Lengte- en afstandsomzetter Massa-omzetter Volume-omzetter voor bulkvoedsel en voedingsmiddelen Oppervlakte-omzetter Volume- en eenhedenomzetter voor kookrecepten Temperatuuromzetter Druk, stress, Young's modulusomzetter Energie- en werkomzetter Vermogensomzetter Krachtomzetter Tijdomzetter lineaire snelheid Platte hoek thermische efficiëntie en brandstofefficiëntie Converter Number Converter naar verschillende systemen calculus Converter van meeteenheden van de hoeveelheid informatie Wisselkoersen Maten van dameskleding en schoenen Maten van herenkleding en schoenen Converter hoeksnelheid en snelheidsomvormer Acceleratieomvormer Hoekversnellingsomvormer Dichtheidsomvormer Specifieke volumeomvormer Traagheidsmomentomvormer Momentmomentomvormer Koppelomvormer thermische expansie Thermische weerstandsomzetter Thermische geleidbaarheidsomzetter specifieke hitte Energieblootstelling en thermische straling Vermogensomzetter Warmtefluxdichtheidsomzetter Warmteoverdrachtscoëfficiëntomzetter Volumestroomomzetter Massastroomomzetter Molaire stroomomzetter Massafluxdichtheidomzetter Molaire concentratieomzetter Massaconcentratie in oplossing Omzetter Dynamische (absolute) viscositeitomzetter Kinematische viscositeitomzetter Oppervlaktespanningomzetter Dampdoorlaatbaarheid Converter Converter Dampdoorlaatbaarheid en dampoverdrachtsnelheid Geluidsniveau Converter Microfoongevoeligheid Converter Geluidsdrukniveau (SPL) Converter Geluidsdrukniveau Converter met selecteerbare referentiedruk Helderheidsconverter Lichtsterkte-omzetter Verlichtingsconverter Computer Graphics Resolutie Converter Frequentie- en golflengte-omzetter Vermogen in dioptrie en brandpuntsafstand Dioptrievermogen en lensvergroting (×) Elektrische ladingomzetter Lineaire ladingsdichtheid omzetter Oppervlakteladingsdichtheid omzetter Volume Ladingsdichtheid omzetter elektrische stroom Lineaire stroomdichtheidsomzetter OppSpanningsomzetter elektrisch veld Elektrostatische potentiaal- en spanningsomzetter Elektrische weerstandsomzetter Elektrische weerstandsomzetter Elektrische geleidbaarheidsomzetter Elektrische geleidbaarheidsomzetter Capaciteit Inductieomzetter American Wire Gauge Converter Niveaus in dBm (dBm of dBmW), dBV (dBV), watt, enz. spanning magnetisch veld Magnetische fluxomzetter Magnetische inductieomzetter Straling. Converter voor geabsorbeerde dosis Rate ioniserende straling Radioactiviteit. Radioactief verval Converter Straling. Blootstelling Dosisomzetter Straling. Geabsorbeerde dosis omzetter Decimaal voorvoegsel omzetter Gegevensoverdracht Typografische en beeldverwerkingseenheid omzetter Houtvolume-eenheid Omrekeningscalculatie molaire massa Periodiek systeem chemische elementen D. I. Mendelejev

1 ohm centimeter [ohm cm] = 0,01 ohm meter [ohm m]

Beginwaarde

Omgerekende waarde

ohm meter ohm centimeter ohm inch microohm centimeter microohm inch abohm centimeter stat per centimeter cirkelvormig mil ohm per voet ohm sq. millimeter per meter

Meer over elektrische weerstand

Algemene informatie

Zodra elektriciteit de laboratoria van wetenschappers verliet en op grote schaal werd geïntroduceerd in de praktijk van het dagelijks leven, rees de vraag om materialen te vinden die bepaalde, soms volledig tegengestelde kenmerken hebben in relatie tot de stroom van elektrische stroom erdoorheen.

Bijvoorbeeld bij het overzetten elektrische energie over een lange afstand was het draadmateriaal nodig om verliezen als gevolg van Joule-verwarming in combinatie met lage gewichtseigenschappen te minimaliseren. Een voorbeeld hiervan is het bekende hoogspanningslijnen hoogspanningslijnen gemaakt van aluminium draden met stalen kern.

Of omgekeerd, om compacte buisvormige elektrische kachels te maken, waren materialen nodig met een relatief hoge elektrische weerstand en hoge thermische stabiliteit. Het eenvoudigste voorbeeld van een apparaat dat materialen met vergelijkbare eigenschappen gebruikt, is de brander van een gewoon elektrisch fornuis in de keuken.

Van geleiders die in de biologie en geneeskunde worden gebruikt als elektroden, sondes en sondes, zijn een hoge chemische resistentie en compatibiliteit met biomaterialen, gecombineerd met een lage contactweerstand, vereist.

Een heel sterrenstelsel van uitvinders uit verschillende landen: Engeland, Rusland, Duitsland, Hongarije en USA. Thomas Edison, die meer dan duizend experimenten had uitgevoerd om de eigenschappen te testen van materialen die geschikt zijn voor de rol van filamenten, creëerde een lamp met een platina-spiraal. Edison-lampen, hoewel ze een lange levensduur hadden, waren niet praktisch vanwege de hoge kosten van het bronmateriaal.

