ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะของตัวนำ ความต้านทานของตัวนำคืออะไร

เมื่อปิดวงจรไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นที่ขั้วซึ่งมีความต่างศักย์ไฟฟ้า อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ไปตามตัวนำภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ในการเคลื่อนที่ อิเล็กตรอนจะชนกับอะตอมของตัวนำและให้พลังงานจลน์แก่พวกมัน ความเร็วของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง: เมื่ออิเล็กตรอนชนกับอะตอม โมเลกุล และอิเล็กตรอนอื่นๆ มันจะลดลง จากนั้นภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า มันจะเพิ่มขึ้นและลดลงอีกครั้งในระหว่างการชนครั้งใหม่ เป็นผลให้มีการสร้างการไหลของอิเล็กตรอนสม่ำเสมอในตัวนำด้วยความเร็วหลายเศษส่วนของเซนติเมตรต่อวินาที ดังนั้นอิเล็กตรอนที่ผ่านตัวนำจะพบกับความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของพวกมันจากด้านข้างเสมอ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำ ตัวนำไฟฟ้าจะร้อนขึ้น

ความต้านทานไฟฟ้า

ความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำซึ่งแสดงด้วยตัวอักษรละติน รเป็นสมบัติของวัตถุหรือตัวกลางในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ในแผนภาพแสดงความต้านทานไฟฟ้าดังแสดงในรูปที่ 1 ก.

เรียกว่าความต้านทานไฟฟ้าแบบแปรผันซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนกระแสในวงจร ลิโน่. ในแผนภาพ ลิโน่ถูกกำหนดไว้ดังแสดงในรูปที่ 1 ข. โดยทั่วไป ลิโน่ทำจากลวดที่มีความต้านทานอย่างใดอย่างหนึ่งพันบนฐานฉนวน ตัวเลื่อนหรือคันโยกลิโน่ถูกวางไว้ในตำแหน่งที่แน่นอนซึ่งเป็นผลมาจากการที่มีการนำความต้านทานที่ต้องการเข้าไปในวงจร

ตัวนำยาวที่มีหน้าตัดเล็กจะสร้างความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าได้มาก ตัวนำขนาดสั้นที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่มีความต้านทานกระแสไฟเพียงเล็กน้อย

หากคุณนำตัวนำสองตัวมาจากวัสดุต่างกัน แต่มีความยาวและหน้าตัดเท่ากัน ตัวนำก็จะนำกระแสต่างกัน นี่แสดงให้เห็นว่าความต้านทานของตัวนำขึ้นอยู่กับวัสดุของตัวนำนั้นเอง

อุณหภูมิของตัวนำยังส่งผลต่อความต้านทานด้วย เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความต้านทานของโลหะจะเพิ่มขึ้น และความต้านทานของของเหลวและถ่านหินจะลดลง มีเพียงโลหะผสมชนิดพิเศษบางชนิดเท่านั้น (แมงกานิน, คอนสแตนตัน, นิกเกิลและอื่น ๆ ) แทบจะไม่เปลี่ยนความต้านทานเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ดังนั้นเราจะเห็นว่าความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำขึ้นอยู่กับ: 1) ความยาวของตัวนำ 2) หน้าตัดของตัวนำ 3) วัสดุของตัวนำ 4) อุณหภูมิของตัวนำ

หน่วยต้านทานคือหนึ่งโอห์ม Om มักแสดงด้วยอักษรกรีกตัวพิมพ์ใหญ่ Ω (โอเมก้า) ดังนั้น แทนที่จะเขียนว่า "ความต้านทานของตัวนำคือ 15 โอห์ม" คุณก็สามารถเขียนได้ว่า: ร= 15 โอห์ม
1,000 โอห์ม เรียกว่า 1 กิโลโอห์ม(1kOhm หรือ 1kΩ)
1,000,000 โอห์ม เรียกว่า 1 เมกะโอห์ม(1mOhm หรือ 1MΩ)

เมื่อเปรียบเทียบความต้านทานของตัวนำจากวัสดุต่าง ๆ สำหรับแต่ละตัวอย่างจำเป็นต้องใช้ความยาวและหน้าตัดที่แน่นอน จากนั้นเราจะสามารถตัดสินได้ว่าวัสดุใดนำกระแสไฟฟ้าได้ดีกว่าหรือแย่กว่านั้น

วิดีโอ 1. ความต้านทานของตัวนำ

ความต้านทานไฟฟ้า

เรียกว่าความต้านทานเป็นโอห์มของตัวนำยาว 1 ม. โดยมีหน้าตัด 1 มม. ² ความต้านทานและเขียนแทนด้วยอักษรกรีก ρ (โร)

ตารางที่ 1 แสดงความต้านทานของตัวนำบางตัว

ตารางที่ 1

ความต้านทานของตัวนำชนิดต่างๆ

ตารางแสดงให้เห็นว่าลวดเหล็กที่มีความยาว 1 ม. และหน้าตัด 1 มม. ² มีความต้านทาน 0.13 โอห์ม เพื่อให้ได้ความต้านทาน 1 โอห์ม คุณต้องใช้สายดังกล่าวยาว 7.7 ม. เงินมีความต้านทานต่ำที่สุด สามารถรับความต้านทานได้ 1 โอห์มโดยใช้ลวดเงิน 62.5 ม. ที่มีหน้าตัดขนาด 1 มม. ² เงินเป็นตัวนำที่ดีที่สุด แต่ราคาของเงินไม่รวมถึงความเป็นไปได้ในการใช้งานจำนวนมาก หลังจากเงินในตารางจะมีทองแดง: ลวดทองแดง 1 ม. ที่มีหน้าตัด 1 มม. ² มีความต้านทาน 0.0175 โอห์ม ในการรับความต้านทาน 1 โอห์มคุณต้องใช้สายไฟดังกล่าวยาว 57 ม.

ทองแดงบริสุทธิ์ทางเคมีที่ได้จากการกลั่น พบว่ามีการใช้อย่างแพร่หลายในวิศวกรรมไฟฟ้าสำหรับการผลิตสายไฟ สายเคเบิ้ล ขดลวดของเครื่องจักรและอุปกรณ์ไฟฟ้า อลูมิเนียมและเหล็กยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นตัวนำ

ความต้านทานของตัวนำสามารถกำหนดได้จากสูตร:

ที่ไหน ร- ความต้านทานของตัวนำเป็นโอห์ม ρ – ความต้านทานจำเพาะของตัวนำ ล- ความยาวตัวนำเป็น m; ส– หน้าตัดของตัวนำในหน่วย mm²

ตัวอย่างที่ 1กำหนดความต้านทานของลวดเหล็ก 200 ม. ด้วยหน้าตัด 5 มม. ²

ตัวอย่างที่ 2คำนวณความต้านทานของลวดอลูมิเนียม 2 กม. ด้วยหน้าตัด 2.5 มม. ²

จากสูตรความต้านทาน คุณสามารถกำหนดความยาว ความต้านทาน และหน้าตัดของตัวนำได้อย่างง่ายดาย

ตัวอย่างที่ 3สำหรับเครื่องรับวิทยุ จำเป็นต้องหมุนความต้านทาน 30 โอห์มจากลวดนิกเกิลที่มีหน้าตัด 0.21 มม. ² กำหนดความยาวของสายไฟที่ต้องการ

ตัวอย่างที่ 4กำหนดหน้าตัดของลวดนิกโครมยาว 20 ม. หากความต้านทานอยู่ที่ 25 โอห์ม

ตัวอย่างที่ 5ลวดที่มีหน้าตัด 0.5 มม. ² และความยาว 40 ม. มีความต้านทาน 16 โอห์ม กำหนดวัสดุลวด

วัสดุของตัวนำมีลักษณะความต้านทาน

จากตารางค่าความต้านทาน เราพบว่าตะกั่วมีความต้านทานตามนี้

กล่าวไว้ข้างต้นว่าความต้านทานของตัวนำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เรามาทำการทดลองต่อไปนี้กัน พันลวดโลหะบาง ๆ หลายเมตรเป็นรูปเกลียวแล้วเชื่อมต่อเกลียวนี้กับวงจรแบตเตอรี่ ในการวัดกระแสเราเชื่อมต่อแอมป์มิเตอร์เข้ากับวงจร เมื่อคอยล์ร้อนในเปลวไฟของหัวเผา คุณจะสังเกตเห็นว่าค่าที่อ่านได้ของแอมมิเตอร์จะลดลง นี่แสดงให้เห็นว่าความต้านทานของลวดโลหะเพิ่มขึ้นเมื่อได้รับความร้อน

สำหรับโลหะบางชนิด เมื่อถูกความร้อน 100° ความต้านทานจะเพิ่มขึ้น 40–50% มีโลหะผสมที่เปลี่ยนความต้านทานเล็กน้อยเมื่อได้รับความร้อน โลหะผสมพิเศษบางชนิดแทบไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ความต้านทานของตัวนำโลหะจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์ (ตัวนำของเหลว) ถ่านหินและของแข็งบางชนิดลดลง

ความสามารถของโลหะในการเปลี่ยนความต้านทานเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเทอร์โมมิเตอร์ต้านทาน เทอร์โมมิเตอร์นี้เป็นลวดแพลตตินัมพันบนกรอบไมกา เช่น การวางเทอร์โมมิเตอร์ในเตาเผาและวัดความต้านทานของลวดแพลตตินัมก่อนและหลังการให้ความร้อน จึงสามารถกำหนดอุณหภูมิในเตาเผาได้

การเปลี่ยนแปลงความต้านทานของตัวนำเมื่อถูกให้ความร้อนต่อความต้านทานเริ่มต้น 1 โอห์ม และต่ออุณหภูมิ 1° เรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานและเขียนแทนด้วยตัวอักษร α

ถ้าที่อุณหภูมิ ที 0 ความต้านทานของตัวนำคือ ร 0 และที่อุณหภูมิ ทีเท่ากับ รตแล้วค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน

บันทึก.การคำนวณโดยใช้สูตรนี้สามารถทำได้ในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น (สูงถึงประมาณ 200°C)

เรานำเสนอค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน α สำหรับโลหะบางชนิด (ตารางที่ 2)

ตารางที่ 2

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิสำหรับโลหะบางชนิด

จากสูตรค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานที่เรากำหนด รต:

รต = ร 0 .

