ความต้านทานไฟฟ้าของทองแดง ความต้านทานไฟฟ้าและการนำไฟฟ้า

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 ในเทคโนโลยีคุณสามารถดูการกำหนดที่ล้าสมัยเป็นระยะ ๆ โอห์ม มม. 2 /ม. หากต้องการแปลงจากระบบนี้เป็นระบบสากล คุณไม่จำเป็นต้องใช้สูตรที่ซับซ้อน เนื่องจาก 1 โอห์ม mm 2 /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	10 16
เบนซิน	10 15 ...10 16
กระดาษ	10 15
น้ำกลั่น	10 4
น้ำทะเล	0.3
ไม้แห้ง	10 12
พื้นดินเปียก	10 2
แก้วควอทซ์	10 16
น้ำมันก๊าด	10 1 1
หินอ่อน	10 8
พาราฟิน	10 1 5
น้ำมันพาราฟิน	10 14
ลูกแก้ว	10 13
โพลีสไตรีน	10 16
โพลีไวนิลคลอไรด์	10 13
เอทิลีน	10 12
น้ำมันซิลิโคน	10 13
ไมกา	10 14
กระจก	10 11
น้ำมันหม้อแปลง	10 10
เครื่องลายคราม	10 14
กระดานชนวน	10 14
ไม้มะเกลือ	10 16
อำพัน	10 18

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

กฎฟิสิกส์ส่วนใหญ่มีพื้นฐานมาจากการทดลอง ชื่อของผู้ทดลองจะถูกทำให้เป็นอมตะในชื่อของกฎหมายเหล่านี้ หนึ่งในนั้นคือจอร์จ โอห์ม

การทดลองของจอร์จ โอห์ม

ในระหว่างการทดลองปฏิกิริยาระหว่างไฟฟ้ากับสารต่างๆ รวมถึงโลหะ เขาได้ค้นพบความสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างความหนาแน่น ความแรงของสนามไฟฟ้า และคุณสมบัติของสาร ซึ่งเรียกว่า "ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ" สูตรที่สอดคล้องกับรูปแบบนี้เรียกว่า "กฎของโอห์ม" มีดังต่อไปนี้:

เจ= เลอี ในที่นั้น

• เจ— ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า
• λ — ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ เรียกอีกอย่างว่า "ค่าการนำไฟฟ้า"
• อี – ความแรงของสนามไฟฟ้า

ในบางกรณี จะใช้ตัวอักษรกรีกที่แตกต่างกันเพื่อระบุค่าการนำไฟฟ้า - σ . ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์บางตัวของสาร ค่าของมันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ สาร ความดัน หากเป็นก๊าซ และที่สำคัญที่สุดคือโครงสร้างของสารนี้ กฎของโอห์มสังเกตได้เฉพาะกับสารที่เป็นเนื้อเดียวกันเท่านั้น

เพื่อการคำนวณที่สะดวกยิ่งขึ้น จะใช้ส่วนกลับของค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ มันถูกเรียกว่า "ความต้านทาน" ซึ่งสัมพันธ์กับคุณสมบัติของสารที่กระแสไฟฟ้าไหลซึ่งแสดงด้วยตัวอักษรกรีก ρ และมีมิติ Ohm*m แต่เนื่องจากเหตุผลทางทฤษฎีที่แตกต่างกันนำไปใช้กับปรากฏการณ์ทางกายภาพที่แตกต่างกัน สูตรทางเลือกจึงสามารถใช้สำหรับความต้านทานได้ สิ่งเหล่านี้เป็นภาพสะท้อนของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิกของโลหะ รวมถึงทฤษฎีควอนตัม

สูตร

ในสูตรเหล่านี้ ซึ่งน่าเบื่อสำหรับผู้อ่านทั่วไป ปัจจัยต่างๆ เช่น ค่าคงที่ของ Boltzmann ค่าคงที่ของ Avogadro และค่าคงที่ของพลังค์ปรากฏขึ้น ค่าคงที่เหล่านี้ใช้สำหรับการคำนวณโดยคำนึงถึงเส้นทางอิสระของอิเล็กตรอนในตัวนำ, ความเร็วระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน, ระดับของการแตกตัวเป็นไอออน, ความเข้มข้นและความหนาแน่นของสาร กล่าวโดยสรุป ทุกอย่างค่อนข้างซับซ้อนสำหรับผู้ที่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญ เพื่อไม่ให้ไม่มีมูลความจริง คุณสามารถทำความคุ้นเคยกับรูปลักษณ์ของทุกสิ่งได้ด้านล่างนี้:

คุณสมบัติของโลหะ

เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนขึ้นอยู่กับความเป็นเนื้อเดียวกันของสาร กระแสในตัวนำโลหะจึงไหลตามโครงสร้างของมัน ซึ่งส่งผลต่อการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในตัวนำโดยคำนึงถึงความหลากหลายของมัน มันไม่ได้ถูกกำหนดโดยการปรากฏตัวของสิ่งเจือปนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อบกพร่องทางกายภาพ - รอยแตกช่องว่าง ฯลฯ ความหลากหลายของตัวนำจะเพิ่มความต้านทานซึ่งถูกกำหนดโดยกฎของ Matthiesen

กฎที่เข้าใจง่ายนี้โดยพื้นฐานแล้วบอกว่าความต้านทานแยกกันหลายตัวสามารถแยกแยะได้ในตัวนำที่มีกระแสไหลผ่าน และมูลค่าผลลัพธ์จะเป็นผลรวมของพวกเขา ส่วนประกอบต่างๆ จะเป็นค่าความต้านทานของโครงผลึกโลหะ สิ่งเจือปน และข้อบกพร่องของตัวนำ เนื่องจากพารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของสาร จึงมีการกำหนดกฎที่เกี่ยวข้องในการคำนวณ รวมทั้งสำหรับสารผสมด้วย

แม้ว่าโลหะผสมจะเป็นโลหะ แต่ก็ถือว่าเป็นสารละลายที่มีโครงสร้างวุ่นวายและสำหรับการคำนวณความต้านทานนั้น สิ่งสำคัญคือโลหะชนิดใดที่รวมอยู่ในโลหะผสม โดยพื้นฐานแล้ว โลหะผสมส่วนใหญ่ของสององค์ประกอบที่ไม่ได้เป็นของโลหะทรานซิชัน เช่นเดียวกับโลหะแรร์เอิร์ธ ตกอยู่ภายใต้คำอธิบายของกฎของน็อดเฮม

ความต้านทานของฟิล์มบางที่เป็นโลหะถือเป็นหัวข้อแยกต่างหาก ค่อนข้างสมเหตุสมผลที่จะถือว่าค่าของมันควรมากกว่าค่าของตัวนำขนาดใหญ่ที่ทำจากโลหะชนิดเดียวกัน แต่ในขณะเดียวกัน ก็มีการแนะนำสูตร Fuchs เชิงประจักษ์พิเศษสำหรับฟิล์ม ซึ่งอธิบายการพึ่งพาอาศัยกันของความต้านทานและความหนาของฟิล์ม ปรากฎว่าโลหะในฟิล์มแสดงคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์

และกระบวนการถ่ายโอนประจุได้รับอิทธิพลจากอิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางของความหนาของฟิล์มและรบกวนการเคลื่อนที่ของประจุ "ตามยาว" ในเวลาเดียวกัน พวกมันจะสะท้อนจากพื้นผิวของตัวนำฟิล์ม และทำให้อิเล็กตรอนตัวหนึ่งแกว่งไปมาระหว่างพื้นผิวทั้งสองของมันเป็นเวลานาน ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งในการเพิ่มความต้านทานคืออุณหภูมิของตัวนำ ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าใด ความต้านทานก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ในทางกลับกัน ยิ่งอุณหภูมิต่ำลง ความต้านทานก็จะยิ่งต่ำลง

โลหะเป็นสารที่มีความต้านทานต่ำที่สุดที่เรียกว่าอุณหภูมิ "ห้อง" อโลหะชนิดเดียวที่สามารถใช้เป็นตัวนำได้คือคาร์บอน กราไฟท์ซึ่งเป็นหนึ่งในสายพันธุ์นั้นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำหน้าสัมผัสแบบเลื่อน มีการผสมผสานคุณสมบัติที่ประสบความสำเร็จอย่างมาก เช่น ความต้านทานและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบเลื่อน ดังนั้นกราไฟท์จึงเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้สำหรับแปรงมอเตอร์ไฟฟ้าและหน้าสัมผัสแบบเลื่อนอื่นๆ ค่าความต้านทานของสารหลักที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมแสดงไว้ในตารางด้านล่าง

ความเป็นตัวนำยิ่งยวด

ที่อุณหภูมิที่สอดคล้องกับการทำให้ก๊าซกลายเป็นของเหลวนั่นคือจนถึงอุณหภูมิของฮีเลียมเหลวซึ่งเท่ากับ -273 องศาเซลเซียส ความต้านทานจะลดลงจนเกือบจะหายไปจนหมด และไม่ใช่แค่ตัวนำโลหะที่ดี เช่น เงิน ทองแดง และอลูมิเนียมเท่านั้น โลหะเกือบทั้งหมด ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวซึ่งเรียกว่าตัวนำยิ่งยวดโครงสร้างของโลหะจะไม่มีผลยับยั้งการเคลื่อนที่ของประจุภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ดังนั้นปรอทและโลหะส่วนใหญ่จึงกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด

แต่เมื่อปรากฎว่าค่อนข้างเร็ว ๆ นี้ในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ 20 เซรามิกบางประเภทก็มีความสามารถในการนำยิ่งยวดได้เช่นกัน ยิ่งกว่านั้นคุณไม่จำเป็นต้องใช้ฮีเลียมเหลวสำหรับสิ่งนี้ วัสดุดังกล่าวเรียกว่าตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม ผ่านไปหลายทศวรรษแล้ว และช่วงของตัวนำที่มีอุณหภูมิสูงได้ขยายออกไปอย่างมาก แต่ไม่ได้สังเกตการใช้องค์ประกอบตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงดังกล่าวเป็นจำนวนมาก ในบางประเทศ มีการติดตั้งแบบเดี่ยวโดยแทนที่ตัวนำทองแดงทั่วไปด้วยตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง เพื่อรักษาสภาวะการนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงให้เป็นปกติ จำเป็นต้องใช้ไนโตรเจนเหลว และนี่กลายเป็นวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคที่แพงเกินไป

ดังนั้นค่าความต้านทานต่ำที่ธรรมชาติมอบให้กับทองแดงและอะลูมิเนียมยังคงทำให้เป็นวัสดุที่ไม่สามารถทดแทนได้สำหรับการผลิตตัวนำไฟฟ้าต่างๆ

ความต้านทานของโลหะเป็นการวัดความสามารถในการต้านทานกระแสไฟฟ้าที่ผ่าน ค่านี้แสดงเป็นโอห์ม-มิเตอร์ (Ohm⋅m) สัญลักษณ์ของความต้านทานคืออักษรกรีก ρ (rho) ความต้านทานสูงหมายความว่าวัสดุนั้นเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี

ความต้านทาน

ความต้านทานไฟฟ้าหมายถึงอัตราส่วนระหว่างความแรงของสนามไฟฟ้าภายในโลหะและความหนาแน่นกระแสภายในโลหะ:

ที่ไหน:
ρ—ความต้านทานของโลหะ (โอห์ม⋅m)
E - ความแรงของสนามไฟฟ้า (V/m)
J คือค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าในโลหะ (A/m2)

ถ้าความแรงของสนามไฟฟ้า (E) ในโลหะสูงมาก และความหนาแน่นกระแส (J) น้อยมาก แสดงว่าโลหะมีความต้านทานสูง

ส่วนกลับของความต้านทานคือการนำไฟฟ้า ซึ่งบ่งชี้ว่าวัสดุนำกระแสไฟฟ้าได้ดีเพียงใด:

σ คือค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุ มีหน่วยเป็นซีเมนส์ต่อเมตร (S/m)

ความต้านทานไฟฟ้า

ความต้านทานไฟฟ้าซึ่งเป็นองค์ประกอบหนึ่งมีหน่วยเป็นโอห์ม (โอห์ม) ควรสังเกตว่าความต้านทานไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้าไม่เหมือนกัน ความต้านทานเป็นคุณสมบัติของวัสดุ ในขณะที่ความต้านทานไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติของวัตถุ

ความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทานถูกกำหนดโดยการรวมกันของรูปร่างและความต้านทานของวัสดุที่ใช้ทำ

ตัวอย่างเช่น ตัวต้านทานแบบลวดที่ทำจากลวดที่ยาวและบางจะมีความต้านทานสูงกว่าตัวต้านทานที่ทำจากลวดที่สั้นและหนาที่เป็นโลหะชนิดเดียวกัน

ในเวลาเดียวกัน ตัวต้านทานแบบลวดพันที่ทำจากวัสดุที่มีความต้านทานสูงจะมีความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าตัวต้านทานที่ทำจากวัสดุที่มีความต้านทานต่ำ และทั้งหมดนี้แม้ว่าตัวต้านทานทั้งสองตัวจะทำจากลวดที่มีความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันก็ตาม

เพื่อแสดงให้เห็นสิ่งนี้ เราสามารถวาดความคล้ายคลึงกับระบบไฮดรอลิก โดยที่น้ำถูกสูบผ่านท่อ

• ยิ่งท่อยาวและบางลง ความต้านทานต่อน้ำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
• ท่อที่เต็มไปด้วยทรายจะต้านทานน้ำได้มากกว่าท่อที่ไม่มีทราย

ความต้านทานของสายไฟ

ปริมาณความต้านทานของสายไฟขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ 3 ตัว ได้แก่ ความต้านทานของโลหะ ความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด สูตรคำนวณความต้านทานของสายไฟ:

ที่ไหน:
R - ความต้านทานของสายไฟ (โอห์ม)
ρ - ความต้านทานของโลหะ (Ohm.m)
L - ความยาวสายไฟ (ม.)
เอ - พื้นที่หน้าตัดของเส้นลวด (m2)

ตัวอย่างเช่น พิจารณาตัวต้านทานแบบลวดพันชนิดนิกโครมที่มีความต้านทาน 1.10×10-6 โอห์ม ลวดมีความยาว 1,500 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 มม. จากพารามิเตอร์ทั้งสามนี้ เราคำนวณความต้านทานของลวดนิกโครม:

R=1.1*10 -6 *(1.5/0.000000196) = 8.4 โอห์ม

Nichrome และ Constantan มักใช้เป็นวัสดุต้านทาน ด้านล่างในตาราง คุณสามารถดูความต้านทานของโลหะบางชนิดที่ใช้บ่อยที่สุดได้

ความต้านทานพื้นผิว

ค่าความต้านทานพื้นผิวคำนวณในลักษณะเดียวกับความต้านทานของลวด ในกรณีนี้ พื้นที่หน้าตัดสามารถแสดงเป็นผลคูณของ w และ t:

สำหรับวัสดุบางชนิด เช่น ฟิล์มบาง ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานและความหนาของฟิล์มเรียกว่าความต้านทานแผ่นแผ่น RS:

โดยที่ RS วัดเป็นโอห์ม สำหรับการคำนวณนี้ ความหนาของฟิล์มจะต้องคงที่

บ่อยครั้งที่ผู้ผลิตตัวต้านทานตัดรางเข้าไปในฟิล์มเพื่อเพิ่มความต้านทานเพื่อเพิ่มเส้นทางของกระแสไฟฟ้า

คุณสมบัติของวัสดุต้านทาน

ความต้านทานของโลหะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โดยปกติแล้วค่าเหล่านี้จะถูกกำหนดไว้สำหรับอุณหภูมิห้อง (20°C) การเปลี่ยนแปลงความต้านทานอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมินั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ

ตัวอย่างเช่น เทอร์มิสเตอร์ (เทอร์มิสเตอร์) ใช้คุณสมบัตินี้ในการวัดอุณหภูมิ ในทางกลับกัน ในระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ นี่เป็นผลที่ไม่พึงประสงค์ทีเดียว
ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะมีคุณสมบัติความเสถียรของอุณหภูมิที่ดีเยี่ยม สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ไม่เพียงเนื่องจากวัสดุมีความต้านทานต่ำเท่านั้น แต่ยังเนื่องมาจากการออกแบบทางกลของตัวต้านทานด้วย

มีการใช้วัสดุและโลหะผสมหลายชนิดในการผลิตตัวต้านทาน Nichrome (โลหะผสมของนิกเกิลและโครเมียม) เนื่องจากมีความต้านทานสูงและทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง มักถูกใช้เป็นวัสดุสำหรับทำตัวต้านทานแบบลวดพัน ข้อเสียคือไม่สามารถบัดกรีได้ Constantan เป็นวัสดุยอดนิยมอีกชนิดหนึ่ง บัดกรีได้ง่ายและมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำกว่า

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)

เนื้อหา:

ความต้านทานของโลหะคือความสามารถในการต้านทานกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านได้ หน่วยวัดสำหรับปริมาณนี้คือ โอห์ม*ม (โอห์ม-เมตร) สัญลักษณ์ที่ใช้คืออักษรกรีก ρ (rho) ค่าความต้านทานสูงหมายถึงค่าการนำไฟฟ้าที่ไม่ดีโดยวัสดุเฉพาะ

ข้อมูลจำเพาะของเหล็ก

ก่อนที่จะพิจารณาความต้านทานของเหล็กโดยละเอียด คุณควรทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลพื้นฐานของเหล็กก่อน เนื่องจากมีคุณสมบัติ วัสดุนี้จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคการผลิตและด้านอื่น ๆ ของชีวิตและกิจกรรมของผู้คน

เหล็ก คือ โลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน มีปริมาณไม่เกิน 1.7% นอกจากคาร์บอนแล้ว เหล็กยังมีสิ่งเจือปนจำนวนหนึ่ง เช่น ซิลิคอน แมงกานีส ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส ในแง่ของคุณภาพมันดีกว่าเหล็กหล่อมากสามารถชุบแข็งปลอมแปลงรีดและแปรรูปประเภทอื่น ๆ ได้อย่างง่ายดาย เหล็กทุกประเภทมีความแข็งแรงและความเหนียวสูง

ตามวัตถุประสงค์ เหล็กแบ่งออกเป็นโครงสร้าง เครื่องมือ และยังมีคุณสมบัติทางกายภาพพิเศษอีกด้วย แต่ละรายการมีจำนวนคาร์บอนที่แตกต่างกันซึ่งทำให้วัสดุได้รับคุณสมบัติเฉพาะบางอย่างเช่นความต้านทานความร้อนความต้านทานความร้อนความต้านทานต่อสนิมและการกัดกร่อน

สถานที่พิเศษถูกครอบครองโดยเหล็กไฟฟ้าที่ผลิตในรูปแบบแผ่นและใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้า เพื่อให้ได้วัสดุนี้ ซิลิคอนจะถูกเจือซึ่งสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางแม่เหล็กและทางไฟฟ้าได้

เพื่อให้เหล็กไฟฟ้าได้รับคุณสมบัติที่จำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดและเงื่อนไขบางประการ วัสดุจะต้องถูกทำให้เป็นแม่เหล็กและทำให้เป็นแม่เหล็กได้ง่าย กล่าวคือ มีการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง เหล็กดังกล่าวมี ดี และการกลับตัวของแม่เหล็กจะดำเนินการโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด

ขนาดและน้ำหนักของแกนแม่เหล็กและขดลวดตลอดจนประสิทธิภาพของหม้อแปลงและอุณหภูมิในการทำงานขึ้นอยู่กับการปฏิบัติตามข้อกำหนดเหล่านี้ การปฏิบัติตามเงื่อนไขได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย รวมถึงความต้านทานของเหล็ก

ความต้านทานและตัวชี้วัดอื่น ๆ

ค่าความต้านทานไฟฟ้าคืออัตราส่วนของความแรงของสนามไฟฟ้าในโลหะและความหนาแน่นกระแสที่ไหลในโลหะ สำหรับการคำนวณเชิงปฏิบัติจะใช้สูตร: ซึ่ง ρ คือความต้านทานของโลหะ (Ohm*m) อี- ความแรงของสนามไฟฟ้า (V/m) และ เจ- ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าในโลหะ (A/m2) ที่มีความแรงของสนามไฟฟ้าสูงมากและมีความหนาแน่นกระแสต่ำ ความต้านทานของโลหะจะสูง

มีปริมาณอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่าการนำไฟฟ้า ซึ่งมีค่าผกผันของความต้านทาน ซึ่งระบุถึงระดับที่วัสดุนำกระแสไฟฟ้า กำหนดโดยสูตรและแสดงเป็นหน่วย S/m - ซีเมนส์ต่อเมตร

ความต้านทานมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความต้านทานไฟฟ้า อย่างไรก็ตามพวกเขามีความแตกต่างกันเอง ในกรณีแรก นี่คือคุณสมบัติของวัสดุ รวมถึงเหล็กด้วย และในกรณีที่สอง คุณสมบัติของวัตถุทั้งหมดจะถูกกำหนด คุณภาพของตัวต้านทานได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัยร่วมกัน โดยหลักแล้วคือรูปร่างและความต้านทานของวัสดุที่ใช้ในการผลิต ตัวอย่างเช่น หากใช้ลวดเส้นบางและยาวเพื่อสร้างตัวต้านทานแบบลวดพัน ความต้านทานของมันจะมากกว่าตัวต้านทานที่ทำจากลวดหนาและสั้นที่เป็นโลหะชนิดเดียวกัน

อีกตัวอย่างหนึ่งคือตัวต้านทานที่ทำจากสายไฟที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวเท่ากัน อย่างไรก็ตามหากวัสดุตัวใดตัวหนึ่งมีความต้านทานสูงและอีกตัวหนึ่งมีค่าต่ำดังนั้นความต้านทานไฟฟ้าในตัวต้านทานตัวแรกจะสูงกว่าตัวที่สอง

เมื่อทราบคุณสมบัติพื้นฐานของวัสดุแล้ว คุณสามารถใช้ความต้านทานของเหล็กเพื่อกำหนดค่าความต้านทานของตัวนำเหล็กได้ ในการคำนวณ นอกเหนือจากความต้านทานไฟฟ้า คุณจะต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของเส้นลวดด้วย การคำนวณดำเนินการโดยใช้สูตรต่อไปนี้: ซึ่งในนั้น รคือ (โอห์ม) ρ - ความต้านทานของเหล็ก (Ohm*m) ล- สอดคล้องกับความยาวของเส้นลวด ก- พื้นที่หน้าตัดของมัน

ความต้านทานของเหล็กและโลหะอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ในการคำนวณส่วนใหญ่จะใช้อุณหภูมิห้อง - 20 0 C การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดภายใต้อิทธิพลของปัจจัยนี้จะถูกนำมาพิจารณาโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