Het daaropvolgende werk van de Russische uitvinder Lodygin, die voorstelde om relatief goedkoop vuurvast wolfraam en molybdeen met een hogere soortelijke weerstand als draadmaterialen te gebruiken, vond praktisch gebruik. Bovendien stelde Lodygin voor om lucht uit gloeilampen te pompen en deze te vervangen door inerte of edelgassen, wat leidde tot de creatie van moderne gloeilampen. De pionier van de massaproductie van betaalbare en duurzame elektrische lampen was General Electric, aan wie Lodygin de rechten op zijn patenten toekende en vervolgens lange tijd met succes in de laboratoria van het bedrijf werkte.

Deze lijst kan worden voortgezet, omdat de nieuwsgierige menselijke geest zo inventief is dat hij soms, om een ​​bepaald technisch probleem op te lossen, materialen nodig heeft met tot nu toe onbekende eigenschappen of met ongelooflijke combinaties van deze eigenschappen. De natuur houdt onze eetlust niet langer bij en wetenschappers van over de hele wereld hebben zich aangesloten bij de race om materialen te maken die geen natuurlijke analogen hebben.

Een van de de belangrijkste kenmerken zowel natuurlijke als gesynthetiseerde materialen is elektrische weerstand. Een voorbeeld elektrisch apparaat, waarin deze eigenschap in zijn puurste vorm wordt toegepast, kan een zekering dienen, die onze elektrische en elektronische apparatuur beschermt tegen de effecten van stroom die de toelaatbare waarden overschrijdt.

Tegelijkertijd moet worden opgemerkt dat het zelfgemaakte vervangers zijn voor standaardzekeringen, gemaakt zonder kennis van de soortelijke weerstand van het materiaal, die soms niet alleen doorbranden van verschillende elementen van elektrische circuits veroorzaken, maar ook branden in huizen en ontstekingen van bedrading in auto's.

Hetzelfde geldt voor het vervangen van zekeringen in elektriciteitsnetwerken, wanneer een zekering met een hogere nominale stroomsterkte wordt geïnstalleerd in plaats van een zekering met een kleinere nominale waarde. Dit leidt tot oververhitting van de elektrische bedrading en zelfs tot het ontstaan ​​van branden met droevige gevolgen. Dit geldt met name voor kozijnhuizen.

Geschiedenis referentie

Het concept van elektrische weerstand ontstond dankzij het werk van de beroemde Duitse natuurkundige Georg Ohm, die theoretisch onderbouwde en in de loop van talrijke experimenten de relatie tussen de stroomsterkte, de elektromotorische kracht van de batterij en de weerstand van alle delen van de batterij bewees circuit, en zo de elementaire wet ontdekken electronisch circuit, daarna naar hem vernoemd. Ohm onderzocht de afhankelijkheid van de grootte van de lopende stroom van de grootte van de aangelegde spanning, van de lengte en vorm van het geleidermateriaal, en ook van het type materiaal dat als geleidend medium wordt gebruikt.

Tegelijkertijd moeten we hulde brengen aan het werk van Sir Humphrey Davy, een Engelse scheikundige, natuurkundige en geoloog, die de eerste was die de afhankelijkheid van de elektrische weerstand van een geleider van zijn lengte en dwarsdoorsnede-oppervlak vaststelde, en merkte ook op de afhankelijkheid van elektrische geleidbaarheid op temperatuur.

Bij het onderzoeken van de afhankelijkheid van de stroom van elektrische stroom van het type materiaal, ontdekte Ohm dat elk geleidend materiaal dat voor hem beschikbaar was, een inherent kenmerk had van weerstand tegen de stroomstroom.

Opgemerkt moet worden dat in de tijd van Ohm een ​​van de meest voorkomende geleiders van vandaag - aluminium - de status van een bijzonder edel metaal had, dus Ohm beperkte zich tot experimenten met koper, zilver, goud, platina, zink, tin, lood en ijzer.

Uiteindelijk introduceerde Ohm het concept van elektrische weerstand van een materiaal als een fundamenteel kenmerk, waarbij hij absoluut niets wist over de aard van de stroom in metalen, of over de afhankelijkheid van hun weerstand van temperatuur.

Specifieke elektrische weerstand. Definitie

Elektrische soortelijke weerstand of gewoon soortelijke weerstand is een fundamentele fysieke eigenschap van een geleidend materiaal dat het vermogen van een stof kenmerkt om de doorgang van een elektrische stroom te voorkomen. Het wordt aangeduid met de Griekse letter ρ (uitgesproken als rho) en wordt berekend op basis van de empirische formule voor het berekenen van weerstand verkregen door Georg Ohm.

of van hier

waarbij R de weerstand in ohm is, S de oppervlakte in m²/, L de lengte in m

De eenheid van elektrische weerstand in het International System of Units SI wordt uitgedrukt in Ohm m.

Dit is de weerstand van een geleider met een lengte van 1 m en een doorsnede van 1 m² / een waarde van 1 ohm.

In de elektrotechniek is het voor het gemak van berekeningen gebruikelijk om de afgeleide van elektrische weerstand te gebruiken, uitgedrukt in Ohm mm² / m. Weerstandswaarden voor de meest voorkomende metalen en hun legeringen zijn te vinden in de desbetreffende naslagwerken.

Tabellen 1 en 2 tonen de weerstandswaarden van de verschillende meest voorkomende materialen.