ตัวอย่างที่ 6หาความต้านทานของลวดเหล็กที่ให้ความร้อนถึง 200°C ถ้าความต้านทานที่ 0°C คือ 100 โอห์ม

รต = ร 0 = 100 (1 + 0.0066 × 200) = 232 โอห์ม

ตัวอย่างที่ 7เทอร์โมมิเตอร์วัดความต้านทานที่ทำจากลวดแพลทินัมมีความต้านทาน 20 โอห์มในห้องที่อุณหภูมิ 15°C วางเทอร์โมมิเตอร์ไว้ในเตาอบและหลังจากนั้นไม่นานก็วัดความต้านทานได้ ปรากฎว่ามีค่าเท่ากับ 29.6 โอห์ม กำหนดอุณหภูมิในเตาอบ

การนำไฟฟ้า

จนถึงตอนนี้เราได้ถือว่าความต้านทานของตัวนำเป็นอุปสรรคที่ตัวนำจ่ายให้กับกระแสไฟฟ้า แต่ถึงกระนั้นกระแสก็ไหลผ่านตัวนำ ดังนั้นนอกเหนือจากความต้านทาน (สิ่งกีดขวาง) แล้วตัวนำยังมีความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าซึ่งก็คือการนำไฟฟ้าอีกด้วย

ยิ่งตัวนำมีความต้านทานมากเท่าใด ค่าการนำไฟฟ้าก็จะน้อยลงเท่านั้น นำกระแสไฟฟ้าได้แย่ลง และในทางกลับกัน ยิ่งความต้านทานของตัวนำยิ่งต่ำ ค่าการนำไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น กระแสไฟฟ้าจะผ่านตัวนำได้ง่ายขึ้นเท่านั้น ดังนั้นความต้านทานและการนำไฟฟ้าของตัวนำจึงเป็นปริมาณซึ่งกันและกัน

จากคณิตศาสตร์เป็นที่ทราบกันว่าค่าผกผันของ 5 คือ 1/5 และในทางกลับกัน ค่าผกผันของ 1/7 คือ 7 ดังนั้นหากความต้านทานของตัวนำแสดงด้วยตัวอักษร รจากนั้นค่าการนำไฟฟ้าถูกกำหนดเป็น 1/ ร. โดยทั่วไปการนำไฟฟ้าจะแสดงด้วยตัวอักษร g

ค่าการนำไฟฟ้าวัดเป็น (1/โอห์ม) หรือเป็นซีเมนส์

ตัวอย่างที่ 8ความต้านทานของตัวนำคือ 20 โอห์ม กำหนดค่าการนำไฟฟ้า

ถ้า ร= 20 โอห์ม แล้ว

ตัวอย่างที่ 9ค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำคือ 0.1 (1/โอห์ม) กำหนดความต้านทานของมัน

ถ้า g = 0.1 (1/โอห์ม) แล้ว ร= 1 / 0.1 = 10 (โอห์ม)

ความต้านทานของตัวนำยอดนิยม (โลหะและโลหะผสม) ความต้านทานของเหล็ก

ความต้านทานของเหล็ก อลูมิเนียม และตัวนำอื่นๆ

การส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลต้องระมัดระวังเพื่อลดการสูญเสียที่เกิดจากการเอาชนะความต้านทานของตัวนำที่ประกอบเป็นสายไฟฟ้าให้เหลือน้อยที่สุด แน่นอนว่านี่ไม่ได้หมายความว่าการสูญเสียดังกล่าวซึ่งเกิดขึ้นโดยเฉพาะในวงจรและอุปกรณ์ของผู้บริโภคจะไม่มีบทบาท

ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องทราบพารามิเตอร์ขององค์ประกอบและวัสดุทั้งหมดที่ใช้ และไม่เพียงแต่ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเครื่องกลด้วย และมีวัสดุอ้างอิงที่สะดวกเพื่อให้คุณเปรียบเทียบลักษณะของวัสดุที่แตกต่างกันและเลือกการออกแบบและการใช้งานได้อย่างแม่นยำว่าอะไรจะดีที่สุดในสถานการณ์เฉพาะ ในสายส่งพลังงาน ซึ่งงานถูกกำหนดให้มีประสิทธิผลมากที่สุด นั่นคือมีประสิทธิภาพสูงในการนำพลังงานมาสู่ผู้บริโภคโดยคำนึงถึงความประหยัดของการสูญเสียและกลไกของสายการผลิตด้วย ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจขั้นสุดท้ายของสายการผลิตขึ้นอยู่กับกลไก กล่าวคือ อุปกรณ์และการจัดเรียงตัวนำ ฉนวน ตัวรองรับ หม้อแปลงแบบสเต็ปอัพ/สเต็ปดาวน์ น้ำหนักและความแข็งแรงของโครงสร้างทั้งหมด รวมถึงสายไฟที่ทอดยาวในระยะทางไกล ตลอดจนวัสดุที่เลือกใช้สำหรับองค์ประกอบโครงสร้างแต่ละส่วน งานและต้นทุนการดำเนินงาน นอกจากนี้ ในสายส่งไฟฟ้า มีข้อกำหนดที่สูงกว่าในการรับรองความปลอดภัยของทั้งสายส่งและทุกสิ่งรอบตัวที่ผ่าน และนี่เป็นการเพิ่มต้นทุนทั้งสำหรับการเดินสายไฟฟ้าและเพื่อความปลอดภัยเพิ่มเติมของโครงสร้างทั้งหมด

สำหรับการเปรียบเทียบ ข้อมูลมักจะถูกลดขนาดให้อยู่ในรูปแบบเดียวที่เทียบเคียงได้ บ่อยครั้งที่มีการเพิ่มฉายา "เฉพาะ" ให้กับคุณลักษณะดังกล่าวและค่าต่างๆ จะถูกพิจารณาตามมาตรฐานบางอย่างที่รวมเป็นหนึ่งเดียวกันโดยพารามิเตอร์ทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น ความต้านทานไฟฟ้าคือความต้านทาน (โอห์ม) ของตัวนำที่ทำจากโลหะบางชนิด (ทองแดง อลูมิเนียม เหล็ก ทังสเตน ทอง) โดยมีหน่วยความยาวและหน่วยภาคตัดขวางในระบบหน่วยวัดที่ใช้ (ปกติคือ SI ). นอกจากนี้ยังระบุอุณหภูมิเนื่องจากเมื่อถูกความร้อนความต้านทานของตัวนำอาจมีพฤติกรรมแตกต่างออกไป สภาพการทำงานโดยเฉลี่ยปกติถือเป็นพื้นฐาน - ที่ 20 องศาเซลเซียส และในกรณีที่คุณสมบัติมีความสำคัญเมื่อเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์สภาพแวดล้อม (อุณหภูมิ ความดัน) จะมีการนำค่าสัมประสิทธิ์มาใช้ และจะรวบรวมตารางและกราฟการพึ่งพาเพิ่มเติม

ประเภทของความต้านทาน

เนื่องจากการต่อต้านเกิดขึ้น:

แอคทีฟ - หรือโอห์มมิก, ตัวต้านทาน - เป็นผลมาจากค่าใช้จ่ายไฟฟ้าในการทำความร้อนตัวนำ (โลหะ) เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและ
ปฏิกิริยา - ตัวเก็บประจุหรืออุปนัย - ซึ่งเกิดขึ้นจากการสูญเสียที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากการสร้างการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในกระแสที่ไหลผ่านตัวนำของสนามไฟฟ้าจากนั้นความต้านทานของตัวนำจะมีสองแบบ:

ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะต่อกระแสตรง (มีลักษณะต้านทาน) และ
ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะต่อไฟฟ้ากระแสสลับ (มีลักษณะเป็นปฏิกิริยา)

ที่นี่ ความต้านทานประเภท 2 เป็นค่าที่ซับซ้อน ประกอบด้วยส่วนประกอบ TC สองส่วน - แอคทีฟและรีแอกทีฟ เนื่องจากความต้านทานของตัวต้านทานจะมีอยู่เสมอเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านโดยไม่คำนึงถึงลักษณะของมัน และความต้านทานของปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเฉพาะกับการเปลี่ยนแปลงของกระแสในวงจรเท่านั้น ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง รีแอกแทนซ์จะเกิดขึ้นเฉพาะในระหว่างกระบวนการชั่วคราวที่เกี่ยวข้องกับการเปิดกระแส (การเปลี่ยนแปลงกระแสจาก 0 เป็นค่าระบุ) หรือการปิด (ความแตกต่างจากค่าเล็กน้อยเป็น 0) และมักจะนำมาพิจารณาเฉพาะเมื่อออกแบบการป้องกันการโอเวอร์โหลดเท่านั้น

ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับรีแอกแตนซ์มีความหลากหลายมากกว่ามาก พวกเขาไม่เพียงขึ้นอยู่กับกระแสที่เกิดขึ้นจริงผ่านหน้าตัดบางส่วนเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับรูปร่างของตัวนำด้วยและการพึ่งพาไม่เป็นเส้นตรง

ความจริงก็คือว่ากระแสสลับทำให้เกิดสนามไฟฟ้าทั้งรอบตัวนำที่มันไหลผ่านและในตัวนำนั้นเอง และจากสนามนี้กระแสน้ำวนเกิดขึ้นซึ่งให้ผลของการ "ดัน" การเคลื่อนที่หลักที่แท้จริงของประจุจากส่วนลึกของหน้าตัดทั้งหมดของตัวนำไปจนถึงพื้นผิวซึ่งเรียกว่า "เอฟเฟกต์ผิวหนัง" (จาก ผิว-ผิว) ปรากฎว่ากระแสน้ำวนดูเหมือนจะ "ขโมย" หน้าตัดของมันจากตัวนำ กระแสไหลในชั้นบางชั้นใกล้กับพื้นผิว ความหนาที่เหลือของตัวนำยังคงไม่ได้ใช้ ไม่ลดความต้านทาน และไม่มีจุดใดที่จะเพิ่มความหนาของตัวนำ โดยเฉพาะที่ความถี่สูง ดังนั้นสำหรับกระแสสลับ ความต้านทานจึงถูกวัดในส่วนของตัวนำดังกล่าว โดยที่ทั้งส่วนของตัวนำนั้นถือว่าอยู่ใกล้พื้นผิว ลวดดังกล่าวเรียกว่าเส้นบางซึ่งมีความหนาเท่ากับสองเท่าของความลึกของชั้นพื้นผิวนี้โดยที่กระแสน้ำวนจะเข้ามาแทนที่กระแสหลักที่มีประโยชน์ที่ไหลในตัวนำ

แน่นอนว่าการลดความหนาของสายไฟกลมไม่ได้ทำให้การนำไฟฟ้ากระแสสลับมีประสิทธิภาพลดลง ตัวนำสามารถผอมลงได้ แต่ในขณะเดียวกันก็ทำให้แบนในรูปแบบของเทปจากนั้นหน้าตัดจะสูงกว่าลวดกลมและความต้านทานจะลดลงตามไปด้วย นอกจากนี้การเพิ่มพื้นที่ผิวเพียงอย่างเดียวจะส่งผลต่อการเพิ่มหน้าตัดที่มีประสิทธิภาพ สามารถทำได้เช่นเดียวกันโดยใช้ลวดตีเกลียวแทนลวดแบบแกนเดี่ยว นอกจากนี้ ลวดตีเกลียวยังมีความยืดหยุ่นมากกว่าลวดแบบแกนเดี่ยวซึ่งมักจะมีคุณค่า ในทางกลับกัน เมื่อคำนึงถึงผลกระทบที่ผิวหนังของสายไฟแล้ว ก็เป็นไปได้ที่จะทำลวดคอมโพสิตโดยการทำแกนจากโลหะที่มีลักษณะความแข็งแรงที่ดี เช่น เหล็ก แต่มีลักษณะทางไฟฟ้าต่ำ ในกรณีนี้ จะมีการถักเปียอะลูมิเนียมไว้บนเหล็กซึ่งมีความต้านทานต่ำกว่า

