☰

Çeliğin özgül elektrik direnci nedir? Spesifik elektrik direnci

Elektrik akımını iletebilen madde ve maddelere iletken denir. Geri kalanı dielektrikler olarak sınıflandırılır. Ancak saf dielektrikler yoktur, hepsi de akımı iletir, ancak değeri çok küçüktür.

Ancak iletkenler akımı farklı şekilde iletir. George Ohm'un formülüne göre, bir iletkenden geçen akım, ona uygulanan voltajın büyüklüğü ile doğrusal, direnç adı verilen bir miktar ile ters orantılıdır.

Direnç ölçü birimine bu ilişkiyi keşfeden bilim adamının onuruna Ohm adı verildi. Ancak farklı malzemelerden yapılmış ve aynı geometrik boyutlara sahip iletkenlerin farklı elektrik direncine sahip olduğu ortaya çıktı. Bilinen uzunluk ve kesite sahip bir iletkenin direncini belirlemek için, özdirenç kavramı tanıtıldı - malzemeye bağlı bir katsayı.


Sonuç olarak, uzunluğu ve kesiti bilinen bir iletkenin direnci şuna eşit olacaktır:


Özdirenç sadece katı malzemeler için değil aynı zamanda sıvılar için de geçerlidir. Ancak değeri, kaynak malzemedeki safsızlıklara veya diğer bileşenlere de bağlıdır. Saf su dielektrik olduğundan elektriği iletmez. Ancak doğada damıtılmış su yoktur, her zaman tuzlar, bakteriler ve diğer safsızlıklar içerir. Bu kokteyl bir şef elektrik akımı, özdirence sahiptir.


Metallere çeşitli katkı maddeleri eklenerek yeni malzemeler elde edilir - alaşımlarÖzdirenci orijinal malzemeninkinden farklı olan, ilave yüzdesi önemsiz olsa bile.

sıcaklığa karşı direnç

Malzemelerin spesifik dirençleri, oda sıcaklığına (20 °C) yakın sıcaklıklar için referans kitaplarında verilmiştir. Sıcaklık arttıkça malzemenin direnci artar. Bu neden oluyor?

Malzemenin içindeki elektrik akımı iletilir serbest elektronlar. Bir elektrik alanın etkisi altında atomlarından koparlar ve aralarında bu alanın verdiği yönde hareket ederler. Bir maddenin atomları, düğümler arasında bir elektron akışının hareket ettiği, aynı zamanda " olarak da adlandırılan bir kristal kafes oluşturur. elektron gazı". Sıcaklığın etkisi altında, kafes düğümleri (atomlar) salınır. Elektronların kendileri de düz bir çizgide değil, karmaşık bir yol boyunca hareket eder. Aynı zamanda, genellikle hareketin yörüngesini değiştirerek atomlarla çarpışırlar. Zamanın bazı anlarında, elektronlar yanlara doğru hareket edebilir, ters yön elektrik akımı.

Sıcaklık arttıkça, atomik titreşimlerin genliği artar. Elektronların onlarla çarpışması daha sık meydana gelir, elektron akışının hareketi yavaşlar. Fiziksel olarak, bu, dirençteki bir artışla ifade edilir.

Direncin sıcaklığa bağımlılığını kullanmanın bir örneği, bir akkor lambanın çalışmasıdır. Filamentin yapıldığı tungsten filament, açılma anında düşük bir dirence sahiptir. Açma anında akım dalgalanması onu hızla ısıtır, özdirenç artar ve akım azalarak nominal hale gelir.

Aynı işlem nikrom ısıtma elemanları ile gerçekleşir. Bu nedenle, gerekli direnci oluşturmak için bilinen bir kesite sahip bir nikrom telin uzunluğunu belirleyerek çalışma modlarını hesaplamak imkansızdır. Hesaplamalar için, ısıtılmış telin özgül direncine ihtiyacınız var ve referans kitapları oda sıcaklığı için değerler veriyor. Bu nedenle, nikrom sarmalının son uzunluğu deneysel olarak ayarlanır. Hesaplamalar yaklaşık uzunluğu belirler ve takarken iplik kademeli olarak bölüm bölüm kısaltılır.

Sıcaklık direnci katsayısı

Ancak tüm cihazlarda değil, iletkenlerin direncinin sıcaklığa bağlı olması faydalıdır. Ölçüm teknolojisinde, devre elemanlarının direncindeki bir değişiklik bir hataya yol açar.

Bir malzemenin direncinin sıcaklığa bağımlılığını nicel olarak belirlemek için, kavram tanıtılmıştır. sıcaklık direnci katsayısı (TCR). Sıcaklık 1°C değiştiğinde bir malzemenin direncinin ne kadar değiştiğini gösterir.

Elektronik bileşenlerin üretimi için - ölçüm ekipmanı devrelerinde kullanılan dirençler, düşük TCR'ye sahip malzemeler kullanılır. Daha pahalıdırlar, ancak cihazın parametreleri geniş bir sıcaklık aralığında değişmez. çevre.

Ancak yüksek TCR'ye sahip malzemelerin özellikleri de kullanılmaktadır. Bazı sıcaklık sensörlerinin çalışması, ölçüm elemanının yapıldığı malzemenin direncindeki bir değişikliğe dayanır. Bunu yapmak için, sabit bir besleme voltajı sağlamanız ve elemandan geçen akımı ölçmeniz gerekir. Akım ölçen cihazın terazisi referans termometreye göre kalibre edilerek elektronik sıcaklık ölçer elde edilir. Bu prensip sadece ölçümler için değil, aynı zamanda aşırı ısınma sensörleri için de kullanılır. Anormal çalışma modlarında, transformatör sargılarının veya güç yarı iletken elemanlarının aşırı ısınmasına yol açan cihazın bağlantısının kesilmesi.

Elektrik mühendisliğinde ve dirençlerini ortam sıcaklığından değil, içinden geçen akımdan değiştiren elemanlarda kullanılır - termistörler. Kullanımlarına bir örnek, TV'lerin ve monitörlerin katot ışını tüplerinin manyetikliğini gidermeye yönelik sistemlerdir. Gerilim uygulandığında, direncin direnci minimumdur, içinden geçen akım demanyetizasyon bobinine geçer. Ancak aynı akım termistör malzemesini ısıtır. Direnci artar, bobin boyunca akım ve voltajı azaltır. Ve böylece - tamamen ortadan kalkana kadar. Sonuç olarak, bobine genliği düzgün bir şekilde azalan sinüzoidal bir voltaj uygulanarak uzayında aynı manyetik alanı oluşturur. Sonuç olarak, tüpün filamanı ısıtıldığında zaten manyetikliği giderilmiş olur. Ve kontrol devresi, cihaz kapatılana kadar kilitli durumda kalır. Ardından termistörler soğuyacak ve tekrar çalışmaya hazır olacaktır.

