بممتلكات جيدة لمكافحة التآكل. عند الاتصال بالهواء، يتم تغطية فيلم أكسيد رقيقة، مما يحميه من مزيد من الدمار. لتحسين الخصائص الميكانيكية، يتم تنصهر المعدن بعناصر أخرى.

مؤشرات الصلب والحديد

تتمتع مقايع الحديد بالمقارنة مع النحاس والألمنيوم مؤشرات عالية جدا، ولكن بسبب توافر وقوة واستقرار التشوه، يتم استخدام المواد على نطاق واسع في الإنتاج الكهربائي.

على الرغم من أن الحديد والصلب، فإن المقاومة المحددة منها أعلى، لديها عيوب كبيرة، الشركات المصنعة للمواد الموصلة وجدت أساليب تعويضها. على وجه الخصوص، مقاومة منخفضة للتآكل التغلب عليها من خلال طلاء الأسلاك الفولاذية مع الزنك أو النحاس.

خصائص الصوديوم

الصوديوم المعدني هو أيضا واعدة جدا في إنتاج الموصل. في مؤشرات المقاومة، يتجاوز بشكل كبير النحاس، لكن لديها كثافة من 9 مرات أقل منها. هذا يسمح باستخدام المواد في تصنيع الأسلاك Superhigh.

الصوديوم المعدني ناعم للغاية وغير مستقر تماما لأي نوع من تأثيرات التشوه، مما يجعلها تستخدم المشكلة - يجب تغطية سلك هذا المعدن بقذيفة متينة للغاية بمرونة منخفضة للغاية. يجب إغلاق القشرة، لأن الصوديوم يعرض نشاطا كيماوي قوي في الظروف الأكثر محايدة. يتأكسد على الفور في الهواء ويظهر رد فعل عاصف بالماء، بما في ذلك من الهواء الموجود في الهواء.

ميزة أخرى لاستخدام الصوديوم هي توافرها. يمكن الحصول عليها في عملية التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم المنصهر، الذي يوجد رقم غير محدود في العالم. المعادن الأخرى في هذا الصدد تخسر بوضوح.

لحساب مؤشرات موصل معين، يتم تقسيم منتج رقم معين وطول الأسلاك إلى منطقة المقطع العرضي. ستكون النتيجة هي قيمة المقاومة في أوما. على سبيل المثال، لتحديد ما يساوي المقاومة 200 متر من الحديد من الحديد مع القسم الصليب الاسمي من 5 ملم، من الضروري أن تضاعف 0.13 إلى 200 وتقسيم النتيجة التي تم الحصول عليها بواسطة 5. استجابة 5.2 أوم.

قواعد وميزات الحسابات

لقياس المقاومة المعدنية، استخدم ميكروميترز. اليوم يتم إنتاجها في نسخة رقمية، وبالتالي قياس مع مساعدتهم تختلف الدقة. من الممكن توضيح ذلك لحقيقة أن المعادن لديها مستوى عال من الموصلية ولديها مقاومة صغيرة للغاية. على سبيل المثال، فإن الحد الأدنى لأدوات القياس لديه قيمة 10 -7 أوم.

بمساعدة Microgrammeters، من الممكن بسرعة تحديد مدى جودة الاتصال عالي الجودة وأي المقاومة التي تظهر لفات المولدات والمحركات الكهربائية والمحولات، فضلا عن الإطارات الكهربائية. يمكنك حساب وجود شمول معدني آخر في المنحدر. على سبيل المثال، تظهر قطعة التنغستن المغطاة بالذهول مرتين طالما ذهب بالكامل. بنفس الطريقة، يمكنك تحديد العيوب والتجويف الداخلية في الموصل.

صيغة المقاومة المحددة هي كما يلي: ρ \u003d أوم · مم 2 / م. مع الكلمات، يمكن وصفها بأنها مقاومة موصل 1 متروجود مساحة عرضية من 1m². درجة الحرارة مخصصة القياسية - 20 درجة مئوية

تأثير قياس درجة الحرارة

إن التدفئة أو التبريد من بعض الموصلات له تأثير كبير على أدوات القياس. يمكن إحداث التجربة التالية كمثال: تحتاج إلى توصيل مجمع لولبي للبطارية وتوصيل مقياس النمط بالسلسلة.

