Lengte- en afstandsomzetter Massaomzetter Omzetter van volumematen van bulkproducten en voedingsmiddelen Oppervlakteomzetter Omzetter van volume en maateenheden in culinaire recepten Temperatuuromzetter Druk, mechanische belasting, Young's modulusomzetter Energie- en werkomzetter Vermogensomzetter Krachtomzetter Tijdomzetter Omzetter lineaire snelheid Platte hoek thermische efficiëntie en brandstofefficiëntie-omzetter Aantalomzetter naar diverse systemen notaties Omzetter van maateenheden van hoeveelheid informatie Wisselkoersen Maten van dameskleding en schoenen Maten van herenkleding en schoenen Omzetter hoeksnelheid en rotatiesnelheid Versnellingsomzetter Hoekversnellingsomzetter Dichtheidsomzetter Specifieke volumeomzetter Traagheidsmomentomzetter Krachtmomentomzetter Koppelomvormer Specifieke verbrandingswarmteomzetter (in massa) Energiedichtheid en soortelijke verbrandingswarmte van brandstofomzetter (in volume) Temperatuurverschilomzetter Verhouding omvormer thermische expansie Thermische weerstandsconverter Converter voor thermische geleidbaarheid specifieke warmte capaciteit Energieblootstelling en thermische stralingsvermogensomzetter Warmtefluxdichtheidsomzetter Warmteoverdrachtscoëfficiëntomzetter Volumestroomomzetter Massastroomomzetter Molaire stroomsnelheidomzetter Massastroomdichtheidomzetter Molaire concentratieomzetter Massaconcentratie in oplossingomzetter Dynamische (absolute) viscositeitomzetter Kinematische viscositeitomzetter Oppervlaktespanning converter Dampdoorlaatbaarheid converter Converter dampdoorlaatbaarheid en dampoverdrachtssnelheid Geluidsniveau converter Microfoongevoeligheid converter Geluidsdrukniveau (SPL) converter Geluidsdrukniveau converter met selecteerbare referentiedruk Helderheid converter Lichtsterkte converter Verlichtingssterkte converter Computer grafische resolutie converter Frequentie- en golflengte-omzetter Optisch vermogen in dioptrieën en brandpuntsafstand Dioptrie Vermogen en lensvergroting (×) Elektrische ladingsconverter Lineaire ladingsdichtheidsconverter OpperVolumeladingsdichtheidsconverter elektrische stroom Lineaire stroomdichtheidsomzetter OppSpanningsomzetter elektrisch veld Elektrostatische potentiaal- en spanningsomzetter Elektrische weerstandsomzetter Elektrische weerstandsomzetter Elektrische geleidbaarheidsomzetter Elektrische geleidbaarheidsomzetter Elektrische capaciteit Inductantieomzetter Amerikaanse draadmeteromzetter Niveaus in dBm (dBm of dBmW), dBV (dBV), watt en andere eenheden Magnetomotorische krachtomzetter Omzetterspanningen magnetisch veld Magnetische fluxomzetter Magnetische inductieomzetter Straling. Geabsorbeerde dosissnelheidsomzetter ioniserende straling Radioactiviteit. Radioactief vervalomzetter Straling. Blootstellingsdosisomzetter Straling. Omrekenen van geabsorbeerde dosis Decimaal voorvoegsel omrekenen Gegevensoverdracht Typografie en beeldverwerking Eenheden omrekenen Berekening van houtvolume-eenheden omrekenen 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 abom centimeter statom per centimeter circulair 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 in de praktijk van het dagelijks leven werd geïntroduceerd, rees de vraag naar het zoeken naar materialen die bepaalde, soms volledig tegenovergestelde eigenschappen hebben in relatie tot de stroom van elektrische stroom er doorheen.

Bijvoorbeeld bij het overbrengen elektrische energie over lange afstanden moest het draadmateriaal voldoen aan eisen om verliezen als gevolg van Joule-verwarming in combinatie met lage gewichtseigenschappen te minimaliseren. Een voorbeeld hiervan is het bekende hoogspanningslijnen krachtoverbrengingslijnen gemaakt van aluminium draden met stalen kern.

