Hvad er elektrisk modstand?

Den elektriske strøm I i ethvert stof skabes ved bevægelse af ladede partikler i en bestemt retning på grund af anvendelsen af ​​ekstern energi (potentialforskel U). Hvert stof har individuelle egenskaber, der påvirker strømmen af ​​strømmen i det på forskellige måder. Disse egenskaber vurderes af den elektriske modstand R.

Georg Ohm bestemte empirisk de faktorer, der påvirker størrelsen af ​​den elektriske modstand af et givet stof formel for dens afhængighed af spænding og strøm, som er opkaldt efter ham. SI-enheden for modstand er opkaldt efter ham. 1 ohm er modstandsværdien målt ved 0°C for en homogen søjle af kviksølv 106,3 cm lang med et tværsnitsareal på 1 mm2.

Definition

For at vurdere og anvende materialer til fremstilling af elektriske apparater i praksis, blev begrebet «ledermodstand» introduceret... Det tilføjede adjektive "specifik" angiver brugskoefficienten for den accepterede volumenreferenceværdi for det pågældende stof. Dette gør det muligt at evaluere de elektriske parametre for forskellige materialer.

I dette tilfælde tages det i betragtning, at ledningens modstand stiger med en stigning i dens længde og et fald i dens tværsnit. SI-systemet bruger volumen af ​​en homogen ledning på 1 meter lang og 1 m2 i tværsnit... I tekniske beregninger anvendes en forældet, men bekvem volumenhed uden for systemet, bestående af en længde på 1 meter og et areal på 1 mm.2... Formlen for modstand ρ er vist på figuren.

For at bestemme stoffers elektriske egenskaber introduceres en anden egenskab - specifik ledningsevne b. Den er omvendt proportional med modstandsværdien, bestemmer materialets evne til at lede elektrisk strøm: b = 1 / p.

Hvordan modstand afhænger af temperatur

Et materiales ledningsevne påvirkes af dets temperatur. Forskellige grupper af stoffer opfører sig ikke ens, når de opvarmes eller afkøles. Denne egenskab tages i betragtning for elektriske ledninger, der fungerer udendørs i varmt og koldt vejr.

Lederens materiale og specifikke modstand vælges under hensyntagen til driftsbetingelserne.

Stigningen i modstanden af ​​ledninger til passage af strøm under opvarmning forklares af det faktum, at når temperaturen af ​​metallet i det stiger, øges intensiteten af ​​bevægelse af atomer og bærere af elektriske ladninger i alle retninger, hvilket skaber unødvendige forhindringer til bevægelse af ladede partikler i én retning og reducerer værdien af ​​deres flux.

Hvis metallets temperatur falder, forbedres betingelserne for passage af strømmen.Når det afkøles til en kritisk temperatur, opstår fænomenet superledning i mange metaller, når deres elektriske modstand praktisk talt er nul. Denne egenskab er meget udbredt i højeffekt elektromagneter.

Temperaturens effekt på metallers ledningsevne bruges af den elektriske industri til fremstilling af almindelige glødelamper. Deres nichrome tråd når strømmen passeres, opvarmes den til en sådan tilstand, at den udsender en lysstrøm. Under normale forhold er modstanden af ​​nichrom omkring 1,05 ÷ 1,4 (ohm ∙ mm2) / m.

Når pæren tændes under spænding, går der en stor strøm gennem glødetråden, som meget hurtigt opvarmer metallet.Samtidig øges modstanden i det elektriske kredsløb, hvilket begrænser startstrømmen til den nominelle værdi, der er nødvendig for at opnå belysning . På denne måde udføres en simpel regulering af strømstyrken ved hjælp af en nichrome spiral, der er ingen grund til at bruge komplekse forkoblinger, der anvendes i LED og fluorescerende kilder.

Hvordan er modstanden af ​​materialer, der bruges i teknik

Ikke-jernholdige ædelmetaller har de bedste elektriske ledningsevneegenskaber. Derfor er kritiske kontakter i elektriske enheder lavet af sølv. Men dette øger den endelige pris på hele produktet. Den mest acceptable mulighed er at bruge billigere metaller. For eksempel er modstanden af ​​kobber lig med 0,0175 (ohm ∙ mm2) / m ret egnet til sådanne formål.

Ædelmetaller - guld, sølv, platin, palladium, iridium, rhodium, ruthenium og osmium, opkaldt hovedsageligt for deres høje kemiske resistens og smukke udseende i smykker.Også guld, sølv og platin har høj plasticitet, og platingruppemetaller er ildfaste, og ligesom guld er det kemisk inert. Disse fordele ved ædle metaller kombineres.

Kobberlegeringer med god ledningsevne bruges til at lave shunts, der begrænser strømmen af ​​store strømme gennem målehovedet på kraftige amperetre.

Modstand af aluminium 0,026 ÷ 0,029 (ohm ∙ mm2) / m er lidt højere end kobber, men produktionen og prisen på dette metal er lavere. Den er også lettere. Dette forklarer dens brede anvendelse i elektricitet til produktion af eksterne ledninger og kabelkerner.

Jernmodstand 0,13 (ohm ∙ mm2) / m gør det også muligt at overføre elektrisk strøm, men dette fører til større effekttab. Stållegeringer har øget styrke. Derfor er ståltråde vævet ind i de overliggende aluminiumsledere af højspændingsledninger, der er designet til at modstå brudbelastninger.

Dette gælder især, når der dannes is på ledninger eller kraftige vindstød.

Nogle legeringer, for eksempel konstantin og nikkelin, har termisk stabile resistive egenskaber inden for et vist område. Den elektriske modstand af Nickeline ændres praktisk talt ikke fra 0 til 100 grader Celsius. Derfor er reostat-spoler lavet af nikkel.

I måleinstrumenter er egenskaben ved en streng ændring i modstandsværdierne for platin i forhold til dets temperatur meget udbredt. Hvis en elektrisk strøm fra en stabiliseret spændingskilde føres gennem en platintråd og modstandsværdien beregnes, vil det angive platinets temperatur.Dette gør det muligt at graduere skalaen i grader svarende til ohm-værdier. Denne metode giver dig mulighed for at måle temperaturen med en nøjagtighed af brøkdele af en grad.

Nogle gange, for at løse praktiske problemer, skal du kende kablets generelle eller specifikke modstand... Til dette formål giver kabelproduktkatalogerne værdierne for den induktive og aktive modstand af en enkelt kerne for hver værdi af tværsnit. De bruges til at beregne de tilladte belastninger, den genererede varme, bestemme de tilladte driftsbetingelser og vælge effektiv beskyttelse.

Den specifikke ledningsevne af metaller påvirkes af, hvordan de behandles. Brugen af ​​tryk til plastisk deformation forstyrrer krystalgitterstrukturen, øger antallet af defekter og øger modstanden. For at reducere det, anvendes omkrystallisationsudglødning.

Strækning eller komprimering af metaller forårsager elastisk deformation i dem, hvorfra amplituderne af elektronernes termiske vibrationer falder, og modstanden falder noget.

Ved design af jordingssystemer er det nødvendigt at tage hensyn jordmodstand… Den adskiller sig pr. definition fra ovenstående metode og måles i SI-enheder — Ohm. Måler. Med dens hjælp evalueres kvaliteten af ​​distributionen af ​​elektrisk strøm inde i jorden.
Afhængighed af jordresistens af jordens fugtighed og temperatur:

Jordens ledningsevne påvirkes af mange faktorer, herunder jordfugtighed, tæthed, partikelstørrelse, temperatur, koncentration af salte, syrer og baser.