Tafel 1. Weerstand sommige metalen

Tabel 2. Weerstand van gewone legeringen

Specifieke elektrische weerstand van verschillende media. Fysica van verschijnselen

Specifieke elektrische weerstanden van metalen en hun legeringen, halfgeleiders en diëlektrica

Tegenwoordig zijn we, gewapend met kennis, in staat om vooraf de elektrische weerstand te berekenen van elk materiaal, zowel natuurlijk als gesynthetiseerd, op basis van zijn chemische samenstelling en verwachte fysieke conditie.

Deze kennis helpt ons op de beste manier gebruik de mogelijkheden van materialen, soms heel exotisch en uniek.

Vanwege de heersende ideeën, vanuit het oogpunt van de natuurkunde vaste lichamen onderverdeeld in kristallijne, polykristallijne en amorfe stoffen.

De eenvoudigste manier, in termen van technische berekening van de soortelijke weerstand of de meting ervan, is het geval met amorfe stoffen. Ze hebben geen uitgesproken kristallijne structuur (hoewel ze microscopisch kleine insluitsels van dergelijke stoffen kunnen hebben), zijn relatief homogeen in chemische samenstelling en vertonen karakteristieke dit materiaal eigendommen.

Voor polykristallijne stoffen gevormd door een verzameling relatief kleine kristallen van dezelfde chemische samenstelling, verschilt het gedrag van eigenschappen niet veel van het gedrag van amorfe stoffen, aangezien elektrische weerstand meestal wordt gedefinieerd als een integrale aggregaateigenschap van een bepaald materiaalmonster.

De situatie is moeilijker met: kristallijne stoffen, vooral met eenkristallen die verschillende elektrische weerstand en andere elektrische kenmerken hebben met betrekking tot de symmetrieassen van hun kristallen. Deze eigenschap wordt kristalanisotropie genoemd en wordt veel gebruikt in de technologie, met name in radiotechnische circuits van kwartsoscillatoren, waar de frequentiestabiliteit precies wordt bepaald door het genereren van frequenties die inherent zijn aan een bepaald kwartskristal.

Ieder van ons, als eigenaar van een computer, tablet, mobiele telefoon of smartphone, inclusief bezitters van een pols elektronische klok tot iWatch, is tegelijkertijd de eigenaar van een kwartskristal. Op basis hiervan kan men de omvang van het gebruik van kwartsresonatoren in de elektronica inschatten, geschat op tientallen miljarden.

De soortelijke weerstand van veel materialen, vooral halfgeleiders, hangt onder andere af van de temperatuur, dus referentiegegevens worden meestal gegeven met de meettemperatuur, meestal 20 °C.

De unieke eigenschappen van platina, dat een constante en goed bestudeerde afhankelijkheid van elektrische weerstand op temperatuur heeft, evenals de mogelijkheid om zeer zuiver metaal te verkrijgen, dienden als een voorwaarde voor het creëren van sensoren op basis van een breed temperatuurbereik .

Voor metalen is de verspreiding van referentiewaarden van soortelijke weerstand te wijten aan de methoden voor het vervaardigen van monsters en de chemische zuiverheid van het metaal van dit monster.

Voor legeringen is een breder scala aan referentiewaarden van soortelijke weerstand te wijten aan de methoden van monstervoorbereiding en de variabiliteit van de samenstelling van de legering.

Elektrische weerstand van vloeistoffen (elektrolyten)

Het begrijpen van de soortelijke weerstand van vloeistoffen is gebaseerd op theorieën over thermische dissociatie en mobiliteit van kationen en anionen. Bijvoorbeeld in de meest voorkomende vloeistof op aarde - gewoon water, sommige van zijn moleculen ontleden in ionen onder invloed van temperatuur: H+ kationen en OH– anionen. Wanneer een externe spanning wordt aangelegd op elektroden die onder normale omstandigheden in water zijn ondergedompeld, ontstaat er een stroom door de beweging van de bovengenoemde ionen. Het bleek dat hele associaties van moleculen worden gevormd in waterclusters, soms gecombineerd met H+-kationen of OH--anionen. Daarom gebeurt de overdracht van ionen door clusters onder invloed van een elektrische spanning als volgt: een ion accepterend in de richting van het aangelegde elektrische veld aan de ene kant, "druppelt" het cluster een soortgelijk ion aan de andere kant. De aanwezigheid van clusters in water verklaart perfect de wetenschappelijk feit dat bij een temperatuur van ongeveer 4 ° C water de hoogste dichtheid heeft. De meeste watermoleculen bevinden zich in dit geval in clusters vanwege de werking van waterstof en covalente bindingen, praktisch in een quasi-kristallijne toestand; in dit geval is de thermische dissociatie minimaal en is de vorming van ijskristallen, die een lagere dichtheid heeft (ijs drijft in water), nog niet begonnen.

Over het algemeen vertoont de soortelijke weerstand van vloeistoffen een sterkere afhankelijkheid van temperatuur, dus deze eigenschap wordt altijd gemeten bij een temperatuur van 293 K, wat overeenkomt met een temperatuur van 20 °C.

Naast water is er groot aantal andere oplosmiddelen die in staat zijn om kationen en anionen van opgeloste stoffen te creëren. Kennis en meting van de soortelijke weerstand van dergelijke oplossingen is ook van groot praktisch belang.