Of, omgekeerd, om compacte elektrische buisverwarmers te creëren, waren materialen met een relatief hoge elektrische weerstand en hoge thermische stabiliteit nodig. Het eenvoudigste voorbeeld van een apparaat dat materialen met vergelijkbare eigenschappen gebruikt, is de brander van een gewoon elektrisch keukenfornuis.

Geleiders die in de biologie en geneeskunde worden gebruikt als elektroden, sondes en sondes vereisen een hoge chemische bestendigheid en compatibiliteit met biomaterialen, gecombineerd met een lage contactweerstand.

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

Daaropvolgend werk van de Russische uitvinder Lodygin, die voorstelde om relatief goedkoop, vuurvast wolfraam en molybdeen met een hogere weerstand als filamentmaterialen te gebruiken, vond praktisch gebruik. Bovendien stelde Lodygin voor om lucht uit gloeilampcilinders te pompen en deze te vervangen door inerte of edelgassen, wat leidde tot de creatie van moderne gloeilampen. De pionier op het gebied van de massaproductie van betaalbare en duurzame elektrische lampen was het bedrijf General Electric, waaraan Lodygin de rechten op zijn patenten overdroeg 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, om een ​​bepaald technisch probleem op te lossen, soms materialen nodig heeft met tot nu toe ongekende eigenschappen of met ongelooflijke combinaties van deze eigenschappen. De natuur kan onze eetlust niet langer bijhouden en wetenschappers van over de hele wereld hebben zich aangesloten bij de race om materialen te creëren die geen natuurlijke analogen hebben.

Een van de de belangrijkste kenmerken van zowel natuurlijke als gesynthetiseerde materialen is de elektrische weerstand. Voorbeeld elektrisch apparaat, waarin deze eigenschap in zijn pure vorm wordt gebruikt, kan dienen als een zekering die onze elektrische en elektronische apparatuur beschermt tegen blootstelling aan stroom die de toegestane waarden overschrijdt.

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

Hetzelfde geldt voor het vervangen van zekeringen in elektriciteitsnetwerken, wanneer in plaats van een zekering met een lager vermogen een zekering met een hogere bedrijfsstroom wordt geïnstalleerd. Dit leidt tot oververhitting van de elektrische bedrading en als gevolg daarvan zelfs tot branden met ernstige gevolgen. Dit geldt vooral voor kozijnhuizen.

Historische referentie

Het concept van specifieke elektrische weerstand verscheen dankzij de werken van de beroemde Duitse natuurkundige Georg Ohm, die het verband tussen de stroomsterkte, de elektromotorische kracht van de batterij en de weerstand van alle delen van de batterij theoretisch onderbouwde en, door middel van talrijke experimenten, bewees. circuit, waardoor de wet van elementair wordt ontdekt electronisch circuit, later naar hem vernoemd. Ohm bestudeerde de afhankelijkheid van de grootte van de stromende stroom van de grootte van de aangelegde spanning, van de lengte en vorm van het geleidermateriaal, evenals van het type materiaal dat als geleidend medium wordt gebruikt.

Tegelijkertijd moeten we hulde brengen aan het werk van Sir Humphry Davy, een Engelse scheikundige, natuurkundige en geoloog, die als eerste de afhankelijkheid van de elektrische weerstand van een geleider van zijn lengte en dwarsdoorsnede vaststelde, en merkte ook op dat de elektrische geleidbaarheid afhankelijk is van de temperatuur.

Terwijl hij de afhankelijkheid van de elektrische stroom van het soort materiaal bestudeerde, ontdekte Ohm dat elk geleidend materiaal dat tot zijn beschikking stond een karakteristieke eigenschap had van weerstand tegen de stroom die er alleen aan inherent was.

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

Uiteindelijk introduceerde Ohm het concept van de elektrische weerstand van een materiaal als een fundamenteel kenmerk, zonder absoluut niets te weten over de aard van de stroomstroming in metalen of de afhankelijkheid van hun weerstand tegen temperatuur.

