Удельное активное сопротивление кабеля таблица: Активные и индуктивные сопротивления линии

Содержание

Подробные данные об ошибке IIS 8.5 — 404.11

Ошибка HTTP 404.11 — Not Found

Модуль фильтрации запросов настроен для блокировки запросов, содержащих последовательности двойного преобразования символов.

Наиболее вероятные причины:
  • Этот запрос содержал последовательность двойного преобразования символов, тогда как средства фильтрации запросов настроены на веб-сервере для блокировки таких последовательностей.
Возможные решения:
  • Проверьте настройку configuration/system.webServer/security/[email protected] в файлах applicationhost.config или web.config
Подробные сведения об ошибке:
Модуль   RequestFilteringModule
Уведомление   BeginRequest
Обработчик   StaticFile
Код ошибки   0x00000000
Запрошенный URL-адрес   https://www. tpk-tver.ru:443/attachments/article/32/%d0%9c%d0%b5%d1%82%d0%be%d0%b4%d0%b8%d1%87%d0%b5%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b5%20%d1%80%d0%b5%d0%ba%d0%be%d0%bc%d0%b5%d0%bd%d0%b4%d0%b0%d1%86%d0%b8%d0%b8%20%d0%a1%d0%ba%d0%bb%d1%8f%d1%80%d0%be%d0%b2%20%d1%81%20%d0%9f%d1%80%d0%b8%d0%bc%d0%b5%d1%80%d0%be%d0%bc.pdf
Физический путь   C:\inetpub\wwwroot\tpk-tver\attachments\article\32\%d0%9c%d0%b5%d1%82%d0%be%d0%b4%d0%b8%d1%87%d0%b5%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b5%20%d1%80%d0%b5%d0%ba%d0%be%d0%bc%d0%b5%d0%bd%d0%b4%d0%b0%d1%86%d0%b8%d0%b8%20%d0%a1%d0%ba%d0%bb%d1%8f%d1%80%d0%be%d0%b2%20%d1%81%20%d0%9f%d1%80%d0%b8%d0%bc%d0%b5%d1%80%d0%be%d0%bc.pdf
Метод входа   Пока не определено
Пользователь, выполнивший вход   Пока не определено
Дополнительные сведения:
Это средство безопасности. Изменять его параметры можно лишь в том случае, если вы до конца понимаете последствия своих действий. Перед тем как изменить это значение, вам следует провести трассировку в сети, дабы удостовериться в том, что данный запрос не является злонамеренным. Если сервер допускает последовательности двойного преобразования символов, измените настройку configuration/system.webServer/security/[email protected] Причиной этого может быть неверный URL-адрес, направленный на сервер злонамеренным пользователем.

Просмотреть дополнительные сведения »

Сопротивление провода СИП больше чем у обычного, это правда?

Самонесущий изолированный провод «СИП» — это многожильный провод

для воздушных линий электропередачи, содержащий изолированные жилы и несущий элемент, предназначенный для крепления или подвески провода. Они используются в основном для внутренних сетей.

Чтобы сравнивать сопротивление, нам понадобятся данные из нескольких нижеприведенных таблиц.

Таблица 1. Активное сопротивление токопроводящих жил изолированных проводов марок СИП-1, СИП-2, СИП-4 при 90 градусах C.

Таблица 2. Индуктивное сопротивление токопроводящих жил изолированных проводов марок СИП-1, СИП-2, СИП-4.

Таблица 3. Характеристики токопроводящих жил сталеалюминиевых проводов и проводов из алюминиевого сплава со стальным сердечником.

Таблица 4. Активное и реактивное сопротивление токопроводящих жил проводов, используемых в кабелях.

Для сравнительного анализа возьмем алюминиевые провода марок СИП4 4х16 и АС 16/2,7. Оба провода имеют одинаковое полезное сечение 16 квадратов (кв. мм.).

-Самонесущий изолированный провод марки СИП4 4х16 как правило применяется для монтажа воздушных линий силовых и осветительных электрических сетей, рассчитанных на напряжение до 1кВ. и используется для передачи и распределения электрической энергии.

В таких проводах исключена возможность происхождения короткого замыкания, что обеспечивает им бесперебойное питание и высокую надежность. Благодаря этому также сокращаются расходы на возможные аварийные работы по восстановлению линий электропередачи. Исключена возможность образования льда на проводах.

-Провод для воздушных линий электропередач марки АС — это многожильный алюминиевый провод с сердечником из оцинкованных стальных проволок.

Получил наибольшее распространение. Встречается устаревшее обозначение: провод марки АС с отношением алюминий/сталь — около 6, например — АС400 = АС400/64.

Активное сопротивление токопроводящей жилы провода СИП4 4х16 составляет 2,448 Ом на 1 км. длины провода (Таблица 1).

Активное сопротивление токопроводящей жилы провода АС 16/2,7 составляет 1,8 Ом на 1 км. длины провода (Таблица 3).

Сопротивление токопроводящих жил проводов СИП больше, чем проводов АС 16/2,7.

Сравним индуктивное сопротивление провода СИП4 4х16 (Таблица 2) — 0,0821 Ом/км., и провода с сечением жилы 16 квадратов, используемых в кабелях (Таблица 4) — 0,068 Ом/км.

Сопротивление провода СИП больше чем у обычного

Сопротивление проводника определяется по формуле:

Разное сопротивление проводников при постоянной длине L и сечении S зависит от удельного сопротивления проводника p.

А удельное сопротивление проводника p, руководствуясь

базовым понятием электротехнического материаловедения, определяется свойствами материала проводника вне зависимости от его длины и формы вообще.

Удельное сопротивление p химически чистого алюминия составляет 0,028. Его изменение зависит от наличия примесей в алюминии.

Для электротехнических целей используют алюминий, содержащий не более 0.5% примесей, марки А1. Добавки Ni, Si, Zn или Fe при содержании их 0.5% снижают электропроводность алюминия на 2-3%. Примеси Cu, Ag и Mg, при том же массовом содержании снижают электропроводность алюминия на 5-10%. Очень сильно снижают электропроводность алюминия Ti и Mn.

Получается, что технология производства алюминия для проводов СИП отличается от проводов марки АС и обычных проводов для кабелей.

Незначительное увеличение сопротивления токопроводящих жил проводов СИП объяснятся тем, что улучшились другие эксплуатационные характеристики данных проводов.

Самонесущие изолированные провода а системах электроснабжения России применяются уже более 10 лет и протяженность распределительных сетей с применением СИП составляет тысячи километров. Накопленный за эти годы опыт эксплуатации показывает бесспорные преимущества изолированных проводов перед неизолированными марки А и АС.

Успехов Вам! Да прибудет с Вами умение!

Справка|Расчет токов короткого замыкания

Общие положения.

