Від яких величин залежить опір. Велика енциклопедія нафти та газу

Сторінка 2

Температурна залежність опору металевих провідників широко використовують у техніці до створення термометрів опору. Поміщаючи в піч спіраль відомого опору 7.0 та вимірюючи її опір Rt, можна згідно (15.10) визначити температуру печі. З іншого боку, ця температурна залежність шкідливо впливає на роботу точних електровимірювальних приладів, змінюючи опір останніх при зміні зовнішніх умов.

Відповідно до електронної теорії опір металевих провідників електричного струму виникає внаслідок того, що носії струму - електрони провідності при своєму русі відчувають зіткнення з іонами кристалічних ґрат. При цьому електрони, що рухаються, передають іонам частину своєї енергії, придбаної ними при вільному пробігу в електричному полі. Відмінність у опорі різних металівпояснюється відмінністю величини середнього вільного пробігу електронів та кількості вільних електронів в одиниці об'єму металу.

З підвищенням температури опір металевих провідників збільшується, і з зниженням - зменшується.

При зміні температури опір металевих провідників змінюється (за звичайних температур) за законом R Ro (1 - f - 0 004&), де / 4 - опір при 0 С і & - температура за Цельсієм. Цей закон справедливий більшість чистих металів. Провідник, опір якого при 0 С дорівнює 10 ом, рівномірно нагрівається від 8j 20 до 02200 протягом 10 хв. Саме тоді ньому йде струм під напругою в 120 в.

Відповідно до електронної теорії опір металевих провідників електричного струму виникає внаслідок того, що носії струму - електрони провідності при своєму русі зазнають зіткнення з іонами кристалічної решітки. При цьому електрони, що рухаються, передають іонам частину своєї енергії, придбаної ними при вільному пробігу в електричному полі. Відмінність у опорі різних металів пояснюється різницею величини середнього вільного пробігу електронів та кількості вільних електронів в одиниці обсягу металу.

Від чого залежить опір металевого провідника.

При зміні температури опір металевих провідників змінюється (при звичайних температурах) за законом R RQ (l 00040), де Д0 - опір при 0 С і 9 - температура за Цельсієм. Цей закон справедливий більшість чистих металів. Провідник, опір якого при 0 С дорівнює 100м, рівномірно нагрівається від 0г 20 до 02200 протягом 10 хв.

Зі збільшенням температури опір металевих провідників збільшується, а при зменшенні – зменшується.

При зміні температури опір металевих провідників змінюється (при звичайних температурах) за законом R - R0 (l - f 00046), де Ro - опір при GC і 6 - температура за Цельсієм. Цей закон справедливий більшість чистих металів. Провідник, опір якого при 0 С дорівнює 10 Ом, рівномірно нагрівається від 8i 20 до 62200Е протягом 10 хв. У цей час ним йде струм під напругою в 120 В.

Досліди показують, що опір металевих провідників залежить від розмірів провідника та матеріалу, з якого виготовлено провідник.

Яке явище призводить до збільшення опору цього металевого провідника.

АР і КР визначається співвідношенням опорів металевих провідників між рамою і катодом, з одного боку, і між рамою і анодом, з іншого боку. Якщо підібрати опір провідника, що з'єднує раму з анодом, так, щоб кожне зі значень АР і КР знаходилося в межах 0 8 - 1 5 (при напрузі на комірці 2 3 в), то рама не зможе брати участь в електрохімічному процесі та на її поверхні не виділятимуться газоподібні водень чи кисень. Якщо ж з'єднати раму з анодом за допомогою провідника малого опору, потенціал рами може настільки зрушити в анодну сторону, що поверхня рами включиться в електрохімічну роботу як анод з виділенням кисню в катодне простір і забрудненням киснем водню.

Метод опору ґрунтується на обліку зміни опору металевого провідника від його температури.

Загальний опір заземлювального пристрою складається з опорів металевих провідників, заземлювальних спусків та опору, який земля розтікає. електричного струму. Активний опірметалевих провідників і заземлювальних спусків настільки мало в порівнянні з опором розтіканню, що їм, як правило, нехтують. Тому термін опір заземлювального пристрою означає не що інше, як опір, який чинить проходження електричного струму земля, що оточує металеві провідники. У процесі стікання струму в землю заземлювач набуває по відношенню до віддалених точок землі потенціал, рівний за своєю величиною падіння напруги, яке викликається струмом, що проходить у землі.

Сторінка 1

Питомий опір провідника залежить від температури, тиску, матеріалу та ін., внаслідок чого від цих факторів залежить і опір провідника. Найбільше практичне значення має залежність питомого опору, отже, і опору провідника, від температури. У випадку ця залежність досить складна.

Питомий опір провідників є величиною не постійною, а залежною від температури. Для всіх металів опір збільшується зі збільшенням температури. При невеликих коливаннях температури залежність питомого опору від температури слідує лінійному закону. Для кожного металу існує певний температурний коефіцієнт опору а, який визначає зміну питомого опору провідника, віднесене до одного ому при підвищенні температури на ГС.