Specifieke elektrische weerstand. Definitie

Elektrische weerstand of simpelweg weerstand is een fundamenteel fysiek kenmerk van een geleidend materiaal, dat het vermogen van een stof karakteriseert om de stroom van elektrische stroom te voorkomen. Het wordt aangegeven met de Griekse letter ρ (uitgesproken als rho) en wordt berekend op basis van de empirische formule voor het berekenen van de weerstand, verkregen door Georg Ohm.

of, vanaf hier

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

De afmeting van de elektrische weerstand in het Internationale Systeem van Eenheden SI wordt uitgedrukt in Ohm m.

Dit is de weerstand van een geleider van 1 m lang en een doorsnede van 1 m² / 1 ohm.

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

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

Tafel 1. Weerstand sommige metalen

Tabel 2. Weerstand van gewone legeringen

Specifieke elektrische weerstanden van verschillende media. Fysica van verschijnselen

Elektrische weerstand van metalen en hun legeringen, halfgeleiders en diëlektrica

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

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

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

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

Voor polykristallijne stoffen, gevormd door een verzameling relatief kleine kristallen met dezelfde chemische samenstelling, verschilt het gedrag van de eigenschappen niet veel van het gedrag van amorfe stoffen, aangezien elektrische weerstand in de regel wordt gedefinieerd als een integrale cumulatieve eigenschap van een gegeven materiaalmonster.

De situatie is ingewikkelder met kristallijne stoffen, vooral met enkele kristallen die een verschillende elektrische weerstand en andere elektrische kenmerken hebben ten opzichte van de symmetrieassen van hun kristallen. Deze eigenschap wordt kristalanisotropie genoemd en wordt veel gebruikt in de technologie, met name in radiocircuits van kwartsoscillatoren, waarbij de frequentiestabiliteit nauwkeurig 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 eigenaren van polshorloges elektronisch horloge tot en met iWatch is hij tegelijkertijd eigenaar van een kwartskristal. Hieruit kunnen we de omvang van het gebruik van kwartsresonatoren in de elektronica beoordelen, die tientallen miljarden bedraagt.

Bovendien is de soortelijke weerstand van veel materialen, vooral halfgeleiders, temperatuurafhankelijk, dus referentiegegevens worden meestal gegeven bij de meettemperatuur, meestal 20°C.

De unieke eigenschappen van platina, dat een constante en goed bestudeerde afhankelijkheid van de elektrische weerstand van de temperatuur heeft, evenals de mogelijkheid om een ​​metaal met een hoge zuiverheid te verkrijgen, dienden als voorwaarde voor het maken van daarop gebaseerde sensoren bij hoge temperaturen. bereik.

Voor metalen wordt de spreiding van referentiewaarden van soortelijke weerstand bepaald door de methoden voor het bereiden van monsters en de chemische zuiverheid van het metaal van een bepaald monster.

Voor legeringen is een grotere spreiding in de referentieweerstandswaarden te wijten aan de methoden voor het bereiden van monsters en de variabiliteit van de legeringssamenstelling.

Specifieke elektrische weerstand van vloeistoffen (elektrolyten)

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

Over het algemeen is de soortelijke weerstand van vloeistoffen meer afhankelijk van de temperatuur, daarom wordt deze eigenschap 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 kationen en anionen van oplosbare stoffen kunnen creëren. Kennis en meting van de soortelijke weerstand van dergelijke oplossingen is ook van groot praktisch belang.

Voor waterige oplossingen van zouten, zuren en alkaliën 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, waarin de soortelijke weerstandswaarden worden weergegeven 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 tabelgegevens zijn afkomstig uit het Brief Physical and Technical Reference Book, Volume 1, - M.: 1960

Specifieke weerstand van isolatoren

Op het gebied van elektrotechniek, elektronica, radiotechniek en robotica is een hele klasse van verschillende stoffen met een relatief hoge soortelijke weerstand van groot belang. Ongeacht hun aggregatietoestand, of het nu vast, vloeibaar of gasvormig is, worden dergelijke stoffen 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 bij het aansluiten de isolatie herstellen diverse draden. Veel mensen zijn bekend met porseleinen ophangisolatoren. lucht lijnen krachtoverbrenging, textolietplaten met elektronische componenten in de meeste elektronische producten, keramiek, glas en vele andere materialen. Moderne solide isolatiematerialen gebaseerd op kunststoffen en elastomeren maken het veilig om elektrische stroom met verschillende spanningen te gebruiken in een grote verscheidenheid aan apparaten en instrumenten.

