المقاومة الكهربائية المحددة للموصل. ما هي مقاومة الموصل

عندما يتم إغلاق دائرة كهربائية ، يوجد عند أطرافها فرق جهد ، ينشأ تيار كهربائي. تتحرك الإلكترونات الحرة تحت تأثير قوى المجال الكهربائي على طول الموصل. في حركتها ، تتصادم الإلكترونات مع ذرات الموصل وتمنحها إمدادًا من طاقتها الحركية. تتغير سرعة حركة الإلكترونات باستمرار: عندما تصطدم الإلكترونات بالذرات والجزيئات والإلكترونات الأخرى ، فإنها تتناقص ، ثم تزداد تحت تأثير المجال الكهربائي وتتناقص مرة أخرى مع حدوث تصادم جديد. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء حركة موحدة لتدفق الإلكترون في الموصل بسرعة عدة كسور من السنتيمتر في الثانية. وبالتالي ، فإن الإلكترونات ، التي تمر عبر موصل ، تواجه دائمًا مقاومة لحركتها من جانبها. عندما يمر تيار كهربائي عبر موصل ، فإن الأخير يسخن.

المقاومة الكهربائية

المقاومة الكهربائية للموصل ، والتي يشار إليها بالحرف اللاتيني ص، تسمى خاصية الجسم أو البيئة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة عند مرور تيار كهربائي خلالها.

في المخططات ، يشار إلى المقاومة الكهربائية كما هو موضح في الشكل 1 ، أ.

تسمى المقاومة الكهربائية المتغيرة ، والتي تعمل على تغيير التيار في الدائرة مقاومة متغيرة... في الرسوم البيانية ، يشار إلى المتغيرات المتغيرة كما هو موضح في الشكل 1 ، ب... بشكل عام ، يتكون الريوستات من سلك بمقاومة أو أخرى ، ملفوفًا على قاعدة عازلة. يتم وضع شريط التمرير أو الرافعة المتغيرة في موضع معين ، ونتيجة لذلك يتم إدخال المقاومة المطلوبة في الدائرة.

يخلق الموصل الطويل للمقطع العرضي الصغير مقاومة عالية للتيار. الموصلات القصيرة ذات المقطع العرضي الكبير لديها مقاومة قليلة للتيار.

إذا كنت تأخذ موصلين من مواد مختلفة ، ولكن من نفس الطول والمقطع العرضي ، فإن الموصلات ستجري التيار بطرق مختلفة. هذا يدل على أن مقاومة الموصل تعتمد على مادة الموصل نفسه.

تؤثر درجة حرارة الموصل أيضًا على مقاومته. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد مقاومة المعادن ، بينما تقل مقاومة السوائل والفحم. فقط بعض السبائك المعدنية الخاصة (المنجانين والكونستايتان والنيكل وغيرها) بالكاد تغير مقاومتها مع زيادة درجة الحرارة.

لذلك ، نرى أن المقاومة الكهربائية للموصل تعتمد على: 1) طول الموصل ، 2) المقطع العرضي للموصل ، 3) مادة الموصل ، 4) درجة حرارة الموصل.

يؤخذ أوم واحد كوحدة للمقاومة. غالبًا ما يُشار إلى أوم بالحرف اليوناني الكبير Ω (أوميغا). لذلك ، بدلاً من كتابة "مقاومة الموصل هي 15 أوم" ، يمكنك ببساطة كتابة: ص= 15.
1000 أوم يسمى 1 كيلو(1kΩ ، أو 1kΩ) ،
1،000،000 أوم يسمى 1 ميجا أوم(1mgΩ ، أو 1MΩ).

عند مقارنة مقاومة الموصلات من مواد مختلفة ، من الضروري أخذ طول وقسم معينين لكل عينة. ثم سنكون قادرين على الحكم على المواد التي تنقل التيار الكهربائي بشكل أفضل أو أسوأ.

فيديو 1. مقاومة الموصلات

مقاومة كهربائية محددة

تسمى المقاومة بالأوم لموصل طوله 1 متر ، مع مقطع عرضي يبلغ 1 مم² المقاومة النوعيةويشار إليه بالحرف اليوناني ρ (ريال عماني).

يوضح الجدول 1 المقاومات المحددة لبعض الموصلات.

الجدول 1

مقاومة مختلف الموصلات

يوضح الجدول أن السلك الحديدي بطول 1 م والمقطع العرضي 1 مم 2 له مقاومة 0.13 أوم. للحصول على 1 أوم من المقاومة ، يجب أن تأخذ 7.7 متر من هذا السلك. الفضة لديها أدنى مقاومة محددة. 1 أوم المقاومة يمكن الحصول عليها بأخذ 62.5 متر من الأسلاك الفضية مع مقطع عرضي 1 مم². الفضة هي أفضل موصل ، لكن تكلفة الفضة تحول دون استخدامها على نطاق واسع. بعد الفضة في الطاولة يأتي النحاس: 1 م من الأسلاك النحاسية ذات المقطع العرضي 1 مم² لها مقاومة 0.0175 أوم. للحصول على مقاومة 1 أوم ، يجب أن تأخذ 57 مترًا من هذا السلك.

لقد وجد النحاس النقي كيميائيًا ، الذي يتم الحصول عليه عن طريق التكرير ، استخدامًا واسعًا في الهندسة الكهربائية لتصنيع الأسلاك والكابلات ولفات الآلات والأجهزة الكهربائية. يستخدم الألمنيوم والحديد أيضًا على نطاق واسع كموصلات.

يمكن تحديد مقاومة الموصل بالصيغة التالية:

أين ص- مقاومة الموصل بالأوم ؛ ρ - المقاومة المحددة للموصل ؛ ل- طول الموصل بالمتر ؛ س- المقطع العرضي للموصل مم².

مثال 1.أوجد مقاومة 200 م من الأسلاك الحديدية ذات المقطع العرضي 5 مم².

مثال 2.احسب مقاومة 2 كم من سلك الألمنيوم 2.5 مم².

من صيغة المقاومة ، يمكنك بسهولة تحديد الطول والمقاومة والمقطع العرضي للموصل.

مثال 3.بالنسبة لجهاز استقبال لاسلكي ، من الضروري لف مقاومة 30 أوم من سلك النيكل بقطع عرضي يبلغ 0.21 مم². حدد طول السلك المطلوب.

مثال 4.حدد المقطع العرضي لسلك نيتشروم بطول 20 مترًا إذا كانت مقاومته 25 أوم.

مثال 5.سلك بقطر 0.5 مم² وطوله 40 م مقاومته 16 أوم. حدد مادة السلك.

تتميز مادة الموصل بمقاومتها.

وفقًا لجدول المقاومات المحددة ، نجد أن الرصاص لديه مثل هذه المقاومة.

تمت الإشارة أعلاه إلى أن مقاومة الموصلات تعتمد على درجة الحرارة. لنقم بالتجربة التالية. سنقوم بلف عدة أمتار من الأسلاك المعدنية الرفيعة على شكل حلزوني وندرج هذا اللولب في دائرة البطارية. لقياس التيار في الدائرة ، قم بتشغيل مقياس التيار الكهربائي. عندما يتم تسخين الملف في لهب الموقد ، ستلاحظ أن قراءة مقياس التيار الكهربائي ستنخفض. هذا يدل على أن مقاومة السلك المعدني تزداد بالتسخين.

بالنسبة لبعض المعادن ، عند تسخينها إلى 100 درجة ، تزداد المقاومة بنسبة 40-50٪. هناك سبائك تغير من مقاومتها قليلاً بالتسخين. بعض السبائك الخاصة لا تغير عملياً المقاومة عندما تتغير درجة الحرارة. تزداد مقاومة الموصلات المعدنية مع زيادة درجة الحرارة ، وتقل مقاومة الإلكتروليتات (الموصلات السائلة) والفحم وبعض المواد الصلبة ، على العكس من ذلك.

تُستخدم قدرة المعادن على تغيير مقاومتها لدرجة الحرارة في تصميم موازين الحرارة المقاومة. مقياس الحرارة هذا عبارة عن سلك بلاتيني ملفوف على إطار الميكا. من خلال وضع مقياس حرارة ، على سبيل المثال ، في فرن وقياس مقاومة السلك البلاتيني قبل وبعد التسخين ، يمكن تحديد درجة الحرارة في الفرن.

يسمى التغيير في مقاومة الموصل عند تسخينه ، لكل 1 أوم من المقاومة الأولية و 1 درجة من درجة الحرارة ، معامل درجة حرارة المقاومةويشار إليه بالحرف α.

إذا كانت في درجة الحرارة ر 0 مقاومة موصل هي ص 0 ، وفي درجة حرارة ريساوي ص رثم معامل درجة حرارة المقاومة

ملحوظة.لا يمكن حساب هذه الصيغة إلا في نطاق درجة حرارة معينة (حتى حوالي 200 درجة مئوية).

نعطي قيم معامل درجة الحرارة للمقاومة α لبعض المعادن (الجدول 2).

الجدول 2

قيم معامل درجة الحرارة لبعض المعادن

من صيغة معامل درجة الحرارة للمقاومة نحدد ص ر:

ص ر = ص 0 .