Данный расчет предназначен для подключения потребителей к типовым трансформаторным подстанциям 6/10 кВ. Этот cервис позволяет рассчитать токи короткого замыкания

, сгенерировать схему замещения и получить готовый отчет в Word. Услуга полностью бесплатна.

Это упрощенный расчет токов КЗ.

Накладываемые ограничения:
  1. Учитывается только активное сопротивление кабеля.
  2. Удельное сопротивление кабеля рассчитывается по формуле: R = ρ/S

    Где ρ — удельное сопротивление материала. ((ом*мм2)/м). Для меди значение принимается за 0.017, для алюминия — 0.026. S — сечение кабеля.(

    мм2)

Порядок расчета токов короткого замыкания

Лучше всего рассмотрим расчет токов короткого замыкания на примере. Предположим, что наш потребитель подключен по нижеследующей схеме:

Пояснения к схеме.

В ТП находится трансформатор, с указанными на схеме параметрами. От ТП в ГРЩ идет 2 кабеля сечением 4х185, длиной 200м. На вводе в ГРЩ стоит автомат 100А. От ГРЩ к щиту арендатора (ЩА) идет кабель ВВГнг сечением 5х16, длиной 20 м. На вводе в ЩА стоит автомат 40А. Далее в ЩА выбираются две группы. Одна самая нагруженная (ЩА-11), вторая самая протяженная (ЩА-5). Кабель, автомат и тип потребителя для каждой из групп, указан на схеме. Соответственно, токи КЗ вычисляются в точках: ТП, ГРЩ, ЩА, ЩА-11, ЩА-5.

Далее переходим к заполнению таблиц.

Таблица «Трансформатор»

В данной таблице вы вводите параметры трансформатора в ТП и название трансформаторной подстанции.

Для нашего примера таблицу нужно заполнить следующим образом:

Таблица «Трасса»

В данную таблицу вы вносите данные точек КЗ по трассе. Как правило, это щиты. Кнопками справа вы можете добавить до трех точек КЗ.

Сначала вы вводите название точки (щита), затем номинал вводного автомата в щите.

После вы вводите параметры кабеля. В первой строке вводятся данные кабеля от ТП до 1-го щита, во второй от 1-го щита до 2-го и т.д.

Для нашего примера таблицу нужно заполнить следующим образом:

Таблица «Потребитель»

В последнюю таблицу вводятся данные о самой нагруженной (Wmax) и самой протяженной группе (Lmax) в последнем щите. Таблица заполняется аналогично предыдущей. Единственное отличие — нужно выбрать тип потребителя в группе (розетка одно- или трехфазная или лампа).

Для нашего примера таблицу нужно заполнить следующим образом:

Получение схемы замещения

Выберите кодировку. По умолчанию стоит Windows кодировка. Если вы используете не Windows программы для черчения, то выберите Юникод. Нажмите кнопку «Схема в DXF» и сервер отдаст вам схему замещения.

После открытия файла вы, скорее всего, увидите только черный экран. Измените масштаб, схема находится в правом верхнем углу.

Получение отчета

Просто нажмите кнопку «Отчет в Word» и сервер отдаст вам отчет.

Диаграмма AWG и электрическое сопротивление и проводимость

AWG диаграмма
0,/55 /554 472 A / 0.25
AWG
AWG Диаметр Ортовки Площадь Медь
Устойчивость [6]
NEC Медная проволока
Amainciact с
60/75/90 ° C
Изоляция (а) [7]
Примерная
Стандартная метрика
эквиваленты
Фузингический ток
(медь) [8] [9]
(дюйм) (мм) (на дюйм) (на см) (ксмил) (мм 2 ) (Ом/км)
(мОм/м)
(Ом/кФут)
Preece
(~10 с)
Onderdonk
(1 с)
Onderdonk
(32 мс)
0000 (4/0) 4600 11. 684 11.684 2.17 0.856 212 107 0.1608 0.04901 195/230/260 31 KA 173 KA
000 (3/0 ) 0.4096 10.404 2.44 0,961 168 85.0 0.0.2028 0.06180 165 / 200/225 165 / 200/225 24,5 KA 137 KA
00 ( 2/0) 0.3648 9.266 9.266 2.74 1.08 133 674 133 674 0.0.2557 0.07793 145/175/195 19,5 KA 109 KA
0 (1/0 ) 0.3249 8.252 3.08 1.21 106 53.5 0.09827 0.09827 125/150/170 1,9 KA 15. 5 KA 87 KA
1 0.2893 7.348 7.348 3.46 1.36 83.7 42.4 0,4066 0.1239 110/130/150 1.6 KA 12 KA 68 KA
2 0.2576 6.544 3.544 3.88 1.53 664 33.6 0.5127 0.1563 95/115 / 130 1.3 KA KA 54 KA
3 0.2294 5.827 5.827 4.36 1.72 52.6 26.7 0,6465 0.1970 85/100/110 196 / 0,4 1.1 KA 77 KA 43 KA
4 0.2043 5.189 5.189 4.89 1.93 41.7 21.2 0.8152 0.2485 70/85 / 95 946 A 6. 1 KA 34 KA
5 0.1819 4.621 4.621 5.50 2.16 33.1 16.8 1.028 0.3133 126 / 0,4 795 A 4,8 KA 27 KA
6 0.1620 4.115 6.115 6.17 2.43 26.3 13.3 1.296 0.3951 55/651 55/65/75 668 A 3,8 KA 21 KA
7 0.1443 3.665 3.93 6.93 2,73 20.8 10.5 1.634 0,4982 80080 8000 / 0,4 0 561 A 3 KA 17 KA
8 0.1285 3.264 3.264 7.78 3.06 16.5 8.37 2.061 0. 6282 40/50 / 55 2,4 KA 13,5 KA
9 0.1144 2.906 2.906 8.74 3.44 13.1 6.63 2.599 0.7921 84 / 0.3 396 A 1,9 KA 10.7 KA
10 0.1019 2.588 9.588 9.581 3.86 10.4 5.26 3.277 0,90/989 30/35/40 333 A 1,5 KA 8,5 KA
11 0.0907 2.305 11.0 4.34 8.23 ​​ 4.17 4.132 1.260 56 / 0.3 280 A 1,2 KA 6,7 KA
12 0.0808 2.053 12.053 12.4 4.87 6. 53 3.31 5.211 1.588 25/25/30 235 A 955 A 5,3 KA
13 0.0720 1.828 1.828 13.9 5.47 5.18 2.62 6.571 2.003 50 / 0.25 198 A 758 A 4,2 KA
14 0.0641 1.628 15.6 6.14 4.11 2.08 8.286 2.525 20/20 / 25 166 A 601 A 3.3 KA
15 0.0571 1.450 17.5 6.90 3.26 1.65 10.45 3.184 140 A 477 A 2,7 KA
16 0.0508 1.291 19.71 19,7 7.75 2. 58 1.31 13.17 4.016 — / — / 18 — / — / 18 117 A 377 A 2,1 KA
17 0.0453 1.150 1.150 22.1 8,70 2.05 1.04 16.61 5.064 5.064 32/0.2 99 A 300 A 1.7 KA
18 0.0403 1.024 24,8 9.77 9.77 1.62 0.823 0.823 20.95 6.385 — / — / 14 — / — / 14 — / / 0,2 83 A 237 A 1.3 ka
19 0.0359 0.0359 0.912 27.9 11.0 1.29 0.653 26.42 8.051 70 A 189 A 1 KA
20 0. 0320 0.0320 0.812 31.3 12.3 1.02 0.518 33.31 10.15 16 / 0.2 58.5 A 149 A 834 A
21 0.0285 0.723 0.723 35.1 13.8 0.810 0.410 42.00 12.80 12.80 13 / 0.2 49 A 119 A 662 A
22 0,0253 0.644 0.644 39.5 15.5 0.642 0.326 52.96 16.14 7 / 0.25 41 A 94 A 525 A
23 0.0226 0.573 0.573 44.3 17.4 0.258 66.79 20.36 35 A 74 A 416 A
24 0. 0201 0.511 49.7 19.6 19,6 0.404 0.205 84.22 25.67 1/09, 7 / 0.2, 30 / 0,1 29 A 59 A 330 A
25 0.0179 0,455 55.9 55.9 22.0 0,320 0.162 9008 32.37 24 A 47 A 262 A 262 A
26 0,0159 0,405 62.7 24.7 0.254 0.254 0.129 133.9 133.9 40.81 1 / 0,4, 70080 0 20 A 37 A 208 A
27 0.0142 0,361 70,4 27,7 0,202 0,102 168,9 51,47
28 0,0126 0,321 79,1 31,1 0,160 0. 0810 212.9 64.90 64.90 7/0.12 7/0.12
29 0.0113 0.286 88.8 35.0 0.127 +0,0642 268,5 81,84
30 0,0100 0,255 99,7 39,3 0,101 0,0509 338,6 103,2 1 / 0,25 , 7/0.1
31 0,227 0.227 112 44.1 0.0797 0.04997 0.0404 426.9 130,1
32 0.00795 0.202 126 495 0.0632 0.0632 0.0320 538.3 164.1 164.1 1 / 0.2, 7 / 0.08
33 0,00708 0.180 141 55. 6 0.0501 0.0254 0.0254 678.8 206.9
34 0,00630 0,160 159 62.4 0.0398 0.0201 856,0 260,9
35 0,00561 0,143 178 70,1 0,0315 0,0160 1079 329,0
36 0,00500 0.127 0.127 200 200 70250 0,0127 1361 414.8
37 0.+00445 0,113 225 88,4 0,0198 0,0100 1716 523,1
38 0,00397 0,101 252 99,3 0,0157 0,00797 2164 659. 6 659.6
39
39 0.0897 0.0897 283 111 0,0125 0.00632 2729 831,8
40 0,00314 0,0799 318 125 0,00989 0,00501 3441 тысяча сорок девять