Naast vaste isolatoren worden vloeibare isolatoren met een hoge weerstand veel gebruikt in de elektrotechniek. In stroomtransformatoren van elektrische netwerken voorkomt vloeibare transformatorolie storingen door zelfinductie als gevolg van EMF, waardoor de windingen van de wikkelingen betrouwbaar worden geïsoleerd. IN olie schakelaars olie wordt gebruikt om de elektrische boog te doven die ontstaat bij het schakelen van stroombronnen. Condensatorolie wordt gebruikt om compacte condensatoren te maken met hoge elektrische kenmerken; Naast deze oliën worden natuurlijke ricinusolie en synthetische oliën gebruikt als vloeibare isolatoren.

Onder normale omstandigheden 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 op sommige gebieden van de technologie veel wordt gebruikt.

Maar de meest voorkomende isolator is lucht, voornamelijk bestaande uit moleculaire stikstof (75% van het gewicht), moleculaire zuurstof (23,15% van het gewicht), argon (1,3% van het gewicht), koolstofdioxide, waterstof, water en enkele onzuiverheden van verschillende edelgassen. Het isoleert de stroomstroom in conventionele huishoudelijke lichtschakelaars, op relais gebaseerde stroomschakelaars, magnetische starters en mechanische schakelaars. Opgemerkt moet worden dat een verlaging van de druk van gassen of hun mengsels onder de atmosferische druk leidt tot een toename van hun elektrische weerstand. De ideale isolator in deze zin is vacuüm.

Elektrische weerstand van verschillende bodems

Een van de de belangrijkste manieren bescherming van een persoon tegen de schadelijke effecten van elektrische stroom tijdens ongelukken met elektrische installaties is een apparaat beschermende aarding.

Het is de opzettelijke aansluiting van de behuizing of behuizing van elektrische apparaten op een beschermend aardapparaat. Meestal 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 stroomstroom langs het circuitapparaat garanderen - behuizing of behuizing - aarde - neutrale draad van de bron wisselstroom. De weerstand van dit circuit mag niet meer dan 4 ohm zijn. In dit geval wordt de spanning op de behuizing van het noodapparaat teruggebracht tot waarden die veilig zijn voor mensen, en automatische circuitbeveiligingsapparaten schakelen op de een of andere manier het noodapparaat uit.

Bij het berekenen van beschermende aardingselementen speelt kennis van de weerstand van bodems, die sterk kunnen variëren, een belangrijke rol.

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

Elektrische tomografie

Elektrische prospectie bestudeert de geologische omgeving nabij het oppervlak en 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 prospectie is elektrische tomografie (Electrical Resistivity Tomography) - 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, waarna de veldbron naar een andere locatie 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 verkregen gegevens verwerkt en geïnterpreteerd met behulp van moderne computerverwerkingsmethoden, die het mogelijk maken informatie te visualiseren in de vorm van tweedimensionale en driedimensionale afbeeldingen.

Heel zijn precieze methode zoeken, elektrische tomografie biedt onschatbare hulp aan geologen, archeologen en paleozoölogen.

Door de vorm van voorkomen van minerale afzettingen en de grenzen van hun verspreiding (schets) te bepalen, kunnen we het voorkomen van aderafzettingen van mineralen identificeren, wat de kosten van hun daaropvolgende ontwikkeling aanzienlijk verlaagt.

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 elektrische tomografie om te zoeken naar de gefossiliseerde overblijfselen van oude dieren; de resultaten van hun werk zijn te zien in natuurwetenschappelijke musea in de vorm van verbluffende reconstructies van de skeletten van prehistorische megafauna.