مثال 6.أوجد مقاومة سلك حديدي مسخن إلى 200 درجة مئوية إذا كانت مقاومته عند 0 درجة مئوية 100 أوم.

ص ر = ص 0 = 100 (1 + 0.0066 × 200) = 232 أوم.

مثال 7.مقياس حرارة مقاوم مصنوع من سلك بلاتيني لديه مقاومة 20 أوم في غرفة بدرجة حرارة 15 درجة مئوية. تم وضع الترمومتر في الفرن وبعد فترة تم قياس مقاومته. اتضح أنه يساوي 29.6 أوم. حدد درجة حرارة الفرن.

التوصيل الكهربائي

حتى الآن ، اعتبرنا مقاومة الموصل عقبة أمام الموصل للتيار الكهربائي. لكن لا يزال التيار يمر عبر الموصل. لذلك ، بالإضافة إلى المقاومة (العوائق) ، يتمتع الموصل أيضًا بالقدرة على توصيل التيار الكهربائي ، أي الموصلية.

كلما زادت مقاومة الموصل ، قلت الموصلية التي يتمتع بها ، وسوء توصيل التيار الكهربائي ، وعلى العكس من ذلك ، كلما انخفضت مقاومة الموصل ، زادت الموصلية ، كلما كان من الأسهل مرور التيار عبر الموصل . لذلك ، فإن المقاومة والموصلية للموصل هي قيم متبادلة.

من المعروف من الرياضيات أن معكوس 5 هو 1/5 ، وعلى العكس من ذلك ، فإن معكوس 1/7 هو 7. لذلك ، إذا تم الإشارة إلى مقاومة الموصل بالحرف ص، ثم يتم تعريف الموصلية على أنها 1 / ص... عادة ما يشار إلى الموصلية بالحرف g.

تقاس الموصلية الكهربائية بـ (1 / أوم) أو سيمنز.

المثال 8.مقاومة الموصل 20 أوم. تحديد الموصلية.

لو ص= 20 أوم إذن

المثال 9.الموصلية هي 0.1 (1 / أوم). حدد مقاومته ،

إذا كانت g = 0.1 (1 / Ohm) ، إذن ص= 1 / 0.1 = 10 (أوم)

مقاومة الموصلات الشعبية (المعادن والسبائك). مقاومة الصلب

مقاومة الحديد والألمنيوم والموصلات الأخرى

يتطلب نقل الكهرباء لمسافات طويلة الاهتمام بتقليل الخسائر الناتجة عن التغلب على مقاومة الموصلات التي يتكون منها الخط الكهربائي بالتيار. بالطبع ، هذا لا يعني أن مثل هذه الخسائر ، التي تحدث بالفعل على وجه التحديد في الدوائر والأجهزة الاستهلاكية ، لا تلعب دورًا.

لذلك ، من المهم معرفة معلمات جميع العناصر والمواد المستخدمة. وليست كهربائية فحسب ، بل ميكانيكية أيضًا. ويكون لديك تحت تصرفك بعض المواد المرجعية الملائمة التي تسمح لك بمقارنة خصائص المواد المختلفة واختيار التصميم والتشغيل بالضبط ما سيكون الأمثل في حالة معينة.طاقة للمستهلك ، كل من الاقتصاد في الخسائر وآليات يتم أخذ الخطوط نفسها في الاعتبار. تعتمد الكفاءة الاقتصادية النهائية للخط على الميكانيكا - أي الجهاز وموقع الموصلات والعوازل والدعامات ومحولات الصعود / التنحي ووزن وقوة جميع الهياكل ، بما في ذلك الأسلاك الممتدة لفترة طويلة المسافات والمواد المختارة لكل عنصر إنشائي وعمله وتكاليف تشغيله. بالإضافة إلى ذلك ، في الخطوط التي تنقل الكهرباء ، هناك متطلبات أعلى لضمان سلامة كل من الخطوط نفسها وكل شيء حولها حيث تمر. وهذا يضيف تكاليف لكل من توفير الأسلاك الكهربائية وهامش أمان إضافي لجميع الهياكل.

للمقارنة ، يتم تقديم البيانات عادة في شكل واحد قابل للمقارنة. في كثير من الأحيان ، يتم إضافة لقب "محدد" إلى هذه الخصائص ، ويتم اعتبار القيم نفسها في بعض المعايير الموحدة من حيث المعلمات الفيزيائية. على سبيل المثال ، المقاومة الكهربائية هي مقاومة (أوم) موصل مصنوع من نوع ما من المعدن (النحاس ، والألمنيوم ، والصلب ، والتنغستن ، والذهب) التي لها طول وحدة وقسم عرضي للوحدة في نظام الوحدات المستخدمة (عادةً في SI). بالإضافة إلى ذلك ، يتم التفاوض على درجة الحرارة ، لأنه عند تسخينها ، يمكن أن تتصرف مقاومة الموصلات بشكل مختلف. يعتمد على متوسط ظروف التشغيل العادية - عند 20 درجة مئوية. وحيث تكون الخصائص مهمة عند تغيير معلمات الوسط (درجة الحرارة ، الضغط) ، يتم إدخال المعاملات ويتم وضع جداول ورسوم بيانية إضافية للاعتمادات.

أنواع المقاومة

منذ حدوث المقاومة:

نشط - أو أومي ، مقاوم - ناتج عن استهلاك الكهرباء لتسخين موصل (معدن) عند مرور تيار كهربائي خلاله ، و
تفاعلي - سعوي أو استقرائي - والذي يأتي من الخسائر الحتمية بسبب إنشاء جميع أنواع التغييرات في التيار الذي يمر عبر موصل المجالات الكهربائية ، ثم تكون مقاومة الموصل من نوعين:

مقاومة كهربائية محددة للتيار المباشر (لها طابع مقاوم) و
مقاومة كهربائية محددة للتيار المتردد (لها طابع رد الفعل).

هنا ، تعتبر المقاومة من النوع 2 قيمة معقدة ، فهي تتكون من عنصرين TP - نشط ومتفاعل ، حيث توجد المقاومة المقاومة دائمًا عندما يمر التيار ، بغض النظر عن طبيعته ، والمقاومة التفاعلية تحدث فقط مع أي تغيير في التيار في الدوائر. في دوائر التيار المستمر ، تنشأ المفاعلة فقط أثناء العمليات العابرة ، والتي ترتبط بتشغيل التيار (تغيير التيار من 0 إلى التصنيف المقدر) أو إيقاف التشغيل (التغيير من التصنيف إلى 0). وعادة ما يتم أخذها في الاعتبار فقط عند تصميم الحماية من الحمل الزائد.

في دوائر التيار المتناوب ، تكون الظواهر المرتبطة بالتفاعلات أكثر تنوعًا. إنها لا تعتمد فقط على المرور الفعلي للتيار عبر قسم معين ، ولكن أيضًا على شكل الموصل ، والاعتماد ليس خطيًا.

الحقيقة هي أن التيار المتردد يحث على مجال كهربائي حول كل من الموصل الذي يتدفق من خلاله وفي الموصل نفسه. ومن هذا المجال ، تنشأ تيارات إيدي ، والتي تعطي تأثير "دفع" الحركة الرئيسية الفعلية للشحنات ، من عمق قسم الموصل بأكمله إلى سطحه ، ما يسمى بـ "تأثير الجلد" (من الجلد - جلد). اتضح أن التيارات الدوامة يبدو أنها "تسرق" المقطع العرضي من الموصل. يتدفق التيار في طبقة معينة قريبة من السطح ، ويظل باقي سماكة الموصل غير مستخدم ، ولا يقلل من مقاومته ، ولا فائدة من زيادة سماكة الموصل. خاصة عند الترددات العالية. لذلك ، بالنسبة للتيار المتناوب ، يتم قياس المقاومة في المقاطع العرضية للموصل ، حيث يمكن اعتبار المقطع العرضي بأكمله بالقرب من السطح. يسمى هذا السلك رقيقًا ، ويساوي سمكه ضعف عمق هذه الطبقة السطحية ، حيث تحل تيارات إيدي محل التيار الرئيسي المفيد المتدفق في الموصل.

بالطبع ، لا يتم استنفاد التوصيل الفعال للتيار المتردد من خلال تقليل سمك الأسلاك الدائرية في المقطع العرضي. يمكن ترقق الموصل ، ولكن في نفس الوقت يصبح مسطحًا على شكل شريط ، ثم يكون المقطع العرضي أعلى من السلك المستدير ، على التوالي ، وتكون المقاومة أقل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مجرد زيادة مساحة السطح سيكون له تأثير في زيادة القسم الفعال. يمكن تحقيق الشيء نفسه باستخدام سلك مجدول بدلاً من سلك أحادي النواة ، علاوة على ذلك ، فإن السلك متعدد النواة متفوق في المرونة على السلك أحادي النواة ، والذي غالبًا ما يكون ذا قيمة أيضًا. من ناحية أخرى ، مع الأخذ في الاعتبار تأثير الجلد في الأسلاك ، من الممكن جعل الأسلاك مركبة عن طريق صنع لب من المعدن بخصائص قوة جيدة ، مثل الفولاذ ، ولكن كهربائية منخفضة. في هذه الحالة ، يتم صنع جديلة من الألومنيوم فوق الفولاذ ، والذي يتمتع بمقاومة أقل.