Voor waterige oplossingen van zouten, zuren en logen speelt de concentratie van de opgeloste stof een belangrijke rol bij het bepalen van de soortelijke weerstand van de oplossing. Een voorbeeld is de volgende tabel, die de weerstandswaarden toont van verschillende stoffen opgelost in water bij een temperatuur van 18 ° C:

Tabel 3. Weerstandswaarden van verschillende stoffen opgelost in water bij een temperatuur van 18 °C

De gegevens van de tabellen zijn ontleend aan de Brief Physical and Technical Reference, Volume 1, - M.: 1960

Weerstand van isolatoren

Van groot belang in de branches elektrotechniek, elektronica, radiotechniek en robotica is een hele klasse van verschillende stoffen die een relatief hoge soortelijke weerstand hebben. Ongeacht hun aggregatietoestand, of het nu vast, vloeibaar of gasvormig is, dergelijke stoffen worden isolatoren genoemd. Dergelijke materialen worden gebruikt om afzonderlijke delen van elektrische circuits van elkaar te isoleren.

Een voorbeeld van solide isolatoren is de bekende flexibele isolatietape, waardoor we de isolatie herstellen bij het aansluiten verschillende draden. Velen zijn bekend met porseleinen ophangisolatoren. bovenleiding hoogspanningsleidingen, textolietborden met elektronische componenten die deel uitmaken van de meeste elektronische producten, keramiek, glas en vele andere materialen. moderne harde isolatiematerialen op basis van kunststoffen en elastomeren maken het veilig gebruik van elektrische stroom van verschillende spanningen in een breed scala aan apparaten en apparaten.

Naast vaste isolatoren worden vloeibare isolatoren met een hoge soortelijke weerstand veel gebruikt in de elektrotechniek. In stroomtransformatoren van elektrische netwerken voorkomt vloeibare transformatorolie storingen tussen de beurten als gevolg van zelfinductie EMF, waardoor de windingen van de wikkelingen betrouwbaar worden geïsoleerd. BIJ olie stroomonderbrekers olie wordt gebruikt om de elektrische boog te doven die optreedt bij het wisselen van stroombronnen. Condensatorolie wordt gebruikt om compacte condensatoren te maken met een hoge elektrische kenmerken:; naast deze oliën worden natuurlijke ricinusolie en synthetische oliën gebruikt als vloeistofisolatoren.

onder normaal luchtdruk alle gassen en hun mengsels zijn uitstekende isolatoren vanuit het oogpunt van elektrotechniek, maar edelgassen (xenon, argon, neon, krypton) hebben vanwege hun inertie een hogere soortelijke weerstand, die in sommige technologische gebieden veel wordt gebruikt.

Maar de meest voorkomende isolator is lucht, voornamelijk samengesteld uit moleculaire stikstof (75 massa%), moleculaire zuurstof (23,15 massa%), argon (1,3% per massa), kooldioxide, waterstof, water en enkele onzuiverheden. . Het isoleert de stroomstroom in conventionele lichtschakelaars voor huishoudelijk gebruik, op relais gebaseerde stroomschakelaars, magnetische starters en mechanische stroomonderbrekers. Opgemerkt moet worden dat een afname van de druk van gassen of hun mengsels onder atmosferische druk leidt tot een toename van hun elektrische weerstand. De ideale isolator in deze zin is vacuüm.

Specifieke elektrische weerstand van verschillende bodems

Een van de de belangrijkste manieren bescherming van een persoon tegen het schadelijke effect van elektrische stroom bij ongevallen van elektrische installaties is een apparaat beschermende aarde.

Het is de opzettelijke aansluiting van een elektrische behuizing of behuizing op een beschermende aardingsinrichting. Gewoonlijk wordt aarding uitgevoerd in de vorm van stalen of koperen strips, buizen, staven of hoeken die in de grond zijn begraven tot een diepte van meer dan 2,5 meter, die in geval van een ongeval de stroom langs het circuit verzekeren apparaat - behuizing of behuizing - aarde - bron nuldraad wisselstroom. De weerstand van dit circuit mag niet meer dan 4 ohm zijn. In dit geval wordt de spanning op het lichaam van het noodapparaat verlaagd tot waarden die veilig zijn voor mensen, en automatische apparaten om het elektrische circuit op de een of andere manier te beschermen, schakelen het noodapparaat uit.

Bij het berekenen van de elementen van beschermende aarding speelt kennis van de soortelijke weerstand van bodems een belangrijke rol, die over een breed bereik kan variëren.

In overeenstemming met de gegevens van de referentietabellen, wordt het gebied van het aardingsapparaat geselecteerd, het aantal aardingselementen en het daadwerkelijke ontwerp van het gehele apparaat wordt daaruit berekend. De verbinding van structurele elementen van de beschermende aardingsinrichting wordt uitgevoerd door lassen.

elektrotomografie

Elektrische exploratie bestudeert de geologische omgeving nabij het oppervlak, wordt gebruikt om erts en niet-metaalhoudende mineralen en andere objecten te zoeken op basis van de studie van verschillende kunstmatige elektrische en elektromagnetische velden. Een speciaal geval van elektrische exploratie is tomografie met elektrische weerstand - een methode om de eigenschappen van gesteenten te bepalen aan de hand van hun soortelijke weerstand.

De essentie van de methode is dat op een bepaalde positie van de elektrische veldbron spanningsmetingen worden gedaan op verschillende sondes, vervolgens de veldbron naar een andere plaats wordt verplaatst of naar een andere bron wordt geschakeld en de metingen worden herhaald. Veldbronnen en veldontvangersondes worden op het oppervlak en in putten geplaatst.