Bovendien wordt elektrische tomografie gebruikt tijdens de constructie en daaropvolgende exploitatie van kunstwerken: hoge gebouwen, dammen, dijken, taluds en andere.

Definities van weerstand in de praktijk

Soms worden we, om praktische problemen op te lossen, geconfronteerd met de taak om de samenstelling van een stof te bepalen, bijvoorbeeld een draad voor het snijden van polystyreenschuim. We hebben twee draadspoelen met 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, aan de hand van het verschil in de gevonden waarden of met behulp van een opzoektabel, het draadmateriaal te bepalen.

We meten met een meetlint en knippen van elk monster 2 meter draad af. Laten we de diameters van de draden d1 en d2 bepalen met een micrometer. De multimeter inschakelen ondergrens weerstandsmetingen, meet de weerstand van het monster R₁. We herhalen de procedure voor een ander monster en meten ook de weerstand R₂.

Laten we er rekening mee houden dat het dwarsdoorsnedeoppervlak van de draden wordt berekend met de formule

S = πd2/4

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 te vervangen door 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 = 0,12 ohm mm 2 /m

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

ρ 2 = 1,2 ohm mm 2 /m

Uit een vergelijking van de waarden van ρ₁ en ρ₂ met de referentiegegevens in Tabel 2 hierboven concluderen we dat het materiaal van het eerste monster staal is, en het tweede nichroom, waarvan we de snijsnaar 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 in 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 voor deze grootheid is Ohm*m (Ohm-meter). Het gebruikte symbool is de Griekse letter ρ (rho). Hoge performantie soortelijke weerstand betekent slechte geleiding van elektrische lading door een bepaald materiaal.

Staalspecificaties

Voordat u de soortelijke weerstand van staal in detail gaat bekijken, moet u vertrouwd raken met de fundamentele fysieke en mechanische eigenschappen 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, aanwezig in een hoeveelheid van maximaal 1,7%. Naast koolstof bevat staal een bepaalde hoeveelheid onzuiverheden: silicium, mangaan, zwavel en fosfor. In termen van zijn kwaliteiten is het aanzienlijk beter dan gietijzer, kan gemakkelijk worden gehard, gesmeed, gewalst en andere soorten verwerking. Alle soorten staal worden gekenmerkt door hoge sterkte en ductiliteit.

Afhankelijk van het doel is staal verdeeld in constructief, gereedschap en ook met speciaal 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, geproduceerd in plaatformaat en gebruikt bij de productie van elektrische producten. Om dit materiaal te verkrijgen wordt silicium gedoteerd, wat de magnetische en elektrische eigenschappen ervan kan verbeteren.

Om elektrisch staal de noodzakelijke eigenschappen te laten verwerven, moet aan bepaalde eisen en voorwaarden worden voldaan. Het materiaal moet gemakkelijk 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 het gewicht van magnetische kernen en wikkelingen, evenals de coëfficiënt, zijn afhankelijk van de naleving van deze vereisten. nuttige actie transformatoren en hun afmetingen bedrijfstemperatuur. De vervulling van de voorwaarden wordt beïnvloed door vele factoren, waaronder de soortelijke weerstand van staal.

Weerstandsvermogen en andere indicatoren

De waarde van de elektrische weerstand is de verhouding tussen de elektrische veldsterkte in het metaal en de stroomdichtheid die erin stroomt. 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- elektrische stroomdichtheid in het metaal (A/m2). Bij een zeer hoge elektrische veldsterkte en een lage stroomdichtheid zal de soortelijke weerstand van het metaal hoog zijn.

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

Weerstand hangt nauw samen met elektrische weerstand. Ze hebben echter onderling verschillen. In het eerste geval is dit een eigenschap van het materiaal, inclusief 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 deze is gemaakt. Als bijvoorbeeld een dunne en lange draad wordt gebruikt om een ​​draadgewonden weerstand te maken, zal de weerstand ervan groter zijn dan die van een weerstand gemaakt van een dikke en korte draad van hetzelfde metaal.