Удельное электрическое сопротивление и проводимость

Удельное сопротивление | Физика проводников и изоляторов

Расчет сопротивления проводов

Номинальная токовая нагрузка проводника — это грубая оценка сопротивления, основанная на способности тока создавать опасность возгорания.Однако мы можем столкнуться с ситуациями, когда падение напряжения, создаваемое сопротивлением проводов в цепи, представляет собой проблему, не связанную с пожаром. Например, мы можем проектировать схему, в которой напряжение на компоненте является критическим и не должно опускаться ниже определенного предела. Если это так, то падение напряжения из-за сопротивления проводов может вызвать техническую проблему, хотя и находится в безопасных (противопожарных) пределах по току:

Если нагрузка в приведенной выше цепи не выдержит напряжения ниже 220 вольт при исходном напряжении 230 вольт, то лучше убедиться, что проводка по ходу не падает более чем на 10 вольт.С учетом как питающего, так и обратного проводников этой цепи остается максимально допустимое падение напряжения в 5 вольт по длине каждого провода. Используя закон Ома (R=E/I), мы можем определить максимально допустимое сопротивление для каждого отрезка провода:

Мы знаем, что длина каждого отрезка провода составляет 2300 футов, но как определить величину сопротивления для провода определенного размера и длины? Для этого нам нужна другая формула:

.

Эта формула связывает сопротивление проводника с его удельным сопротивлением (греческая буква «ро» (ρ), похожая на строчную букву «р»), его длиной («l») и поперечным сечением. площадь сечения («А»).Обратите внимание, что с переменной длины в верхней части дроби значение сопротивления увеличивается с увеличением длины (аналогия: протолкнуть жидкость через длинную трубу труднее, чем через короткую) и уменьшается с увеличением площади поперечного сечения ( аналогия: по толстой трубе жидкость течет легче, чем по тонкой). Удельное сопротивление является константой для типа рассчитываемого материала проводника.

Удельное сопротивление некоторых проводящих материалов можно найти в следующей таблице.Мы находим медь в нижней части таблицы, уступая только серебру по низкому удельному сопротивлению (хорошей проводимости):

Удельное сопротивление при 20 градусах Цельсия
Материал Элемент/сплав (Ом-смил/фут) (микроом-см)
Нихром Сплав 675 112,2
Нихром V Сплав 650 108,1
Манганин Сплав 290 48. 21
Константан Сплав 272,97 45,38
Сталь* Сплав 100 16,62
Платина Элемент 63,16 10,5
Железо Элемент 57,81 9,61
Никель Элемент 41,69 6,93
Цинк Элемент 35.49 5,90
Молибден Элемент 32.12 5,34
Вольфрам Элемент 31,76 5,28
Алюминий Элемент 15,94 2,650
Золото Элемент 13,32 2,214
Медь Элемент 10.09 1.678
Серебро Элемент 9,546 1,587

* = Стальной сплав с содержанием железа 99,5%, углерода 0,5%

Обратите внимание, что значения удельного сопротивления в приведенной выше таблице даны в очень странных единицах измерения «Ом-смил/фут» (Ом-смил/фут). Эта единица указывает, какие единицы измерения предполагается использовать в формуле сопротивления ( R=ρl/А). В этом случае эти цифры для удельного сопротивления предназначены для использования, когда длина измеряется в футах, а площадь поперечного сечения измеряется в круговых милах.