بالإضافة إلى تأثير الجلد ، يتأثر تدفق التيار المتردد في الموصلات بإثارة التيارات الدوامة في الموصلات المحيطة. تسمى هذه التيارات بالتيارات الحثية ، ويتم تحفيزها في كل من المعادن التي لا تلعب دور الأسلاك (العناصر الهيكلية الحاملة) ، وفي أسلاك مجمع التوصيل بأكمله - تلعب دور الأسلاك في المراحل الأخرى ، صفر ، التأريض.

توجد كل هذه الظواهر في جميع الهياكل المرتبطة بالكهرباء ، وهذا يعزز بشكل أكبر أهمية وجود ملخص للمعلومات المرجعية حول مجموعة متنوعة من المواد تحت تصرفك.

يتم قياس مقاومة الموصلات باستخدام أدوات دقيقة وحساسة للغاية ، حيث يتم اختيار المعادن ذات المقاومة الأقل للأسلاك - بترتيب أوم * 10-6 لكل متر من الطول والمربع. مم. الجزء. لقياس المقاومة المحددة للعزل ، هناك حاجة إلى أجهزة ، على العكس من ذلك ، لها نطاقات من قيم المقاومة الكبيرة جدًا - عادةً ميغا أوم. من الواضح أن الموصلات يجب أن تعمل بشكل جيد ، ويجب عزل العوازل جيدًا.

طاولة

الحديد كموصل في الهندسة الكهربائية

الحديد هو أكثر المعادن انتشارًا في الطبيعة والتكنولوجيا (بعد الهيدروجين ، وهو أيضًا معدن). إنه أرخص وله خصائص قوة ممتازة ، لذلك يتم استخدامه في كل مكان كأساس لقوة الهياكل المختلفة.

في الهندسة الكهربائية ، يتم استخدام الحديد كموصل على شكل أسلاك فولاذية مرنة حيث تكون هناك حاجة إلى القوة المادية والمرونة ، ويمكن تحقيق المقاومة المطلوبة بسبب المقطع العرضي المناسب.

بوجود جدول بمقاومات محددة لمختلف المعادن والسبائك ، يمكنك حساب المقاطع العرضية للأسلاك المصنوعة من موصلات مختلفة.

على سبيل المثال ، دعنا نحاول إيجاد مقطع عرضي مكافئ كهربائيًا للموصلات المصنوعة من مواد مختلفة: النحاس والتنغستن والنيكل وسلك الحديد. بالنسبة للأول ، نأخذ سلكًا من الألومنيوم بمقطع عرضي 2.5 مم.

نحتاج إلى مقاومة السلك من كل هذه المعادن لتكون مساوية لمقاومة السلك الأصلي على طول 1 متر. ستساوي مقاومة الألمنيوم لكل متر واحد من الطول و 2.5 ملم من المقطع العرضي

حيث R هي المقاومة ، ρ هي مقاومة المعدن من الجدول ، S هي مساحة المقطع العرضي ، L هي الطول.

باستبدال القيم الأولية ، نحصل على مقاومة قطعة متر من سلك الألومنيوم بالأوم.

بعد ذلك نحل صيغة S.

، سنقوم باستبدال القيم من الجدول والحصول على مناطق المقطع العرضي للمعادن المختلفة.

نظرًا لأن المقاومة في الجدول تقاس على سلك طوله 1 متر ، بالميكرو أوم لكل مقطع 1 مم 2 ، فقد حصلنا عليها في ميكرو أوم. للحصول عليه بالأوم ، تحتاج إلى ضرب القيمة في 10-6. لكن عدد الأوم الذي يحتوي على 6 أصفار بعد الفاصلة العشرية ليس ضروريًا على الإطلاق بالنسبة لنا ، حيث لا تزال النتيجة النهائية موجودة بوحدة mm2.

كما ترون ، مقاومة الحديد كبيرة جدًا ، السلك سميك.

لكن هناك مواد تحتوي على المزيد منها ، على سبيل المثال ، النيكل أو الكستانتان.

مقالات مماثلة:

domelectrik.ru

جدول المقاومة الكهربائية للمعادن والسبائك في الهندسة الكهربائية

الصفحة الرئيسية> y>

مقاومة المعادن.

مقاومة السبائك.

يتم إعطاء القيم عند t = 20 درجة مئوية. تعتمد مقاومة السبائك على تكوينها الدقيق. التعليقات مدعومة من HyperComments

tab.wikimassa.org

مقاومة كهربائية محددة | عالم اللحام

المقاومة الكهربائية النوعية للمواد

المقاومة الكهربائية النوعية (المقاومة) - قدرة المادة على منع مرور التيار الكهربائي.

وحدة القياس (SI) - أوم · م ؛ يقاس أيضًا بالأوم سم وأوم مم 2 / م.

درجة حرارة المادة ، درجة مئوية مقاومة كهربائية محددة ، أوم م

المعادن
الألومنيوم	20	0.028 10-6
البريليوم	20	0.036 10-6
البرونز الفوسفوري	20	0.08 10-6
الفاناديوم	20	0.196 10-6
التنغستن	20	0.055 10-6
الهافنيوم	20	0.322 10-6
دورالومين	20	0.034 10-6
حديد	20	0.097 10-6
ذهب	20	0.024 10-6
إيريديوم	20	0.063 10-6
الكادميوم	20	0.076 10-6
البوتاسيوم	20	0.066 10-6
الكالسيوم	20	0.046 10-6
كوبالت	20	0.097 10-6
السيليكون	27	0.58 10-4
نحاس	20	0.075 10-6
المغنيسيوم	20	0.045 10-6
المنغنيز	20	0.050 10-6
نحاس	20	0.017 10-6
المغنيسيوم	20	0.054 10-6
الموليبدينوم	20	0.057 10-6
صوديوم	20	0.047 10-6
نيكل	20	0.073 10-6
النيوبيوم	20	0.152 10-6
تين	20	0.113 10-6
البلاديوم	20	0.107 10-6
البلاتين	20	0.110 10-6
الروديوم	20	0.047 10-6
الزئبق	20	0.958 10-6
قيادة	20	0.221 10-6
فضة	20	0.016 10-6
صلب	20	0.12 10-6
التنتالوم	20	0.146 10-6
التيتانيوم	20	0.54 10-6
الكروم	20	0.131 10-6
الزنك	20	0.061 10-6
الزركونيوم	20	0.45 10-6
الحديد الزهر	20	0.65 10-6
بلاستيك
جيتيناكس	20	109–1012
نايلون	20	1010–1011
لافسان	20	1014–1016
زجاج عضوي	20	1011–1013
الستايروفوم	20	1011
البولي فينيل كلورايد	20	1010–1012
البوليسترين	20	1013–1015
بولي ايثيلين	20	1015
صفح من الألياف الزجاجية	20	1011–1012
نسيج	20	107–1010
شريط سينمائي	20	109
إيبونيت	20	1012–1014
ممحاة
ممحاة	20	1011–1012
السوائل
زيت المحولات	20	1010–1013
غازات
هواء	0	1015–1018
خشب
الخشب الجاف	20	109–1010
المعادن
كوارتز	230	109
ميكا	20	1011–1015
مواد متعددة
زجاج	20	109–1013

المؤلفات

ألفا وأوميغا. الدليل المرجعي السريع / تالين: Printtest ، 1991 - 448 ص.
كتيب الفيزياء الابتدائية / N.N. كوشكين ، م. شيركيفيتش. M. ، علم. 1976.256 ق.
كتاب مرجعي عن لحام المعادن غير الحديدية / S.M. جورفيتش. كييف.: نوكوفا دومكا. 1990.512 ق.

weldworld.ru

مقاومة المعادن والإلكتروليتات والمواد (جدول)

مقاومة المعادن والعوازل

يعطي الجدول المرجعي قيم المقاومة p لبعض المعادن والعوازل عند درجة حرارة 18-20 درجة مئوية ، معبراً عنها بالأوم سم. تعتمد قيمة p للمعادن إلى حد كبير على الشوائب ، ويعطي الجدول قيم p للمعادن النقية كيميائيًا ، بالنسبة للعوازل التي يتم إعطاؤها تقريبًا. يتم سرد المعادن والعوازل في الجدول بترتيب زيادة قيم p.

جدول المقاومة للمعادن

معادن نقية	104 ρ (أوم سم)	معادن نقية	104 ρ (أوم سم)



الألومنيوم
دورالومين
		بلاتينيوم 2)

		أرجنتين
المنغنيز
		المنجانين
التنغستن		قسنطينة
الموليبدينوم		سبيكة خشب 3)

		روز سبائك 4)






البلاديوم		فيشرال 6)

جدول المقاومة للعوازل

عوازل		عوازل


الخشب الجاف

شريط سينمائي
		الصنوبري
جيتيناكس		الكوارتز _ \| _ المحور

زجاج الصودا		البوليسترين
زجاج بيركس
كوارتز \|\| المحاور
الكوارتز تنصهر

مقاومة المعادن النقية عند درجات الحرارة المنخفضة

يعطي الجدول قيم المقاومة (بالأوم سم) لبعض المعادن النقية عند درجات حرارة منخفضة (0 درجة مئوية).