Süperiletkenlik olgusu

Malzemenin sıcaklığı düşürülürse ne olur? Direnç azalacaktır. Sıcaklığın düştüğü bir sınır vardır, buna denir tamamen sıfır. BT - 273°С. Bu sıcaklık sınırının altında gerçekleşmez. Bu değerde herhangi bir iletkenin özdirenci sıfırdır.

Mutlak sıfırda, kristal kafesin atomlarının titreşimi durur. Sonuç olarak, elektron bulutu kafes düğümleri arasında onlarla çarpışmadan hareket eder. Malzemenin direnci sıfıra eşit olur, bu da küçük kesitli iletkenlerde sonsuz büyük akımlar elde etme olasılığını açar.

Süperiletkenlik olgusu, elektrik mühendisliğinin gelişimi için yeni ufuklar açıyor. Ancak evde bu etkiyi yaratmak için gerekli ultra düşük sıcaklıkları elde etmenin hala zorlukları var. Sorunlar çözüldüğünde elektrik mühendisliğine geçilecek yeni seviye gelişim.

Hesaplamalarda Özdirenç Değerlerini Kullanma Örnekleri

Bir ısıtma elemanının üretimi için nikrom telin uzunluğunu hesaplama ilkelerini zaten öğrendik. Ancak, malzemelerin özdirenç bilgisinin gerekli olduğu başka durumlar da vardır.

hesaplama için topraklama devreleri tipik zeminlere karşılık gelen katsayılar kullanılır. Toprak döngüsünün bulunduğu yerdeki toprağın türü bilinmiyorsa, doğru hesaplamalar için direnci önceden ölçülür. Böylece hesaplama sonuçları daha doğrudur ve bu da üretim sırasında devre parametrelerinin ayarlanmasını ortadan kaldırır: elektrot sayısının eklenmesi, topraklama cihazının geometrik boyutlarında bir artışa yol açar.


Aktif direncin hesaplanmasında kablo hatları ve baraların yapıldığı malzemelerin özgül direnci kullanılır. Gelecekte, bununla birlikte anma yükü akımında hattın sonundaki gerilim değeri hesaplanır. Değeri yetersiz çıkarsa, iletkenlerin kesitleri önceden arttırılır.

kapatırken elektrik devresi, potansiyel farkı olan terminallerde bir elektrik akımı ortaya çıkar. Elektrik alan kuvvetlerinin etkisi altındaki serbest elektronlar iletken boyunca hareket eder. Elektronlar hareketlerinde iletkenin atomlarıyla çarpışır ve onlara kinetik enerjilerinin bir rezervini verir. Elektronların hareket hızı sürekli değişiyor: elektronlar atomlar, moleküller ve diğer elektronlarla çarpıştığında azalır, ardından bir elektrik alanının etkisi altında artar ve yeni bir çarpışma ile tekrar azalır. Sonuç olarak, iletken ayarlanır düzenli hareket saniyede bir santimetrenin birkaç fraksiyonu hızında elektron akışı. Sonuç olarak, bir iletkenden geçen elektronlar, hareketlerine doğru her zaman yanından bir dirençle karşılaşırlar. Bir iletkenden elektrik akımı geçtiğinde iletken ısınır.

Elektrik direnci

İletkenin elektrik direnci, gösterilen Latin harfi r, içinden bir elektrik akımı geçtiğinde elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştürmek için bir cisim veya ortamın özelliğidir.

Diyagramlarda, elektrik direnci Şekil 1'de gösterildiği gibi belirtilmiştir, a.

Devredeki akımı değiştirmeye yarayan değişken elektrik direncine denir. reosta. Diyagramlarda, reostalar Şekil 1'de gösterildiği gibi belirlenmiştir, b. AT Genel görünüm Reosta, bir yalıtkan taban üzerine sarılmış, belirli dirençli bir telden yapılır. Reostatın kaydırıcısı veya kolu, devreye istenen direncin girilmesinin bir sonucu olarak belirli bir konuma yerleştirilir.

Küçük kesitli uzun bir iletken, akıma karşı yüksek bir direnç oluşturur. Büyük kesitli kısa iletkenlerin akıma karşı çok az direnci vardır.

Farklı malzemelerden, ancak aynı uzunluk ve kesitte iki iletken alırsak, iletkenler akımı farklı şekillerde ileteceklerdir. Bu, bir iletkenin direncinin iletkenin malzemesine bağlı olduğunu gösterir.

Bir iletkenin sıcaklığı da direncini etkiler. Sıcaklık yükseldikçe metallerin direnci artar, sıvıların ve kömürün direnci azalır. Sadece bazı özel metal alaşımları (manganin, konstantan, nikelin ve diğerleri) artan sıcaklıkla dirençlerini hemen hemen değiştirmezler.

Böylece, iletkenin elektriksel direncinin şunlara bağlı olduğunu görüyoruz: 1) iletkenin uzunluğu, 2) iletkenin kesiti, 3) iletkenin malzemesi, 4) iletkenin sıcaklığı.

Direnç birimi bir ohm'dur. Om genellikle Yunanca ile gösterilir büyük harfΩ (omega). Yani "İletkenin direnci 15 ohm'dur" yazmak yerine basitçe şunu yazabilirsiniz: r= 15Ω.
1000 ohm 1 olarak adlandırılır kiloohm(1kΩ veya 1kΩ),
1.000.000 ohm 1 olarak adlandırılır megaohm(1mgOhm veya 1MΩ).

Farklı malzemelerden yapılmış iletkenlerin direncini karşılaştırırken, her numune için belirli bir uzunluk ve kesit almak gerekir. O zaman hangi malzemenin elektrik akımını daha iyi veya daha kötü ilettiğine karar verebileceğiz.

Video 1. İletken direnci

Spesifik elektrik direnci

1 m uzunluğunda ve 1 mm² kesitli bir iletkenin ohm cinsinden direncine denir. özdirenç ve Yunan harfi ile gösterilir ρ (ro).

Tablo 1 bazı iletkenlerin spesifik dirençlerini vermektedir.

tablo 1

Çeşitli iletkenlerin direnci

Tablo, 1 m uzunluğunda ve 1 mm² kesitli bir demir telin 0,13 ohm'luk bir dirence sahip olduğunu göstermektedir. 1 ohm direnç elde etmek için 7,7 m böyle bir tel almanız gerekir. Gümüş en düşük dirence sahiptir. 1 mm² kesitli 62,5 m gümüş tel alınarak 1 ohm direnç elde edilebilir. Gümüş en iyi iletkendir, ancak gümüşün maliyeti yaygın kullanımını engellemektedir. Tabloda gümüşten sonra bakır gelir: 1 mm² kesitli 1 m bakır telin direnci 0,0175 ohm'dur. 1 ohm'luk bir direnç elde etmek için 57 m'lik bir tel almanız gerekir.