Vervolgens worden de ontvangen gegevens verwerkt en geïnterpreteerd met behulp van moderne computerverwerkingsmethoden waarmee informatie kan worden gevisualiseerd in de vorm van tweedimensionale en driedimensionale afbeeldingen.

erg zijn exacte methode zoeken, biedt elektrotomografie onschatbare hulp aan geologen, archeologen en paleozoologen.

Het bepalen van de vorm van voorkomen van minerale afzettingen en de grenzen van hun verspreiding (overzicht) maakt het mogelijk om het optreden van aderafzettingen van mineralen te identificeren, wat de kosten van hun latere ontwikkeling aanzienlijk vermindert.

Voor archeologen levert deze zoekmethode waardevolle informatie op over de locatie van oude graven en de aanwezigheid van artefacten daarin, waardoor de opgravingskosten worden verlaagd.

Paleozoölogen gebruiken elektrotomografie om gefossiliseerde overblijfselen van oude dieren te zoeken; de resultaten van hun werk zijn te zien in natuurwetenschappelijke musea in de vorm van verbazingwekkende reconstructies van de skeletten van prehistorische megafauna.

Bovendien wordt elektrische tomografie gebruikt bij de constructie en daaropvolgende werking van technische constructies: hoogbouw, dammen, dammen, taluds en andere.

Weerstandsdefinities in de praktijk

Om praktische problemen op te lossen, moeten we soms de samenstelling van een stof bepalen, bijvoorbeeld een draad voor een piepschuimsnijder. We hebben twee spoelen draad van een geschikte diameter van verschillende ons onbekende materialen. Om het probleem op te lossen, is het noodzakelijk om hun elektrische weerstand te vinden en vervolgens het materiaal van de draad te bepalen met behulp van het verschil tussen de gevonden waarden of met behulp van een referentietabel.

We meten met een meetlint en snijden van elk monster 2 meter draad af. Laten we de draaddiameters d₁ en d₂ bepalen met een micrometer. De multimeter aanzetten ondergrens weerstandsmetingen, meten we de weerstand van het monster R₁. We herhalen de procedure voor een ander monster en meten ook de weerstand R₂ ervan.

We houden er rekening mee dat het dwarsdoorsnede-oppervlak van de draden wordt berekend met de formule

S = π d 2 /4

Nu ziet de formule voor het berekenen van de elektrische weerstand er als volgt uit:

ρ = R π d 2 /4 L

Door de verkregen waarden van L, d₁ en R₁ in te voeren in de formule voor het berekenen van de soortelijke weerstand in het bovenstaande artikel, berekenen we de waarde van ρ₁ voor het eerste monster.

ρ 1 \u003d 0,12 ohm mm 2 / m

Door de verkregen waarden van L, d₂ en R₂ in de formule in te vullen, berekenen we de waarde van ρ₂ voor het tweede monster.

ρ 2 \u003d 1,2 ohm mm 2 / m

Door de waarden van ρ₁ en ρ₂ te vergelijken met de referentiegegevens van de bovenstaande tabel 2, concluderen we dat het materiaal van het eerste monster staal is en dat het tweede monster nichroom is, waarvan we de snijdraad zullen maken.

Vindt u het moeilijk om meeteenheden van de ene taal naar de andere te vertalen? Collega's staan ​​klaar om je te helpen. Stel een vraag aan TCTerms en binnen enkele minuten krijgt u antwoord.

Inhoud:

De soortelijke weerstand van metalen is hun vermogen om weerstand te bieden aan de elektrische stroom die er doorheen gaat. De meeteenheid van deze waarde is Ohm * m (Ohm-meter). Als symbool wordt de Griekse letter ρ (rho) gebruikt. Hoge performantie soortelijke weerstand betekent slechte geleidbaarheid van een elektrische lading door een of ander materiaal.

Staal Specificaties:

Voordat u de soortelijke weerstand van staal in detail overweegt, moet u vertrouwd raken met de fysieke en mechanische basiseigenschappen ervan. Vanwege zijn kwaliteiten wordt dit materiaal veel gebruikt in de productiesector en andere gebieden van het leven en de activiteiten van mensen.

Staal is een legering van ijzer en koolstof, in een hoeveelheid van maximaal 1,7%. Naast koolstof bevat staal een bepaalde hoeveelheid onzuiverheden - silicium, mangaan, zwavel en fosfor. Wat haar kwaliteiten betreft, beter dan gietijzer, gemakkelijk te harden, smeden, walsen en andere soorten verwerking. Alle staalsoorten worden gekenmerkt door een hoge sterkte en taaiheid.

Volgens zijn doel is staal verdeeld in structureel, gereedschap en ook met speciale fysieke eigenschappen. Elk van hen bevat een andere hoeveelheid koolstof, waardoor het materiaal bepaalde specifieke eigenschappen verkrijgt, bijvoorbeeld hittebestendigheid, hittebestendigheid, weerstand tegen roest en corrosie.

Een speciale plaats wordt ingenomen door elektrisch staal dat in plaatformaat wordt geproduceerd en wordt gebruikt bij de vervaardiging van elektrische producten. Om dit materiaal te verkrijgen, wordt doping met silicium uitgevoerd, wat de magnetische en elektrische eigenschappen ervan kan verbeteren.

Om elektrisch staal de nodige eigenschappen te geven, moet aan bepaalde eisen en voorwaarden worden voldaan. Het materiaal moet gemakkelijk kunnen worden gemagnetiseerd en opnieuw gemagnetiseerd, dat wil zeggen een hoge magnetische permeabiliteit hebben. Dergelijke staalsoorten hebben goede eigenschappen en hun magnetisatie-omkering wordt uitgevoerd met minimale verliezen.