Een ander voorbeeld zijn weerstanden gemaakt van draden met 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 dienovereenkomstig 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 een stalen geleider te bepalen. Voor berekeningen heeft u naast de elektrische weerstand ook de diameter en lengte van de draad zelf nodig. Berekeningen worden uitgevoerd met behulp van de volgende formule: , waarin R is (Ohm), ρ - soortelijke weerstand van staal (Ohm*m), L- komt overeen met de lengte van de draad, A- het dwarsdoorsnedeoppervlak.

Er is een afhankelijkheid van de soortelijke weerstand van staal en andere metalen van de temperatuur. In de meeste berekeningen wordt de kamertemperatuur gebruikt - 20 0 C. Met alle veranderingen onder invloed van deze factor wordt rekening gehouden met behulp van de temperatuurcoëfficiënt.

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

Weerstand

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

Waar:
ρ —metaalweerstand (Ohm⋅m),
E - elektrische veldsterkte (V/m),
J is de waarde van de elektrische stroomdichtheid in het metaal (A/m2)

Als de elektrische veldsterkte (E) in een metaal erg hoog is en de stroomdichtheid (J) erg klein is, 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 weerstand niet hetzelfde zijn. Weerstand is een eigenschap van een materiaal, terwijl elektrische weerstand een eigenschap is van een object.

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

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

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

Om dit te illustreren kunnen we een analogie trekken met hydraulisch systeem waar water door leidingen wordt gepompt.

• Hoe langer en dunner de buis, hoe groter de weerstand tegen water.
• Een pijp gevuld met zand is beter bestand tegen water dan een pijp zonder zand.

Draad weerstand

De hoeveelheid draadweerstand 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 - metaalweerstand (Ohm.m)
L - draadlengte (m)
A - dwarsdoorsnede van de draad (m2)

Beschouw als voorbeeld een nichroom draadgewonden weerstand met een soortelijke weerstand van 1,10 x 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=1,1*10 -6 *(1,5/0,000000196) = 8,4 Ohm

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

Oppervlakteweerstand

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

Voor sommige materialen, zoals dunne films, wordt de relatie tussen soortelijke weerstand en filmdikte plaatweerstand RS genoemd:

waarbij RS wordt gemeten in ohm. Voor deze berekening moet de filmdikte constant zijn.

Vaak snijden weerstandfabrikanten sporen in de film om de weerstand te vergroten en 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 kamertemperatuur(20°C). De verandering in soortelijke weerstand als gevolg van een temperatuurverandering wordt gekenmerkt door een temperatuurcoëfficiënt.

Thermistors (thermistors) gebruiken deze eigenschap bijvoorbeeld 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 diverse 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 hoge temperaturen, wordt vaak gebruikt als materiaal voor het maken van draadgewonden weerstanden. Het nadeel is dat het niet kan worden gesoldeerd. Constantan, een ander populair materiaal, is gemakkelijk te solderen en heeft een lagere temperatuurcoëfficiënt.

De term ‘weerstand’ verwijst naar een parameter die koper of een ander metaal bezit, en wordt vaak aangetroffen in de gespecialiseerde literatuur. Het is de moeite waard om te begrijpen wat hiermee wordt bedoeld.

Een van de soorten koperkabel

Algemene informatie over elektrische weerstand

Eerst moeten we het concept van elektrische weerstand overwegen. Zoals bekend verlaten sommige elektronen daarin onder invloed van elektrische stroom op een geleider (en koper is een van de beste geleidende metalen) hun plaats in het kristalrooster en rennen naar de positieve pool van de geleider. Niet alle elektronen verlaten het kristalrooster echter; sommige blijven erin zitten en blijven presteren roterende beweging rond de kern van een atoom. Deze elektronen, evenals de atomen die zich op de knooppunten bevinden kristal rooster 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. Uiteraard zijn verschillende metalen, die elk een speciale vorm en grootte van het kristalrooster hebben, op verschillende manieren bestand tegen de doorgang van elektrische stroom. Het zijn juist deze verschillen die de soortelijke weerstand kenmerken - een individuele indicator voor elk metaal.