نسبة المقاومة Rt / Rq للمعادن النقية عند درجة حرارة T ° K و 273 ° K.

يعطي الجدول المرجعي نسبة Rt / Rq لمقاومة المعادن النقية عند درجات حرارة T ° K و 273 ° K.

معادن نقية
الألومنيوم
الألومنيوم


التنغستن
التنغستن






الموليبدينوم
الموليبدينوم

مقاومة الإلكتروليتات

يعطي الجدول قيم المقاومة النوعية للإلكتروليت بالأوم · سم عند درجة حرارة 18 درجة مئوية. تركيز المحاليل مع إعطاء بالنسبة المئوية ، والتي تحدد عدد جرامات الملح اللامائي أو الحمض في 100 جم من المحلول.

مصدر المعلومات: مرجع فيزيائي وتقني موجز / المجلد 1 ، - م: 1960.

infotables.ru

مقاومة كهربائية محددة - الفولاذ

صفحة 1

تزداد المقاومة الكهربائية للصلب مع زيادة درجة الحرارة ، وتلاحظ أكبر التغييرات عند تسخينها إلى درجة حرارة نقطة كوري. بعد نقطة كوري ، تتغير قيمة المقاومة بشكل ضئيل وتبقى ثابتة عمليًا عند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية.

نظرًا للمقاومة الكهربائية العالية للفولاذ ، تخلق iuKii تباطؤًا كبيرًا في HcO في اضمحلال التدفق. بالنسبة لـ 100 ملامس ، يكون وقت التسرب هو 0 07 ثانية ، وبالنسبة لـ 600 موصل A-0 يكون 23 ثانية. فيما يتعلق بالمتطلبات الخاصة لموصلات سلسلة KMV ، المصممة لتشغيل وإيقاف المغنطيسات الكهربائية لمحركات مفاتيح الزيت ، تسمح الآلية الكهرومغناطيسية لهذه الموصلات بضبط جهد التشغيل وإطلاق الجهد عن طريق ضبط قوة زنبرك العودة وربيع انفصالي خاص. يجب أن تعمل الموصلات من نوع KMV بغطس عميق في الجهد. لذلك ، يمكن أن ينخفض الحد الأدنى لجهد الالتقاط لهذه الموصلات إلى 65٪ UH. يتسبب جهد الالتقاط المنخفض هذا في تدفق تيار عبر الملف عند الجهد المقنن ، مما يؤدي إلى تسخين الملف.

تؤدي إضافة السيليكون إلى زيادة المقاومة الكهربائية للفولاذ بشكل متناسب تقريبًا مع محتوى السيليكون وبالتالي يساعد على تقليل خسائر تيار الدوامة التي تنشأ في الفولاذ عند تشغيله في مجال مغناطيسي متناوب.

تزيد إضافة السيليكون من المقاومة الكهربائية للفولاذ ، مما يساعد على تقليل خسائر تيار الدوامة ، ولكن في نفس الوقت يزيد السيليكون من الخواص الميكانيكية للفولاذ ويجعله هشًا.

أوم - مم 2 / م - المقاومة الكهربائية للفولاذ.

لتقليل التيارات الدوامة ، يتم استخدام قلوب مصنوعة من درجات الصلب ذات المقاومة الكهربائية المتزايدة للفولاذ ، والتي تحتوي على 0 5-4 8٪ سيليكون.

لهذا الغرض ، تم وضع شاشة رقيقة مصنوعة من الفولاذ المغناطيسي الناعم على دوار ضخم مصنوع من سبيكة CM-19 المثالية. تختلف المقاومة الكهربائية المحددة للصلب قليلاً عن المقاومة المحددة للسبيكة ، ويكون cg للصلب أعلى من حيث الحجم. يتم اختيار سمك الشاشة وفقًا لعمق الاختراق لتوافقيات الأسنان من الدرجة الأولى ويساوي d e 0 8 مم. للمقارنة ، يتم إعطاء خسائر إضافية ، W ، لدوار أساسي من قفص السنجاب ودوار من طبقتين مع أسطوانة ضخمة مصنوعة من سبيكة CM-19 وبحلقات نهائية نحاسية.

المادة الرئيسية الموصلة مغناطيسيًا هي سبائك الصلب الكهربائية المحتوية على 2 إلى 5٪ من السيليكون. تؤدي إضافة السيليكون إلى زيادة المقاومة الكهربائية للفولاذ ، ونتيجة لذلك يتم تقليل خسائر تيار الدوامة ، يصبح الفولاذ مقاومًا للأكسدة والشيخوخة ، ولكنه يصبح أكثر هشاشة. في السنوات الأخيرة ، تم استخدام الفولاذ المدلفن على البارد الموجه للحبوب مع خصائص مغناطيسية أعلى في اتجاه الدرفلة على نطاق واسع. لتقليل الخسائر من التيارات الدوامة ، يتكون قلب الدائرة المغناطيسية على شكل حزمة مجمعة من صفائح من الصلب المختوم.

الفولاذ الكهربائي هو صلب منخفض الكربون. لتحسين الخصائص المغناطيسية ، يتم إدخال السيليكون فيه ، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة الكهربائية للفولاذ. هذا يؤدي إلى انخفاض في خسائر التيار الدوامة.

بعد المعالجة ، يتم تلدين القلب المغناطيسي. نظرًا لأن التيارات الدوامة في الفولاذ تشارك في إنشاء التباطؤ ، يجب على المرء التركيز على قيمة المقاومة الكهربائية المحددة للصلب بترتيب Pc (10-15) 10-6 أوم سم. النظام المغناطيسي مشبع تمامًا ، وبالتالي فإن الحث الأولي في الأنظمة المغناطيسية المختلفة يتقلب ضمن حدود غير مهمة للغاية وبالنسبة للصلب من الدرجة E VN1 6 - 1 7 hl. تحافظ القيمة المحددة للحث على شدة المجال في الفولاذ بترتيب يانغ.

لتصنيع الأنظمة المغناطيسية (الدوائر المغناطيسية) للمحولات ، يتم استخدام الفولاذ الكهربائي الرقيق الخاص ، والذي يحتوي على محتوى سيليكون متزايد (يصل إلى 5 ٪). يساهم السيليكون في نزع الكربنة من الفولاذ ، مما يؤدي إلى زيادة النفاذية المغناطيسية ، ويقلل من خسائر التباطؤ ويزيد من مقاومته الكهربائية. تتيح زيادة المقاومة الكهربائية للفولاذ تقليل الخسائر فيه من التيارات الدوامة. بالإضافة إلى ذلك ، يُضعف السيليكون شيخوخة الفولاذ (زيادة خسائر الفولاذ بمرور الوقت) ، ويقلل من انقباضه المغناطيسي (التغيرات في شكل وحجم الجسم أثناء المغنطة) ، وبالتالي ضوضاء المحولات. في الوقت نفسه ، يؤدي وجود السيليكون في الفولاذ إلى زيادة هشاشته وتعقيد معالجته الميكانيكية.

الصفحات: 1 2

www.ngpedia.ru

المقاومة | Wikitronic Wiki

المقاومة هي إحدى خصائص المادة التي تحدد قدرتها على توصيل التيار الكهربائي. يتم تعريفه على أنه نسبة المجال الكهربائي إلى كثافة التيار. في الحالة العامة ، هو موتر ؛ ومع ذلك ، بالنسبة لمعظم المواد التي لا تظهر خصائص متباينة الخواص ، فمن المفترض أن تكون كمية عددية.

التعيين - ρ

$ \ vec E = \ rho \ vec j ، $

$ \ vec E $ هي شدة المجال الكهربائي ، $ \ vec j $ هي الكثافة الحالية.

وحدة القياس في النظام الدولي للوحدات هي أوم متر (أوم م ، Ω م).

يتم تحديد مقاومة الأسطوانة أو المنشور (بين النهايات) المصنوعة من مادة بطول l ، وقسم S من حيث المقاومة على النحو التالي:

$ R = \ frac (\ rho l) (S). $

في التكنولوجيا ، يتم استخدام تعريف المقاومة ، كمقاومة لموصل لوحدة المقطع العرضي وطول الوحدة.