De afmetingen en massa van magnetische kernen en wikkelingen, evenals de coëfficiënt nuttige actie transformatoren en hun grootte bedrijfstemperatuur. Het voldoen aan de voorwaarden wordt beïnvloed door vele factoren, waaronder de soortelijke weerstand van staal.

Weerstand en andere indicatoren

De elektrische weerstandswaarde is de verhouding tussen de elektrische veldsterkte in het metaal en de stroomdichtheid die erin vloeit. Voor praktische berekeningen wordt de formule gebruikt: waarin ρ is de soortelijke weerstand van het metaal (Ohm * m), E- elektrische veldsterkte (V/m), en J- de dichtheid van de elektrische stroom in het metaal (A / m 2). Met een zeer hoge elektrische veldsterkte en lage stroomdichtheid zal de soortelijke weerstand van het metaal hoog zijn.

Er is een andere grootheid die elektrische geleidbaarheid wordt genoemd, het omgekeerde van soortelijke weerstand, die de mate van geleidbaarheid van elektrische stroom door een bepaald materiaal aangeeft. Het wordt bepaald door de formule en wordt uitgedrukt in eenheden van Sm / m - Siemens per meter.

Weerstand hangt nauw samen met elektrische weerstand. Ze hebben echter onderlinge verschillen. In het eerste geval is dit een eigenschap van het materiaal, dus ook staal, en in het tweede geval wordt de eigenschap van het gehele object bepaald. De kwaliteit van een weerstand wordt beïnvloed door een combinatie van verschillende factoren, voornamelijk de vorm en soortelijke weerstand van het materiaal waaruit het is gemaakt. Als bijvoorbeeld een dunne en lange draad werd gebruikt om een ​​draadweerstand te maken, dan zal de weerstand groter zijn dan die van een weerstand die is gemaakt van een dikke en korte draad van hetzelfde metaal.

Een ander voorbeeld zijn draadweerstanden van dezelfde diameter en lengte. Als het materiaal in een van hen echter een hoge soortelijke weerstand heeft en in de andere laag, dan zal de elektrische weerstand in de eerste weerstand hoger zijn dan in de tweede.

Als u de basiseigenschappen van het materiaal kent, kunt u de soortelijke weerstand van staal gebruiken om de weerstandswaarde van de stalen geleider te bepalen. Voor berekeningen zijn, naast de elektrische weerstand, de diameter en lengte van de draad zelf vereist. Berekeningen worden uitgevoerd volgens de volgende formule: , waarbij R is (ohm), ρ - soortelijke weerstand van staal (Ohm * m), L- komt overeen met de lengte van de draad, MAAR- oppervlakte van zijn dwarsdoorsnede.

Er is een afhankelijkheid van de soortelijke weerstand van staal en andere metalen op temperatuur. In de meeste berekeningen wordt kamertemperatuur gebruikt - 20 0 C. Alle veranderingen onder invloed van deze factor worden in aanmerking genomen met behulp van de temperatuurcoëfficiënt.

Weerstand metalen is een maat voor hun eigenschappen om de doorgang van elektrische stroom te weerstaan. Deze waarde wordt uitgedrukt in Ohm-meter (Ohm⋅m). Het symbool voor soortelijke weerstand is de Griekse letter ρ (rho). Hoge weerstand betekent dat het materiaal de elektrische lading niet goed geleidt.

Weerstand

Elektrische weerstand wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de elektrische veldsterkte in een metaal en de stroomdichtheid erin:

waar:
ρ is de soortelijke weerstand van het metaal (Ohm⋅m),
E is de elektrische veldsterkte (V/m),
J is de waarde van de elektrische stroomdichtheid in het metaal (A/m2)

Als de elektrische veldsterkte (E) in het metaal erg groot is, en de stroomdichtheid (J) erg klein, betekent dit dat het metaal een hoge soortelijke weerstand heeft.

Het omgekeerde van soortelijke weerstand is elektrische geleidbaarheid, die aangeeft hoe goed een materiaal elektrische stroom geleidt:

σ is de geleidbaarheid van het materiaal, uitgedrukt in siemens per meter (S/m).

Elektrische weerstand

Elektrische weerstand, een van de componenten, wordt uitgedrukt in ohm (Ohm). Opgemerkt moet worden dat elektrische weerstand en soortelijke weerstand niet hetzelfde zijn. Weerstand is een eigenschap van een materiaal, terwijl elektrische weerstand een eigenschap van een object is.

De elektrische weerstand van een weerstand wordt bepaald door de combinatie van vorm en soortelijke weerstand van het materiaal waaruit het is gemaakt.

Een draadweerstand gemaakt van een lange en dunne draad heeft bijvoorbeeld meer weerstand dan een weerstand gemaakt van een korte en dikke draad van hetzelfde metaal.

Tegelijkertijd heeft een draadgewonden weerstand gemaakt van een materiaal met een hoge weerstand een hogere elektrische weerstand dan een weerstand gemaakt van een materiaal met een lage weerstand. En dit alles ondanks het feit dat beide weerstanden gemaakt zijn van draad van dezelfde lengte en diameter.

Voor de duidelijkheid kan een analogie worden gemaakt met: hydraulisch systeem: waar water door leidingen wordt gepompt.

• Hoe langer en dunner de buis, hoe meer waterbestendigheid er zal zijn.
• Een leiding gevuld met zand is beter bestand tegen water dan een leiding zonder zand.