Единицей измерения удельного сопротивления является ом-метр (Ом-м) или ом-сантиметр (Ом-см), где -7 Ом-см на Ом-см мил/фут). В столбце таблицы «Ом-см» цифры фактически масштабированы как мкОм-см из-за их очень малых величин. Например, железо указано как 9,61 мкОм-см, что можно представить как 9,61 x 10 -6 Ом-см.

При использовании единицы Ом-метр для удельного сопротивления в формуле R=ρl/A длина должна быть в метрах, а площадь в квадратных метрах.При использовании в той же формуле единиц измерения Ом-сантиметр (Ом-см) длина должна быть выражена в сантиметрах, а площадь — в квадратных сантиметрах.

Все эти единицы измерения удельного сопротивления действительны для любого материала (Ом-смил/фут, Ом-м или Ом-см). Однако можно было бы предпочесть использовать Ω-cmil/ft при работе с круглым проводом, где площадь поперечного сечения уже известна в круглых милах. И наоборот, при работе с шинами нестандартной формы или нестандартными шинами, вырезанными из металлической заготовки, где известны только линейные размеры длины, ширины и высоты, более подходящими единицами удельного сопротивления могут быть Ом-метр или Ом-см.

Решение

Возвращаясь к нашему примеру цепи, мы искали провод с сопротивлением 0,2 Ом или меньше на протяжении 2300 футов. Предполагая, что мы собираемся использовать медную проволоку (наиболее распространенный тип производимой электрической проволоки), мы можем установить нашу формулу следующим образом:

Алгебраически решая для A, мы получаем значение 116 035 круговых мил. Ссылаясь на нашу таблицу размеров сплошных проводов, мы обнаруживаем, что провод «двойного размера» (2/0) с 133 100 см-мил подходит, тогда как следующий меньший размер, «одинарный» (1/0) с размером 105 500 см-мил слишком мал. .Имейте в виду, что ток нашей цепи составляет скромные 25 ампер. Согласно нашей таблице допустимых токов для медного провода на открытом воздухе, провода 14 калибра было бы достаточно (что касается , а не , вызывающего возгорание). Однако с точки зрения падения напряжения провод 14-го калибра был бы крайне неприемлем.

Просто ради интереса, давайте посмотрим, как провод калибра 14 повлиял бы на производительность нашей силовой цепи. Глядя на нашу таблицу размеров проводов, мы обнаруживаем, что провод 14 калибра имеет площадь поперечного сечения 4107 круговых мил.Если мы все еще используем медь в качестве материала провода (хороший выбор, если только мы не действительно богаты и не можем позволить себе 4600 футов серебряной проволоки 14-го калибра!), тогда наше удельное сопротивление все равно будет 10,09 Ом-смил/фут. :

Помните, что это 5,651 Ом на 2300 футов медного провода 14-го калибра, и что у нас есть два участка по 2300 футов во всей цепи, поэтому каждый отрезок провода в цепи имеет сопротивление 5,651 Ом:

Суммарное сопротивление проводов нашей цепи в 2 раза больше 5. 651 или 11,301 Ом. К сожалению, это далеко слишком большое сопротивление, чтобы обеспечить 25 ампер тока при напряжении источника 230 вольт. Даже если бы наше сопротивление нагрузки было 0 Ом, сопротивление нашей проводки 11,301 Ом ограничило бы ток цепи до 20,352 ампер! Как видите, «небольшое» сопротивление провода может иметь большое значение в характеристиках схемы, особенно в силовых цепях, где токи намного выше, чем обычно встречаются в электронных схемах.

Давайте решим пример задачи сопротивления для куска нестандартной шины.Предположим, у нас есть кусок твердого алюминиевого стержня шириной 4 сантиметра, высотой 3 сантиметра и длиной 125 сантиметров, и мы хотим вычислить сквозное сопротивление по длинному измерению (125 см). Во-первых, нам нужно будет определить площадь поперечного сечения стержня:

Нам также необходимо знать удельное сопротивление алюминия в соответствующих единицах измерения (Ом-см). Из нашей таблицы удельных сопротивлений мы видим, что это 2,65 х 10 -6 Ом-см. Составляя нашу формулу R=ρl/A, мы имеем:

Как видите, толщина шины обеспечивает очень низкое сопротивление по сравнению с проводами стандартных размеров, даже при использовании материала с большим удельным сопротивлением.

Методика определения сопротивления сборной шины принципиально не отличается от процедуры определения сопротивления круглого провода. Нам просто нужно убедиться, что площадь поперечного сечения рассчитана правильно и что все единицы соответствуют друг другу, как и должны.

ОБЗОР:

  • Сопротивление проводника увеличивается с увеличением длины и уменьшается с увеличением площади поперечного сечения при прочих равных условиях.
  • Удельное сопротивление («ρ») — это свойство любого проводящего материала, цифра, используемая для определения сквозного сопротивления проводника данной длины и площади в этой формуле: R = ρl/A
  • Удельное сопротивление материалов указано в единицах Ом-смил/фут или Ом-метрах (метрических). Коэффициент преобразования между этими двумя единицами составляет 1,66243 x 10 -9 Ом-метров на Ом-смил/фут или 1,66243 x 10 -7 Ом-см на Ом-смил/фут.
  • Если падение напряжения в цепи является критическим, то перед выбором размера провода необходимо выполнить точные расчеты сопротивления проводов.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

5.3 Удельное сопротивление и сопротивление – введение в электричество, магнетизм и электрические цепи

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

К концу этого раздела вы сможете:
  • Различие между сопротивлением и удельным сопротивлением
  • Дайте определение термину проводимость
  • Опишите электрический компонент, известный как резистор
  • Укажите зависимость между сопротивлением резистора и его длиной, площадью поперечного сечения и удельным сопротивлением
  • Укажите зависимость между удельным сопротивлением и температурой

Что управляет током? Мы можем думать о различных устройствах, таких как батареи, генераторы, настенные розетки и т. д., которые необходимы для поддержания тока.Все подобные устройства создают разность потенциалов и называются источниками напряжения. Когда источник напряжения подключен к проводнику, он создает разность потенциалов, которая создает электрическое поле. Электрическое поле, в свою очередь, воздействует на свободные заряды, вызывая ток. Величина тока зависит не только от величины напряжения, но и от характеристик материала, через который протекает ток. Материал может сопротивляться потоку зарядов, и мера того, насколько материал сопротивляется потоку зарядов, известна как удельное сопротивление .Это удельное сопротивление грубо аналогично трению между двумя материалами, которые сопротивляются движению.