Питомий опір провідників лежить у межах від 10 – 6 до 10 – 2 ом-см, а технічних діелектриків від 109 до 1020 ом-см. Ці межі певною мірою умовні, але приблизно відображають уявлення, що встановилися в техніці.

Питомий опір провідника є опір дроту довжиною I м і площею поперечного перерізу 1 мм2 при температурі 20 С.

Питомий опір провідників та непровідників залежить від температури.

Питомий опір провідників першого роду залежить від температури. Як правило, із зростанням температури воно підвищується. Виняток становлять графіт та вугілля.

Чим менший питомий опір провідника, тим менша кількість тепла (при тому струмі) у ньому виділяється. При стані надпровідності, коли питомий опір стає незмірним е малим, у провіднику при проходженні струму не виділяється скільки помітної кількості тепла. Так як при цьому енергія струму нікуди не витрачається, то раз збуджений у замкнутому надпровіднику; підтримується у ньому невизначено довго без витрати енергії ззовні.

Зміна питомого опору провідника під дією зусиль, що розтягують або стискають, називають тензорезистивним ефектом. Він характеризується тензочутливістю, що встановлює зв'язок між відносним зміною опору і відносною деформацією.

Тут р - питомий опір провідника, інші позначення розшифровані у попередній задачі.

Від чого залежить питомий опір провідника.

Якби величина питомого опору провідника р не залежала від його температури, співвідношення між допустимою щільністю струму / 1Дп і допустимим перевищенням температури провідника при короткому замиканнібуло б щодо простим. Насправді питомий опір р змінюється з нагріванням провідника, і співвідношення між щільністю струму та перевищенням температури виходить складнішим.

Щоб підвищити величину питомого опору провідників застосовують сплави декількох металів. Встановлено, що тільки сплави з невпорядкованою структурою мають підвищені значення питомого опору і малі значення температурного коефіцієнта опору. Сплавами з невпорядкованою структурою називаються такі, в кристалічній решітці яких немає правильного чергування атомів металів, що становлять метал. Ці сплави складають групу провідникових матеріалівз великим питомим опором та малими значеннями температурного коефіцієнта питомого опору. Всі перелічені групи провідників мають високу пластичність, що дозволяє отримувати дроти діаметром до 001 мм і стрічки товщиною 005 - 01 мм.

Опір провідника залежить від його розмірів та форми, а також від матеріалу, з якого провідник виготовлений.

Для однорідного лінійного провідника опір R прямо пропорційно його довжині ℓ і обернено пропорційно площі його поперечного перерізу S:

де ρ - питомий електричний опір, що характеризує матеріал провідника.

§ 13.4 Паралельне та послідовне з'єднання провідників

При послідовне з'єднання провідників

а ) сила струму усім ділянках ланцюга однакова, тобто.

б) загальна напруга в ланцюзі дорівнює сумі напруг на окремих її ділянках:

в) загальний опір ланцюга дорівнює сумі опорів окремих провідників:

або

(13.23)

При паралельному з'єднанні провідниківвиконуються такі три закони:

а) загальна сила струму в ланцюзі дорівнює сумі сил струмів в окремих провідниках:

б) напруга на всіх паралельно з'єднаних ділянках ланцюга те саме:

в) величина, обернена до загального опору ланцюга, дорівнює сумі величин, обернених до опору кожного з провідників окремо:

або

(13.24)

§ 13.5 Розгалужені електричні ланцюги. Правила Кірхгофа

При вирішенні завдань, поряд із законом Ома, зручно використовувати два правила Кірхгофа. При складанні складних електричних кіл у деяких точках сходяться кілька провідників. Такі точки називають вузлами.

Перше правило Кірхгофа ґрунтується на наступних міркуваннях. Струми, що входять у цей вузол, приносять у нього заряд. Струми, що випливають із вузла, забирають заряд. Заряд у вузлі накопичуватися не може, тому величина заряду, що надходить в даний вузол за деякий час, точно дорівнює величині заряду, що виноситься з вузла, за той же час. Струми, що входять у цей вузол, вважаються позитивними, струми, які з вузла, вважаються негативними.

Згідно першому правилу Кірхгофа , алгебраїчна сума сил струмів у провідниках, що з'єднуються у вузлі, дорівнює нулю.

(13.25)

I 1 + I 2 + I 3 +….+ I n =0

I 1 +I 2 =I 3 + I 4

I 1 + I 2 - I 3 - I 4 =0

Друге правило Кірхгофа: алгебраїчна сума творів опору кожної з ділянок будь-якого замкнутого контуру розгалуженого ланцюга постійного струму на силу струму на цій ділянці дорівнює сумі алгебри ЕРС вздовж цього контуру .

(13.26)

Е то правило особливо зручно застосовувати в тому випадку, коли проводить контур міститься не один, а кілька джерел струму (рис.13.8).

При використанні цього правила напрями струмів та обходу вибираються довільно. Струми, що точаться вздовж обраного напрямку обходу контуру, вважаються позитивними, а ті, що йдуть проти напрямку обходу, – негативними. Відповідно позитивними вважаються ЕРС тих джерел, які викликають струм, що збігається у напрямку обходу контуру.

ε 2 –ε 1 =Ir 1 +Ir 2 +IR (13.27)