Draadweerstand:

De weerstandswaarde van de draad hangt af van drie parameters: de soortelijke weerstand van het metaal, de lengte en diameter van de draad zelf. Formule voor het berekenen van draadweerstand:

Waar:
R - draadweerstand (Ohm)
ρ - specifieke weerstand van het metaal (Ohm.m)
L - draadlengte (m)
A - dwarsdoorsnede van de draad (m2)

Beschouw als voorbeeld een nichrome draadweerstand met een soortelijke weerstand van 1,10×10-6 ohm.m. De draad heeft een lengte van 1500 mm en een diameter van 0,5 mm. Op basis van deze drie parameters berekenen we de weerstand van de nichroomdraad:

R \u003d 1.1 * 10 -6 * (1.5 / 0.000000196) \u003d 8.4 ohm

Nichroom en constantaan worden vaak gebruikt als weerstandsmateriaal. Hieronder in de tabel ziet u de soortelijke weerstand van enkele van de meest gebruikte metalen.

Oppervlakte weerstand:

De oppervlakteweerstandswaarde wordt op dezelfde manier berekend als de draadweerstand. In dit geval kan het dwarsdoorsnede-oppervlak worden weergegeven als het product van w en t:

Voor sommige materialen, zoals dunne films, wordt de relatie tussen soortelijke weerstand en filmdikte aangeduid als laagbladweerstand RS:

waarbij RS wordt gemeten in ohm. Bij deze berekening moet de laagdikte constant zijn.

Vaak snijden weerstandsfabrikanten sporen in de film uit om de weerstand te vergroten om het pad voor elektrische stroom te vergroten.

Eigenschappen van resistieve materialen

De soortelijke weerstand van een metaal is afhankelijk van de temperatuur. Hun waarden worden meestal gegeven voor kamertemperatuur(20°C). De verandering in soortelijke weerstand als gevolg van een verandering in temperatuur wordt gekenmerkt door een temperatuurcoëfficiënt.

In thermistors (thermistors) wordt deze eigenschap bijvoorbeeld gebruikt om de temperatuur te meten. Aan de andere kant is dit in de precisie-elektronica een nogal ongewenst effect.
Metaalfilmweerstanden hebben uitstekendeppen. Dit wordt niet alleen bereikt door de lage soortelijke weerstand van het materiaal, maar ook door het mechanische ontwerp van de weerstand zelf.

Veel van verschillende materialen en legeringen worden gebruikt bij de productie van weerstanden. Nichroom (een legering van nikkel en chroom), vanwege de hoge soortelijke weerstand en weerstand tegen oxidatie onder hoge temperaturen, vaak gebruikt als materiaal voor het maken van draadgewonden weerstanden. Het nadeel is dat het niet kan worden gesoldeerd. Constantaan, een ander populair materiaal, is gemakkelijk te solderen en heeft een lagere temperatuurcoëfficiënt.

De term "weerstand" verwijst naar de parameter die koper of een ander metaal heeft, en komt vrij veel voor in de literatuur. Het is de moeite waard om te begrijpen wat hiermee wordt bedoeld.

Een van de soorten koperen kabel

Algemene informatie over elektrische weerstand

Overweeg eerst het concept van elektrische weerstand. Zoals u weet, verlaten sommige elektronen onder invloed van een elektrische stroom op een geleider (en koper is een van de beste geleidermetalen) hun plaats in het kristalrooster en haasten ze zich naar de positieve pool van de geleider. Niet alle elektronen verlaten echter het kristalrooster, sommige blijven erin en gaan door met maken draaiende beweging rond de kern van een atoom. Deze elektronen, evenals atomen die zich op de knopen bevinden kristalrooster en creëren elektrische weerstand die de beweging van vrijgekomen deeltjes verhindert.

Dit proces, dat we kort hebben geschetst, is typerend voor elk metaal, inclusief koper. Natuurlijk zijn verschillende metalen, die elk een speciale vorm en grootte van het kristalrooster hebben, op verschillende manieren bestand tegen de beweging van elektrische stroom erdoorheen. Het zijn deze verschillen die de specifieke weerstand karakteriseren - een indicator die voor elk metaal individueel is.

Het gebruik van koper in elektrische en elektronische systemen

Om de reden voor de populariteit van koper als materiaal voor de vervaardiging van elektrische en elektronische systemen, kijk maar in de tabel voor de waarde van zijn soortelijke weerstand. Voor koper is deze parameter 0,0175 Ohm * mm2 / meter. In dit opzicht staat koper op de tweede plaats na zilver.

Het is de lage soortelijke weerstand, gemeten bij een temperatuur van 20 graden Celsius, die de belangrijkste reden is dat tegenwoordig bijna geen enkel elektronisch en elektrisch apparaat zonder koper kan. Koper is het belangrijkste materiaal voor de productie van draden en kabels, printplaten, elektromotoren en onderdelen van stroomtransformatoren.

De lage soortelijke weerstand die koper kenmerkt, maakt het mogelijk om het te gebruiken voor de vervaardiging van elektrische apparaten met hoge energiebesparende eigenschappen. Bovendien stijgt de temperatuur van koperen geleiders heel weinig wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat.

Wat beïnvloedt de waarde van weerstand?

Het is belangrijk om te weten dat de weerstandswaarde afhankelijk is van de chemische zuiverheid van het metaal. Wanneer koper zelfs maar een kleine hoeveelheid aluminium bevat (0,02%), kan de waarde van deze parameter aanzienlijk toenemen (tot 10%).