Rafine edilerek elde edilen kimyasal olarak saf bakır, elektrik mühendisliğinde tellerin, kabloların, elektrikli makine ve aparatların sargılarının imalatında yaygın bir kullanım alanı bulmuştur. Alüminyum ve demir de iletken olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bir iletkenin direnci aşağıdaki formülle belirlenebilir:

nerede r- ohm cinsinden iletken direnci; ρ - iletkenin özgül direnci; ben iletkenin m cinsinden uzunluğu; S– mm² cinsinden iletken kesiti.

örnek 1 5 mm² kesitli 200 m demir telin direncini belirleyiniz.

Örnek 2 2,5 mm² kesitli 2 km uzunluğundaki alüminyum telin direncini hesaplayınız.

Direnç formülünden iletkenin uzunluğunu, özdirencini ve kesitini kolayca belirleyebilirsiniz.

Örnek 3 Bir radyo alıcısı için 0,21 mm² kesitli nikel telden 30 ohm'luk bir direnç sarmak gerekir. Gerekli tel uzunluğunu belirleyin.

Örnek 4 Direnci 25 ohm ise, 20 m nikrom telin kesitini belirleyin.

Örnek 5 0,5 mm² kesitli ve 40 m uzunluğundaki bir telin direnci 16 ohm'dur. Telin malzemesini belirleyin.

Bir iletkenin malzemesi özdirencini karakterize eder.

Özdirenç tablosuna göre kurşunun böyle bir dirence sahip olduğunu görüyoruz.

İletkenlerin direncinin sıcaklığa bağlı olduğu yukarıda belirtilmiştir. Aşağıdaki deneyi yapalım. Birkaç metre ince metal teli spiral şeklinde sarıyoruz ve bu spirali bir pil devresine çeviriyoruz. Devredeki akımı ölçmek için ampermetreyi açın. Brülör alevindeki spirali ısıtırken ampermetre okumalarının düştüğünü görebilirsiniz. Bu, metal telin direncinin ısınmayla arttığını gösterir.

Bazı metaller için 100° ısıtıldığında direnç %40 - 50 artar. Isı ile direncini biraz değiştiren alaşımlar vardır. Bazı özel alaşımlar, sıcaklıkla direnci neredeyse hiç değiştirmez. Artan sıcaklıkla metal iletkenlerin direnci artar, aksine elektrolitlerin (sıvı iletkenler), kömürün ve bazı katıların direnci azalır.

Metallerin sıcaklık değişimleri ile direncini değiştirme yeteneği, dirençli termometreler oluşturmak için kullanılır. Böyle bir termometre, mika çerçeve üzerine sarılmış bir platin teldir. Örneğin bir fırına bir termometre yerleştirilerek ve platin telin ısıtılmadan önceki ve sonraki direnci ölçülerek fırındaki sıcaklık belirlenebilir.

İlk direncin 1 ohm'u ve 1 ° sıcaklık başına ısıtıldığında iletkenin direncindeki değişime denir. sıcaklık direnci katsayısı ve α harfi ile gösterilir.

bir sıcaklıkta ise t 0 iletken direnci r 0 ve sıcaklıkta t eşittir r t, daha sonra sıcaklık direnci katsayısı

Not. Bu formül yalnızca belirli bir sıcaklık aralığında (yaklaşık 200°C'ye kadar) hesaplanabilir.

Bazı metaller için sıcaklık direnci katsayısı α değerlerini veriyoruz (tablo 2).

Tablo 2

Bazı metaller için sıcaklık katsayısı değerleri

Sıcaklık direnci katsayısı formülünden, belirleriz r t:

r t = r 0 .

Örnek 6 0°C'deki direnci 100 ohm ise, 200°C'ye ısıtılmış bir demir telin direncini belirleyiniz.

r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 ohm.

Örnek 7 15°C sıcaklıktaki bir odada platin telden yapılmış bir dirençli termometrenin direnci 20 ohm'dur. Termometre fırına yerleştirildi ve bir süre sonra direnci ölçüldü. 29.6 ohm'a eşit olduğu ortaya çıktı. Fırındaki sıcaklığı belirleyin.

elektiriksel iletkenlik

Şimdiye kadar iletkenin direncini, iletkenin elektrik akımına sağladığı engel olarak ele aldık. Bununla birlikte, akım iletkenden akar. Bu nedenle iletken, dirence (engellere) ek olarak elektrik akımını, yani iletkenliği iletme yeteneğine de sahiptir.

Bir iletkenin direnci ne kadar fazlaysa, iletkenliği o kadar azdır, elektrik akımını o kadar kötü iletir ve tersine, bir iletkenin direnci ne kadar düşükse iletkenliği o kadar fazladır, akımın iletkenden geçmesi o kadar kolay olur. Bu nedenle, iletkenin direnci ve iletkenliği karşılıklı niceliklerdir.

5'in karşılığı 1/5, 1/7'nin karşılığı ise 7 olduğu matematikten bilinmektedir. Dolayısıyla bir iletkenin direnci harf ile gösterilirse r, o zaman iletkenlik 1/ olarak tanımlanır r. İletkenlik genellikle g harfi ile gösterilir.

Elektriksel iletkenlik (1/ohm) veya siemens cinsinden ölçülür.

Örnek 8İletken direnci 20 ohm'dur. İletkenliğini belirleyin.

Eğer bir r= 20 Ohm, o zaman

Örnek 9İletken iletkenliği 0,1'dir (1/ohm). Direncini belirleyin

g \u003d 0,1 (1 / Ohm) ise, o zaman r= 1 / 0,1 = 10 (ohm)

Tecrübe göstermiştir ki direniş R metal iletken uzunluğu ile doğru orantılıdır L ve kesit alanı ile ters orantılıdır ANCAK:

R = ρ L/ ANCAK (26.4)

nerede katsayı ρ özdirenç olarak adlandırılır ve iletkenin yapıldığı maddenin bir özelliği olarak işlev görür. Bu sağduyudur: Elektronlar kalın bir telde daha geniş bir alan üzerinde hareket edebildiğinden, kalın bir telin direnci ince bir telden daha az olmalıdır. Ve elektron akışının yolundaki engellerin sayısı arttığından, iletkenin uzunluğundaki artışla direncin artmasını bekleyebiliriz.

Tipik değerler ρ Tablonun ilk sütununda farklı malzemeler için verilmiştir. 26.2. (Gerçek değerler maddenin saflığına bağlıdır, ısı tedavisi, sıcaklık ve diğer faktörler.)