أقوى الموصل مع ارتفاع درجات الحرارة، وأصبح أقل الأداة. قوة التيار لها الاعتماد النسبي عكسيا على المقاومة. لذلك، يمكن أن نستنتج أنه نتيجة للتدفئة، تنخفض موصلية المعدن. ومع ذلك، فإن جميع المعادن هي إلى حد كبير أو أقل، ولكن التغييرات في الموصلية في بعض السبائك غير مرضية عمليا.

من الجدير بالذكر أن الموصلات السائلة وبعض غير المعادن الصلبة يميل إلى تقليل مقاومتهم بدرجة حرارة متزايدة. لكن هذه القدرة من علماء المعادن دفعوا أنفسهم لصالحهم. معرفة معامل درجة الحرارة للمقاومة (α) أثناء تسخين بعض المواد، يمكن تحديد درجة الحرارة الخارجية. على سبيل المثال، يتم وضع الأسلاك البلاتينية على إطار ميكا، وضعت في الفرن، وبعد ذلك تقاس المقاومة. اعتمادا على مقدار تغييره، اتخذ الاستنتاج حول درجة الحرارة في الفرن. يسمى هذا التصميم مقياس حرارة للمقاومة.

إذا في درجة الحرارة t.0 موصل المقاومة يساوي رديئة0، وفي درجات حرارة t. على قدم المساواة راجع، ثم معامل درجة حرارة المقاومة متساوية

يمكن إجراء حساب هذه الصيغة فقط في نطاق درجة حرارة معينة (حوالي 200 درجة مئوية).

يحدث التيار الكهربائي نتيجة الدائرة مع الفرق في الإمكانات على مقاطع. تؤثر القوات الميدانية الإلكترونات المجانية وهم يتحركون من خلال الموصل. في عملية هذه الرحلة، يتم العثور على الإلكترونات مع الذرات ونقل جزء من طاقتها المتراكمة. نتيجة لذلك، يتم تقليل سرعتها. ولكن، نظرا لآثار المجال الكهربائي، فإنه يكتسب زخما مرة أخرى. وبالتالي، فإن الإلكترونات تعاني باستمرار المقاومة، وهذا هو السبب في أن تيار الكهرباء يتم تسخينها.

خاصية مادة، لتحويل الكهرباء إلى الحرارة أثناء التعرض الحالي، وهي مقاومة كهربائية ومشارة، كما ص، وحدة القياس هي OM. تعتمد حجم المقاومة بشكل رئيسي على قدرة المواد المختلفة لتنفيذ التيار.
لأول مرة، قال المرجع إن المستكشف الألماني G. OM.

من أجل معرفة اعتماد قوة التيار من المقاومة، أجرت الفيزيائي المعروفون العديد من التجارب. بالنسبة للتجارب، استخدم موصلات مختلفة وحصلت على مؤشرات مختلفة.
أول ما حددته المدينة هو أن المقاومة المحددة تعتمد على طول الموصل. وهذا هو، إذا زاد طول الموصل، زادت المقاومة أيضا. نتيجة لذلك، تم تعريف هذا الاتصال بأنه يتناسب مباشرة.

الاعتماد الثاني هو المنطقة المتقاطعة. يمكن تحديدها عن طريق موصل قطع الصليب. مجال الرقم الذي تم تشكيله على القطع وهناك منطقة عرضية. هنا تحول الاتصال بالتناسب. وهذا هو، أكبر مساحة المقطع العرضي، أقل مقاومة الموصل أصبحت.

والثالث، قيمة مهمة من أي مقاومة تعتمد هي المادة. نتيجة لحقيقة أن OM تستخدم مواد مختلفة في التجارب، اكتشف خصائص مختلفة من المقاومة. تم تخفيض كل هذه التجارب والمؤشرات إلى الجدول الذي يمكن رؤيته، والمعنى المختلف للمقاومة في مواد مختلفة.

من المعروف أن أفضل الموصلات هي المعادن. وأي من المعادن أفضل الموصلات؟ يظهر الجدول أن النحاس والفضة لديها أصغر مقاومة. يستخدم النحاس في كثير من الأحيان بسبب تكلفة أقل، ويستخدم الفضة في أهم الأجهزة والمسؤولة.

يتم إجراؤ المواد ذات المقاومة العالية في الطاولة بشكل سيئ بواسطة تيار كهربائي، وبالتالي يمكن أن تكون مواد عازلة ممتازة. المواد التي تمتلك هذه الممتلكات إلى أقصى حد، وهي بورسلين وإشبونيت.

بشكل عام، تعد المقاومة الكهربائية المحددة عاملا مهما للغاية، لأنه، من خلال تحديد مؤشرها، يمكننا أن نتعلم من أي مادة مصنوعة من الموصل. للقيام بذلك، من الضروري قياس مساحة المقطع العرضي، ومعرفة القوة الحالية مع الفولتميتر و Ammeter، وكذلك قياس الجهد. وبالتالي، نتعلم قيمة المقاومة، وبمساعدة الجدول، يخرج بسهولة على المادة. اتضح أن المقاومة موجودة في مادة Vening بصمات الأصابع. بالإضافة إلى ذلك، فإن المقاومة المحددة مهمة عند تخطيط سلاسل كهربائية طويلة: نحتاج إلى معرفة هذا المؤشر للامتثال للتوازن بين الطويلة والمنطقة.

هناك صيغة تحدد أن المقاومة هي 1 أوم، إذا كانت في الجهد 1 ب، وقوتها الحالية هي 1A. وهذا هو، مقاومة منطقة واحدة وطول واحد مصنوع من مادة معينة ولديه مقاومة محددة.

تجدر الإشارة أيضا إلى أن مؤشر المقاومة المحدد يعتمد بشكل مباشر على تواتر المادة. وهذا هو، سواء كان لديه شوائب. أنه، إضافة واحد في المائة فقط من المنغنيز يزيد من مقاومة المادة الموصلة نفسها - النحاس، ثلاث مرات.

يوضح هذا الجدول قيمة المقاومة الكهربائية المحددة لبعض المواد.

مواد التوصيل العالية

نحاس
كما تحدثنا بالفعل النحاس، في معظم الأحيان تستخدم كموصل. هذا موضح ليس فقط مقاومته المنخفضة. يحتوي النحاس على هذه المزايا كقوة عالية ومقاومة للتآكل وسهولة الاستخدام والامتصاص الجيد. تعتبر العلامات التجارية الجيدة من النحاس M0 و M1. فيها، عدد الشوائب لا يتجاوز 0.1٪.

تطالب تكلفة المعدن العالية والنقص الأخير السائد المصنعين لتطبيق الألومنيوم كموصل. أيضا، تستخدم سبائك النحاس مع المعادن المختلفة.
الألومنيوم
هذا المعدن أسهل بكثير من النحاس، ولكن الألمنيوم لديه قيم كبيرة من السعة الحرارية وحرارة الانصهار. في هذا الصدد، من أجل إحضارها إلى الدولة المنصهرة، هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة من النحاس. ومع ذلك، فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار حقيقة نقص النحاس.
يتم استخدام تصنيع المنتجات الكهربائية، كقاعدة عامة، العلامة التجارية للألمنيوم A1. لا يحتوي على أكثر من 0.5٪ الشوائب. وأعلى معدن تردد هو العلامة التجارية الألومنيوم AB0000.
حديد
الطغت الرخصة وتوافر الحديد من خلال مقاومتها العالية. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يخضع بسرعة للتآكل. لهذا السبب، غالبا ما يتم تغطية الموصلات الصلب بالزنك. يستخدم ما يسمى BIMETAL على نطاق واسع - إنه الصلب مغطى بحماية النحاس.
صوديوم
الصوديوم، وكذلك المواد بأسعار معقولة واعدة، ولكن مقاومتها هي تقريبا ثلاث مرات أكثر النحاس. بالإضافة إلى ذلك، فإن الصوديوم المعدني لديه نشاط كيميائي عالي، يلزم بتغطية مثل هذا الموصل بحماية المحكم. يجب أن تحمي الموصل من الأضرار الميكانيكية، كما الصوديوم مادة ناعمة للغاية ومتواصلة بما فيه الكفاية.