Deze coëfficiënt wordt ook beïnvloed door de temperatuur van de geleider. Dit wordt verklaard door het feit dat met een toename van de temperatuur de trillingen van metaalatomen in de knooppunten van het kristalrooster toenemen, wat ertoe leidt dat de weerstandscoëfficiënt toeneemt.

Daarom wordt in alle referentietabellen de waarde van deze parameter gegeven rekening houdend met een temperatuur van 20 graden.

Hoe bereken je de totale weerstand van een geleider?

Weten waar de soortelijke weerstand gelijk aan is, is belangrijk om te geleiden voorlopige berekeningen parameters elektrische apparatuur bij het ontwerpen ervan. In dergelijke gevallen wordt de totale weerstand van de geleiders van het ontworpen apparaat, die bepaalde maten en vormen hebben, bepaald. Na te hebben gekeken naar de waarde van de soortelijke weerstand van de geleider volgens de referentietabel, na het bepalen van de afmetingen en het dwarsdoorsnede-oppervlak, is het mogelijk om de waarde van de totale weerstand te berekenen met behulp van de formule:

Deze formule gebruikt de volgende notatie:

• R is de totale weerstand van de geleider, die moet worden bepaald;
• p is de soortelijke weerstand van het metaal waaruit de geleider is gemaakt (bepaald volgens de tabel);
• l is de lengte van de geleider;
• S is het gebied van zijn dwarsdoorsnede.

In de praktijk is het vaak nodig om de weerstand van verschillende draden te berekenen. Dit kan met formules of volgens de gegevens in de tabel. een.

De invloed van het geleidermateriaal wordt in aanmerking genomen met behulp van de soortelijke weerstand, aangeduid met de Griekse letter? en vertegenwoordigt een lengte van 1 m en een dwarsdoorsnede van 1 mm2. De kleinste weerstand? \u003d 0,016 Ohm mm2 / m heeft zilver. Laten we de gemiddelde waarde van de specifieke weerstand van sommige geleiders geven:

Zilver - 0.016 , Lood - 0,21, Koper - 0,017, Nikkel - 0,42, Aluminium - 0,026, Manganine - 0,42, Tungsten - 0,055, Constantaan - 0,5, Zink - 0,06, Kwik - 0,96, Messing - 0,07, Nichrome - 1,05, Staal - 0,1, Fekhral - 1,2, Fosforbrons - 0,11, Khromal - 1,45.

Met verschillende hoeveelheden onzuiverheden en met verschillende verhoudingen van de componenten waaruit de reostatische legeringen bestaan, kan de soortelijke weerstand enigszins veranderen.

De weerstand wordt berekend met de formule:

waar R - weerstand, Ohm; soortelijke weerstand, (Ohm mm2)/m; l - draadlengte, m; s is het dwarsdoorsnede-oppervlak van de draad, mm2.

Als de draaddiameter d bekend is, dan is de doorsnede ervan:

Het is het beste om de diameter van de draad te meten met een micrometer, maar als deze niet beschikbaar is, wikkel dan stevig 10 of 20 draadwindingen op een potlood en meet de lengte van de wikkeling met een liniaal. Door de lengte van de wikkeling te delen door het aantal windingen, vinden we de diameter van de draad.

Gebruik de formule om de lengte te bepalen van een draad met een bekende diameter van een bepaald materiaal, die nodig is om de gewenste weerstand te verkrijgen

Tafel 1.

Opmerking. 1. Gegevens voor draden die niet in de tabel worden vermeld, moeten als gemiddelde waarden worden beschouwd. Voor een nikkeldraad met een diameter van 0,18 mm kunnen we bijvoorbeeld ongeveer aannemen dat de doorsnede 0,025 mm2 is, de weerstand van één meter 18 ohm en de toegestane stroom 0,075 A.

2. Voor een andere stroomdichtheidswaarde moeten de gegevens van de laatste kolom dienovereenkomstig worden gewijzigd; bijvoorbeeld bij een stroomdichtheid van 6 A/mm2 moeten ze verdubbeld worden.

Voorbeeld 1. Zoek de weerstand van 30 m koperdraad met een diameter van 0,1 mm.

Oplossing. We bepalen volgens de tabel. 1 weerstand van 1 m koperdraad, deze is gelijk aan 2,2 ohm. Daarom is de weerstand van 30 m draad R = 30 2,2 = 66 ohm.

Berekening met formules geeft de volgende resultaten: draaddoorsnede: s= 0,78 0,12 = 0,0078 mm2. Aangezien de soortelijke weerstand van koper 0,017 (Ohm mm2) / m is, krijgen we R \u003d 0,017 30 / 0,0078 \u003d 65,50m.

Voorbeeld 2. Hoeveel nikkeldraad met een diameter van 0,5 mm is nodig om een ​​weerstand van 40 ohm te maken?

Oplossing. Volgens de tabel 1 bepalen we de weerstand van 1 m van deze draad: R = 2,12 Ohm: Om een ​​regelweerstand te maken met een weerstand van 40 Ohm, heb je dus een draad nodig met een lengte van l = 40 / 2,12 = 18,9 m.

Laten we dezelfde berekening doen met behulp van de formules. We vinden het dwarsdoorsnede-oppervlak van de draad s \u003d 0,78 0,52 \u003d 0,195 mm2. En de lengte van de draad is l \u003d 0,195 40 / 0,42 \u003d 18,6 m.