Удельное сопротивление

Когда к проводнику прикладывается напряжение, создается электрическое поле, и заряды в проводнике испытывают силу электрического поля. Полученная плотность тока зависит от электрического поля и свойств материала. Эта зависимость может быть очень сложной. В некоторых материалах, в том числе и в металлах, при данной температуре плотность тока примерно пропорциональна напряженности электрического поля.В этих случаях плотность тока может быть смоделирована как

   

, где  – электрическая проводимость . Электропроводность аналогична теплопроводности и является мерой способности материала проводить или передавать электричество. Проводники имеют более высокую электропроводность, чем изоляторы. Поскольку электропроводность равна , единицы измерения равны 91 314.

   

Здесь мы определяем единицу измерения, называемую ом  с греческой буквой омега в верхнем регистре, .Единица названа в честь Георга Симона Ома, о котором мы поговорим позже в этой главе. используется, чтобы избежать путаницы с числом . Один ом равен одному вольту на ампер: . Поэтому единицами электропроводности являются .

Проводимость — это неотъемлемое свойство материала. Еще одним неотъемлемым свойством материала является удельное сопротивление 91 575 , или удельное электрическое сопротивление. Удельное сопротивление материала является мерой того, насколько сильно материал сопротивляется прохождению электрического тока.Символом удельного сопротивления является строчная греческая буква ро, а удельное сопротивление является обратной величиной электропроводности:

.

   

Единицей удельного сопротивления в системе СИ является омметр. Мы можем определить удельное сопротивление через электрическое поле и плотность тока,

(5.3.1)  

Чем больше удельное сопротивление, тем большее поле необходимо для создания данной плотности тока. Чем ниже удельное сопротивление, тем больше плотность тока, создаваемая данным электрическим полем.Хорошие проводники имеют высокую проводимость и низкое удельное сопротивление. Хорошие изоляторы имеют низкую проводимость и высокое удельное сопротивление. В таблице 5.3.1 перечислены значения удельного сопротивления и проводимости для различных материалов.

(Таблица 5.3.1)  

Таблица 5.3. 1  Удельные сопротивления и электропроводность различных материалов по
[1] Значения сильно зависят от количества и типов примесей.

 

Материалы, перечисленные в таблице, разделены на категории проводников, полупроводников и изоляторов на основе широких групп удельного сопротивления.Проводники имеют наименьшее удельное сопротивление, а изоляторы — наибольшее; полупроводники имеют промежуточное удельное сопротивление. Проводники имеют разную, но большую плотность свободного заряда, в то время как большинство зарядов в изоляторах связаны с атомами и не могут свободно перемещаться. Полупроводники занимают промежуточное положение, имея гораздо меньше свободных зарядов, чем проводники, но обладая свойствами, из-за которых количество свободных зарядов сильно зависит от типа и количества примесей в полупроводнике. Эти уникальные свойства полупроводников используются в современной электронике, что мы и рассмотрим в последующих главах.

ПРИМЕР 5.3.1


Плотность тока, сопротивление и электрическое поле для провода с током

Рассчитайте плотность тока, сопротивление и электрическое поле отрезка медного провода диаметром (), по которому течет ток .

Стратегия

Мы можем рассчитать плотность тока, сначала найдя площадь поперечного сечения провода, которая равна , и определение плотности тока . Сопротивление можно найти, используя длину провода , площадь и удельное сопротивление меди , где .По удельному сопротивлению и плотности тока можно найти электрическое поле.

Решение

Сначала посчитаем плотность тока:

   

Сопротивление провода

Ом.

   

Наконец, мы можем найти электрическое поле:

   

Значение

Из этих результатов неудивительно, что медь используется для проводов для передачи тока, потому что сопротивление довольно мало. Обратите внимание, что плотность тока и электрическое поле не зависят от длины провода, но напряжение зависит от длины.

ПРОВЕРЬТЕ ВАШЕ ПОНИМАНИЕ 5.5


Медные провода

обычно используются для удлинителей и домашней электропроводки по нескольким причинам. Медь имеет самый высокий показатель электропроводности и, следовательно, самый низкий показатель удельного сопротивления из всех недрагоценных металлов. Также важна прочность на растяжение, где прочность на растяжение является мерой силы, необходимой для того, чтобы потянуть объект до точки, где он сломается. Прочность материала на растяжение – это максимальное растягивающее усилие, которое он может выдержать, прежде чем разорвется.Медь имеет высокую прочность на растяжение, . Третьей важной характеристикой является пластичность. Пластичность — это мера способности материала втягиваться в провода и мера гибкости материала, а медь обладает высокой пластичностью. Подводя итог, можно сказать, что для того, чтобы проводник был подходящим кандидатом для изготовления проволоки, необходимо, по крайней мере, три важные характеристики: низкое удельное сопротивление, высокая прочность на растяжение и высокая пластичность. Какие еще материалы используются для электропроводки и в чем их преимущества и недостатки?

Температурная зависимость удельного сопротивления

Оглядываясь назад на Таблицу 5.3.1 вы увидите столбец с надписью «Температурный коэффициент». Удельное сопротивление некоторых материалов сильно зависит от температуры. В некоторых материалах, таких как медь, удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. На самом деле у большинства проводящих металлов удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. Повышение температуры вызывает усиление колебаний атомов в структуре решетки металлов, которые препятствуют движению электронов. В других материалах, таких как углерод, удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры.Во многих материалах зависимость приблизительно линейна и может быть смоделирована линейным уравнением:

(5.3.2)  

где  удельное сопротивление материала при температуре ,  это температурный коэффициент материала, а  это удельное сопротивление при , обычно принимаемое за .

Обратите также внимание на то, что температурный коэффициент отрицателен для полупроводников, перечисленных в таблице 5.3.1, а это означает, что их удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры. Они становятся лучшими проводниками при более высокой температуре, потому что повышенное тепловое возбуждение увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока.Это свойство уменьшаться с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках.

Сопротивление

Теперь рассмотрим сопротивление провода или компонента. Сопротивление является мерой того, насколько сложно пропустить ток через провод или компонент. Сопротивление зависит от удельного сопротивления. Удельное сопротивление является характеристикой материала, используемого для изготовления провода или другого электрического компонента, тогда как сопротивление является характеристикой провода или компонента.

Чтобы рассчитать сопротивление, рассмотрим отрезок проводника с площадью поперечного сечения , длиной и удельным сопротивлением . Через проводник подключена батарея, создающая на нем разность потенциалов (рис. 5.3.1). Разность потенциалов создает электрическое поле, пропорциональное плотности тока, согласно .

(рис. 5.3.1)  

Рисунок 5.3.1  Потенциал, обеспечиваемый батареей, подается на отрезок проводника с площадью поперечного сечения и длиной .