المنصة الفائقة
يشير الجدول أدناه إلى مقاومة المواد عند درجة حرارة 20 درجة. إشارة درجة الحرارة ليست صدفة، لأن المقاومة تعتمد مباشرة على هذا المؤشر. يتم تفسير ذلك بحقيقة أنه عند تسخينها، تزداد سرعة الذرات، مما يعني احتمال مقابلةهم بالإلكترونات سيزداد أيضا.

أتساءل ما يحدث مع المقاومة في ظروف التبريد. لأول مرة، لوحظ سلوك الذرات في درجات حرارة منخفضة جدا من قبل G. Chalning-Onnes في عام 1911. لقد تبرد سلك الزئبق إلى 4K واكتشف الانخفاض في مقاومته إلى الصفر. تغيير مؤشر المقاومة المحددة في بعض السبائك والمعادن في ظل ظروف درجة حرارة منخفضة، والفيزيائي يسمى الموصلية الفائقة.

تذهب الموصلات الفائقة إلى حالة الموصلية الفائقة أثناء التبريد، ومع خصائصها البصرية والهيكلية لا تتغير. الاكتشاف الرئيسي هو أن الخصائص الكهربائية والمغناطيسية للمعادن في الدولة الفائقة مختلفة تماما عن خصائصها الخاصة في الدولة المعتادة، وكذلك من خصائص المعادن الأخرى، والتي لا يمكن أن تتحرك مع انخفاض درجة الحرارة، مع انخفاض في درجة الحرارة حالة.
يتم استخدام استخدام الموصلات الفائقة بشكل أساسي في إعداد المجال المغناطيسي الفائق، والقوة التي تصل إلى 107 A / M. كما تم تطوير خطوط الطاقة الفائقة.

مواد مماثلة.

المقاومة النوعية المعادن هو مقياس لممتلكاتهم لمواجهة مرور التيار الكهربائي. يتم التعبير عن هذه القيمة في OM-Meter (OMMM). الرمز الذي يدل على المقاومة هو الحرف اليوناني ρ (RO). ارتفاع المقاومة يعني أن المواد لا تنفق التهمة الكهربائية.

المقاومة النوعية

يتم تعريف المقاومة الكهربائية المحددة على أنها العلاقة بين قوة المجال الكهربائي داخل المعدن إلى الكثافة الحالية في ذلك:

أين:
ρ هو مقاومة معدنية محددة (OMMM)،
E - قوة المجال الكهربائي (في / م)،
J - حجم الكثافة الحالية الكهربائية في المعدن (A / M2)

إذا كانت قوة مجال الكهرباء (ه) في المعدن كبير جدا، والكثافة الحالية (ي) صغيرة جدا، فهذا يعني أن المعدن لديه مقاومة عالية.

المقاومة العكسية هي الموصلية الكهربائية، مما يدل على مدى جودة المواد التي تنفذ التيار الكهربائي:

σ هي الموصلية للمواد المعبر عنها في Siemens لكل متر (انظر / م).

المقاومة الكهربائية

المقاومة الكهربائية، واحدة من المكونات، يتم التعبير عنها في OMAH (OM). تجدر الإشارة إلى أن المقاومة الكهربائية والمقاومة ليست هي نفسها. المقاومة هي ملك المواد، في حين أن المقاومة الكهربائية هي ملك الكائن.

يتم تحديد المقاومة الكهربائية للمقاومة من خلال مزيج من الشكل ومقاومة محددة للمادة التي يتم من خلالها.