Tablo 26.2.
Direnç ve sıcaklık direnç katsayısı (TCR) (20 °C'de)
Madde ρ Ohm m teşekkürler α ,°C -1
iletkenler
Gümüş 1,59 10 -8 0,0061
Bakır 1,68 10 -8 0,0068
Alüminyum 2,65 10 -8 0,00429
Tungsten 5.6 10-8 0,0045
Ütü 9,71 10 -8 0,00651
Platin 10.6 10-8 0,003927
Merkür 98 10-8 0,0009
Nikrom (Ni, Fe, Cr alaşımı) 100 10-8 0,0004
Yarı iletkenler 1)
Karbon (grafit) (3-60) 10 -5 -0,0005
Germanyum (1-500) 10 -5 -0,05
Silikon 0,1 - 60 -0,07
dielektrikler
Bardak 10 9 - 10 12
Sert kauçuk 10 13 - 10 15
1) Gerçek değerler, az miktarda safsızlığın bile varlığına büyük ölçüde bağlıdır.

Gümüş en düşük dirence sahiptir ve bu nedenle en iyi iletkendir; ancak pahalıdır. Bakır, gümüşten biraz daha düşüktür; tellerin neden çoğunlukla bakırdan yapıldığı açıktır.

Alüminyumun özgül direnci bakıra göre daha yüksektir fakat yoğunluğu çok daha düşüktür ve bazı durumlarda (örneğin elektrik hatlarında) aynı kütledeki alüminyum tellerin direnci bundan daha az olduğu için tercih edilir. bakır. Direncin karşılığı sıklıkla kullanılır:

σ = 1/ρ (26.5)

σ özgül iletkenlik denir. İletkenlik (Ohm m)-1 birimleriyle ölçülür.

Bir maddenin direnci sıcaklığa bağlıdır. Genel olarak, metallerin direnci sıcaklıkla artar. Bu şaşırtıcı olmamalı: sıcaklık yükseldikçe atomlar daha hızlı hareket eder, düzenleri daha az düzenli hale gelir ve elektron akışına daha fazla müdahale etmeleri beklenebilir. Dar sıcaklık aralıklarında, metalin özdirenci sıcaklıkla neredeyse doğrusal olarak artar:

nerede ρT- sıcaklıkta özdirenç T, ρ 0 - standart sıcaklıkta özdirenç T 0 ve α - sıcaklık direnci katsayısı (TCR). a'nın değerleri Tablo'da verilmiştir. 26.2. Yarı iletkenler için TCR'nin negatif olabileceğini unutmayın. Bu açıktır, çünkü artan sıcaklıkla birlikte serbest elektronların sayısı artar ve bunlar maddenin iletken özelliklerini geliştirir. Bu nedenle, bir yarı iletkenin direnci artan sıcaklıkla azalabilir (her zaman olmasa da).

a değerleri sıcaklığa bağlıdır, bu nedenle bu değerin geçerli olduğu sıcaklık aralığına dikkat etmelisiniz (örneğin, fiziksel büyüklükler referans kitabına göre). Sıcaklık değişim aralığı genişse, doğrusallık bozulur ve (26.6) yerine, ikinci ve üçüncü sıcaklık derecelerine bağlı terimleri içeren bir ifade kullanılmalıdır:

ρT = ρ 0 (1+αT+ + βT 2 + γT 3),

nerede katsayılar β ve γ genellikle çok küçük (biz koyduk T 0 = 0°C), ancak yüksekte T bu üyelerin katkısı önem kazanmaktadır.

çok Düşük sıcaklık bazı metallerin, alaşımların ve bileşiklerin özgül direnci, modern ölçümlerin doğruluğu dahilinde sıfıra düşer. Bu özelliğe süperiletkenlik denir; ilk kez 1911'de Hollandalı fizikçi Geike Kamerling-Onnes (1853-1926) tarafından cıvanın 4,2 K'nin altına soğutulduğu gözlemlendi. Bu sıcaklıkta cıvanın elektrik direnci aniden sıfıra düştü.

Süperiletkenler, genellikle birkaç Kelvin derece (biraz daha yüksek) olan geçiş sıcaklığının altında süperiletken duruma girerler. tamamen sıfır). Süper iletken halkada, birkaç yıl boyunca voltaj yokluğunda pratik olarak zayıflamayan bir elektrik akımı gözlemlendi.

Endüstride en çok talep edilen metallerden biri bakırdır. En çok elektrik ve elektronikte kullanılır. Çoğu zaman elektrik motorları ve transformatörler için sargı imalatında kullanılır. Bu özel malzemenin kullanılmasının ana nedeni, bakırın şu anda mevcut olan en düşük elektrik direncine sahip olmasıdır. görünene kadar yeni materyal bu göstergenin daha düşük bir değeri ile bakırın yerini almayacağını söylemek güvenlidir.

Bakırdan bahsetmişken, elektrik çağının şafağında bile elektrik mühendisliği üretiminde kullanılmaya başlandığı söylenmelidir. Bu nedenle büyük ölçüde kullanılmıştır benzersiz özellikler bu alaşım tarafından sahip olunan. Kendi başına, yüksek süneklik özelliklerine ve iyi sünekliğe sahip bir malzemedir.

Bakırın termal iletkenliğinin yanı sıra en önemli avantajlarından biri de yüksek elektrik iletkenliğidir. Bu özelliğinden dolayı bakır ve enerji santrallerinde yaygın olarak kullanılır içinde evrensel bir iletken görevi görür. En değerli malzeme, yüksek saflık derecesine sahip olan -% 99,95 olan elektrolitik bakırdır. Bu malzeme sayesinde kablo üretimi mümkün hale gelmektedir.

Elektrolitik bakır kullanmanın avantajları

Elektrolitik bakır kullanımı aşağıdakileri elde etmenizi sağlar:

  • Yüksek elektrik iletkenliği sağlayın;
  • Mükemmel döşeme yeteneği elde edin;
  • Sağlamak yüksek derece plastisite

Uygulamalar

Elektrolitik bakırdan yapılan kablo ürünleri, çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. En sık aşağıdaki alanlarda kullanılır:

  • elektrik endüstrisi;
  • elektrikli ev aletleri;
  • Otomotiv endüstrisi;
  • bilgisayar ekipmanları üretimi.

Direnç nedir?

Bakırın ne olduğunu ve özelliklerini anlamak için, bu metalin ana parametresi olan direnci anlamak gerekir. Hesaplamalar yapılırken bilinmeli ve kullanılmalıdır.

Direnç şu anlama gelir: fiziksel miktar, bir metalin elektrik akımı iletme yeteneği olarak karakterize edilir.

Bu değeri bilmek için de gereklidir. elektrik direncini doğru hesaplayın orkestra şefi. Hesaplarken geometrik boyutlarına da odaklanırlar. Hesaplamalar yaparken aşağıdaki formülü kullanın:

Bu formül birçok kişi tarafından iyi bilinmektedir. Bunu kullanarak, yalnızca elektrik şebekesinin özelliklerine odaklanarak bir bakır kablonun direncini kolayca hesaplayabilirsiniz. Kablo çekirdeğini ısıtmak için verimsiz bir şekilde harcanan gücü hesaplamanıza olanak tanır. Ayrıca, benzer bir formül, direnç hesaplamaları yapmanızı sağlar herhangi bir kablo Kabloyu yapmak için hangi malzemenin kullanıldığı önemli değil - bakır, alüminyum veya başka bir alaşım.