المقاومة لبعض المواد المستخدمة في الهندسة الكهربائية تحرير

المادة ρ عند 300 كلفن ، أوم م TCR ، K⁻¹

فضة	1.59 10⁻⁸	4.10 · 10⁻³
نحاس	1.67 10⁻⁸	4.33 · 10⁻³
ذهب	2.35 10⁻⁸	3.98 · 10⁻³
الألومنيوم	2.65 10⁻⁸	4.29 · 10⁻³
التنغستن	5.65 10⁻⁸	4.83 · 10⁻³
نحاس	6.5 10⁻⁸	1.5 · 10⁻³
النيكل	6.84 10⁻⁸	6.75 · 10⁻³
حديد (α)	9.7 10⁻⁸	6.57 · 10⁻³
القصدير الرمادي	1.01 10⁻⁷	4.63 · 10⁻³
البلاتين	1.06 10⁻⁷	6.75 · 10⁻³
القصدير الأبيض	1.1 10⁻⁷	4.63 · 10⁻³
الصلب	1.6 10⁻⁷	3.3 · 10⁻³
قيادة	2.06 10⁻⁷	4.22 · 10⁻³
دورالومين	4.0 10⁻⁷	2.8 · 10⁻³
المنغنين	4.3 10⁻⁷	± 2 10⁻⁵
كونستانتان	5.0 10⁻⁷	± 3 10⁻⁵
الزئبق	9.84 10⁻⁷	9.9 10⁻⁴
نيتشروم 80/20	1.05 10⁻⁶	1.8 10⁻⁴
كانتال A1	1.45 10⁻⁶	3 10⁻⁵
الكربون (الماس ، الجرافيت)	1،3 · 10⁻⁵
الجرمانيوم	4.6 10⁻¹
السيليكون	6.4 · 10²
الإيثانول	3 · 10³
ماء مقطرة	5 · 10³
يبونيت	10⁸
الورق الصلب	10¹⁰
زيت المحولات	10¹¹
زجاج عادي	5 10¹¹
البولي فينيل	10¹²
الخزف	10¹²
خشب	10¹²
PTFE (تفلون)	> 10¹³
ممحاة	5 · 10¹³
زجاج الكوارتز	10¹⁴
ورق مشمع	10¹⁴
البوليسترين	> 10¹⁴
الميكا	5 10¹⁴
البارافين	10¹⁵
بولي ايثيلين	3 10¹⁵
راتنج الاكريليك	10¹⁹

ru.electronics.wikia.com

مقاومة كهربائية محددة | صيغة الحجمي الجدول

المقاومة هي كمية فيزيائية تشير إلى الدرجة التي يمكن أن تقاوم بها المادة مرور تيار كهربائي خلالها. قد يخلط بعض الناس بين هذه الخاصية والمقاومة الكهربائية العادية. على الرغم من تشابه المفاهيم ، فإن الاختلاف بينهما يكمن في حقيقة أن المحدد يشير إلى المواد ، والمصطلح الثاني يشير حصريًا إلى الموصلات ويعتمد على مادة تصنيعها.

مقلوب مادة معينة هو التوصيل الكهربائي. كلما زادت هذه المعلمة ، كان التيار يمر عبر المادة بشكل أفضل. وفقًا لذلك ، كلما ارتفعت المقاومة ، من المتوقع حدوث المزيد من الخسائر عند الإنتاج.

صيغة الحساب وقيمة القياس

بالنظر إلى ما يتم قياس المقاومة الكهربائية المحددة به ، من الممكن أيضًا تتبع الاتصال مع غير المحدد ، حيث يتم استخدام وحدات أوم م لتعيين المعلمة. الكمية نفسها تدل على ρ. باستخدام هذه القيمة ، يمكنك تحديد مقاومة مادة ما في حالة معينة ، بناءً على حجمها. تتوافق وحدة القياس هذه مع نظام SI ، ولكن يمكن أيضًا العثور على خيارات أخرى. في التكنولوجيا ، يمكنك أن ترى بشكل دوري التسمية القديمة أوم · مم 2 / م. للانتقال من هذا النظام إلى النظام الدولي ، لن تحتاج إلى استخدام الصيغ المعقدة ، لأن 1 أوم · مم 2 / م يساوي 10-6 أوم · م.

صيغة المقاومة الكهربائية هي كما يلي:

R = (ρ l) / S ، حيث:

R هي مقاومة الموصل ؛
Ρ - مقاومة المواد ؛
l طول الموصل ؛
S - المقطع العرضي للموصل.

اعتماد درجات الحرارة

المقاومة الكهربائية تعتمد على درجة الحرارة. لكن كل مجموعات المواد تعبر عن نفسها بطرق مختلفة عندما تتغير. يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند حساب الأسلاك التي ستعمل في ظروف معينة. على سبيل المثال ، في الشارع ، حيث تعتمد قيم درجة الحرارة على الموسم ، تكون المواد المطلوبة أقل عرضة للتغيرات في النطاق من -30 إلى +30 درجة مئوية. إذا كنت تخطط لاستخدامه في تقنية ستعمل في نفس الظروف ، فأنت بحاجة هنا أيضًا إلى تحسين الأسلاك لمعلمات محددة. يتم اختيار المادة دائمًا مع مراعاة العملية.

في الجدول الاسمي ، تؤخذ المقاومة الكهربائية عند درجة حرارة 0 درجة مئوية. ترجع الزيادة في مؤشرات هذه المعلمة عند تسخين المادة إلى حقيقة أن شدة حركة الذرات في المادة تبدأ في الزيادة. تنتشر ناقلات الشحنات الكهربائية بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات ، مما يؤدي إلى خلق عوائق في حركة الجسيمات. حجم التدفق الكهربائي يتناقص.

مع انخفاض درجة الحرارة ، تصبح ظروف مرور التيار أفضل. عند الوصول إلى درجة حرارة معينة ، والتي ستختلف لكل معدن ، تظهر الموصلية الفائقة ، حيث تصل الخاصية المدروسة إلى الصفر تقريبًا.

تصل الاختلافات في المعلمات أحيانًا إلى قيم كبيرة جدًا. يمكن استخدام تلك المواد ذات الأداء العالي كعوازل. إنها تساعد في حماية الأسلاك من الدوائر القصيرة والاتصال البشري غير المقصود. لا تنطبق بعض المواد بشكل عام على الهندسة الكهربائية إذا كانت لها قيمة عالية لهذه المعلمة. يمكن أن تتداخل الخصائص الأخرى مع هذا. على سبيل المثال ، لن يكون للموصلية الكهربائية المحددة للماء أهمية كبيرة لمنطقة معينة. فيما يلي قيم بعض المواد ذات القيم العالية.

مواد ذات مقاومة عالية	ρ (أوم م)
الباكليت	1016
البنزين	1015...1016
ورق	1015
ماء مقطرة	104
مياه البحر	0.3
الخشب الجاف	1012
الارض رطبة	102
زجاج الكوارتز	1016
الكيروسين	1011
رخام	108
البارافين	1015
زيت البارافين	1014
شبكي	1013
البوليسترين	1016
PVC	1013
بولي ايثيلين	1012
زيت السيليكون	1013
ميكا	1014
زجاج	1011
زيت المحولات	1010
بورسلين	1014
سليت	1014
إيبونيت	1016
العنبر	1018

تستخدم المواد ذات المعدلات المنخفضة بشكل أكثر نشاطًا في الهندسة الكهربائية. غالبًا ما تكون هذه معادن تعمل كموصلات. هناك أيضا اختلافات كثيرة في نفوسهم. لمعرفة المقاومة الكهربائية للنحاس أو المواد الأخرى ، يجدر النظر في الجدول المرجعي.

مواد ذات مقاومة منخفضة	ρ (أوم م)
الألومنيوم	2.7 · 10-8
التنغستن	5.5 · 10-8
الجرافيت	8.0 10-6
حديد	1.0 10-7
ذهب	2.2 · 10-8
إيريديوم	4.74 10-8
قسنطينة	5.0 10-7
فولاذ صلب	1.3 10-7
المغنيسيوم	4.4 · 10-8
المنجانين	4.3 10-7
نحاس	1.72 10-8
الموليبدينوم	5.4 10-8
نيكيل الفضي	3.3 10-7
نيكل	8.7 10-8
نيتشروم	1.12 10-6
تين	1.2 10-7
البلاتين	1.07 10-7
الزئبق	9.6 10-7
قيادة	2.08 10-7
فضة	1.6 10-8
الحديد الزهر الرمادي	1.0 10-6
فرش كاربون	4.0 10-5
الزنك	5.9 10-8
نيكل	0.4 10-6

المقاومة الكهربائية الحجمية المحددة

تميز هذه المعلمة القدرة على تمرير التيار عبر حجم المادة. للقياس ، من الضروري تطبيق جهد جهد من جوانب مختلفة من المادة ، حيث سيتم تضمين المنتج في الدائرة الكهربائية. يتم تزويده بالتيار المقنن. بعد المرور ، يتم قياس بيانات الإخراج.

استخدم في الهندسة الكهربائية

يستخدم تغيير المعلمة عند درجات حرارة مختلفة على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية. أبسط مثال على ذلك هو المصباح المتوهج الذي يستخدم خيوط نيتشروم. عند تسخينه ، يبدأ في التوهج. عندما يمر تيار من خلاله ، يبدأ في التسخين. مع زيادة التسخين ، تزداد المقاومة أيضًا. وفقًا لذلك ، فإن التيار الأولي المطلوب للحصول على الإضاءة محدود. يمكن لولب نيتشروم ، باستخدام نفس المبدأ ، أن يصبح منظمًا على أجهزة مختلفة.

كما تم استخدام المعادن الثمينة على نطاق واسع ، والتي لها خصائص مناسبة للهندسة الكهربائية. بالنسبة للدوائر الحرجة التي تتطلب الأداء ، يتم تحديد جهات الاتصال الفضية. لديهم تكلفة عالية ، ولكن بالنظر إلى كمية المواد الصغيرة نسبيًا ، فإن استخدامها له ما يبرره تمامًا. النحاس أقل شأنا من الفضة في الموصلية ، ولكن سعره في المتناول ، مما يجعله يستخدم في كثير من الأحيان في صناعة الأسلاك.