Величина электрического поля на отрезке проводника равна напряжению, деленному на длину, , а величина плотности тока равна силе тока, деленной на площадь поперечного сечения, . Используя эту информацию и вспомнив, что электрическое поле пропорционально удельному сопротивлению и плотности тока, мы можем увидеть, что напряжение пропорционально току:

   

СОПРОТИВЛЕНИЕ


Отношение напряжения к току определяется как сопротивление :

(5.3.3)  

Сопротивление цилиндрического сегмента проводника равно удельному сопротивлению материала, умноженному на длину, деленную на площадь:

(5.3.4)  

Единицей сопротивления является ом, . Для данного напряжения, чем выше сопротивление, тем меньше ток.

Резисторы

Обычным компонентом электронных схем является резистор. Резистор можно использовать для уменьшения протекающего тока или обеспечения падения напряжения. Рисунок 5.3.2 показаны символы, используемые для обозначения резистора на принципиальных схемах цепи. Два широко используемых стандарта для принципиальных схем предоставлены Американским национальным институтом стандартов (ANSI, произносится как «AN-see») и Международной электротехнической комиссией (IEC). Обе системы широко используются. В этом тексте мы используем стандарт ANSI для его визуального распознавания, но мы отмечаем, что для более крупных и сложных схем стандарт IEC может иметь более четкое представление, что облегчает его чтение.

(рис. 5.3.2)  

Рисунок 5.3.2  Обозначения резистора, используемые на принципиальных схемах. а) символ ANSI; (b) символ МЭК.
Зависимость сопротивления от материала и формы

Резистор можно смоделировать в виде цилиндра с площадью поперечного сечения  и длиной  , изготовленного из материала с удельным сопротивлением  (рисунок 5. 3.3). Сопротивление резистора равно .

(рис. 5.3.3)  

Рисунок 5.3.3  Модель резистора в виде однородного цилиндра с длиной и площадью поперечного сечения.Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению трубы потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление. Чем больше его площадь поперечного сечения, тем меньше его сопротивление.

Наиболее распространенным материалом для изготовления резисторов является углерод. Углеродная дорожка намотана на керамический сердечник, и к нему присоединены два медных вывода. Второй тип резистора — это металлопленочный резистор, который также имеет керамический сердечник. Дорожка изготовлена ​​из оксида металла, обладающего полупроводниковыми свойствами, подобными углероду.Снова в концы резистора вставлены медные выводы. Затем резистор окрашивается и маркируется для идентификации. Резистор имеет четыре цветные полосы, как показано на рисунке 5.3.4.

(рис. 5.3.4)  

Рисунок 5. 3.4  Многие резисторы похожи на рисунок, показанный выше. Четыре полосы используются для идентификации резистора. Первые две цветные полосы представляют первые две цифры сопротивления резистора. Третий цвет — множитель. Четвертый цвет представляет допуск резистора.Показанный резистор имеет сопротивление .

Диапазон сопротивлений превышает многие порядки. Некоторые керамические изоляторы, например те, которые используются для поддержки линий электропередач, имеют сопротивление  или более. У сухого человека сопротивление рук и ног может составлять , тогда как сопротивление человеческого сердца составляет около . Кусок медной проволоки большого диаметра длиной в метр может иметь сопротивление , а сверхпроводники вообще не имеют сопротивления при низких температурах. Как мы видели, сопротивление связано с формой объекта и материалом, из которого он состоит.

Сопротивление объекта также зависит от температуры, так как  прямо пропорционально . Для цилиндра мы знаем , поэтому, если  и не сильно меняются с температурой,  имеет ту же температурную зависимость, что и . (Изучение коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, поэтому влияние температуры на  и примерно на два порядка меньше, чем на .) Таким образом,

(5.3.5)  

— температурная зависимость сопротивления объекта, где — исходное сопротивление (обычно принимается равным ), а — сопротивление после изменения температуры. Цветовой код показывает сопротивление резистора при температуре .

Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление (рис. 5.3.5). Один из наиболее распространенных термометров основан на термисторе, полупроводниковом кристалле с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для получения его температуры.Устройство маленькое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

(рис. 5.3.5)  

Рисунок 5.3.5  Эти известные термометры основаны на автоматизированном измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.

ПРОВЕРЬТЕ ВАШЕ ПОНИМАНИЕ 5.6


Тензорезистор — это электрическое устройство для измерения деформации, как показано ниже. Он состоит из гибкой изолирующей подложки, поддерживающей узор из проводящей фольги.Сопротивление фольги изменяется по мере растяжения подложки. Как изменится сопротивление тензорезистора? Влияет ли на тензодатчик изменение температуры?

ПРИМЕР 5.3.3


Сопротивление коаксиального кабеля

Длинные кабели иногда могут действовать как антенны, улавливая электронные помехи, то есть сигналы от другого оборудования и приборов. Коаксиальные кабели используются во многих приложениях, требующих устранения этого шума. Например, их можно найти дома в соединениях кабельного телевидения или других аудиовизуальных соединениях.Коаксиальные кабели состоят из внутреннего проводника радиусом  , окруженного вторым, внешним концентрическим проводником радиусом  (рисунок 5.3.6). Пространство между ними обычно заполнено изолятором, например, полиэтиленом. Между двумя проводниками возникает небольшой радиальный ток утечки. Определить сопротивление коаксиального кабеля длиной .

(рис. 5.3.6)  

Рисунок 5.3.6 Коаксиальные кабели состоят из двух концентрических проводников, разделенных изоляцией.Они часто используются в кабельном телевидении или других аудиовизуальных соединениях.
Стратегия

Мы не можем использовать уравнение напрямую. Вместо этого мы смотрим на концентрические цилиндрические оболочки толщиной и интегрируем.

Решение

Сначала находим выражение для  и затем интегрируем от  до ,

   

Значение

Сопротивление коаксиального кабеля зависит от его длины, внутреннего и внешнего радиусов и удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника.Поскольку это сопротивление не бесконечно, между двумя проводниками возникает небольшой ток утечки. Этот ток утечки приводит к затуханию (или ослаблению) сигнала, передаваемого по кабелю.

ПРОВЕРЬТЕ ВАШЕ ПОНИМАНИЕ 5.7


Сопротивление между двумя проводниками коаксиального кабеля зависит от удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника, длины кабеля и внутреннего и внешнего радиусов двух проводников. Если вы проектируете коаксиальный кабель, как сопротивление между двумя проводниками зависит от этих переменных?