Elektrik özdirenci gibi bir parametre Ohm*mm2/m cinsinden ölçülür. Daireye döşenen bakır kablolama için bu gösterge 0,0175 Ohm * mm2 / m'dir. Bunun yerine kullanılabilecek bir malzeme olan bakıra bir alternatif aramaya çalışırsanız, o zaman tek uygun gümüş, direnci 0,016 Ohm * mm2 / m olan. Ancak bir malzeme seçerken sadece özdirence değil, aynı zamanda ters iletkenliğe de dikkat etmek gerekir. Bu değer Siemens (cm) cinsinden ölçülür.

Siemens \u003d 1 / Ohm.

Herhangi bir ağırlıktaki bakır için bu bileşim parametresi 58.100.000 S/m'dir. Gümüşün ise ters iletkenliği 62.500.000 S/m'dir.

Dünyamızda yüksek teknoloji her evde varken çok sayıda elektrikli cihazlar ve tesisatlar, bakır gibi bir malzemenin değeri paha biçilmezdir. Bu kablo yapımında kullanılan malzeme olmadan hiçbir oda tamamlanmış sayılmaz. Bakır olmasaydı, o zaman insan, alüminyum gibi diğer mevcut malzemelerden yapılmış telleri kullanmak zorunda kalacaktı. Ancak, bu durumda, bir sorunla yüzleşmek zorunda kalacaktı. Mesele şu ki, bu malzemenin iletkenliği bakır iletkenlerden çok daha düşük.

Direnç

Herhangi bir ağırlıkta düşük elektrik ve termal iletkenliğe sahip malzemelerin kullanılması büyük elektrik kayıplarına yol açar. ANCAK güç kaybını etkiler kullanılan ekipman üzerinde. Çoğu uzman, yalıtımlı tellerin üretimi için ana malzeme olarak bakırdan söz eder. Elektrik akımıyla çalışan ekipmanın bireysel elemanlarının yapıldığı ana malzemedir.

  • Bilgisayarlara takılan kartlar, kazınmış bakır izlerle donatılmıştır.
  • Bakır ayrıca elektronik cihazlarda kullanılan çok çeşitli elementleri yapmak için kullanılır.
  • Transformatörlerde ve elektrik motorlarında bu malzemeden yapılmış bir sargı ile temsil edilir.

Hiç şüphe yok ki, bu malzemenin kapsamının genişlemesi ile gerçekleşecektir. Daha fazla gelişme teknik ilerleme. Bakıra ek olarak başka malzemeler olmasına rağmen, tasarımcı yine de ekipman ve çeşitli kurulumlar oluşturmak için bakır kullanıyor. Temel sebep bu malzemeye olan talep iyi elektriksel ve termal iletkenlikte oda sıcaklığında sağladığı bu metalin.

Sıcaklık direnci katsayısı

Herhangi bir termal iletkenliğe sahip tüm metaller, artan sıcaklıkla iletkenliği azaltma özelliğine sahiptir. Sıcaklık düştükçe iletkenlik artar. Uzmanlar, azalan sıcaklıkla azalan direncin özelliğini özellikle ilginç olarak adlandırıyorlar. Sonuçta bu durumda odadaki sıcaklık belli bir değere düştüğünde, iletken elektrik direncini kaybedebilir ve süperiletkenler sınıfına geçecektir.

Belirli bir ağırlıktaki belirli bir iletkenin oda sıcaklığında direnç indeksini belirlemek için kritik bir direnç katsayısı vardır. Bir devre kesitinin direncinin bir Kelvin sıcaklık değişimi ile değişimini gösteren değerdir. Bir bakır iletkenin elektrik direncini belirli bir zaman aralığında hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanın:

ΔR = α*R*ΔT, burada α, elektrik direncinin sıcaklık katsayısıdır.

Çözüm

Bakır, elektronikte yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Sadece sargı ve devrelerde değil, kablo ürünlerinin imalatında da metal olarak kullanılmaktadır. Makine ve teçhizatın etkin bir şekilde çalışabilmesi için, kablolama direncini doğru hesaplayın apartmanda koydu. Bunun için belli bir formül var. Bunu bilerek, öğrenmenizi sağlayan bir hesaplama yapabilirsiniz. optimal değer kablo bölümü. Bu durumda ekipmanın güç kaybının önüne geçilebilir ve kullanım verimliliği sağlanabilir.

Elektrik literatüründe genellikle "özgül bakır" kavramı vardır. Ve istemeden kendinize soruyorsunuz, bu nedir?

Herhangi bir iletken için "direnç" kavramı, içinden geçen elektrik akımı sürecinin anlaşılmasıyla sürekli olarak bağlantılıdır. Makale bakırın direncine odaklanacağından, özelliklerini ve metallerin özelliklerini dikkate almalıyız.

Metallere gelince, istemeden hepsinin belirli bir yapıya sahip olduğunu hatırlarsınız - bir kristal kafes. Atomlar böyle bir kafesin düğümlerinde bulunur ve göreceli mesafeler oluşturur ve bu düğümlerin konumu, atomların birbirleriyle etkileşim kuvvetlerine (itme ve çekme) bağlıdır ve farklı metaller için farklıdır. Elektronlar yörüngelerinde atomların etrafında dönerler. Ayrıca kuvvetler dengesi tarafından yörüngede tutulurlar. Sadece atoma ve merkezkaçtır. Bir resim hayal edin? Buna bir anlamda statik diyebilirsiniz.

Şimdi dinamikleri ekleyelim. Bir bakır parçası üzerinde hareket etmeye başlar Elektrik alanı. İletkenin içinde ne olur? Elektrik alanın kuvvetiyle yörüngelerinden koparılan elektronlar, pozitif kutbuna koşarlar. Burada elektronların yönlendirilmiş hareketine veya daha doğrusu elektrik akımına sahipsiniz. Ancak hareket yolunda, kristal kafesin düğüm noktalarında atomlara ve atomlarının etrafında dönmeye devam eden elektronlara rastlarlar. Aynı zamanda enerjilerini kaybederler ve hareket yönünü değiştirirler. Şimdi "iletken direnci" ifadesinin anlamı biraz daha netleşiyor mu? Bunlar kafesin atomlarıdır ve etraflarında dönen elektronlar, elektrik alan tarafından yörüngelerinden koparılan elektronların yönlendirilmiş hareketine direnirler. Ancak iletken direnci kavramı çağrılabilir ortak özellik. Her bir iletken özdirencini daha bireysel olarak karakterize eder. Medi dahil. Bu özellik, her metal için ayrıdır, çünkü doğrudan yalnızca kristal kafesin şekline ve boyutuna ve bir dereceye kadar sıcaklığa bağlıdır. İletkenin sıcaklığındaki bir artışla, atomlar kafes bölgelerinde daha yoğun bir salınım gerçekleştirir. Ve elektronlar düğümlerin etrafında daha yüksek bir hızda ve daha büyük yarıçaplı yörüngelerde dönerler. Ve doğal olarak, serbest elektronlar hareket ederken daha fazla dirençle karşılaşır. Sürecin fiziği böyledir.