في الظروف التي يمكن فيها استخدام درجات حرارة منخفضة للغاية ، يتم استخدام الموصلات الفائقة. بالنسبة لدرجة حرارة الغرفة والاستخدام الخارجي ، فهي ليست مناسبة دائمًا ، لأنه مع ارتفاع درجة الحرارة ، ستبدأ موصليةها في الانخفاض ، وبالتالي ، في مثل هذه الظروف ، يظل الألمنيوم والنحاس والفضة في المقدمة.

في الممارسة العملية ، يتم أخذ العديد من المعلمات في الاعتبار وهذه المعلمة هي واحدة من أهمها. يتم تنفيذ جميع الحسابات في مرحلة التصميم ، حيث يتم استخدام المواد المرجعية.

كل مادة قادرة على توصيل التيار بدرجة مختلفة ، وتتأثر هذه القيمة بمقاومة المادة. تتم الإشارة إلى مقاومة النحاس والألمنيوم والفولاذ وأي عنصر آخر بحرف الأبجدية اليونانية ρ. لا تعتمد هذه القيمة على خصائص الموصل مثل الحجم والشكل والحالة الفيزيائية ، بينما تأخذ المقاومة الكهربائية العادية هذه المعلمات في الاعتبار. تُقاس المقاومة بالأوم مضروبة في mm² وتقسيمها بالمتر.

الفئات ووصفها

أي مادة قادرة على إظهار نوعين من المقاومة ، اعتمادًا على الكهرباء التي يتم توفيرها لها. يمكن أن يكون التيار متناوبًا أو ثابتًا ، مما يؤثر بشكل كبير على المعلمات التقنية للمادة. لذلك ، هناك مثل هذه المقاومة:

Omicheskoe. يتجلى تحت تأثير التيار المباشر. يميز الاحتكاك الناتج عن حركة الجسيمات المشحونة كهربائيًا في الموصل.
نشيط. يتم تحديده وفقًا لنفس المبدأ ، ولكنه تم إنشاؤه بالفعل تحت تأثير التيار المتردد.

في هذا الصدد ، هناك أيضًا تعريفان للقيمة المحددة. بالنسبة للتيار المباشر ، فهو يساوي المقاومة ، التي تمارسها وحدة طول مادة موصلة مع مساحة مقطعية ثابتة للوحدة. يؤثر المجال الكهربائي المحتمل على جميع الموصلات وكذلك أشباه الموصلات والمحاليل القادرة على توصيل الأيونات. تحدد هذه القيمة الخصائص الموصلة للمادة نفسها. لا يؤخذ شكل الموصل وأبعاده في الاعتبار ، لذلك يمكن تسميته أساسي في الهندسة الكهربائية وعلوم المواد.

في حالة مرور التيار المتردد ، يتم حساب القيمة المحددة مع مراعاة سمك المادة الموصلة. هنا ، لا يتأثر فقط الجهد ، ولكن أيضًا تيار الدوامة ، بالإضافة إلى ذلك ، يؤخذ في الاعتبار تواتر المجالات الكهربائية. تكون المقاومة من هذا النوع أكبر من مقاومة التيار الثابت ، حيث يتم أخذ القيمة الإيجابية لمقاومة مجال الدوامة في الاعتبار. أيضًا ، تعتمد هذه القيمة على شكل وحجم الموصل نفسه. هذه المعلمات هي التي تحدد طبيعة حركة دوامة الجسيمات المشحونة.

يسبب التيار المتردد بعض الظواهر الكهرومغناطيسية في الموصلات. إنها مهمة جدًا للأداء الكهربائي لمادة موصلة:

يتميز تأثير الجلد بضعف المجال الكهرومغناطيسي ، وكلما زاد اختراقه في وسط الموصل. تسمى هذه الظاهرة أيضًا بتأثير السطح.
يقلل تأثير القرب من كثافة التيار بسبب قرب الأسلاك المجاورة وتأثيرها.

هذه التأثيرات مهمة جدًا عند حساب سمك الموصل الأمثل ، لأنه عند استخدام سلك يكون نصف قطره أكبر من عمق تغلغل التيار في المادة ، ستظل بقية كتلته غير مستخدمة ، وبالتالي ، فإن هذا النهج سيكون غير فعال. وفقًا للحسابات التي تم إجراؤها ، سيكون القطر الفعال للمادة الموصلة في بعض الحالات على النحو التالي:

لتيار 50 هرتز - 2.8 مم ؛
400 هرتز - 1 مم ؛
40 كيلو هرتز - 0.1 ملم.

في ضوء ذلك ، بالنسبة للتيارات عالية التردد ، يتم استخدام استخدام الكابلات المسطحة متعددة النواة ، والتي تتكون من العديد من الأسلاك الرفيعة.

خصائص المعادن

توجد مؤشرات محددة للموصلات المعدنية في جداول خاصة. بناءً على هذه البيانات ، يمكن إجراء الحسابات الإضافية اللازمة. يمكن رؤية مثال على جدول المقاومة هذا في الصورة.

يوضح الجدول أن الفضة لديها أعلى موصلية - فهي موصل مثالي بين جميع المعادن والسبائك الموجودة. إذا قمت بحساب مقدار السلك المطلوب من هذه المادة للحصول على مقاومة 1 أوم ، فسيخرج 62.5 مترًا ، وستحتاج الأسلاك المصنوعة من الحديد بنفس القيمة إلى 7.7 متر.

مهما كانت الخصائص الرائعة التي قد تمتلكها الفضة ، فهي مادة باهظة الثمن للاستخدام الجماعي في شبكات الطاقة ، وبالتالي ، فقد وجد النحاس استخدامًا واسع النطاق في الحياة اليومية والصناعة. من حيث المؤشر المحدد فهو في المرتبة الثانية بعد الفضة ، ومن حيث الانتشار وسهولة الإنتاج فهو أفضل منه بكثير. يتمتع النحاس بمزايا أخرى جعلته أكثر الموصلات استخدامًا. وتشمل هذه:

للاستخدام في الهندسة الكهربائية ، يتم استخدام النحاس المكرر ، والذي ، بعد صهره من خام الكبريتيد ، يخضع لعمليات تحميص ونفخ ، ومن ثم يخضع بالضرورة لتنقية إلكتروليتية. بعد هذه المعالجة ، يمكنك الحصول على مادة عالية الجودة (الدرجات M1 و M0) ، والتي تحتوي على 0.1 إلى 0.05٪ من الشوائب. فارق بسيط مهم هو وجود الأكسجين بكميات صغيرة للغاية ، لأنه يؤثر سلبًا على الخصائص الميكانيكية للنحاس.

غالبًا ما يتم استبدال هذا المعدن بمواد أرخص - الألومنيوم والحديد ، بالإضافة إلى العديد من البرونز (سبائك مع السيليكون والبريليوم والمغنيسيوم والقصدير والكادميوم والكروم والفوسفور). تتمتع هذه التركيبات بقوة أعلى من النحاس النقي ، وإن كانت ذات موصلية أقل.

فوائد الألمنيوم

على الرغم من أن الألمنيوم يتمتع بمقاومة أكبر وأكثر هشاشة ، إلا أن استخدامه على نطاق واسع يرجع إلى حقيقة أنه ليس نادرًا مثل النحاس ، وبالتالي فهو أرخص. تبلغ المقاومة المقاومة للألمنيوم 0.028 ، كما أن كثافته المنخفضة تجعله أخف بمقدار 3.5 مرة من النحاس.

بالنسبة للأعمال الكهربائية ، يتم استخدام الألومنيوم النقي بدرجة A1 ، والتي لا تحتوي على أكثر من 0.5٪ شوائب. يتم استخدام AB00 عالي الجودة لتصنيع المكثفات الإلكتروليتية والأقطاب الكهربائية ورقائق الألومنيوم. محتوى الشوائب في هذا الألمنيوم لا يزيد عن 0.03٪. يوجد أيضًا معدن نقي AB0000، بما لا يزيد عن 0.004٪ إضافات. الشوائب نفسها مهمة أيضًا: يؤثر النيكل والسيليكون والزنك بشكل ضئيل على موصلية الألمنيوم ، كما أن محتوى النحاس والفضة والمغنيسيوم في هذا المعدن يعطي تأثيرًا ملموسًا. يقلل الثاليوم والمنغنيز من الموصلية أكثر.

للألمنيوم خصائص جيدة في مقاومة التآكل. عند ملامسته للهواء ، يتم تغطيته بطبقة رقيقة من الأكسيد ، مما يحميه من المزيد من الدمار. لتحسين الخصائص الميكانيكية ، يتم خلط المعدن بعناصر أخرى.

مؤشرات الحديد والصلب

تتميز المقاومة النوعية للحديد مقارنةً بالنحاس والألمنيوم بمعدلات عالية جدًا ، ومع ذلك ، نظرًا لتوافرها وقوتها ومقاومتها للتشوه ، تُستخدم المادة على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية.