Цитаты Кандела

Контент по лицензии CC, указание авторства

  • Скачать бесплатно на http://cnx.org/contents/[email protected] Получено с : http://cnx.org/contents/[email protected] Лицензия : CC BY: Attribution

myCableEngineering.com > Электрические сопротивления и температурные коэффициенты

Следующая таблица взята из IEC 60287-1-1:2006 и других источников:


Символ Описание Удельное сопротивление, Ом. м на 20 ° C Коэффициент температуры 1 / k на 20 ° C плотность Удельная теплоемкость
AL алюминий 2.8264E-08 0,00403 2698 921
по алюминиевой трубкой 2.8264E-08 2,8264E-08 0,00403 2698 921 921
ATA алюминиевая лента 2.8264E-08 0.00403 2698 921 921
AWA AWA 2.8264E-08 0 0.00403 2698 2698
921
Bronze Bronze 3.5e-08 0,003 9200 9200 377
CU
CU CODE 1.724E-08 0,00393 8940 8940 385
Cuponal Cuponal (15%) 2. 65e-08 0,00401 0,00401 84018 840
EPR [185] 185 ° ° ° ChermoSetting 930 2092
EPR [60] 60 ° Резина — термореактивное 930 930 2092
EPR [85] 85 ° ° 85 ° 930 40 930 2092
EPR [90] 90 ° Chrond — термореактивное 930 2092 2092
HDPE полиэтилен 950 2301 2301 9008 2301 9004
жесткий этилен пропиленовый резина 1250 1674
LDPE Низкая плотность Полиэтилен 920 2092
MDPE Полиэтилен средней плотности NE 935 935 2301
минерал [Голые] Минеральные голые оболочки 3600 921
минеральные ПВХ покрыты 3600 921
Pb Свинец 2. 144e-07 0,004 11350 130 130
40 1250 1674 1250 1674
PVC [TI-1] Поливинилхлорил 1500 1674
PVC [TI-3] Тепловое сопротивление ПВХ 1500 1674
SS Нержавеющая сталь 70004 7600 460
сталь Сталь 1.38E-07 0,004 7860 7860 460
SWA 1,48E-07 1.48E-07 0,004 70004 0.004 70080 460
TPE-E Термопластичный полиэстер Elastomer 1230 1230 1130
TPE-O Термопластичный полиолефин Elastomer 1230 1130
TPE-S Термопластичный полистирол Elastomer 1080 1300
XLPE Cross Cnared Polyethylene 950 2301
XLPO Cross Cnared Polyolefin 950 2301

Сопротивление проводников постоянному току


Это первый из двух постов о сопротивлении проводников. В следующем посте я рассмотрю сопротивление переменному току, включая скин-эффект, и покажу, как с этим бороться. Для начала в этом посте будет рассмотрен более простой случай сопротивления постоянному току и способы его расчета.

Сопротивление постоянному току в соответствии с IEC 60287

Международный стандарт для проводников — IEC 60287. Стандарт классифицирует проводники по четырем классам:

— класс 1: одножильные провода

— класс 2: многожильные провода

— класс

: гибкие проводники

— Класс 6: гибкие проводники (более гибкие, чем класс 5)

Для каждого класса проводников стандарт определяет максимально допустимое сопротивление при 20 o C:

1.15
Mω / M
CSA мм² меди (равнина) медь (равнина) медь (консервированные) алюминий
класс 1 & 2 класс 5 и 6 класс 5 и 6 класса 1 & 2
0. 5 36.0 39.0 39.0 40.1
0,75 24.5 26.0 26.7
1 18.1 19.5 20,0
1,5 12,1 13,3 13,7
2.5 7.41 7.41 7.98 8.21
4
461 40004 509
6 3.08 3.30 3.39
10 1,83 1,91 1,95 3.08
16
16
1.21 1.24 1.91 0.272 0.272 0,78 0.795 1.20
35 0.524 0.554 0.565 0,868
50 0,387 0. 386 0.393 0,641
70 0,268 0,272 0,277 0,443
95 0,193 0,206 0,210 0,320
120 0,153 0,161 0,164 0,253
150 0.124 0,129 0,132 0,206
185 0,0991 0,106 0,108 0,164
240 0,0754 0,0801 0,0817 0,125
300 0,0601 0,0641 0,0654 0.100
400 0,0470 0,0486 0,0495 0,0778
500 0,0366 0,0384 0,0391 0,0605
630 0,0283 0,0287 0,0292 0,0469
800 0. 0367
1000 0.0291
1200
1200 0,0247

DC Сопротивление — Расчет

Для твердого ведения проводников сопротивление (теоретически) также можно рассчитать по стандартной формуле:

Если длина (l) в метрах, площадь поперечного сечения a в м 2 (мм 2 x10 -6 ) и удельное сопротивление ρ в Ом-м, то Сопротивление будет в Омах.Удельное сопротивление в Ом-м (при 20 o Кл) для меди составляет 1,72×10 -8 и для алюминия 2,82×10 -8 .

В приведенных выше формулах не учитываются производственные допуски, компактность многожильных проводов и т. д. В результате расчетное сопротивление будет отличаться от фактически измеренного сопротивления. Для общего использования, вероятно, лучше использовать цифры из таблицы IEC 60287, а не расчет по приведенной выше формуле.

Температурная зависимость

Приведенные выше значения сопротивления основаны на температуре 20 o C.Удельное сопротивление проводника зависит от температуры, при этом сопротивление увеличивается с повышением температуры. Это изменение может быть упрощено до линейной функции для разумного диапазона температур следующим образом: = рабочая температура проводника

  • α      = температурный коэффициент удельного сопротивления
  • Фактические значения α зависят от состава материала в дополнение к температуре.Как для меди, так и для алюминия α, принимаемое равным 0,0039, дает достаточную точность для большинства расчетов проводников.

    Сопротивление проводников переменному току ->

    Нихромовая проволока

    Нихром 20

    Этот сплав имеет умеренную стойкость к окислению.

    Области применения: огнеупорные анкерные болты, элементы крепежа и клеммы, прикрепленные к никель-хромовым нагревательным элементам.

    Нихром 30

    Этот сплав также используется для обогрева кабелей и тросов в элементах размораживания и противообледенения, резисторах, напольных обогревателях, электрических одеял и подкладок, обогревателях плинтусов и автомобильных сидений.

    Области применения: Реостаты для тяжелых режимов работы, нагреватели с открытым змеевиком в системах ОВКВ, ночные нагреватели, цельнолитые нагреватели, конвекционные нагреватели и тепловентиляторы.

    Нихром 40

    Области применения: ночные нагреватели, конвекционные нагреватели, реостаты для тяжелых условий эксплуатации, тепловентиляторы, нагревательные кабели и тросовые нагреватели в элементах размораживания и защиты от обледенения, электрические одеяла и подушки, автомобильные сиденья, обогреватели плинтусов и напольных обогревателей, а также резисторы.

    Нихром 60

    Нихром 60 идеально подходит для использования в качестве нагревательных элементов в бытовых условиях и в условиях умеренной жары и высокой влажности.

    Области применения: Трубчатые элементы с металлической оболочкой, используемые, например, в конфорках, грилях, тостерах и накопительных нагревателях. Сплав также используется для подвесных змеевиков в воздухонагревателях в сушилках для белья, тепловентиляторах, сушилках для рук.