على سبيل المثال، يحتوي السلك، مصنوع من الأسلاك الطويلة والحريقة مقاومة أكبر من المقاوم مصنوع من سلك قصير وسميكة من نفس المعدن.

في الوقت نفسه، يحتوي مقاوم الأسلاك، المصنوع من مادة عالية المقاومة، مقاومة كهربائية عالية من المقاوم مصنوعة من مواد مقاومة منخفضة. وكل هذا على الرغم من حقيقة أن كلا المقاومات مصنوعة من سلك من نفس الطول والقطر.

كوضوح، يمكن إجراء تشبيه مع نظام هيدروليكي، حيث يتم ضخ الماء من خلال الأنابيب.

• الأكل الأطول والأرق، سيتم تقديم المزيد من مقاومة الماء.
• الأنابيب المملوءة بالرمل، سيكون هناك المزيد من مقاومة الماء، بدلا من أنابيب بدون رمل

مقاومة الأسلاك

حجم مقاومة السلك يعتمد على المعلمات الثلاثة: مقاومة المعدن، طول وقطر السلك نفسه. صيغة لحساب مقاومة الأسلاك:

أين:
ص - مقاومة الأسلاك (OM)
ρ - المقاومة المعدنية (om.m)
L - طول الأسلاك (م)
أ - سلك المنطقة المتقاطعة (M2)

كمثال، فكر في مقاوم الأسلاك من Nichrome مع مقاومة محددة من 1.10 × 10-6 أم. يحتوي السلك على طول 1500 ملم وقطر 0.5 ملم. على أساس هذه المعلمات الثلاثة، نحسب مقاومة الأسلاك من Nichrome:

R \u003d 1.1 * 10 -6 * (1.5 / 0.000000196) \u003d 8.4 أوم

غالبا ما تستخدم Nichrome و Constanta كمواد للمقاومة. أدناه في الجدول، يمكنك رؤية المقاومة المحددة لبعض المعادن الأكثر استخداما بشكل متكرر.

مقاومة السطح

يتم احتساب حجم المقاومة السطحية بنفس طريقة مقاومة السلك. في هذه الحالة، يمكن تمثيل المنطقة المتقاطعة كعمل W و T:

بالنسبة لبعض المواد، مثل الأفلام الرفيعة، تسمى النسبة بين المقاومة المحددة وسمك الفيلم المقاومة السطحية لطبقة RS:

حيث يتم قياس روبية في Omah. مع هذا الحساب، يجب أن يكون سمك الفيلم دائم.

غالبا ما يتم قطع الشركات المصنعة للمقاومات لزيادة المقاومة في فيلم المسار لزيادة المسار للتيار الكهربائي.

خصائص المواد المقاومة

مقاومة المعدن يعتمد على درجة الحرارة. يتم وصف قيمهم، كقاعدة عامة، لدرجة حرارة الغرفة (20 درجة مئوية). يتميز تغيير المقاومة المحددة نتيجة لتغيير درجة الحرارة مع معامل درجة الحرارة.

على سبيل المثال، في الثرمستورات (الثرمستور)، يتم استخدام هذه الخاصية لقياس درجة الحرارة. من ناحية أخرى، في الإلكترونيات الدقيقة، هذا تأثير غير مرغوب فيه إلى حد ما.
مقاومات معدنية لها خصائص ممتازة من الاستقرار في درجة الحرارة. لا يتحقق هذا فقط على حساب المقاومة المنخفضة للمواد، ولكن أيضا بسبب الهيكل الميكانيكي للمقاوم نفسه.

تستخدم العديد من المواد والسبائك المختلفة في إنتاج المقاومات. غالبا ما تستخدم Nichrome (النيكل والكروم)، بسبب مقاومة المقاومة العالية والأكسدة في درجات حرارة عالية، كمواد لصناعة مقاومات الأسلاك. عيبها هو أنه من المستحيل لحام. Constanta، مادة شعبية أخرى، ملحوم بسهولة ولديها معامل درجة حرارة أقل.