นอกจากผลกระทบที่ผิวหนังแล้ว การไหลของกระแสสลับในตัวนำยังได้รับผลกระทบจากการกระตุ้นของกระแสไหลวนในตัวนำที่อยู่รอบๆ กระแสดังกล่าวเรียกว่ากระแสเหนี่ยวนำและพวกมันถูกเหนี่ยวนำทั้งในโลหะที่ไม่มีบทบาทในการเดินสาย (องค์ประกอบโครงสร้างรับน้ำหนัก) และในสายไฟของคอมเพล็กซ์ตัวนำทั้งหมด - เล่นบทบาทของสายไฟของเฟสอื่น ๆ เป็นกลาง , สายดิน

ปรากฏการณ์ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในโครงสร้างทางไฟฟ้าทั้งหมด การมีข้อมูลอ้างอิงที่ครอบคลุมสำหรับวัสดุที่หลากหลายจึงมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น

ความต้านทานของตัวนำวัดด้วยเครื่องมือที่ละเอียดอ่อนและแม่นยำมากเนื่องจากเลือกโลหะที่มีความต้านทานต่ำที่สุดสำหรับการเดินสาย - ตามลำดับของโอห์ม * 10-6 ต่อความยาวเมตรและตร.ม. มม. ส่วนต่างๆ ในการวัดความต้านทานของฉนวน คุณต้องมีเครื่องมือที่มีช่วงค่าความต้านทานที่สูงมาก - โดยปกติแล้วจะเป็นเมกะโอห์ม เห็นได้ชัดว่าตัวนำต้องนำไฟฟ้าได้ดี และฉนวนต้องหุ้มฉนวนอย่างดี

โต๊ะ

เหล็กเป็นตัวนำในงานวิศวกรรมไฟฟ้า

เหล็กเป็นโลหะที่พบมากที่สุดในธรรมชาติและเทคโนโลยี (รองจากไฮโดรเจน ซึ่งก็คือโลหะด้วย) มีราคาถูกที่สุดและมีลักษณะความแข็งแรงที่ดีเยี่ยมจึงใช้ทุกที่เป็นพื้นฐานสำหรับความแข็งแรงของโครงสร้างต่างๆ

ในวิศวกรรมไฟฟ้า เหล็กถูกใช้เป็นตัวนำในรูปแบบของลวดเหล็กอ่อน ซึ่งจำเป็นต้องมีความแข็งแรงทางกายภาพและความยืดหยุ่น และความต้านทานที่ต้องการสามารถทำได้ผ่านหน้าตัดที่เหมาะสม

ด้วยตารางความต้านทานของโลหะและโลหะผสมต่างๆ คุณสามารถคำนวณหน้าตัดของสายไฟที่ทำจากตัวนำที่แตกต่างกันได้

ตัวอย่างเช่น ลองค้นหาหน้าตัดของตัวนำที่เทียบเท่าทางไฟฟ้าที่ทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน: ลวดทองแดง ทังสเตน นิกเกิล และเหล็ก ลองใช้ลวดอะลูมิเนียมที่มีหน้าตัดขนาด 2.5 มม. เป็นเส้นแรก

เราต้องการให้ความต้านทานของลวดที่ทำจากโลหะทั้งหมดนี้มีความยาวมากกว่า 1 ม. เท่ากับความต้านทานของลวดเดิม ความต้านทานของอลูมิเนียมต่อความยาว 1 ม. และหน้าตัด 2.5 มม. จะเท่ากับ

โดยที่ R คือความต้านทาน ρ คือความต้านทานของโลหะจากโต๊ะ S คือพื้นที่หน้าตัด L คือความยาว

แทนที่ค่าเดิม เราจะได้ความต้านทานของเส้นลวดอะลูมิเนียมยาวหนึ่งเมตรในหน่วยโอห์ม

หลังจากนี้มาแก้สูตรของ S กัน

เราจะทดแทนค่าจากตารางและรับพื้นที่หน้าตัดสำหรับโลหะชนิดต่างๆ

เนื่องจากความต้านทานในตารางวัดบนสายไฟยาว 1 ม. ในหน่วยไมโครโอห์มต่อส่วน 1 mm2 เราจึงได้เป็นไมโครโอห์ม หากต้องการให้เป็นโอห์ม คุณต้องคูณค่าด้วย 10-6 แต่เราไม่จำเป็นต้องได้ตัวเลขโอห์มที่มีศูนย์ 6 ตัวหลังจุดทศนิยม เนื่องจากเรายังคงพบผลลัพธ์สุดท้ายในหน่วย mm2

อย่างที่คุณเห็นความต้านทานของเหล็กค่อนข้างสูงลวดก็หนา

แต่มีวัสดุบางอย่างที่มันยิ่งใหญ่กว่า เช่น นิกเกิลหรือคอนสแตนตัน

บทความที่คล้ายกัน:

Domelectrik.ru

ตารางความต้านทานไฟฟ้าของโลหะและโลหะผสมในงานวิศวกรรมไฟฟ้า

หน้าแรก > y >

ความต้านทานจำเพาะของโลหะ

ความต้านทานจำเพาะของโลหะผสม

ค่าจะถูกกำหนดไว้ที่อุณหภูมิ t = 20° C ความต้านทานของโลหะผสมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่แน่นอน ความคิดเห็นที่ขับเคลื่อนโดย HyperComments

tab.wikimassa.org

ความต้านทานไฟฟ้า | โลกการเชื่อม

ความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุ

ความต้านทานไฟฟ้า (resistivity) คือความสามารถของสารในการป้องกันการผ่านของกระแสไฟฟ้า

หน่วยวัด (SI) - โอห์ม ม.; วัดเป็นโอห์ม ซม. และโอห์ม mm2/m ด้วย

อุณหภูมิของวัสดุ, °C ความต้านทานไฟฟ้า, โอห์ม ม

โลหะ
อลูมิเนียม	20	0.028 10-6
เบริลเลียม	20	0.036·10-6
สารเรืองแสงสีบรอนซ์	20	0.08·10-6
วาเนเดียม	20	0.196·10-6
ทังสเตน	20	0.055·10-6
ฮาฟเนียม	20	0.322·10-6
ดูราลูมิน	20	0.034·10-6
เหล็ก	20	0.097 10-6
ทอง	20	0.024·10-6
อิริเดียม	20	0.063·10-6
แคดเมียม	20	0.076·10-6
โพแทสเซียม	20	0.066·10-6
แคลเซียม	20	0.046·10-6
โคบอลต์	20	0.097 10-6
ซิลิคอน	27	0.58 10-4
ทองเหลือง	20	0.075·10-6
แมกนีเซียม	20	0.045·10-6
แมงกานีส	20	0.050·10-6
ทองแดง	20	0.017 10-6
แมกนีเซียม	20	0.054·10-6
โมลิบดีนัม	20	0.057 10-6
โซเดียม	20	0.047 10-6
นิกเกิล	20	0.073 10-6
ไนโอเบียม	20	0.152·10-6
ดีบุก	20	0.113·10-6
แพลเลเดียม	20	0.107 10-6
แพลตตินัม	20	0.110·10-6
โรเดียม	20	0.047 10-6
ปรอท	20	0.958 10-6
ตะกั่ว	20	0.221·10-6
เงิน	20	0.016·10-6
เหล็ก	20	0.12·10-6
แทนทาลัม	20	0.146·10-6
ไทเทเนียม	20	0.54·10-6
โครเมียม	20	0.131·10-6
สังกะสี	20	0.061·10-6
เซอร์โคเนียม	20	0.45·10-6
เหล็กหล่อ	20	0.65·10-6
พลาสติก
เกติแนกซ์	20	109–1012
คาปรอน	20	1010–1011
ลาฟซาน	20	1014–1016
แก้วออร์แกนิค	20	1011–1013
โฟม	20	1011
โพลีไวนิลคลอไรด์	20	1010–1012
โพลีสไตรีน	20	1013–1015
เอทิลีน	20	1015
ไฟเบอร์กลาส	20	1011–1012
ข้อความ	20	107–1010
เซลลูลอยด์	20	109
ไม้มะเกลือ	20	1012–1014
ยาง
ยาง	20	1011–1012
ของเหลว
น้ำมันหม้อแปลง	20	1010–1013
ก๊าซ
อากาศ	0	1015–1018
ต้นไม้
ไม้แห้ง	20	109–1010
แร่ธาตุ
ควอตซ์	230	109
ไมกา	20	1011–1015
วัสดุต่างๆ
กระจก	20	109–1013

วรรณกรรม

อัลฟ่าและโอเมก้า หนังสืออ้างอิงด่วน / ทาลลินน์: Printest, 1991 – 448 หน้า
คู่มือฟิสิกส์เบื้องต้น / น.น. Koshkin, M.G. ชิร์เควิช. ม., วิทยาศาสตร์. 2519. 256 น.
คู่มือการเชื่อมโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก / S.M. กูเรวิช. เคียฟ: Naukova Dumka. 2533. 512 น.

weldworld.ru

ความต้านทานของโลหะ อิเล็กโทรไลต์ และสาร (ตาราง)

ความต้านทานของโลหะและฉนวน

ตารางอ้างอิงให้ค่าความต้านทาน p ของโลหะและฉนวนบางชนิดที่อุณหภูมิ 18-20 ° C แสดงเป็นโอห์ม ซม. ค่าของ p สำหรับโลหะขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปนอย่างยิ่งตารางแสดงค่าของ p สำหรับโลหะบริสุทธิ์ทางเคมีและสำหรับฉนวนค่าเหล่านี้จะได้รับโดยประมาณ โลหะและฉนวนถูกจัดเรียงไว้ในตารางเพื่อเพิ่มค่า p

ตารางความต้านทานของโลหะ

โลหะบริสุทธิ์	104 ρ (โอห์ม ซม.)	โลหะบริสุทธิ์	104 ρ (โอห์ม ซม.)



อลูมิเนียม
ดูราลูมิน
		แพลตตินั่ม 2)

		อาร์เจนตัน
แมงกานีส
		แมงกานิน
ทังสเตน		คอนสตันตัน
โมลิบดีนัม		โลหะผสมไม้ 3)

		ล้อแม็กโรส 4)






แพลเลเดียม		เฟคราล 6)

ตารางความต้านทานของฉนวน

ฉนวน		ฉนวน


ไม้แห้ง

เซลลูลอยด์
		ขัดสน
เกติแนกซ์		แกนควอตซ์ _\|_

แก้วโซดา		โพลีสไตรีน
แก้วไพเร็กซ์
ควอตซ์ \|\| แกน
ควอตซ์ผสม

ความต้านทานของโลหะบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิต่ำ

ตารางนี้แสดงค่าความต้านทาน (เป็นโอห์ม ซม.) ของโลหะบริสุทธิ์บางชนิดที่อุณหภูมิต่ำ (0°C)

อัตราส่วนความต้านทาน Rt/Rq ของโลหะบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิ T ° K และ 273 ° K

ตารางอ้างอิงแสดงอัตราส่วน Rt/Rq ของความต้านทานของโลหะบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิ T ° K และ 273 ° K

โลหะบริสุทธิ์
อลูมิเนียม
อลูมิเนียม


ทังสเตน
ทังสเตน






โมลิบดีนัม
โมลิบดีนัม

ความต้านทานจำเพาะของอิเล็กโทรไลต์

ตารางแสดงค่าความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์เป็นโอห์ม cm ที่อุณหภูมิ 18 ° C ความเข้มข้นของสารละลายจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ซึ่งกำหนดจำนวนกรัมของเกลือหรือกรดปราศจากน้ำในสารละลาย 100 กรัม

แหล่งที่มาของข้อมูล: คู่มือทางกายภาพและทางเทคนิคโดยย่อ / เล่ม 1, - ม.: 1960

infotables.ru

ความต้านทานไฟฟ้า-เหล็ก

หน้า 1

ความต้านทานไฟฟ้าของเหล็กจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น โดยมีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่สุดที่สังเกตได้เมื่อถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิจุดกูรี หลังจากจุดกูรี ความต้านทานไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยและที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 C จะยังคงคงที่

เนื่องจากเหล็กมีความต้านทานไฟฟ้าสูง iuKii เหล่านี้จึงชะลอการไหลลงอย่างมาก ในคอนแทคเตอร์ 100 A เวลาส่งคือ 0 07 วินาทีและในคอนแทคเตอร์ 600 A - 0 23 วินาที เนื่องจากข้อกำหนดพิเศษสำหรับคอนแทคเตอร์ของซีรีส์ KMV ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อเปิดและปิดแม่เหล็กไฟฟ้าของสวิตช์ขับเคลื่อนน้ำมัน กลไกแม่เหล็กไฟฟ้าของคอนแทคเตอร์เหล่านี้ช่วยให้สามารถปรับแรงดันการกระตุ้นและแรงดันปล่อยโดยการปรับแรงของสปริงส่งคืน และสปริงแยกพิเศษ คอนแทคเตอร์ประเภท KMV ต้องทำงานโดยมีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมลึก ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าในการทำงานขั้นต่ำสำหรับคอนแทคเตอร์เหล่านี้สามารถลดลงเหลือ 65% UH แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานต่ำดังกล่าวส่งผลให้กระแสไหลผ่านขดลวดที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ส่งผลให้ขดลวดร้อนขึ้น

สารเติมแต่งซิลิกอนจะเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าของเหล็กเกือบเป็นสัดส่วนกับปริมาณซิลิกอน และด้วยเหตุนี้จึงช่วยลดการสูญเสียเนื่องจากกระแสหมุนวนที่เกิดขึ้นในเหล็กเมื่อทำงานในสนามแม่เหล็กสลับ

สารเติมแต่งซิลิกอนจะเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าของเหล็ก ซึ่งช่วยลดการสูญเสียของกระแสไหลวน แต่ในขณะเดียวกัน ซิลิคอนก็ทำให้คุณสมบัติทางกลของเหล็กแย่ลงและทำให้มันเปราะ

โอห์ม - mm2/m - ความต้านทานไฟฟ้าของเหล็ก

เพื่อลดกระแสไหลวน แกนที่ทำจากเหล็กเกรดที่มีความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นของเหล็ก ซึ่งประกอบด้วยซิลิคอน 0 5 - 4 8%

ในการทำเช่นนี้ หน้าจอบาง ๆ ที่ทำจากเหล็กแม่เหล็กอ่อนถูกวางบนโรเตอร์ขนาดใหญ่ที่ทำจากโลหะผสม SM-19 ที่เหมาะสมที่สุด ความต้านทานไฟฟ้าของเหล็กแตกต่างจากความต้านทานของโลหะผสมเพียงเล็กน้อย และค่า CG ของเหล็กจะมีลำดับความสำคัญสูงกว่าโดยประมาณ ความหนาของตะแกรงจะถูกเลือกตามความลึกในการเจาะของฮาร์โมนิคฟันลำดับที่หนึ่ง และเท่ากับ 0 8 มม. สำหรับการเปรียบเทียบ จะมีการสูญเสียเพิ่มเติม W ให้กับโรเตอร์แบบกรงกระรอกพื้นฐานและโรเตอร์สองชั้นที่มีกระบอกสูบขนาดใหญ่ที่ทำจากโลหะผสม SM-19 และมีวงแหวนปลายเป็นทองแดง

วัสดุนำไฟฟ้าแม่เหล็กหลักคือเหล็กไฟฟ้าโลหะผสมแผ่นที่มีซิลิคอนตั้งแต่ 2 ถึง 5% สารเติมแต่งซิลิกอนจะเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าของเหล็ก ซึ่งเป็นผลมาจากการสูญเสียกระแสไหลวนลดลง เหล็กจึงทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการเสื่อมสภาพ แต่จะเปราะมากขึ้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการใช้เหล็กเม็ดรีดเย็นที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กสูงในทิศทางการรีดอย่างกว้างขวาง เพื่อลดการสูญเสียจากกระแสน้ำวน แกนแม่เหล็กจึงถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของบรรจุภัณฑ์ที่ประกอบจากแผ่นเหล็กประทับตรา

เหล็กไฟฟ้าเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เพื่อปรับปรุงลักษณะทางแม่เหล็กจึงมีการนำซิลิคอนเข้ามาซึ่งทำให้ความต้านทานไฟฟ้าของเหล็กเพิ่มขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การลดการสูญเสียของกระแสไหลวน

หลังจากการบำบัดทางกลแล้ว วงจรแม่เหล็กจะถูกอบอ่อน เนื่องจากกระแสเอ็ดดี้ในเหล็กมีส่วนร่วมในการสร้างการชะลอตัว จึงควรเน้นที่ค่าความต้านทานไฟฟ้าของเหล็กตามลำดับ Pc (Iu-15) 10 - 6 โอห์ม ซม. ในตำแหน่งที่ดึงดูดของกระดองแม่เหล็ก ระบบมีความอิ่มตัวค่อนข้างสูง ดังนั้นการเหนี่ยวนำเริ่มต้นในระบบแม่เหล็กต่างๆ จึงผันผวนภายในขอบเขตที่น้อยมาก และสำหรับเหล็กเกรด E Vn1 6 - 1 7 ch ค่าการเหนี่ยวนำที่ระบุจะรักษาความแรงของสนามในเหล็กตามลำดับของ Yang

สำหรับการผลิตระบบแม่เหล็ก (แกนแม่เหล็ก) ของหม้อแปลงไฟฟ้าจะใช้เหล็กไฟฟ้าแผ่นบางพิเศษที่มีปริมาณซิลิกอนสูง (มากถึง 5%) ซิลิคอนส่งเสริมการแยกสลายคาร์บอนของเหล็ก ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็ก ลดการสูญเสียฮิสเทรีซิส และเพิ่มความต้านทานไฟฟ้า การเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าของเหล็กทำให้สามารถลดการสูญเสียจากกระแสน้ำวนได้ นอกจากนี้ ซิลิคอนยังทำให้การเสื่อมสภาพของเหล็กอ่อนลง (การสูญเสียเหล็กที่เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป) ลดการตีบของสนามแม่เหล็ก (การเปลี่ยนแปลงรูปร่างและขนาดของตัวเครื่องระหว่างการทำให้เป็นแม่เหล็ก) และผลที่ตามมาคือเสียงรบกวนของหม้อแปลงไฟฟ้า ในขณะเดียวกัน การมีซิลิคอนในเหล็กจะเพิ่มความเปราะบางและทำให้การตัดเฉือนมีความซับซ้อนมากขึ้น

หน้า: 1 2

www.ngpedia.ru

ความต้านทาน | วิกิทรอนิกส์ วิกิ

ความต้านทานเป็นลักษณะของวัสดุที่กำหนดความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้า กำหนดเป็นอัตราส่วนของสนามไฟฟ้าต่อความหนาแน่นกระแส ในกรณีทั่วไป มันเป็นเทนเซอร์ แต่สำหรับวัสดุส่วนใหญ่ที่ไม่แสดงคุณสมบัติแอนไอโซโทรปิก จะยอมรับเป็นปริมาณสเกลาร์

การกำหนด - ρ

$ \vec E = \rho \vec j, $

$ \vec E $ - ความแรงของสนามไฟฟ้า, $ \vec j $ - ความหนาแน่นกระแส

หน่วยวัด SI คือโอห์มมิเตอร์ (โอห์ม m, Ω m)

ความต้านทานความต้านทานของทรงกระบอกหรือปริซึม (ระหว่างปลาย) ของวัสดุที่มีความยาว l และส่วน S ถูกกำหนดดังนี้:

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

ในเทคโนโลยี คำจำกัดความของความต้านทานถูกใช้เป็นความต้านทานของตัวนำที่มีหน้าตัดเป็นหน่วยและความยาวของหน่วย

ความต้านทานของวัสดุบางชนิดที่ใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้า

วัสดุ ρ ที่ 300 K, โอห์ม m TKS, K⁻¹

เงิน	1.59·10⁻⁸	4.10·10⁻³
ทองแดง	1.67·10⁻⁸	4.33·10⁻³
ทอง	2.35·10⁻⁸	3.98·10⁻³
อลูมิเนียม	2.65·10⁻⁸	4.29·10⁻³
ทังสเตน	5.65·10⁻⁸	4.83·10⁻³
ทองเหลือง	6.5·10⁻⁸	1.5·10⁻³
นิกเกิล	6.84·10⁻⁸	6.75·10⁻³
เหล็ก (α)	9.7·10⁻⁸	6.57·10⁻³
ดีบุกสีเทา	1.01·10⁻7	4.63·10⁻³
แพลทินัม	1.06·10⁻7	6.75·10⁻³
ดีบุกสีขาว	1.1·10⁻7	4.63·10⁻³
เหล็ก	1.6·10⁻7	3.3·10⁻³
ตะกั่ว	2.06·10⁻7	4.22·10⁻³
ดูราลูมิน	4.0·10⁻7	2.8·10⁻³
แมงกานิน	4.3·10⁻7	±2·10⁻⁵
ค่าคงที่	5.0·10⁻7	±3·10⁻⁵
ปรอท	9.84·10⁻7	9.9·10⁻⁴
นิกโครม 80/20	1.05·10⁻⁶	1.8·10⁻⁴
คันตัล A1	1.45·10⁻⁶	3·10⁻⁵
คาร์บอน (เพชร, กราไฟท์)	1.3·10⁻⁵
เจอร์เมเนียม	4.6·10⁻¹
ซิลิคอน	6.4·10²
เอทานอล	3·10ลูกบาศก์
น้ำกลั่น	5·10ลูกบาศก์
ไม้มะเกลือ	10⁸
กระดาษแข็ง	10¹⁰
น้ำมันหม้อแปลง	10¹¹
แก้วธรรมดา	5·10¹¹
โพลีไวนิล	10¹²
เครื่องลายคราม	10¹²
ไม้	10¹²
PTFE (เทฟลอน)	>10¹³
ยาง	5·10¹³
แก้วควอทซ์	10¹⁴
กระดาษแว็กซ์	10¹⁴
สไตรีน	>10¹⁴
ไมกา	5·10¹⁴
พาราฟิน	10¹⁵
เอทิลีน	3·10¹⁵
อะคริลิกเรซิน	10¹⁹

en.electronics.wikia.com

ความต้านทานไฟฟ้า | สูตร ปริมาตร ตาราง

ความต้านทานไฟฟ้าคือปริมาณทางกายภาพที่บ่งชี้ขอบเขตที่วัสดุสามารถต้านทานกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านได้ บางคนอาจสับสนระหว่างคุณลักษณะนี้กับความต้านทานไฟฟ้าทั่วไป แม้จะมีแนวคิดที่คล้ายคลึงกัน แต่ความแตกต่างระหว่างแนวคิดเหล่านี้ก็คือ เฉพาะหมายถึงสาร และคำที่สองหมายถึงตัวนำโดยเฉพาะและขึ้นอยู่กับวัสดุในการผลิต

ค่าส่วนกลับของวัสดุนี้คือค่าการนำไฟฟ้า ยิ่งพารามิเตอร์นี้สูงเท่าไร กระแสไฟฟ้าก็จะไหลผ่านสารได้ดีขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ยิ่งแนวต้านสูงเท่าไร เอาต์พุตก็จะสูญเสียมากขึ้นเท่านั้น

สูตรคำนวณและค่าการวัด

เมื่อพิจารณาถึงวิธีการวัดความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ ก็ยังสามารถติดตามการเชื่อมต่อที่ไม่เฉพาะเจาะจงได้ เนื่องจากหน่วยของโอห์ม m ถูกใช้เพื่อแสดงพารามิเตอร์ ปริมาณนั้นแสดงเป็น ρ ด้วยค่านี้ จึงสามารถระบุความต้านทานของสารในบางกรณีโดยพิจารณาจากขนาดของสารนั้นได้ หน่วยการวัดนี้สอดคล้องกับระบบ SI แต่อาจมีความแปรผันอื่นๆ เกิดขึ้นได้ ในเทคโนโลยี คุณสามารถดูการกำหนด Ohm mm2/m ที่ล้าสมัยเป็นระยะๆ หากต้องการแปลงจากระบบนี้เป็นระบบสากล คุณไม่จำเป็นต้องใช้สูตรที่ซับซ้อน เนื่องจาก 1 โอห์ม mm2/m เท่ากับ 10-6 โอห์ม m

สูตรความต้านทานไฟฟ้ามีดังนี้:

R= (ρ l)/S โดยที่:

R – ความต้านทานของตัวนำ;
Ρ – ความต้านทานของวัสดุ
ล. – ความยาวตัวนำ;
S – หน้าตัดของตัวนำ

การพึ่งพาอุณหภูมิ

ความต้านทานไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ แต่สารทุกกลุ่มจะแสดงออกมาแตกต่างกันเมื่อมีการเปลี่ยนแปลง สิ่งนี้จะต้องนำมาพิจารณาเมื่อคำนวณสายไฟที่จะทำงานภายใต้เงื่อนไขบางประการ ตัวอย่างเช่นบนถนนซึ่งค่าอุณหภูมิขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปีวัสดุที่จำเป็นจะอ่อนแอต่อการเปลี่ยนแปลงในช่วงตั้งแต่ -30 ถึง +30 องศาเซลเซียส หากคุณวางแผนที่จะใช้ในอุปกรณ์ที่จะทำงานภายใต้สภาวะเดียวกัน คุณจะต้องปรับการเดินสายให้เหมาะสมสำหรับพารามิเตอร์เฉพาะด้วย วัสดุจะถูกเลือกโดยคำนึงถึงการใช้งานเสมอ

ในตารางระบุ ความต้านทานไฟฟ้าจะถูกถ่ายที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส การเพิ่มขึ้นของตัวบ่งชี้ของพารามิเตอร์นี้เมื่อวัสดุถูกให้ความร้อนนั้นเกิดจากความจริงที่ว่าความเข้มของการเคลื่อนที่ของอะตอมในสารเริ่มเพิ่มขึ้น พาหะประจุไฟฟ้ากระจายแบบสุ่มในทุกทิศทางซึ่งนำไปสู่การสร้างอุปสรรคต่อการเคลื่อนที่ของอนุภาค ปริมาณการไหลของกระแสไฟฟ้าลดลง

เมื่ออุณหภูมิลดลง สภาพการไหลของกระแสก็จะดีขึ้น เมื่อถึงอุณหภูมิที่กำหนด ซึ่งจะแตกต่างกันไปสำหรับโลหะแต่ละชนิด สภาพความเป็นตัวนำยิ่งยวดจะปรากฏขึ้น ซึ่งคุณลักษณะดังกล่าวเกือบจะถึงศูนย์

ความแตกต่างของพารามิเตอร์บางครั้งอาจถึงค่าที่สูงมาก วัสดุเหล่านั้นที่มีประสิทธิภาพสูงสามารถใช้เป็นฉนวนได้ ช่วยป้องกันสายไฟจากการลัดวงจรและการสัมผัสกับมนุษย์โดยไม่ได้ตั้งใจ สารบางชนิดไม่สามารถใช้ได้กับวิศวกรรมไฟฟ้าเลยหากมีค่าพารามิเตอร์นี้สูง คุณสมบัติอื่นอาจรบกวนสิ่งนี้ ตัวอย่างเช่น ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำจะไม่มีความสำคัญมากนักสำหรับพื้นที่ที่กำหนด นี่คือค่าของสารบางชนิดที่มีค่าดัชนีชี้วัดสูง

วัสดุที่มีความต้านทานสูง	ρ (โอห์ม ม.)
เบกาไลท์	1016
เบนซิน	1015...1016
กระดาษ	1015
น้ำกลั่น	104
น้ำทะเล	0.3
ไม้แห้ง	1012
พื้นดินเปียก	102
แก้วควอทซ์	1016
น้ำมันก๊าด	1011
หินอ่อน	108
พาราฟิน	1015
น้ำมันพาราฟิน	1014
ลูกแก้ว	1013
โพลีสไตรีน	1016
โพลีไวนิลคลอไรด์	1013
เอทิลีน	1012
น้ำมันซิลิโคน	1013
ไมกา	1014
กระจก	1011
น้ำมันหม้อแปลง	1010
เครื่องลายคราม	1014
กระดานชนวน	1014
ไม้มะเกลือ	1016
อำพัน	1018

สารที่มีประสิทธิภาพต่ำจะถูกนำไปใช้อย่างแข็งขันในงานวิศวกรรมไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้มักเป็นโลหะที่ทำหน้าที่เป็นตัวนำ นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างมากมายระหว่างพวกเขา หากต้องการทราบความต้านทานไฟฟ้าของทองแดงหรือวัสดุอื่น ๆ ควรดูตารางอ้างอิง

วัสดุที่มีความต้านทานต่ำ	ρ (โอห์ม ม.)
อลูมิเนียม	2.7·10-8
ทังสเตน	5.5·10-8
กราไฟท์	8.0·10-6
เหล็ก	1.0·10-7
ทอง	2.2·10-8
อิริเดียม	4.74·10-8
คอนสตันตัน	5.0·10-7
เหล็กหล่อ	1.3·10-7
แมกนีเซียม	4.4·10-8
แมงกานิน	4.3·10-7
ทองแดง	1.72·10-8
โมลิบดีนัม	5.4·10-8
นิกเกิลเงิน	3.3·10-7
นิกเกิล	8.7 10-8
นิกโครม	1.12·10-6
ดีบุก	1.2·10-7
แพลตตินัม	1.07 10-7
ปรอท	9.6·10-7
ตะกั่ว	2.08·10-7
เงิน	1.6·10-8
เหล็กหล่อสีเทา	1.0·10-6
แปรงคาร์บอน	4.0·10-5
สังกะสี	5.9·10-8
นิเคลิน	0.4·10-6

ความต้านทานไฟฟ้าเชิงปริมาตรจำเพาะ

พารามิเตอร์นี้แสดงถึงความสามารถในการส่งกระแสผ่านปริมาตรของสาร ในการวัดจำเป็นต้องใช้ศักย์ไฟฟ้าจากด้านต่างๆ ของวัสดุที่จะรวมผลิตภัณฑ์ไว้ในวงจรไฟฟ้า มีกระแสไฟฟ้าพร้อมพารามิเตอร์ที่กำหนด หลังจากผ่านแล้ว ข้อมูลเอาต์พุตจะถูกวัด

ใช้ในวิศวกรรมไฟฟ้า

การเปลี่ยนพารามิเตอร์ที่อุณหภูมิต่างกันนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมไฟฟ้า ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือหลอดไส้ซึ่งใช้ไส้หลอดนิกโครม เมื่อได้รับความร้อนก็เริ่มเรืองแสง เมื่อกระแสไหลผ่านก็จะเริ่มร้อนขึ้น เมื่อความร้อนเพิ่มขึ้น ความต้านทานก็เพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นกระแสเริ่มต้นที่จำเป็นเพื่อให้ได้แสงสว่างจึงมีจำกัด เกลียวนิกโครมสามารถเป็นตัวควบคุมบนอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้โดยใช้หลักการเดียวกัน

โลหะมีค่าซึ่งมีลักษณะที่เหมาะสมสำหรับงานวิศวกรรมไฟฟ้าก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นกัน สำหรับวงจรวิกฤติที่ต้องการความเร็วสูง จะเลือกหน้าสัมผัสสีเงิน มีราคาแพง แต่เมื่อพิจารณาจากวัสดุจำนวนค่อนข้างน้อย การใช้งานจึงค่อนข้างสมเหตุสมผล ทองแดงมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าเงิน แต่มีราคาที่ไม่แพงกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมักใช้ในการสร้างสายไฟมากกว่า

ในสภาวะที่สามารถใช้อุณหภูมิต่ำมากได้ จะใช้ตัวนำยิ่งยวด สำหรับอุณหภูมิห้องและการใช้งานกลางแจ้ง สิ่งเหล่านี้ไม่เหมาะสมเสมอไป เนื่องจากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าการนำไฟฟ้าก็จะเริ่มลดลง ดังนั้นสำหรับสภาวะดังกล่าว อลูมิเนียม ทองแดง และเงินยังคงเป็นผู้นำ

ในทางปฏิบัติ พารามิเตอร์หลายอย่างถูกนำมาพิจารณาและนี่เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุด การคำนวณทั้งหมดดำเนินการในขั้นตอนการออกแบบซึ่งใช้วัสดุอ้างอิง

สารแต่ละชนิดสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ในระดับที่แตกต่างกัน โดยค่านี้จะได้รับผลกระทบจากความต้านทานของวัสดุ ความต้านทานของทองแดง อลูมิเนียม เหล็ก และองค์ประกอบอื่นๆ แสดงด้วยตัวอักษร ρ ของอักษรกรีก ค่านี้ไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวนำเช่นขนาดรูปร่างและสภาพทางกายภาพ ความต้านทานไฟฟ้าแบบธรรมดาจะคำนึงถึงพารามิเตอร์เหล่านี้ด้วย ความต้านทานวัดเป็นโอห์มคูณด้วย mm² และหารด้วยเมตร

หมวดหมู่และคำอธิบาย

วัสดุใดๆ ก็ตามสามารถแสดงความต้านทานได้สองประเภท ขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าที่จ่ายไป กระแสสามารถแปรผันหรือคงที่ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพทางเทคนิคของสาร ดังนั้นจึงมีแนวต้านดังนี้:

โอห์มมิก ปรากฏภายใต้อิทธิพลของกระแสตรง แสดงถึงลักษณะแรงเสียดทานซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในตัวนำ
คล่องแคล่ว. ถูกกำหนดตามหลักการเดียวกัน แต่ถูกสร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของกระแสสลับ

ในเรื่องนี้ยังมีคำจำกัดความของค่าเฉพาะอยู่สองคำจำกัดความ สำหรับกระแสตรง จะเท่ากับความต้านทานที่กระทำโดยความยาวหน่วยของวัสดุนำไฟฟ้าของหน่วยพื้นที่หน้าตัดคงที่ สนามไฟฟ้าศักย์ส่งผลกระทบต่อตัวนำทั้งหมด รวมถึงสารกึ่งตัวนำและสารละลายที่สามารถนำไอออนได้ ค่านี้จะกำหนดคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของวัสดุเอง รูปร่างของตัวนำและขนาดไม่ได้ถูกนำมาพิจารณาดังนั้นจึงสามารถเรียกได้ว่าเป็นพื้นฐานในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและวัสดุศาสตร์

ภายใต้เงื่อนไขของกระแสสลับที่ไหลผ่าน ค่าเฉพาะจะถูกคำนวณโดยคำนึงถึงความหนาของวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ที่นี่อิทธิพลไม่เพียงแต่มีศักยภาพเท่านั้น แต่ยังเกิดกระแสไหลวนด้วยและยังคำนึงถึงความถี่ของสนามไฟฟ้าด้วย ความต้านทานของประเภทนี้มากกว่ากระแสตรงเนื่องจากที่นี่จะคำนึงถึงค่าบวกของความต้านทานต่อสนามกระแสน้ำวนด้วย ค่านี้ยังขึ้นอยู่กับรูปร่างและขนาดของตัวนำด้วย เป็นพารามิเตอร์เหล่านี้ที่กำหนดลักษณะของการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำวนของอนุภาคที่มีประจุ

กระแสสลับทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าบางอย่างในตัวนำ มีความสำคัญมากสำหรับลักษณะทางไฟฟ้าของวัสดุนำไฟฟ้า:

ผลกระทบของผิวหนังนั้นมีลักษณะเฉพาะคือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่อ่อนลงและยิ่งแทรกซึมเข้าไปในตัวกลางของตัวนำมากขึ้นเท่านั้น ปรากฏการณ์นี้เรียกอีกอย่างว่าเอฟเฟกต์พื้นผิว
เอฟเฟกต์ความใกล้เคียงจะช่วยลดความหนาแน่นกระแสเนื่องจากความใกล้ชิดของสายไฟที่อยู่ติดกันและอิทธิพลของพวกมัน

ผลกระทบเหล่านี้มีความสำคัญมากในการคำนวณความหนาที่เหมาะสมของตัวนำเนื่องจากเมื่อใช้ลวดที่มีรัศมีมากกว่าความลึกของการเจาะกระแสเข้าไปในวัสดุมวลที่เหลือจะยังไม่ได้ใช้ดังนั้นวิธีการนี้จึงไม่ได้ผล ตามการคำนวณ เส้นผ่านศูนย์กลางที่มีประสิทธิภาพของวัสดุนำไฟฟ้าในบางสถานการณ์จะเป็นดังนี้:

สำหรับกระแส 50 Hz - 2.8 มม.
400 เฮิรตซ์ - 1 มม.
40 กิโลเฮิรตซ์ - 0.1 มม.

ด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้สายเคเบิลมัลติคอร์แบบแบนซึ่งประกอบด้วยสายไฟบางจำนวนมากสำหรับกระแสความถี่สูง

ลักษณะของโลหะ

ตัวชี้วัดเฉพาะของตัวนำโลหะมีอยู่ในตารางพิเศษ การใช้ข้อมูลเหล่านี้ทำให้คุณสามารถคำนวณเพิ่มเติมที่จำเป็นได้ ตัวอย่างของตารางความต้านทานดังกล่าวสามารถเห็นได้ในภาพ

ตารางแสดงให้เห็นว่าเงินมีค่าการนำไฟฟ้ามากที่สุด - เป็นตัวนำในอุดมคติในบรรดาโลหะและโลหะผสมที่มีอยู่ทั้งหมด หากคุณคำนวณว่าต้องใช้ลวดจากวัสดุนี้เท่าใดเพื่อให้ได้ความต้านทาน 1 โอห์มคุณจะได้ 62.5 ม. ลวดเหล็กที่มีค่าเท่ากันจะต้องใช้มากถึง 7.7 ม.

ไม่ว่าเงินจะมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเพียงใด วัสดุดังกล่าวมีราคาแพงเกินไปสำหรับการใช้งานจำนวนมากในเครือข่ายไฟฟ้า ดังนั้นทองแดงจึงถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในชีวิตประจำวันและในอุตสาหกรรม ในแง่ของตัวบ่งชี้เฉพาะ มันอยู่ในอันดับที่สองรองจากเงิน และในแง่ของความชุกและความง่ายในการสกัด มันดีกว่ามันมาก ทองแดงมีข้อดีอื่น ๆ ที่ทำให้กลายเป็นตัวนำที่พบได้บ่อยที่สุด ซึ่งรวมถึง:

สำหรับการใช้งานในวิศวกรรมไฟฟ้านั้นจะใช้ทองแดงที่ผ่านการกลั่นแล้วซึ่งหลังจากการถลุงแร่ซัลไฟด์แล้วจะต้องผ่านกระบวนการคั่วและเป่าจากนั้นจึงจำเป็นต้องผ่านการทำให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า หลังจากการประมวลผลดังกล่าว คุณจะได้วัสดุคุณภาพสูงมาก (เกรด M1 และ M0) ซึ่งจะมีสิ่งเจือปนตั้งแต่ 0.1 ถึง 0.05% ความแตกต่างที่สำคัญคือการมีออกซิเจนในปริมาณที่น้อยมากเนื่องจากส่งผลเสียต่อลักษณะทางกลของทองแดง

บ่อยครั้งที่โลหะนี้ถูกแทนที่ด้วยวัสดุที่ถูกกว่า - อลูมิเนียมและเหล็กรวมถึงบรอนซ์ต่างๆ (โลหะผสมที่มีซิลิคอน, เบริลเลียม, แมกนีเซียม, ดีบุก, แคดเมียม, โครเมียมและฟอสฟอรัส) องค์ประกอบดังกล่าวมีความแข็งแรงสูงกว่าเมื่อเทียบกับทองแดงบริสุทธิ์ แม้ว่าจะมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าก็ตาม

ข้อดีของอลูมิเนียม

แม้ว่าอลูมิเนียมจะมีความต้านทานมากกว่าและเปราะบางกว่า แต่การใช้อย่างแพร่หลายก็เนื่องมาจากความจริงที่ว่ามันไม่หายากเท่าทองแดงและราคาก็ถูกกว่า อลูมิเนียมมีความต้านทาน 0.028 และความหนาแน่นต่ำทำให้เบากว่าทองแดง 3.5 เท่า

สำหรับงานไฟฟ้าจะใช้อลูมิเนียมเกรด A1 บริสุทธิ์ซึ่งมีสารเจือปนไม่เกิน 0.5% AB00 เกรดที่สูงกว่านั้นใช้สำหรับการผลิตตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า อิเล็กโทรด และอลูมิเนียมฟอยล์ ปริมาณสิ่งเจือปนในอลูมิเนียมนี้ไม่เกิน 0.03% นอกจากนี้ยังมีโลหะบริสุทธิ์ AB0000รวมถึงสารเติมแต่งไม่เกิน 0.004% สิ่งเจือปนเองก็มีความสำคัญเช่นกัน: นิกเกิล ซิลิคอน และสังกะสีมีผลกระทบเล็กน้อยต่อการนำไฟฟ้าของอลูมิเนียม และเนื้อหาของทองแดง เงิน และแมกนีเซียมในโลหะนี้มีผลที่เห็นได้ชัดเจน แทลเลียมและแมงกานีสช่วยลดการนำไฟฟ้าได้มากที่สุด

อลูมิเนียมมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนได้ดี เมื่อสัมผัสกับอากาศจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์บาง ๆ ซึ่งช่วยปกป้องจากการถูกทำลายเพิ่มเติม เพื่อปรับปรุงลักษณะทางกล โลหะจึงถูกผสมกับองค์ประกอบอื่นๆ

ตัวชี้วัดเหล็กและเหล็ก

ความต้านทานของเหล็กเมื่อเปรียบเทียบกับทองแดงและอลูมิเนียมนั้นสูงมากอย่างไรก็ตามเนื่องจากความพร้อมใช้งานความแข็งแรงและความต้านทานต่อการเสียรูปวัสดุจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไฟฟ้า

แม้ว่าเหล็กและเหล็กกล้าซึ่งมีความต้านทานสูงกว่าจะมีข้อเสียอย่างมาก แต่ผู้ผลิตวัสดุตัวนำก็พบวิธีการชดเชยสิ่งเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานการกัดกร่อนต่ำจะเอาชนะได้โดยการเคลือบลวดเหล็กด้วยสังกะสีหรือทองแดง

คุณสมบัติของโซเดียม

โลหะโซเดียมมีแนวโน้มที่ดีในการผลิตตัวนำไฟฟ้าเช่นกัน ในแง่ของความต้านทานนั้นมีค่ามากกว่าทองแดงอย่างมีนัยสำคัญ แต่มีความหนาแน่นน้อยกว่านั้นถึง 9 เท่า ช่วยให้สามารถใช้วัสดุในการผลิตสายไฟที่มีน้ำหนักเบาเป็นพิเศษได้

โลหะโซเดียมมีความอ่อนมากและไม่เสถียรต่อการเสียรูปทุกประเภท ซึ่งทำให้การใช้งานมีปัญหา - ลวดที่ทำจากโลหะนี้จะต้องหุ้มด้วยปลอกที่แข็งแรงมากและมีความยืดหยุ่นน้อยมาก ต้องปิดผนึกเปลือกไว้ เนื่องจากโซเดียมมีฤทธิ์ทางเคมีที่รุนแรงภายใต้สภาวะที่เป็นกลางที่สุด มันจะออกซิไดซ์ในอากาศทันทีและแสดงปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ รวมถึงน้ำที่มีอยู่ในอากาศด้วย

ข้อดีอีกประการหนึ่งของการใช้โซเดียมก็คือความพร้อมใช้งาน สามารถรับได้จากการอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมคลอไรด์หลอมเหลว ซึ่งมีปริมาณไม่จำกัดในโลก โลหะอื่น ๆ มีความด้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดในเรื่องนี้

ในการคำนวณประสิทธิภาพของตัวนำเฉพาะจำเป็นต้องหารผลคูณของจำนวนและความยาวของเส้นลวดตามพื้นที่หน้าตัด ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นค่าความต้านทานเป็นโอห์ม ตัวอย่างเช่นในการกำหนดความต้านทานของลวดเหล็ก 200 ม. โดยมีส่วนตัดขวางขนาด 5 มม. ² คุณต้องคูณ 0.13 ด้วย 200 และหารผลลัพธ์ด้วย 5 คำตอบคือ 5.2 โอห์ม

กฎและคุณสมบัติของการคำนวณ

ไมโครโอห์มมิเตอร์ใช้ในการวัดความต้านทานของตัวกลางที่เป็นโลหะ ปัจจุบันผลิตขึ้นในเวอร์ชันดิจิทัล ดังนั้นการวัดที่ดำเนินการด้วยความช่วยเหลือจึงมีความแม่นยำ สามารถอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโลหะมีค่าการนำไฟฟ้าสูงและมีความต้านทานต่ำมาก ตัวอย่างเช่น เกณฑ์ขั้นต่ำของเครื่องมือวัดมีค่า 10 -7 โอห์ม

เมื่อใช้ไมโครโอห์มมิเตอร์ คุณสามารถระบุได้อย่างรวดเร็วว่าหน้าสัมผัสดีเพียงใด และขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้า และหม้อแปลงไฟฟ้า รวมถึงความต้านทานเท่าใดแสดงความต้านทานเท่าใด สามารถคำนวณการมีอยู่ของโลหะอื่นในแท่งโลหะได้ ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนของทังสเตนที่ชุบด้วยทองคำมีค่าการนำไฟฟ้าครึ่งหนึ่งของทองคำทั้งหมด สามารถใช้วิธีการเดียวกันนี้เพื่อระบุข้อบกพร่องภายในและโพรงในตัวนำ

สูตรความต้านทานมีดังนี้: ρ = โอห์ม มม. 2 /ม. สามารถอธิบายได้ว่าเป็นความต้านทานของตัวนำ 1 เมตรมีพื้นที่หน้าตัด 1 mm². ถือว่าอุณหภูมิเป็นมาตรฐาน - 20 °C

ผลของอุณหภูมิต่อการวัดอุณหภูมิ

การทำความร้อนหรือความเย็นของตัวนำบางชนิดมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเครื่องมือวัด ตัวอย่างคือการทดลองต่อไปนี้: จำเป็นต้องเชื่อมต่อลวดพันเกลียวเข้ากับแบตเตอรี่และเชื่อมต่อแอมป์มิเตอร์เข้ากับวงจร

ยิ่งตัวนำร้อนมากเท่าใด การอ่านค่าบนอุปกรณ์ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ความแรงของกระแสไฟฟ้าแปรผกผันกับความต้านทาน ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าผลของความร้อนทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะลดลง โลหะทุกชนิดมีพฤติกรรมเช่นนี้ไม่ว่ามากหรือน้อย แต่ในโลหะผสมบางชนิดไม่มีการเปลี่ยนแปลงค่าการนำไฟฟ้าเลย

เป็นที่น่าสังเกตว่าตัวนำของเหลวและอโลหะแข็งบางชนิดมีแนวโน้มที่จะลดความต้านทานเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แต่นักวิทยาศาสตร์ยังได้เปลี่ยนความสามารถของโลหะนี้ให้เป็นประโยชน์อีกด้วย เมื่อทราบค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน (α) เมื่อให้ความร้อนแก่วัสดุบางชนิด จึงสามารถกำหนดอุณหภูมิภายนอกได้ ตัวอย่างเช่น วางลวดแพลตตินัมบนโครงไมก้าในเตาอบและวัดความต้านทาน สรุปเกี่ยวกับอุณหภูมิในเตาอบขึ้นอยู่กับว่ามีการเปลี่ยนแปลงไปมากน้อยเพียงใด การออกแบบนี้เรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์วัดความต้านทาน

ถ้าที่อุณหภูมิ ที 0 ความต้านทานของตัวนำคือ ร 0 และที่อุณหภูมิ ทีเท่ากับ rtจากนั้นค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานจะเท่ากับ

การคำนวณโดยใช้สูตรนี้สามารถทำได้ในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น (สูงถึงประมาณ 200 °C)

ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องทราบพารามิเตอร์ขององค์ประกอบและวัสดุทั้งหมดที่ใช้ และไม่เพียงแต่ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเครื่องกลด้วย และมีวัสดุอ้างอิงที่สะดวกเพื่อให้คุณเปรียบเทียบลักษณะของวัสดุที่แตกต่างกันและเลือกการออกแบบและการทำงานได้อย่างแม่นยำว่าอะไรจะเหมาะสมที่สุดในสถานการณ์เฉพาะ
ในสายส่งพลังงาน ซึ่งเป้าหมายคือการส่งมอบพลังงานให้กับผู้บริโภคในวิธีที่มีประสิทธิผลมากที่สุด กล่าวคือ มีประสิทธิภาพสูง โดยคำนึงถึงความประหยัดของการสูญเสียและกลไกของสายส่งด้วย ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจขั้นสุดท้ายของสายการผลิตขึ้นอยู่กับกลไก กล่าวคือ อุปกรณ์และการจัดเรียงตัวนำ ฉนวน ตัวรองรับ หม้อแปลงแบบสเต็ปอัพ/สเต็ปดาวน์ น้ำหนักและความแข็งแรงของโครงสร้างทั้งหมด รวมถึงสายไฟที่ทอดยาวในระยะทางไกล ตลอดจนวัสดุที่เลือกใช้สำหรับองค์ประกอบโครงสร้างแต่ละส่วน งานและต้นทุนการดำเนินงาน นอกจากนี้ ในสายส่งไฟฟ้า มีข้อกำหนดที่สูงกว่าในการรับรองความปลอดภัยของทั้งสายส่งและทุกสิ่งรอบตัวที่ผ่าน และนี่เป็นการเพิ่มต้นทุนทั้งสำหรับการเดินสายไฟฟ้าและเพื่อความปลอดภัยเพิ่มเติมของโครงสร้างทั้งหมด

ประเภทของความต้านทาน

เนื่องจากการต่อต้านเกิดขึ้น:

แอคทีฟ - หรือโอห์มมิก, ตัวต้านทาน - เป็นผลมาจากค่าใช้จ่ายไฟฟ้าในการทำความร้อนตัวนำ (โลหะ) เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและ
ปฏิกิริยา - ตัวเก็บประจุหรืออุปนัย - ซึ่งเกิดขึ้นจากการสูญเสียที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากการสร้างการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในกระแสที่ไหลผ่านตัวนำของสนามไฟฟ้าจากนั้นความต้านทานของตัวนำจะมีสองแบบ:

ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะต่อกระแสตรง (มีลักษณะต้านทาน) และ
ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะต่อไฟฟ้ากระแสสลับ (มีลักษณะเป็นปฏิกิริยา)

ความต้านทานของตัวนำวัดด้วยเครื่องมือที่ละเอียดอ่อนและแม่นยำมากเนื่องจากเลือกโลหะที่มีความต้านทานต่ำที่สุดสำหรับการเดินสาย - ตามลำดับของโอห์ม * 10 -6 ต่อความยาวเมตรและตร.ม. มม. ส่วนต่างๆ ในการวัดความต้านทานของฉนวน คุณต้องมีเครื่องมือที่มีช่วงค่าความต้านทานที่สูงมาก - โดยปกติแล้วจะเป็นเมกะโอห์ม เห็นได้ชัดว่าตัวนำต้องนำไฟฟ้าได้ดี และฉนวนต้องหุ้มฉนวนอย่างดี

โต๊ะ

ตารางความต้านทานของตัวนำ (โลหะและโลหะผสม)
วัสดุตัวนำ	ส่วนประกอบ (สำหรับโลหะผสม)	ความต้านทาน ρ mΩ × มม. 2/ม
วัสดุตัวนำ	ส่วนประกอบ (สำหรับโลหะผสม)



	ทองแดง สังกะสี ดีบุก นิกเกิล ตะกั่ว แมงกานีส เหล็ก ฯลฯ
อลูมิเนียม


ทังสเตน

โมลิบดีนัม

	ทองแดง ดีบุก อลูมิเนียม ซิลิคอน เบริลเลียม ตะกั่ว ฯลฯ (ยกเว้นสังกะสี)

	เหล็กคาร์บอน


	ทองแดง นิกเกิล สังกะสี
แมงกานิน	ทองแดง, นิกเกิล, แมงกานีส
คอนสตันตัน	ทองแดง นิกเกิล อลูมิเนียม


	นิกเกิล โครเมียม เหล็ก แมงกานีส


	เหล็ก, โครเมียม, อลูมิเนียม, ซิลิคอน, แมงกานีส

เหล็กเป็นตัวนำในงานวิศวกรรมไฟฟ้า

ที่ไหน ร- ความต้านทาน, ρ – ความต้านทานของโลหะจากโต๊ะ ส- พื้นที่หน้าตัด ล- ความยาว.

หลังจากนี้มาแก้สูตรของ S กัน

เราจะทดแทนค่าจากตารางและรับพื้นที่หน้าตัดสำหรับโลหะชนิดต่างๆ

เนื่องจากความต้านทานในตารางวัดบนสายไฟยาว 1 ม. ในหน่วยไมโครโอห์มต่อส่วน 1 มม. 2 เราจึงได้เป็นไมโครโอห์ม หากต้องการให้เป็นโอห์ม คุณต้องคูณค่าด้วย 10 -6 แต่เราไม่จำเป็นต้องได้ตัวเลขโอห์มที่มีศูนย์ 6 ตัวหลังจุดทศนิยม เนื่องจากเรายังคงพบผลลัพธ์สุดท้ายในหน่วย mm2

อย่างที่คุณเห็นความต้านทานของเหล็กค่อนข้างสูงลวดก็หนา

แต่มีวัสดุบางอย่างที่มันยิ่งใหญ่กว่า เช่น นิกเกิลหรือคอนสแตนตัน

กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากการปิดวงจรที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้าข้ามขั้ว แรงสนามกระทำต่ออิเล็กตรอนอิสระและเคลื่อนที่ไปตามตัวนำ ในระหว่างการเดินทางนี้ อิเล็กตรอนจะพบกับอะตอมและถ่ายโอนพลังงานที่สะสมบางส่วนไปให้พวกมัน ส่งผลให้ความเร็วลดลง แต่เนื่องจากอิทธิพลของสนามไฟฟ้า มันจึงได้รับแรงผลักดันอีกครั้ง ดังนั้นอิเล็กตรอนจึงมีความต้านทานอยู่ตลอดเวลา ซึ่งเป็นเหตุให้กระแสไฟฟ้าร้อนขึ้น

คุณสมบัติของสารในการแปลงไฟฟ้าเป็นความร้อนเมื่อสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าคือความต้านทานไฟฟ้าและแสดงเป็น R หน่วยการวัดของมันคือโอห์ม ปริมาณความต้านทานขึ้นอยู่กับความสามารถของวัสดุหลายชนิดในการนำกระแสไฟฟ้าเป็นหลัก
เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยชาวเยอรมัน G. Ohm พูดเกี่ยวกับการต่อต้าน

เพื่อค้นหาการพึ่งพากระแสต้านทานนักฟิสิกส์ชื่อดังได้ทำการทดลองมากมาย สำหรับการทดลองเขาใช้ตัวนำหลายแบบและได้รับตัวบ่งชี้ต่างๆ
สิ่งแรกที่ G. Ohm กำหนดคือความต้านทานขึ้นอยู่กับความยาวของตัวนำ นั่นคือถ้าความยาวของตัวนำเพิ่มขึ้น ความต้านทานก็เพิ่มขึ้นด้วย เป็นผลให้ความสัมพันธ์นี้ถูกกำหนดให้เป็นสัดส่วนโดยตรง

ความสัมพันธ์ที่สองคือพื้นที่หน้าตัด สามารถกำหนดได้โดยการตัดขวางตัวนำ พื้นที่ของรูปร่างที่เกิดจากการกรีดคือพื้นที่หน้าตัด ในที่นี้ความสัมพันธ์เป็นสัดส่วนผกผัน นั่นคือ ยิ่งพื้นที่หน้าตัดมีขนาดใหญ่ ความต้านทานของตัวนำก็จะยิ่งต่ำลง

และปริมาณที่สามที่สำคัญซึ่งขึ้นอยู่กับความต้านทานคือวัสดุ จากข้อเท็จจริงที่ว่าโอห์มใช้วัสดุที่แตกต่างกันในการทดลองของเขา เขาจึงค้นพบคุณสมบัติความต้านทานที่แตกต่างกัน การทดลองและตัวชี้วัดทั้งหมดนี้สรุปไว้ในตารางซึ่งคุณสามารถดูค่าความต้านทานจำเพาะที่แตกต่างกันของสารต่างๆ ได้

เป็นที่ทราบกันดีว่าตัวนำที่ดีที่สุดคือโลหะ โลหะชนิดใดเป็นตัวนำที่ดีที่สุด? ตารางแสดงว่าทองแดงและเงินมีแนวต้านน้อยที่สุด ทองแดงถูกใช้บ่อยขึ้นเนื่องจากมีต้นทุนที่ต่ำกว่า และใช้เงินในอุปกรณ์ที่สำคัญและสำคัญที่สุด

สารที่มีความต้านทานสูงในตารางจะนำไฟฟ้าได้ไม่ดี ซึ่งหมายความว่าสารเหล่านี้สามารถเป็นวัสดุฉนวนที่ดีเยี่ยมได้ สารที่มีคุณสมบัตินี้ในระดับสูงสุดคือพอร์ซเลนและเอโบไนต์

โดยทั่วไป ความต้านทานไฟฟ้าเป็นปัจจัยที่สำคัญมาก เนื่องจากเมื่อพิจารณาตัวบ่งชี้แล้ว เราจะสามารถทราบได้ว่าตัวนำนั้นทำมาจากสารใด ในการทำเช่นนี้ คุณจะต้องวัดพื้นที่หน้าตัด ค้นหากระแสโดยใช้โวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ รวมถึงวัดแรงดันไฟฟ้าด้วย ด้วยวิธีนี้ เราจะหาค่าของความต้านทาน และเมื่อใช้ตาราง เราก็จะสามารถระบุสารได้อย่างง่ายดาย ปรากฎว่าความต้านทานเป็นเหมือนลายนิ้วมือของสสาร นอกจากนี้ ความต้านทานเป็นสิ่งสำคัญในการวางแผนวงจรไฟฟ้าขนาดยาว เราจำเป็นต้องทราบตัวบ่งชี้นี้เพื่อรักษาสมดุลระหว่างความยาวและพื้นที่

มีสูตรที่กำหนดว่าความต้านทานคือ 1 โอห์ม ถ้ากระแสของมันคือ 1A ที่แรงดันไฟฟ้า 1V นั่นคือความต้านทานของหน่วยพื้นที่และความยาวหน่วยที่ทำจากสารบางชนิดคือความต้านทานจำเพาะ

ควรสังเกตว่าตัวบ่งชี้ความต้านทานขึ้นอยู่กับความถี่ของสารโดยตรง นั่นก็คือไม่ว่าจะมีสิ่งเจือปนก็ตาม อย่างไรก็ตาม การเพิ่มแมงกานีสเพียงหนึ่งเปอร์เซ็นต์จะช่วยเพิ่มความต้านทานของสารที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้มากที่สุด นั่นคือทองแดงถึงสามเท่า

ตารางนี้แสดงความต้านทานไฟฟ้าของสารบางชนิด

วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูง

ทองแดง
ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วทองแดงมักถูกใช้เป็นตัวนำ สิ่งนี้อธิบายได้ไม่เพียงแต่จากแนวต้านที่ต่ำเท่านั้น ทองแดงมีข้อดีคือมีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน ใช้งานง่าย และแปรรูปได้ดี M0 และ M1 ถือเป็นเกรดทองแดงที่ดี ปริมาณสิ่งสกปรกในนั้นไม่เกิน 0.1%

โลหะที่มีราคาสูงและความขาดแคลนในปัจจุบันทำให้ผู้ผลิตหันมาใช้อะลูมิเนียมเป็นตัวนำ นอกจากนี้ยังใช้โลหะผสมของทองแดงกับโลหะหลายชนิด
อลูมิเนียม
โลหะนี้เบากว่าทองแดงมาก แต่อลูมิเนียมมีความจุความร้อนและจุดหลอมเหลวสูง ในเรื่องนี้ เพื่อที่จะทำให้มันมีสถานะหลอมเหลว จำเป็นต้องใช้พลังงานมากกว่าทองแดง อย่างไรก็ตามต้องคำนึงถึงข้อเท็จจริงของการขาดทองแดงด้วย
ในการผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าตามกฎแล้วจะใช้อลูมิเนียมเกรด A1 มีสิ่งสกปรกไม่เกิน 0.5% และโลหะที่มีความถี่สูงสุดคืออะลูมิเนียม AB0000
เหล็ก
ความราคาถูกและความพร้อมของเหล็กถูกบดบังด้วยความต้านทานสูง นอกจากนี้ยังสึกกร่อนอย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ตัวนำเหล็กจึงมักถูกเคลือบด้วยสังกะสี bimetal ที่เรียกว่ามีการใช้กันอย่างแพร่หลาย - เป็นเหล็กเคลือบด้วยทองแดงเพื่อการป้องกัน
โซเดียม
โซเดียมยังเป็นวัสดุที่เข้าถึงได้และมีแนวโน้ม แต่มีความต้านทานสูงกว่าทองแดงเกือบสามเท่า นอกจากนี้ โซเดียมโลหะยังมีฤทธิ์ทางเคมีสูง ซึ่งจำเป็นต้องหุ้มตัวนำดังกล่าวด้วยการป้องกันแบบผนึกแน่น นอกจากนี้ยังควรป้องกันตัวนำจากความเสียหายทางกล เนื่องจากโซเดียมเป็นวัสดุที่อ่อนมากและค่อนข้างเปราะบาง

ความเป็นตัวนำยิ่งยวด
ตารางด้านล่างแสดงความต้านทานของสารที่อุณหภูมิ 20 องศา การระบุอุณหภูมิไม่ใช่เรื่องบังเอิญ เนื่องจากความต้านทานขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้นี้โดยตรง สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อถูกความร้อน ความเร็วของอะตอมก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าความน่าจะเป็นที่พวกมันจะพบกับอิเล็กตรอนก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน

เป็นเรื่องที่น่าสนใจว่าเกิดอะไรขึ้นกับความต้านทานภายใต้สภาวะการทำความเย็น พฤติกรรมของอะตอมที่อุณหภูมิต่ำมากถูกสังเกตครั้งแรกโดย G. Kamerlingh Onnes ในปี 1911 เขาทำให้ลวดปรอทเย็นลงเป็น 4K และพบว่าความต้านทานลดลงเหลือศูนย์ การเปลี่ยนแปลงดัชนีความต้านทานของโลหะผสมและโลหะบางชนิดภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ นักฟิสิกส์เรียกว่าตัวนำยิ่งยวด

ตัวนำยิ่งยวดจะเข้าสู่สถานะของตัวนำยิ่งยวดเมื่อถูกระบายความร้อน และลักษณะทางแสงและโครงสร้างจะไม่เปลี่ยนแปลง การค้นพบหลักคือคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของโลหะในสถานะตัวนำยิ่งยวดนั้นแตกต่างจากคุณสมบัติในสถานะปกติอย่างมาก เช่นเดียวกับคุณสมบัติของโลหะอื่น ๆ ที่ไม่สามารถเปลี่ยนไปสู่สถานะนี้ได้เมื่ออุณหภูมิลดลง
การใช้ตัวนำยิ่งยวดส่วนใหญ่เกิดจากการได้รับสนามแม่เหล็กแรงสูงเป็นพิเศษซึ่งมีความแข็งแรงถึง 107 A / m ระบบสายไฟตัวนำยิ่งยวดก็กำลังได้รับการพัฒนาเช่นกัน

วัสดุที่คล้ายกัน

เราก็ขอแนะนำเช่นกัน

กำลังโหลด...

บ้าน > ดอกไม้

ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะของตัวนำ ความต้านทานของตัวนำคืออะไร

ความต้านทานไฟฟ้า

ความต้านทานไฟฟ้า

การนำไฟฟ้า

ความต้านทานของตัวนำยอดนิยม (โลหะและโลหะผสม) ความต้านทานของเหล็ก

ความต้านทานของเหล็ก อลูมิเนียม และตัวนำอื่นๆ

ประเภทของความต้านทาน

โต๊ะ

เหล็กเป็นตัวนำในงานวิศวกรรมไฟฟ้า

ตารางความต้านทานไฟฟ้าของโลหะและโลหะผสมในงานวิศวกรรมไฟฟ้า

ความต้านทานจำเพาะของโลหะ

ความต้านทานจำเพาะของโลหะผสม

ความต้านทานไฟฟ้า | โลกการเชื่อม

ความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุ

วรรณกรรม

ความต้านทานของโลหะ อิเล็กโทรไลต์ และสาร (ตาราง)

ความต้านทานของโลหะและฉนวน

ตารางความต้านทานของโลหะ

ตารางความต้านทานของฉนวน

ความต้านทานของโลหะบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิต่ำ

อัตราส่วนความต้านทาน Rt/Rq ของโลหะบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิ T ° K และ 273 ° K

ความต้านทานจำเพาะของอิเล็กโทรไลต์

ความต้านทานไฟฟ้า-เหล็ก

ความต้านทาน | วิกิทรอนิกส์ วิกิ

ความต้านทานของวัสดุบางชนิดที่ใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้า

ความต้านทานไฟฟ้า | สูตร ปริมาตร ตาราง

สูตรคำนวณและค่าการวัด

การพึ่งพาอุณหภูมิ

ความต้านทานไฟฟ้าเชิงปริมาตรจำเพาะ

ใช้ในวิศวกรรมไฟฟ้า

หมวดหมู่และคำอธิบาย

ลักษณะของโลหะ

ข้อดีของอลูมิเนียม

ตัวชี้วัดเหล็กและเหล็ก

คุณสมบัติของโซเดียม

กฎและคุณสมบัติของการคำนวณ

ผลของอุณหภูมิต่อการวัดอุณหภูมิ

ประเภทของความต้านทาน

โต๊ะ

เหล็กเป็นตัวนำในงานวิศวกรรมไฟฟ้า

วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูง

เราก็ขอแนะนำเช่นกัน