Toepassingen van koper in elektrische en elektronische systemen

Om de reden voor de populariteit van koper als materiaal voor de vervaardiging van elektrische apparaten te begrijpen elektronische systemen, kijk maar naar de waarde van de soortelijke weerstand in de tabel. Voor koper bedraagt ​​deze parameter 0,0175 Ohm*mm2/meter. In dit opzicht komt koper na zilver op de tweede plaats.

Het is de lage soortelijke weerstand, gemeten bij een temperatuur van 20 graden Celsius, die de belangrijkste reden is dat vrijwel geen enkel elektronisch en elektrisch apparaat tegenwoordig 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 waardoor koper wordt gekenmerkt, maakt het mogelijk dat het kan worden gebruikt voor de vervaardiging van elektrische apparaten die worden gekenmerkt door hoge energiebesparende eigenschappen. Bovendien stijgt de temperatuur van koperen geleiders zeer weinig wanneer er elektrische stroom doorheen gaat.

Wat beïnvloedt de weerstandswaarde?

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 (0,02%) bevat, kan de waarde van deze parameter aanzienlijk stijgen (tot 10%).

Deze coëfficiënt wordt ook beïnvloed door de temperatuur van de geleider. Dit wordt verklaard door het feit dat naarmate de temperatuur stijgt, de trillingen van metaalatomen in de knooppunten van het kristalrooster intenser worden, 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 wat weerstand is, is belangrijk om uit te voeren voorlopige berekeningen parameters elektrische apparatuur bij het ontwerpen ervan. In dergelijke gevallen wordt de totale weerstand van de geleiders van het ontworpen apparaat, die een bepaalde maat en vorm hebben, bepaald. Nadat u de weerstandswaarde van de geleider hebt bekeken met behulp van een referentietabel, waarbij u de afmetingen en het dwarsdoorsnedeoppervlak hebt bepaald, kunt u de waarde van de totale weerstand 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 uit de tabel);
• l is de lengte van de geleider;
• S is het dwarsdoorsnedeoppervlak.

In de praktijk is het vaak nodig om de weerstand van verschillende draden te berekenen. Dit kan worden gedaan met behulp van formules of met behulp van de gegevens in de tabel. 1.

Er wordt rekening gehouden met het effect van het geleidermateriaal met behulp van de soortelijke weerstand, aangegeven met de Griekse letter? en met een lengte van 1 m en een dwarsdoorsnede van 1 mm2. Laagste soortelijke weerstand? = 0,016 Ohm mm2/m heeft zilver. Laten we de gemiddelde waarde van de soortelijke weerstand van sommige geleiders geven:

Zilver - 0,016 , Lood - 0,21, Koper - 0,017, Nikkel - 0,42, Aluminium - 0,026, Manganine - 0,42, Wolfraam - 0,055, Constantaan - 0,5, Zink - 0,06, Kwik - 0,96, Messing - 0,07, Nichroom - 1,05, Staal - 0,1, Fechral - 1,2, Fosforbrons - 0,11, Chroom - 1,45.

Met verschillende hoeveelheden onzuiverheden en met verschillende verhoudingen van componenten in de samenstelling van reostatische legeringen kan de soortelijke weerstand enigszins veranderen.

De weerstand wordt berekend met behulp van de formule:

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

Als de draaddiameter d bekend is, is het dwarsdoorsnedeoppervlak gelijk aan:

Het is het beste om de diameter van de draad te meten met een micrometer, maar als je er geen hebt, moet je 10 of 20 windingen draad strak om een ​​potlood wikkelen en de lengte van de wikkeling met een liniaal meten. 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, gemaakt van een bepaald materiaal, die nodig is om de vereiste weerstand te verkrijgen

Tafel 1.

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

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

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 zal de weerstand van 30 m draad R = 30 · 2,2 = 66 Ohm zijn.

Berekening met behulp van de formules levert de volgende resultaten op: dwarsdoorsnede van de draad: s = 0,78 0,12 = 0,0078 mm2. Omdat de soortelijke weerstand van koper 0,017 (Ohm mm2)/m bedraagt, krijgen we R = 0,017 30/0,0078 = 65,50 m.

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

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

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