على الرغم من أن الحديد والصلب ، اللذين تكون مقاومتهما أعلى ، لهما عيوب كبيرة ، فقد وجد مصنعو المواد الموصلة طرقًا للتعويض عنها. على وجه الخصوص ، يتم التغلب على مقاومة التآكل المنخفضة عن طريق طلاء الأسلاك الفولاذية بالزنك أو النحاس.

خصائص الصوديوم

يعد الصوديوم المعدني أيضًا واعدًا جدًا لصناعة الموصلات. من حيث المقاومة ، فهو يتجاوز النحاس بشكل كبير ، لكن كثافته تقل 9 مرات عن كثافته. وهذا يسمح باستخدام المواد في تصنيع الأسلاك فائقة الخفة.

الصوديوم المعدني ناعم للغاية وغير مستقر تمامًا لأي نوع من تأثيرات التشوه ، مما يجعل استخدامه مشكلة - يجب تغطية السلك المصنوع من هذا المعدن بغلاف قوي جدًا ومرونة منخفضة للغاية. يجب أن يكون الغلاف محكم الإغلاق ، لأن الصوديوم شديد التفاعل في أكثر الظروف حيادية. يتأكسد على الفور في الهواء ويظهر تفاعلًا عنيفًا مع الماء ، بما في ذلك الهواء المحتوي.

فائدة أخرى لاستخدام الصوديوم هو توافره. يمكن الحصول عليها في عملية التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم المنصهر ، والتي يوجد منها كمية غير محدودة في العالم. من الواضح أن معادن أخرى تخسر في هذا الصدد.

لحساب أداء موصل معين ، من الضروري تقسيم ناتج الرقم المحدد وطول السلك على مساحة المقطع العرضي. والنتيجة هي قيمة المقاومة بالأوم. على سبيل المثال ، لتحديد مقاومة 200 متر من الأسلاك الحديدية ذات المقطع العرضي الاسمي 5 مم² ، تحتاج إلى ضرب 0.13 في 200 وقسمة النتيجة على 5. الإجابة هي 5.2 أوم.

قواعد الحساب والميزات

تستخدم أجهزة القياس الدقيقة لقياس مقاومة الوسائط المعدنية. يتم إنتاجها اليوم في شكل رقمي ، لذا فإن القياسات التي يتم إجراؤها بمساعدتهم دقيقة. يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن المعادن تتمتع بمستوى عالٍ من التوصيل ولديها مقاومة منخفضة للغاية. على سبيل المثال ، الحد الأدنى للمتر هو 10 -7 أوم.

بمساعدة المقاييس الدقيقة ، يمكنك بسرعة تحديد مدى جودة الاتصال ومقاومة لفات المولدات والمحركات الكهربائية والمحولات ، وكذلك الحافلات الكهربائية. من الممكن حساب وجود شوائب من معدن آخر في السبيكة. على سبيل المثال ، تعرض قطعة التنجستن المطلية بالذهب نصف موصلية قطعة ذهبية بالكامل. بنفس الطريقة ، يمكنك تحديد العيوب الداخلية والتجاويف في الموصل.

صيغة المقاومة هي كما يلي: ρ = أوه مم 2 / م. بالكلمات ، يمكن وصفها بأنها مقاومة موصل يبلغ مترًا واحدًابمساحة مقطع عرضي تبلغ 1 مم². من المفترض أن تكون درجة الحرارة قياسية - 20 درجة مئوية.

تأثير درجة الحرارة على القياس

إن تسخين أو تبريد بعض الموصلات له تأثير كبير على أداء العدادات. على سبيل المثال ، يمكن الاستشهاد بالتجربة التالية: من الضروري توصيل سلك ملفوف حلزونيًا بالبطارية وتوصيل مقياس التيار الكهربائي بالدائرة.

كلما زادت سخونة الموصل ، قلت قراءات الجهاز. قوة التيار تتناسب عكسيا مع المقاومة. لذلك ، يمكن الاستنتاج أنه نتيجة للتسخين ، تنخفض موصلية المعدن. إلى حد أكبر أو أقل ، تتصرف جميع المعادن بهذه الطريقة ، ومع ذلك ، لا يوجد أي تغيير عمليًا في الموصلية في بعض السبائك.

من الجدير بالذكر أن الموصلات السائلة وبعض غير المعادن الصلبة تميل إلى تقليل مقاومتها مع زيادة درجة الحرارة. لكن العلماء حولوا قدرة المعادن هذه لصالحهم. بمعرفة معامل درجة الحرارة للمقاومة (α) عند تسخين بعض المواد ، يمكن تحديد درجة الحرارة الخارجية. على سبيل المثال ، يتم وضع سلك بلاتيني على إطار من الميكا في فرن ويتم قياس المقاومة. اعتمادًا على مقدار التغيير ، يتم التوصل إلى استنتاج حول درجة الحرارة في الفرن. يسمى هذا التصميم مقياس حرارة المقاومة.

إذا كانت في درجة الحرارة ر 0 مقاومة موصل هي ص 0 ، وفي درجة حرارة ريساوي RT، ثم معامل درجة الحرارة للمقاومة

لا يمكن حساب هذه الصيغة إلا في نطاق درجة حرارة معينة (حتى حوالي 200 درجة مئوية).

لذلك ، من المهم معرفة معلمات جميع العناصر والمواد المستخدمة. وليست كهربائية فحسب ، بل ميكانيكية أيضًا. وأن يكون لديك تحت تصرفك بعض المواد المرجعية الملائمة التي تسمح لك بمقارنة خصائص المواد المختلفة واختيار التصميم والعمل بالضبط ما سيكون الأمثل في موقف معين.
في خطوط نقل الطاقة ، حيث يتم تعيين المهمة بالطريقة الأكثر إنتاجية ، أي بكفاءة عالية ، لتوفير الطاقة للمستهلك ، يتم أخذ كل من اقتصاد الخسائر وآليات الخطوط نفسها في الاعتبار. تعتمد الكفاءة الاقتصادية النهائية للخط على الميكانيكا - أي الجهاز وموقع الموصلات والعوازل والدعامات ومحولات الصعود / التنحي ووزن وقوة جميع الهياكل ، بما في ذلك الأسلاك الممتدة لفترة طويلة المسافات والمواد المختارة لكل عنصر إنشائي وعمله وتكاليف تشغيله. بالإضافة إلى ذلك ، في الخطوط التي تنقل الكهرباء ، هناك متطلبات أعلى لضمان سلامة كل من الخطوط نفسها وكل شيء حولها حيث تمر. وهذا يضيف تكاليف لكل من توفير الأسلاك الكهربائية وهامش أمان إضافي لجميع الهياكل.

أنواع المقاومة

منذ حدوث المقاومة:

نشط - أو أومي ، مقاوم - ناتج عن استهلاك الكهرباء لتسخين موصل (معدن) عند مرور تيار كهربائي خلاله ، و
تفاعلي - سعوي أو استقرائي - والذي يأتي من الخسائر الحتمية بسبب إنشاء جميع أنواع التغييرات في التيار الذي يمر عبر موصل المجالات الكهربائية ، ثم تكون مقاومة الموصل من نوعين:

مقاومة كهربائية محددة للتيار المباشر (لها طابع مقاوم) و
مقاومة كهربائية محددة للتيار المتردد (لها طابع رد الفعل).

تُقاس مقاومة الموصلات بأدوات حساسة ودقيقة للغاية ، حيث يتم اختيار المعادن ذات المقاومة الأقل للأسلاك - بترتيب أوم * 10-6 لكل متر طول ومربع. مم. الجزء. لقياس المقاومة المحددة للعزل ، هناك حاجة إلى أجهزة ، على العكس من ذلك ، لها نطاقات من قيم المقاومة الكبيرة جدًا - عادةً ميغا أوم. من الواضح أن الموصلات يجب أن تعمل بشكل جيد ، ويجب عزل العوازل جيدًا.

طاولة

جدول المقاومة للموصلات (المعادن والسبائك)
مادة موصل	التركيب (للسبائك)	المقاومة النوعية ρ أوم × مم 2 / م
مادة موصل	التركيب (للسبائك)



	النحاس والزنك والقصدير والنيكل والرصاص والمنغنيز والحديد ، إلخ.
الألومنيوم


التنغستن

الموليبدينوم

	النحاس والقصدير والألمنيوم والسيليكون والبريليوم والرصاص وما إلى ذلك (باستثناء الزنك)

	الحديد والكربون


	النحاس والنيكل والزنك
المنجانين	النحاس والنيكل والمنغنيز
قسنطينة	النحاس والنيكل والألمنيوم


	النيكل والكروم والحديد والمنغنيز


	الحديد والكروم والألمنيوم والسيليكون والمنغنيز

الحديد كموصل في الهندسة الكهربائية

أين ر- مقاومة، ρ - مقاومة المعدن من الطاولة ، س- مساحة المقطع العرضي، إل- الطول.

باستبدال القيم الأولية ، نحصل على مقاومة قطعة متر من سلك الألومنيوم بالأوم.

بعد ذلك نحل صيغة S.

سنقوم باستبدال القيم من الجدول والحصول على مناطق المقطع العرضي للمعادن المختلفة.

نظرًا لأن المقاومة في الجدول تقاس على سلك طوله 1 متر ، بالميكرو أوم لكل مقطع 1 مم 2 ، فقد حصلنا عليها في ميكرو أوم. للحصول عليه بالأوم ، اضرب القيمة في 10 -6. لكن الرقم أوم الذي يحتوي على 6 أصفار بعد الفاصلة العشرية ليس ضروريًا على الإطلاق بالنسبة لنا ، حيث لا تزال النتيجة النهائية موجودة بالمليمتر 2.

كما ترون ، مقاومة الحديد كبيرة جدًا ، السلك سميك.

لكن هناك مواد تحتوي على المزيد منها ، على سبيل المثال ، النيكل أو الكستانتان.

ينشأ التيار الكهربي نتيجة إغلاق دائرة بفرق جهد عند الأطراف. تعمل قوى المجال على الإلكترونات الحرة وتتحرك على طول الموصل. خلال هذه الرحلة ، تلتقي الإلكترونات بالذرات وتنقل إليها جزءًا من طاقتها المتراكمة. نتيجة لذلك ، تنخفض سرعتهم. ولكن بسبب تأثير المجال الكهربائي ، فإنه يكتسب زخمًا مرة أخرى. وهكذا ، تتعرض الإلكترونات باستمرار للمقاومة ، وهذا هو سبب ارتفاع درجة حرارة التيار الكهربائي.

إن خاصية المادة ، لتحويل الكهرباء إلى حرارة أثناء عمل التيار ، هي المقاومة الكهربائية ويُشار إليها بالرمز R ، ووحدة القياس الخاصة بها هي أوم. يعتمد مقدار المقاومة بشكل أساسي على قدرة المواد المختلفة على إجراء التيار.
لأول مرة ، أعلن الباحث الألماني ج. أوم عن المقاومة.

من أجل معرفة اعتماد القوة الحالية على المقاومة ، أجرى الفيزيائي الشهير العديد من التجارب. بالنسبة للتجارب ، استخدم موصلات مختلفة وتلقى مؤشرات مختلفة.
أول شيء حدده G.Ohm هو أن المقاومة تعتمد على طول الموصل. أي ، إذا زاد طول الموصل ، زادت المقاومة أيضًا. نتيجة لذلك ، تم تحديد هذه العلاقة لتكون متناسبة بشكل مباشر.

العلاقة الثانية هي منطقة المقطع العرضي. يمكن تحديده بواسطة مقطع عرضي للموصل. مساحة الشكل التي تشكلت على القطع هي منطقة المقطع العرضي. هنا العلاقة متناسبة عكسيا. أي أنه كلما زادت مساحة المقطع العرضي ، كلما انخفضت مقاومة الموصل.

والكمية الثالثة المهمة التي تعتمد عليها المقاومة هي المادة. نتيجة لحقيقة أن أوم استخدم مواد مختلفة في تجاربه ، اكتشف خصائص مختلفة للمقاومة. تم تلخيص كل هذه التجارب والمؤشرات في جدول يمكنك من خلاله رؤية القيم المختلفة لمقاومة المواد المختلفة.

من المعروف أن أفضل الموصلات هي المعادن. أي المعادن هي أفضل الموصلات؟ يوضح الجدول أن النحاس والفضة لديهما أقل مقاومة. يستخدم النحاس في كثير من الأحيان بسبب انخفاض تكلفته ، وتستخدم الفضة في أهم الأجهزة وأكثرها أهمية.

المواد ذات المقاومة العالية في الجدول لا توصل التيار الكهربائي جيدًا ، مما يعني أنها يمكن أن تكون مواد عازلة ممتازة. المواد التي تمتلك هذه الخاصية إلى حد كبير هي البورسلين والإبونيت.

بشكل عام ، تعتبر المقاومة الكهربائية عاملاً مهمًا للغاية ، لأنه بعد تحديد مؤشرها ، يمكننا معرفة المادة التي يصنعها الموصل. للقيام بذلك ، تحتاج إلى قياس مساحة المقطع العرضي ، ومعرفة قوة التيار باستخدام مقياس الفولتميتر ومقياس التيار الكهربائي ، وقياس الجهد. وهكذا ، نكتشف قيمة المقاومة ، وباستخدام الجدول ، يمكننا بسهولة الانتقال إلى الجوهر. اتضح أن المقاومة هي نوع من مادة بصمات الأصابع. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر المقاومة مهمة عند التخطيط للدوائر الكهربائية الطويلة: نحتاج إلى معرفة هذا المؤشر من أجل الحفاظ على التوازن بين الطول والمساحة.

هناك معادلة تحدد أن المقاومة هي 1 أوم ، إذا كان الجهد 1V ، فإن قوتها الحالية هي 1A. أي أن مقاومة وحدة المساحة وطول الوحدة المصنوعة من مادة معينة هي المقاومة.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن مؤشر المقاومة يعتمد بشكل مباشر على تواتر المادة. هذا هو ما إذا كان لديه شوائب. وهذا يعني أن إضافة واحد بالمائة فقط من المنجنيز يزيد من مقاومة المادة الموصلة نفسها - النحاس ، ثلاث مرات.

يوضح هذا الجدول قيمة المقاومة الكهربائية لبعض المواد.

مواد عالية التوصيل

نحاس
كما قلنا ، غالبًا ما يستخدم النحاس كموصل. هذا ليس فقط بسبب المقاومة المنخفضة. يتمتع النحاس بمزايا مثل القوة العالية ومقاومة التآكل وسهولة الاستخدام والتشغيل الآلي الجيد. درجات النحاس الجيدة هي M0 و M1. كمية الشوائب فيها لا تزيد عن 0.1٪.

تدفع التكلفة العالية للمعادن وندرته السائدة في السنوات الأخيرة المصنّعين إلى استخدام الألمنيوم كموصل. أيضا ، يتم استخدام سبائك النحاس مع معادن مختلفة.
الألومنيوم
هذا المعدن أخف بكثير من النحاس ، لكن الألمنيوم يتمتع بقدرة حرارة عالية ونقطة انصهار. في هذا الصدد ، من أجل الوصول إلى الحالة المنصهرة ، هناك حاجة إلى طاقة أكثر من النحاس. ومع ذلك ، يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار حقيقة نقص النحاس.
في إنتاج المنتجات الكهربائية ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام الألومنيوم من الدرجة A1. لا يحتوي على أكثر من 0.5٪ شوائب. والمعدن ذو التردد الأعلى هو AB0000 من الألومنيوم.
حديد
إن رخص الحديد وتوافره طغت عليه مقاومته العالية. بالإضافة إلى أنها تتآكل بسرعة. لهذا السبب ، غالبًا ما تكون الموصلات الفولاذية مطلية بالزنك. يتم استخدام ما يسمى ثنائية المعدن على نطاق واسع - فهي عبارة عن فولاذ مغطى بالنحاس للحماية.
صوديوم
الصوديوم مادة واعدة بأسعار معقولة أيضًا ، لكن مقاومتها تقارب ثلاثة أضعاف مقاومة النحاس. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الصوديوم المعدني على نشاط كيميائي عالٍ ، والذي يلزم بتغطية مثل هذا الموصل بحماية محكمة. يجب أن يحمي أيضًا الموصل من التلف الميكانيكي ، لأن الصوديوم مادة ناعمة جدًا وهشة إلى حد ما.

الموصلية الفائقة
يوضح الجدول أدناه المقاومة المحددة للمواد عند درجة حرارة 20 درجة. إن إشارة درجة الحرارة ليست عرضية ، لأن المقاومة تعتمد بشكل مباشر على هذا المؤشر. هذا يرجع إلى حقيقة أنه عند تسخينها ، تزداد سرعة الذرات أيضًا ، مما يعني أن احتمالية اجتماعها مع الإلكترونات ستزداد أيضًا.

أتساءل ماذا يحدث للمقاومة تحت ظروف التبريد. لاحظ ج. كامرلينج أونز سلوك الذرات في درجات حرارة منخفضة جدًا لأول مرة في عام 1911. قام بتبريد سلك الزئبق إلى 4K ووجد مقاومته تنخفض إلى الصفر. إن التغير في مؤشر المقاومة لبعض السبائك والمعادن عند درجات حرارة منخفضة يسمى الفيزيائي الموصلية الفائقة.

تنتقل الموصلات الفائقة إلى حالة الموصلية الفائقة عند التبريد ، وفي الوقت نفسه ، لا تتغير خصائصها البصرية والهيكلية. الاكتشاف الرئيسي هو أن الخصائص الكهربائية والمغناطيسية للمعادن في حالة الموصلية الفائقة تختلف اختلافًا كبيرًا عن خصائصها في الحالة العادية ، وكذلك عن خصائص المعادن الأخرى التي لا يمكن أن تنتقل إلى هذه الحالة مع انخفاض درجة الحرارة.
يتم استخدام الموصلات الفائقة بشكل أساسي في الحصول على مجال مغناطيسي فائق القوة ، تصل قوته إلى 107 أمبير / م. كما يجري تطوير أنظمة خطوط الكهرباء فائقة التوصيل.

مواد مماثلة.

نوصي أيضا

تحميل ...

الصفحة الرئيسية > زهور

المقاومة الكهربائية المحددة للموصل. ما هي مقاومة الموصل