Elektrik sanayinin ihtiyaçları için alüminyum ve bakır gibi özdirençleri oldukça küçük olan metallerin geniş bir üretimi kurulmuştur. Bu metaller kablo yapımında kullanılır ve çeşitli tipler inşaatlarda, ev aletlerinin üretiminde, lastiklerin, trafo sargılarının ve diğer elektrikli ürünlerin imalatında yaygın olarak kullanılan teller.

Her iletken için bir özdirenç kavramı vardır. Bu değer, bir milimetre kare ile çarpılan ve ayrıca bir metreye bölünen Ohm'dan oluşur. Yani uzunluğu 1 metre ve kesiti 1 mm2 olan bir iletkenin direncidir. Aynısı, elektrik mühendisliği ve enerji mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan eşsiz bir metal olan bakırın direnci için de geçerlidir.

bakır özellikleri

Özellikleri nedeniyle, bu metal elektrik alanında ilk kullanılanlardan biriydi. Her şeyden önce bakır, mükemmel elektriksel iletkenlik özelliklerine sahip, dövülebilir ve sünek bir malzemedir. Şimdiye kadar, enerji sektöründe bu iletken için eşdeğer bir ikame yoktur.

Yüksek saflıkta özel elektrolitik bakırın özellikleri özellikle takdir edilmektedir. Bu malzeme, minimum 10 mikron kalınlığında tellerin üretilmesini mümkün kıldı.

Bakır, yüksek elektrik iletkenliğine ek olarak, kalaylama ve diğer işleme türlerine çok uygundur.

Bakır ve direnci

Herhangi bir iletken içinden elektrik akımı geçtiğinde direnç gösterir. Değer, iletkenin uzunluğuna ve enine kesitine ve ayrıca belirli sıcaklıkların etkisine bağlıdır. Bu nedenle, iletkenlerin özdirenci sadece malzemenin kendisine değil, aynı zamanda onun özgül uzunluğuna ve kesit alanına da bağlıdır. Bir malzeme bir yükü kendi içinden ne kadar kolay geçirirse, direnci o kadar düşük olur. Bakır için özdirenç indeksi 0,0171 Ohm x 1 mm2 / 1 m'dir ve gümüşten yalnızca biraz daha düşüktür. Bununla birlikte, endüstriyel ölçekte gümüş kullanımı ekonomik olarak uygun değildir, bu nedenle bakır, enerjide kullanılan en iyi iletkendir.

Bakırın özgül direnci, yüksek iletkenliği ile de ilişkilidir. Bu değerler birbirinin tam tersidir. Bir iletken olarak bakırın özellikleri ayrıca sıcaklık direnci katsayısına da bağlıdır. Bu, özellikle iletkenin sıcaklığından etkilenen direnç için geçerlidir.

Bu nedenle bakır, özellikleri nedeniyle yalnızca iletken olarak yaygın olarak kullanılmaz. Bu metal, çalışması elektrik akımı ile ilişkili olan çoğu cihazda, cihazda ve düzenekte kullanılır.

Elektrik direnci ohm cinsinden ifade edilen "direnç" kavramından farklıdır. Dirençliliğin ne olduğunu anlamak için, onunla ilişkilendirmek gerekir. fiziksel özellikler malzeme.

İletkenlik ve Direnç Üzerine

Elektron akışı malzeme içinde serbestçe hareket etmez. -de Sabit sıcaklık temel parçacıklar dinlenme durumu etrafında sallanır. Ayrıca iletim bandındaki elektronlar, benzer bir yük nedeniyle karşılıklı itme ile birbirleriyle girişim yaparlar. Böylece direnç ortaya çıkar.

İletkenlik, malzemelerin kendine özgü bir özelliğidir ve bir madde bir elektrik alanına maruz kaldığında yüklerin hareket etme kolaylığını ölçer. Özdirenç, bir iletkenin ne kadar iyi veya kötü olduğunun bir göstergesi olarak, elektronların bir malzeme içinde hareket ederken sahip oldukları zorluk derecesinin karşılığıdır.

Önemli! Yüksek bir değere sahip bir elektrik özdirenci, malzemenin zayıf iletken olduğunu gösterir ve Düşük değer- iyi bir iletken maddeyi tanımlar.

Özgül iletkenlik σ harfi ile gösterilir ve aşağıdaki formülle hesaplanır:

Direnç ρ, ters bir gösterge olarak aşağıdaki gibi bulunabilir:

Bu ifadede E, üretilen elektrik alanın şiddetidir (V/m), J ise elektrik akımının yoğunluğudur (A/m²). O zaman ρ ölçü birimi şu şekilde olacaktır:

V/m x m²/A = ohm m.

Spesifik iletkenlik σ için, ölçüldüğü birim metre başına Sm/m veya Siemens'tir.

Malzeme türleri

Malzemelerin direncine göre, birkaç türe ayrılabilirler:

  1. İletkenler. Bunlar, tüm metalleri, alaşımları, iyonlara ayrışmış çözeltileri ve ayrıca plazma dahil termal olarak uyarılmış gazları içerir. Metal olmayanlardan grafit örnek olarak gösterilebilir;
  2. Aslında iletken olmayan malzemeler olan yarı iletkenler, kristal kafesler daha fazla veya daha az sayıda bağlı elektrona sahip yabancı atomların dahil edilmesiyle kasıtlı olarak katkılanır. Sonuç olarak, kafes yapısında akım iletkenliğine katkıda bulunan yarı serbest fazla elektronlar veya delikler oluşur;
  3. Dielektrikler veya yalıtkanlar, ayrışmış - içindeki tüm malzemeler normal koşullar serbest elektronları yoktur.

Ulaşım için elektrik enerjisi veya evsel ve endüstriyel elektrik tesisatlarında, yaygın olarak kullanılan bir malzeme, katı veya çok damarlı kablolar şeklindeki bakırdır. Bakırın özdirenci alüminyumunkinin %60'ı olmasına rağmen alternatif bir metal alüminyumdur. Ancak, yüksek gerilim şebekelerinin elektrik hatlarında kullanımını önceden belirleyen bakırdan çok daha hafiftir. İletken olarak altın, elektrik devrelerinde özel amaçlar için kullanılır.

İlginç. Saf bakırın elektriksel iletkenliği, 1913 yılında Uluslararası Elektroteknik Komisyonu tarafından bu değer için standart olarak kabul edilmiştir. Tanım olarak, 20°'de ölçülen bakırın iletkenliği 0,58108 S/m'dir. Bu değer %100 LACS olarak adlandırılır ve geri kalan malzemelerin iletkenliği LACS'nin belirli bir yüzdesi olarak ifade edilir.

Çoğu metalin iletkenlik değeri %100 LACS'den azdır. Bununla birlikte, sırasıyla C-103 ve C-110 olarak adlandırılan gümüş veya çok yüksek iletkenliğe sahip özel bakır gibi istisnalar vardır.

Dielektrikler elektriği iletmezler ve yalıtkan olarak kullanılırlar. İzolatör örnekleri:

  • bardak,
  • seramik,
  • plastik,
  • lastik,
  • mika,
  • balmumu,
  • kağıt,
  • Kuru ahşap,
  • porselen,
  • endüstriyel ve elektrik kullanımı için bazı yağlar ve Bakalit.

Üç grup arasında geçişler akıcıdır. Kesin olarak bilinir: kesinlikle iletken olmayan ortam ve malzemeler yoktur. Örneğin hava, oda sıcaklığında bir yalıtkandır, ancak güçlü bir düşük frekanslı sinyal koşulları altında bir iletken haline gelebilir.

iletkenlik tayini

Elektrik direncini karşılaştırırsak çeşitli maddeler, standartlaştırılmış ölçüm koşulları gereklidir:

  1. Sıvılar, zayıf iletkenler ve yalıtkanlar söz konusu olduğunda, kenar uzunluğu 10 mm olan kübik numuneler kullanın;
  2. Toprakların ve jeolojik oluşumların özdirenç değerleri, her bir kaburga uzunluğu 1 m olan küpler üzerinde belirlenir;
  3. Bir çözeltinin iletkenliği, iyonlarının konsantrasyonuna bağlıdır. Konsantre bir çözelti daha az ayrışır ve daha az yük taşıyıcıya sahiptir, bu da iletkenliği azaltır. Seyreltme arttıkça iyon çiftlerinin sayısı artar. Çözeltilerin konsantrasyonu %10'a ayarlanmıştır;
  4. Metal iletkenlerin özdirencini belirlemek için bir metre uzunluğunda ve 1 mm² kesitli teller kullanılır.

Metal gibi bir malzeme serbest elektron sağlayabiliyorsa, potansiyel bir fark uygulandığında tel boyunca bir elektrik akımı akacaktır. Voltaj arttıkça, daha fazla elektron madde içinden bir zaman birimine geçer. Tüm ek parametreler (sıcaklık, kesit alanı, tel uzunluğu ve malzeme) değişmezse, o zaman akımın uygulanan gerilime oranı da sabittir ve buna iletkenlik denir:

Buna göre, elektrik direnci şöyle olacaktır:

Sonuç ohm cinsindendir.

Buna karşılık, iletken farklı uzunluklarda, enine kesit boyutlarında olabilir ve R değerinin bağlı olduğu çeşitli malzemelerden yapılabilir. Matematiksel olarak, bu ilişki şöyle görünür:

Malzeme faktörü ρ katsayısını dikkate alır.

Buradan özdirenç formülünü türetebiliriz:

S ve l değerleri, karşılaştırmalı özdirenç hesaplaması için verilen koşullara karşılık geliyorsa, yani. 1 mm² ve ​​1 m, o zaman ρ = R. İletkenin boyutları değiştiğinde, ohm sayısı da değişir.

Bu nedenle, kullanılan tüm elementlerin ve malzemelerin parametrelerini bilmek önemlidir. Ve sadece elektrik değil, aynı zamanda mekanik. Ve biraz rahat ol referans malzemeler, farklı malzemelerin özelliklerini karşılaştırmanıza ve belirli bir durumda tam olarak neyin en uygun olacağını tasarım ve çalışma için seçmenize olanak tanır.
Görevin en verimli, yani yüksek verimlilikle enerjiyi tüketiciye ulaştırmak olduğu enerji nakil hatlarında, hem kayıpların ekonomisi hem de hatların mekaniği dikkate alınır. Hattın nihai ekonomik verimliliği mekaniğe bağlıdır - yani iletkenlerin, yalıtkanların, desteklerin, yükseltici / düşürücü transformatörlerin düzenlenmesi ve düzenlenmesi, uzun mesafeler boyunca gerilmiş teller dahil tüm yapıların ağırlığı ve gücü, yanı sıra her yapısal eleman için seçilen malzemeler, çalışma ve işletme maliyetleri. Ayrıca elektriği ileten hatlarda hem hatların kendilerinin hem de geçtikleri ortamın güvenliğinin sağlanması gereklilikleri daha yüksektir. Bu da hem elektriğin kablolanmasını sağlamak için hem de tüm yapılar için ek bir güvenlik marjı için maliyetler ekler.

Karşılaştırma için, veriler genellikle karşılaştırılabilir tek bir forma indirgenir. Çoğu zaman, bu tür özelliklere "özel" sıfatı eklenir ve değerlerin kendileri, fiziksel parametreler açısından birleştirilmiş bazı standartlarda dikkate alınır. Örneğin elektriksel özdirenç, kullanılan birimler sisteminde (genellikle SI'da) birim uzunluk ve birim kesite sahip bazı metallerden (bakır, alüminyum, çelik, tungsten, altın) yapılmış bir iletkenin direncidir (ohm). Ek olarak, ısıtıldığında iletkenlerin direnci farklı davranabileceğinden sıcaklık belirtilir. Normal ortalama çalışma koşulları esas alınır - 20 santigrat derece. Ve ortamın parametrelerini (sıcaklık, basınç) değiştirirken özelliklerin önemli olduğu durumlarda, katsayılar tanıtılır ve ek bağımlılık tabloları ve grafikleri derlenir.

Direnç türleri

Çünkü direnç:

  • aktif - veya omik, dirençli - içinden bir elektrik akımı geçtiğinde iletkeni (metal) ısıtmak için elektrik maliyetinden kaynaklanır ve
  • reaktif - kapasitif veya endüktif - elektrik alanlarının iletkenden geçen akımda herhangi bir değişiklik yaratması için kaçınılmaz kayıplardan kaynaklanan, o zaman iletkenin özdirenci iki çeşit olabilir:
  1. Doğru akıma özgü elektriksel direnç (dirençli bir karaktere sahip) ve
  2. Alternatif akıma özgü elektriksel direnç (reaktif karaktere sahip).

Burada, tip 2 özdirenç karmaşık bir değerdir, TP'nin iki bileşeninden oluşur - aktif ve reaktif, çünkü dirençli direnç, doğası ne olursa olsun akım geçtiğinde her zaman mevcuttur ve reaktif direnç yalnızca devrelerdeki akımdaki herhangi bir değişiklikle ortaya çıkar. DC devrelerinde, reaktans yalnızca açık (akımdaki 0'dan nominale değişiklik) veya kapalı (nominalden 0'a fark) ile ilişkili geçici olaylar sırasında meydana gelir. Ve genellikle yalnızca aşırı yük koruması tasarlanırken dikkate alınırlar.

AC devrelerinde, reaktanslarla ilişkili fenomenler çok daha çeşitlidir. Yalnızca akımın belirli bir bölümden gerçek geçişine değil, aynı zamanda iletkenin şekline de bağlıdırlar ve bağımlılık doğrusal değildir.

Gerçek şu ki, alternatif akım hem içinden aktığı iletkenin çevresinde hem de iletkenin kendisinde bir elektrik alanı indükler. Ve bu alandan, iletkenin tüm bölümünün derinliğinden yüzeyine, sözde "cilt etkisi" (deriden) yüklerin gerçek ana hareketini "dışarı itme" etkisi veren girdap akımları ortaya çıkar. - deri). Girdap akımlarının, kesitini iletkenden olduğu gibi "çaldığı" ortaya çıktı. Akım yüzeye yakın belirli bir katmanda akar, iletken kalınlığının geri kalanı kullanılmadan kalır, direncini azaltmaz ve iletkenlerin kalınlığını arttırmanın bir anlamı yoktur. Özellikle yüksek frekanslarda. Bu nedenle, alternatif akım için dirençler, tüm kesitinin yüzeye yakın kabul edilebildiği iletkenlerin bu tür enine kesitlerinde ölçülür. Böyle bir tel ince olarak adlandırılır, kalınlığı, girdap akımlarının iletkende akan faydalı ana akımın yerini aldığı bu yüzey tabakasının derinliğinin iki katına eşittir.

Tabii ki, yuvarlak kesitli tellerin kalınlığındaki azalma bununla sınırlı değildir. etkili uygulama alternatif akım. İletken inceltilebilir, ancak aynı zamanda bir bant şeklinde düz yapılabilir, daha sonra kesit sırasıyla yuvarlak telden daha yüksek olacak ve direnç daha düşük olacaktır. Ek olarak, yüzey alanını basit bir şekilde artırmak, etkin kesiti artırma etkisine sahip olacaktır. Aynısı, tek bir tel yerine bir telli tel kullanılarak elde edilebilir, ayrıca, bir telli tel, esneklik açısından tek bir tele göre daha üstündür ve bu da genellikle değerlidir. Öte yandan, tellerdeki cilt etkisini hesaba katarak, çelik gibi iyi mukavemet özelliklerine sahip, ancak düşük elektriksel özelliklere sahip bir metalden çekirdek yaparak telleri kompozit hale getirmek mümkündür. Aynı zamanda çeliğin üzerine daha düşük dirençli bir alüminyum örgü yapılır.

Cilt etkisine ek olarak, iletkenlerdeki alternatif akımın akışı, çevredeki iletkenlerdeki girdap akımlarının uyarılmasından etkilenir. Bu tür akımlara başlatma akımları denir ve hem kablolama (yapısal elemanları taşıyan) rolünü oynamayan metallerde hem de tüm iletken kompleksin tellerinde - diğer fazların, sıfırın, topraklamanın tellerinin rolünü oynayan - indüklenirler. .

Bu olguların tümü, elektrikle ilgili tüm tasarımlarda bulunur; bu, çok çeşitli malzemeler için elinizin altında özet referans bilgilerinin bulunmasının önemini daha da güçlendirir.

İletkenler için özdirenç, çok hassas ve doğru aletlerle ölçülür, çünkü kablolama için metaller seçilir ve en düşük dirence sahiptir - metre uzunluk ve kare başına ohm * 10 -6 mertebesinde. mm. bölümler. Yalıtımın özdirencini ölçmek için, aksine, çok büyük direnç değerlerine sahip - genellikle megohm olan aletlere ihtiyaç vardır. İletkenlerin iyi davranması ve yalıtkanların iyi yalıtılması gerektiği açıktır.

Masa

İletkenlerin özgül direnç tablosu (metaller ve alaşımlar)

iletken malzeme

Kompozisyon (alaşımlar için)

Direnç ρ mΩ × mm 2 / m

bakır, çinko, kalay, nikel, kurşun, manganez, demir vb.

Alüminyum

Tungsten

Molibden

bakır, kalay, alüminyum, silikon, berilyum, kurşun vb. (çinko hariç)

demir, karbon

bakır, nikel, çinko

Manganin

bakır, nikel, manganez

Köstence

bakır, nikel, alüminyum

nikel, krom, demir, manganez

demir, krom, alüminyum, silikon, manganez

Elektrik mühendisliğinde iletken olarak demir

Demir, doğada ve teknolojide en yaygın metaldir (aynı zamanda bir metal olan hidrojenden sonra). Aynı zamanda en ucuzudur ve mükemmel mukavemet özelliklerine sahiptir, bu nedenle her yerde çeşitli yapıların mukavemeti için temel olarak kullanılır.

Elektrik mühendisliğinde, fiziksel sağlamlık ve esnekliğin gerekli olduğu çelik esnek teller şeklinde iletken olarak demir kullanılır ve uygun kesit sayesinde istenilen direnç elde edilebilir.

Çeşitli metal ve alaşımların özgül direnç tablosuna sahip olarak, farklı iletkenlerden yapılmış tellerin kesitlerini hesaplamak mümkündür.

Örnek olarak, farklı malzemelerden yapılmış iletkenlerin elektriksel olarak eşdeğer kesitlerini bulmaya çalışalım: bakır, tungsten, nikel ve demir teller. İlk önce 2,5 mm kesitli alüminyum tel alın.

1 m uzunluğunda, tüm bu metallerden gelen telin direncinin orijinalin direncine eşit olmasına ihtiyacımız var. 1 m uzunluk ve 2,5 mm kesit başına alüminyumun direnci şuna eşit olacaktır:

Neresi R- direnç, ρ - masadan metalin direnci, S- kesit alanı, L- uzunluk.

İlk değerleri değiştirerek, bir metre uzunluğundaki bir alüminyum tel parçasının ohm cinsinden direncini elde ederiz.

Bundan sonra, S'nin formülünü çözeriz.

Tablodaki değerleri değiştirip farklı metaller için kesit alanlarını elde edeceğiz.

Tablodaki özdirenç 1 m uzunluğunda bir tel üzerinde ölçüldüğünden, 1 mm2 bölüm başına mikroohm olarak mikroohm olarak aldık. Ohm olarak almak için, değeri 10 -6 ile çarpmanız gerekir. Ancak ondalık noktadan sonra 6 sıfır olan ohm sayısını almamız gerekli değildir, çünkü nihai sonucu yine de mm2 olarak buluruz.

Gördüğünüz gibi demirin direnci oldukça büyük, tel kalın.

Ancak nikelin veya konstantan gibi daha fazlasına sahip olan malzemeler de var.