    Нихром 70

    Нихром 70 отлично подходит для восстановления атмосферы, так как не подвержен «зеленой гнили».

    Области применения: этот тип нихромовой проволоки используется в электрических нагревательных элементах в промышленных печах.

    Нихром 80

    Нихром 80 имеет очень хорошую стабильность формы. Этот сплав обеспечивает более длительный срок службы по сравнению с другими типами нихромовой проволоки благодаря превосходным адгезионным свойствам его поверхностного оксида.

    Обычно используется для промышленных печей и нагревательных элементов в бытовой технике.

    Области применения: водонагреватели, утюги, гладильные машины, штампы для литья пластмасс, паяльники, трубчатые элементы с металлической оболочкой и кассетные элементы.

    Удельное электрическое сопротивление | Основы резистора

    Что такое удельное электрическое сопротивление?

    Удельное электрическое сопротивление — это мера свойства материала сопротивляться прохождению электрического тока. Это выражается в Ом-метрах (Ом⋅м). Символ удельного сопротивления обычно представляет собой греческую букву ρ (ро). Высокое удельное сопротивление означает, что материал плохо проводит электрический заряд.

    Удельное электрическое сопротивление определяется как отношение между электрическим полем внутри материала и, как следствие, электрическим током через него:

    $$\rho = \frac{E}{J}$$

    , где ρ — удельное сопротивление материала (Ом⋅м),

    E — величина электрического поля в материале (В/м),

    Дж — величина плотности электрического тока в материале (А/м 2 )

    Если электрическое поле ( E ) через материал очень велико, а ток ( Дж ) очень мал, это означает, что материал имеет высокое удельное сопротивление.

    Электропроводность — это инверсия удельного сопротивления и показатель того, насколько хорошо материал проводит электрический ток:

    $$\sigma = \frac{1}{\rho} = \frac{J}{E}$$

    , где σ — проводимость материала, выраженная в сименсах на метр (См/м). В электротехнике вместо σ часто используется κ (каппа).

    Электрическое сопротивление

    Электрическое сопротивление выражается в омах и не совпадает с удельным сопротивлением. В то время как удельное сопротивление является свойством материала, сопротивление является свойством объекта.Электрическое сопротивление резистора определяется сочетанием формы и удельного сопротивления материала. Например, проволочный резистор с длинным тонким проводом имеет более высокое сопротивление, чем с более коротким и толстым проводом. Резистор с проволочной обмоткой, изготовленный из материала с высоким удельным сопротивлением, имеет более высокое значение сопротивления, чем резистор с низким удельным сопротивлением. Можно провести аналогию с гидравлической системой, где вода прокачивается по трубе. Чем длиннее и тоньше труба, тем выше будет сопротивление.Труба, заполненная песком, будет сопротивляться потоку воды больше, чем труба без песка (свойство удельного сопротивления).

    Гидравлический аналог электрического сопротивления

    Сопротивление провода

    Величина сопротивления провода зависит от трех параметров: удельного сопротивления, длины и диаметра. Формула для расчета сопротивления провода выглядит следующим образом:

    $$R = \rho (\frac{l}{A})$$

    , где R сопротивление (Ом),

    ρ — удельное сопротивление материала (Ом⋅м),

    l длина материала (м),

    А площадь поперечного сечения материала (м 2 )

    Значение сопротивления провода зависит от трех параметров; его удельное сопротивление, площадь поперечного сечения и длину.{-6}} = 3,3 \Омега$$

    Нихром и константан часто используются в качестве проволоки сопротивления. Посмотрите в таблице удельное сопротивление материалов для часто используемых материалов.

    Листовое сопротивление

    Значение сопротивления листа рассчитывается точно так же, как сопротивление провода. Площадь поперечного сечения может быть записана как произведение w и t :

    .

    $$R = \rho (\frac{l}{A}) = \rho (\frac{l}{wt})$$

    Для некоторых применений, таких как тонкие пленки, соотношение между удельным сопротивлением и толщиной пленки называется поверхностным сопротивлением R s :

    $$R = \rho (\frac{l}{wt}) = R_s (\frac{l}{w})$$

    , в котором Rs выражается в омах на квадрат (Ом/□).Толщина пленки должна быть одинаковой для этого расчета.

    Часто производители резисторов увеличивают сопротивление, вырезая рисунок на пленке, чтобы увеличить путь электрического тока.

    Электрическое сопротивление листа зависит от длины, ширины, толщины пленки и удельного сопротивления. Сопротивление можно увеличить, вырезав на листе узор.

    Резистивные свойства материалов

    Удельное сопротивление материала зависит от температуры и обычно дается для комнатной температуры (20°C).Изменение удельного сопротивления в результате изменения температуры описывается температурным коэффициентом. Например, термисторы используют это свойство для измерения температуры. С другой стороны, в прецизионной электронике это обычно нежелательный эффект. Резисторы из металлической фольги обладают превосходными свойствами по температурной стабильности. Это достигается не только низким удельным сопротивлением материала, но и механической конструкцией компонента.

    Для изготовления резисторов используется множество различных материалов и сплавов.Нихром, сплав никеля и хрома, часто используется в качестве материала резисторной проволоки из-за его высокого удельного сопротивления и из-за того, что он не окисляется при высоких температурах. Недостатком является то, что припой не прилипает к нему. Другой популярный материал константан легко паяется и имеет низкий температурный коэффициент.

    Материал ρ (Ом⋅м) при 20°C σ (См/м) при 20°C Температурный коэффициент (1/°C) x10 -3
    Серебро 1.59×10 −8 6,30×10 7 3,8
    Медь 1,68×10 −8 5,96×10 7 3,9
    Золото 2,44×10 −8 4,10×10 7 3,4
    Алюминий 2,82×10 −8 3,5×10 7 3,9
    Вольфрам 5.60×10 −8 1,79×10 7 4,5
    Цинк 5,90×10 −8 1,69×10 7 3,7
    Никель 6,99×10 −8 1,43×10 7 6
    Литий 9,28×10 −8 1,08×10 7 6
    Железо 1. 0×10 −7 1,00×10 7 5
    Платина 1,06×10 −7 9,43×10 6 3,9
    Олово 1,09×10 −7 9,17×10 6 4,5
    Свинец 2,2×10 −7 4,55×10 6 3,9
    Манганин 4.82×10 −7 2,07×10 6 0,002
    Константан 4,9×10 −7 2,04×10 6 0,008
    Меркурий 9,8×10 −7 1,02×10 6 0,9
    Нихром 1,10×10 −6 9,09×10 5 0,4 ​​
    Углерод (аморфный) 5×10 −4 до 8×10 −4 1.

    Вам может понравится

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *