각 도체에는 저항의 개념이 있습니다. 이 값은 옴을 곱한 값으로 구성됩니다. 평방 밀리미터, 더 나아가 1미터로 나눌 수 있습니다. 즉, 길이가 1m이고 단면적이 1mm2인 도체의 저항입니다. 도 마찬가지 저항구리 - 전기 공학 및 에너지 분야에서 널리 사용되는 독특한 금속.
구리 속성
그 특성으로 인해 이 금속은 전기 분야에서 최초로 사용된 금속 중 하나였습니다. 우선, 구리는 전기 전도성이 우수한 가단성과 연성 재료입니다. 지금까지는 에너지 부문에서 이 도체에 대한 동등한 대체품이 없습니다.
고순도 특수 전해동의 특성은 특히 높이 평가됩니다. 이 재료를 사용하여 와이어를 생산할 수 있었습니다. 최소 두께 10미크론에서.
높은 전기 전도성 외에도 구리는 주석 도금 및 기타 유형의 가공에 매우 적합합니다.
구리와 그 저항
모든 도체는 통과할 때 저항합니다. 전기. 값은 도체의 길이와 단면, 특정 온도의 영향에 따라 달라집니다. 따라서 도체의 저항은 재료 자체뿐만 아니라 특정 길이와 단면적에 따라 달라집니다. 재료가 전하를 더 쉽게 통과시킬수록 저항이 낮아집니다. 구리의 경우 저항 지수는 0.0171 Ohm x 1 mm 2 /1 m이며 은보다 약간 낮습니다. 그러나 산업적 규모에서 은을 사용하는 것은 경제적으로 실행 가능하지 않으므로 구리는 에너지에서 사용되는 최고의 전도체입니다.
구리의 비저항은 높은 전도성과도 관련이 있습니다. 이 값은 서로 정반대입니다. 도체로서의 구리의 특성은 저항 온도 계수에 따라 달라집니다. 특히 이것은 도체의 온도에 영향을 받는 저항에 적용됩니다.
따라서 구리는 그 특성으로 인해 도체뿐만 아니라 널리 보급되었습니다. 이 금속은 대부분의 장치, 장치 및 어셈블리에 사용되며 그 작동은 전류와 관련됩니다.
모든 물질은 전류를 전도할 수 있습니다. 다양한 정도, 이 값은 재료의 저항에 의해 영향을 받습니다. 구리, 알루미늄, 강철 및 기타 요소의 비저항은 문자로 표시됩니다. 그리스 알파벳ㄹ. 이 값은 치수, 모양 및 도체의 특성에 의존하지 않습니다. 물리적 상태, 일반적인 전기 저항은 이러한 매개변수를 고려합니다. 저항은 mm²를 곱하고 미터로 나눈 옴 단위로 측정됩니다.
카테고리 및 설명
모든 물질은 공급되는 전기에 따라 두 가지 유형의 저항을 나타낼 수 있습니다. 전류는 가변적이거나 일정하며, 이는 물질의 기술적 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 따라서 다음과 같은 저항이 있습니다.
- 오믹. 직류의 영향으로 나타납니다. 도체에서 전하를 띤 입자의 움직임에 의해 생성되는 마찰을 특징으로 합니다.
- 활동적인. 같은 원리로 정해져있지만 이미 행동하에 생성된 교류.
이와 관련하여 특정 값에 대한 두 가지 정의도 있습니다. 직류의 경우 단위 고정 단면적의 전도성 물질의 단위 길이가 제공하는 저항과 같습니다. 전위 전기장은 이온을 전도할 수 있는 반도체 및 용액뿐만 아니라 모든 전도체에 영향을 미칩니다. 이 값은 재료 자체의 전도성 특성을 결정합니다. 도체의 모양과 치수는 고려하지 않으므로 전기공학과 재료과학의 기초라고 할 수 있다.
교류가 흐르는 조건에서 특정 값은 전도성 물질의 두께를 고려하여 계산됩니다. 여기에서 전위뿐만 아니라 와전류도 이미 영향을 받고 전기장의 주파수도 고려됩니다. 이 유형의 저항은 다음보다 큽니다. DC, 여기에서 우리는 저항의 양의 값을 고려하기 때문에 소용돌이 필드. 또한 이 값은 도체 자체의 모양과 크기에 따라 다릅니다. 하전 입자의 소용돌이 운동의 특성을 결정하는 것은 이러한 매개변수입니다.
교류는 도체에서 특정 전자기 현상을 일으킵니다. 전도성 물질의 전기적 특성에 매우 중요합니다.
- 표피 효과는 전자기장이 도체의 매질에 침투할수록 약화되는 것이 특징입니다. 이 현상을 표면 효과라고도 합니다.
- 근접 효과는 인접한 전선의 근접성과 그 영향으로 인해 전류 밀도를 감소시킵니다.
이러한 효과는 계산에 매우 중요합니다. 최적의 두께도체, 더 깊이재료에 전류가 침투하면 나머지 질량은 사용되지 않은 상태로 유지되므로 이 접근 방식은 비효율적입니다. 수행된 계산에 따라 일부 상황에서 전도성 재료의 유효 직경은 다음과 같습니다.
- 50Hz - 2.8mm의 전류에 대해;
- 400Hz - 1mm;
- 40kHz - 0.1mm.
이러한 점에서 고주파 전류의 경우 많은 가는 와이어로 구성된 플랫 다심 케이블의 사용이 활발히 사용됩니다.
금속의 특성
금속 도체의 특정 지표는 특수 표에 나와 있습니다. 이 데이터를 기반으로 필요한 추가 계산을 수행할 수 있습니다. 이러한 저항률 표의 예는 이미지에서 볼 수 있습니다.
표는 은이 가장 높은 전도도를 가지고 있음을 보여줍니다. 은은 기존의 모든 금속 및 합금 중에서 이상적인 전도체입니다. 1 Ohm의 저항을 얻기 위해이 재료에서 몇 개의 전선이 필요한지 계산하면 62.5m가 나오고 같은 값의 철선에는 7.7m가 필요합니다.
무엇이든 놀라운 속성소유한 은도 아니다. 비싼 재료따라서 전기 네트워크에서 대량으로 사용하기 위해 구리는 일상 생활과 산업에서 널리 사용되었습니다. 구체적인 지표에서는 은에 이어 2위를 차지하고 있으며, 보급률과 추출 용이성 면에서는 훨씬 뛰어나다. 구리에는 가장 일반적인 도체가 된 다른 장점이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
전기 공학에 사용하기 위해 정제 된 구리가 사용되며 황화물 광석을 제련 한 후 굽고 취입하는 과정을 거친 다음 반드시 전해 정제를 받아야합니다. 이러한 처리 후 재료를 매우 얻을 수 있습니다. 고품질(등급 M1 및 M0), 0.1 ~ 0.05% 불순물을 포함합니다. 중요한 뉘앙스구리의 기계적 특성에 부정적인 영향을 미치기 때문에 극소량의 산소가 존재합니다.
종종이 금속은 알루미늄 및 철뿐만 아니라 다양한 청동 (실리콘, 베릴륨, 마그네슘, 주석, 카드뮴, 크롬 및 인과의 합금)과 같은 저렴한 재료로 대체됩니다. 이러한 구성에는 더 많은 고강도순동에 비해 전도성은 낮지만.
알루미늄의 장점
알루미늄은 저항이 더 크고 부서지기 쉽지만 널리 사용되는 이유는 구리만큼 희소하지 않고 따라서 더 저렴하기 때문입니다. 알루미늄의 비저항은 0.028이며 밀도가 낮아 구리보다 3.5배 가볍습니다.
을위한 전기 작업불순물이 0.5% 이하인 정제된 A1 등급 알루미늄을 사용하십시오. 고급 AB00은 전해 콘덴서, 전극 및 알루미늄 호일. 이 알루미늄의 불순물 함량은 0.03% 이하입니다. 순수한 금속 AB0000도 있습니다, 0.004% 이하의 첨가제를 포함합니다. 불순물 자체도 중요합니다. 니켈, 실리콘 및 아연은 알루미늄의 전도도에 약간의 영향을 미치며 이 금속의 구리,은 및 마그네슘 함량은 눈에 띄는 영향을 미칩니다. 탈륨과 망간은 전도도를 가장 많이 감소시킵니다.
알루미늄은 부식 방지 특성이 좋습니다. 공기와 접촉하면 산화물 박막으로 덮여 더 이상의 파괴를 방지합니다. 기계적 특성을 향상시키기 위해 금속을 다른 원소와 합금합니다.
철강 및 철의 지표
구리 및 알루미늄에 비해 철의 비저항은 매우 높지만 가용성, 강도 및 변형 저항성으로 인해 전기 생산에 널리 사용됩니다.
저항이 훨씬 더 높은 철과 강철은 심각한 단점이 있지만 도체 재료 제조업체는 이를 보완할 방법을 찾았습니다. 특히 코팅으로 낮은 내식성을 극복 강선아연 또는 구리.
나트륨의 성질
금속 나트륨은 또한 전도성 산업에서 매우 유망합니다. 저항면에서 구리를 크게 능가하지만 밀도는 구리보다 9 배 적습니다. 이를 통해 재료를 초경량 와이어 제조에 사용할 수 있습니다.
나트륨 금속은 매우 부드럽고 어떤 종류의 변형 효과에도 완전히 불안정하여 사용에 문제가 있습니다. 이 금속의 와이어는 유연성이 극히 적은 매우 강한 외피로 덮어야 합니다. 나트륨은 가장 중성인 조건에서 강한 화학적 활성을 나타내므로 껍질을 밀봉해야 합니다. 공기 중에서 순간적으로 산화되어 공기를 포함한 물과 격렬한 반응을 보인다.
나트륨 사용의 또 다른 이점은 가용성입니다. 그것은 세계에 무제한으로 존재하는 용융 염화나트륨의 전기 분해 과정에서 얻을 수 있습니다. 이와 관련하여 다른 금속은 분명히 잃고 있습니다.
특정 도체의 성능을 계산하려면 전선의 특정 수와 길이의 곱을 단면적으로 나누어야 합니다. 결과는 옴 단위의 저항 값입니다. 예를 들어, 공칭 단면적이 5mm²인 철선 200m의 저항을 확인하려면 0.13에 200을 곱하고 그 결과를 5로 나누어야 합니다. 답은 5.2옴입니다.
계산 규칙 및 기능
마이크로옴미터는 금속 매체의 저항을 측정하는 데 사용됩니다. 오늘날 그들은 디지털 형태로 생산되므로 도움을 받아 측정한 값이 정확합니다. 이것은 금속이 가지고 있다는 사실로 설명할 수 있습니다. 높은 레벨전도성이 있고 저항이 거의 없습니다. 예를 들어, 하한 임계값 측정기값은 10 -7 옴입니다.
마이크로옴미터를 사용하면 접점이 얼마나 좋은지, 발전기, 전기 모터, 변압기, 버스바의 권선에 나타나는 저항을 신속하게 결정할 수 있습니다. 잉곳에 다른 금속 개재물의 존재를 계산하는 것이 가능합니다. 예를 들어, 금으로 도금된 텅스텐 조각은 전체 금 조각의 절반 전도성을 보여줍니다. 같은 방식으로 도체의 내부 결함과 공동을 결정할 수 있습니다.
저항 공식은 다음과 같습니다. ρ \u003d 옴 mm 2 / m. 즉, 도체 1미터의 저항으로 설명할 수 있습니다. 1 mm²의 단면적을 가집니다. 온도는 표준 - 20 ° C로 가정합니다.
측정에 대한 온도의 영향
일부 도체를 가열하거나 냉각하는 것은 측정 기기의 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 예를 들어 다음 실험을 들 수 있습니다. 나선형으로 감긴 전선을 배터리에 연결하고 전류계를 회로에 연결해야 합니다.
도체가 가열될수록 장치의 판독값이 낮아집니다. 현재의 힘이 돌아왔다 비례 의존저항에서. 따라서 가열의 결과로 금속의 전도도가 감소한다는 결론을 내릴 수 있습니다. 크든 작든 모든 금속은 이런 식으로 거동하지만 일부 합금에서는 전도도의 변화가 거의 없습니다.
특히, 액체 전도체 및 일부 고체 비금속은 온도가 증가함에 따라 저항이 감소하는 경향이 있습니다. 그러나 과학자들은 금속의 이러한 능력을 유리하게 활용했습니다. 일부 재료를 가열할 때 저항 온도 계수(α)를 알면 외부 온도를 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 운모 프레임에 놓인 백금 와이어를 용광로에 넣은 다음 저항 측정을 수행합니다. 얼마나 변했느냐에 따라 화로의 온도에 대한 결론이 내려집니다. 이 디자인을 저항 온도계라고 합니다.
온도에 있으면 티 0 도체 저항은 아르 자형 0, 그리고 온도에서 티같음 rt, 저항의 온도 계수는 다음과 같습니다. 
이 공식은 특정 온도 범위(최대 약 200°C) 내에서만 계산할 수 있습니다.
비저항금속은 전류의 통과에 저항하는 특성의 척도입니다. 이 값은 옴미터(Ohm⋅m)로 표시됩니다. 저항의 기호는 그리스 문자 ρ(rho)입니다. 높은 저항은 재료가 전하를 잘 전도하지 않는다는 것을 의미합니다.
비저항
특정한 전기 저항금속 내부의 전기장 강도와 금속 내부의 전류 밀도 사이의 비율로 정의됩니다.
어디:
ρ는 금속의 저항(옴·m),
E는 전계 강도(V/m),
J는 금속의 전류 밀도 값(A/m2)
금속의 전계강도(E)가 매우 크고 전류밀도(J)가 매우 작으면 금속의 저항이 높다는 것을 의미한다.
저항의 역수는 전기 전도도이며, 이는 재료가 전류를 얼마나 잘 전도하는지 나타냅니다.
σ는 재료의 전도도이며 미터당 지멘스(S/m)로 표시됩니다.
전기 저항
구성 요소 중 하나인 전기 저항은 옴(Ohm)으로 표시됩니다. 전기 저항과 저항은 같은 것이 아니라는 점에 유의해야 합니다. 저항은 물질의 속성이고 전기 저항은 물체의 속성입니다.
저항기의 전기 저항은 저항을 만드는 재료의 모양과 저항의 조합에 의해 결정됩니다.
예를 들어, 길고 가는 와이어로 만든 와이어는 동일한 금속의 짧고 두꺼운 와이어로 만든 저항보다 저항이 더 큽니다.
동시에, 고저항 재료로 만들어진 권선 저항기는 저저항 재료로 만들어진 저항기보다 더 높은 전기 저항을 갖는다. 그리고 두 저항이 동일한 길이와 직경의 와이어로 만들어졌다는 사실에도 불구하고 이 모든 것이 있습니다.
명확성을 위해 다음과 같이 비유할 수 있습니다. 유압 시스템물이 파이프를 통해 펌핑되는 곳.
- 파이프가 길고 얇을수록 더 많은 방수 기능이 제공됩니다.
- 모래로 채워진 파이프는 모래가 없는 파이프보다 물에 더 강합니다.
와이어 저항
와이어의 저항 값은 금속의 저항, 와이어 자체의 길이 및 직경의 세 가지 매개변수에 따라 달라집니다. 와이어 저항 계산 공식:
어디에:
R - 와이어 저항(옴)
ρ - 금속의 비저항(Ohm.m)
L - 와이어 길이(m)
A - 와이어의 단면적(m2)
예를 들어, 저항이 1.10×10-6 ohm.m인 니크롬 와이어 저항을 고려하십시오. 와이어의 길이는 1500mm이고 직경은 0.5mm입니다. 이 세 가지 매개변수를 기반으로 니크롬 와이어의 저항을 계산합니다.
R \u003d 1.1 * 10 -6 * (1.5 / 0.000000196) \u003d 8.4 옴
니크롬과 콘스탄탄은 종종 저항 재료로 사용됩니다. 아래 표에서 가장 일반적으로 사용되는 금속의 저항을 확인할 수 있습니다.
표면 저항
표면 저항 값은 와이어 저항과 동일한 방식으로 계산됩니다. 이 경우 단면적은 w와 t의 곱으로 나타낼 수 있습니다.
박막과 같은 일부 재료의 경우 저항률과 필름 두께 간의 관계를 층 시트 저항 RS라고 합니다. 
여기서 RS는 옴 단위로 측정됩니다. 이 계산에서 필름 두께는 일정해야 합니다.
종종 저항기 제조업체는 전류 경로를 증가시키기 위해 저항을 증가시키기 위해 필름의 트랙을 잘라냅니다.
저항 물질의 특성
금속의 저항은 온도에 따라 다릅니다. 그 값은 원칙적으로 실온(20°C)에 대해 제공됩니다. 온도 변화로 인한 저항률 변화는 온도 계수로 특징지어집니다.
예를 들어, 서미스터(서미스터)에서 이 속성은 온도를 측정하는 데 사용됩니다. 반면, 정밀 전자공학에서는 이는 다소 바람직하지 않은 효과입니다.
금속 필름 저항기는 우수한 온도 안정성 특성을 가지고 있습니다. 이는 재료의 낮은 저항률뿐만 아니라 저항기 자체의 기계적 설계로 인해 달성됩니다.
많은 다양한 재료그리고 합금은 저항기의 생산에 사용됩니다. 니크롬(니켈과 크롬의 합금)은 높은 저항과 산화 저항으로 인해 고온, 권선 저항을 만드는 재료로 자주 사용됩니다. 납땜이 불가능하다는 단점이 있습니다. 콘스탄탄, 하나 더 인기있는 물건, 납땜이 쉽고 온도 계수가 낮습니다.
닫을 때 전기 회로, 전위차가 있는 단자에서 전류가 발생합니다. 전계력의 영향을받는 자유 전자는 도체를 따라 움직입니다. 그들의 운동에서 전자는 도체의 원자와 충돌하고 운동 에너지의 예비를 제공합니다. 전자의 이동 속도는 끊임없이 변화합니다. 전자가 원자, 분자 및 다른 전자와 충돌하면 감소한 다음 전기장의 영향으로 증가하고 새로운 충돌로 다시 감소합니다. 결과적으로 지휘자가 설정됩니다. 균일 운동초당 몇 센티미터의 속도로 전자의 흐름. 결과적으로 도체를 통과하는 전자는 항상 측면에서 이동하는 저항에 직면합니다. 전류가 도체를 통과하면 후자가 가열됩니다.
전기 저항
라틴 문자로 표시되는 도체의 전기 저항 아르 자형는 전류가 통과할 때 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 물체 또는 매체의 특성입니다.
다이어그램에서 전기 저항은 그림 1과 같이 표시되며, 하지만.
회로의 전류를 변경하는 역할을 하는 가변 전기 저항을 가감 저항기. 다이어그램에서 가변 저항은 그림 1과 같이 지정됩니다. 비. 입력 일반보기가변 저항은 절연 베이스에 감긴 하나 또는 다른 저항의 와이어로 만들어집니다. 가변 저항의 슬라이더 또는 레버가 특정 위치에 배치되어 원하는 저항이 회로에 도입됩니다.
작은 단면의 긴 도체는 전류에 대한 높은 저항을 생성합니다. 큰 단면의 짧은 도체는 전류에 대한 저항이 거의 없습니다.
우리가 두 지휘자를 취한다면 다른 재료, 그러나 길이와 단면적이 같으면 도체는 다른 방식으로 전류를 전도합니다. 이것은 도체의 저항이 도체 자체의 재료에 의존한다는 것을 보여줍니다.
도체의 온도도 저항에 영향을 줍니다. 온도가 상승함에 따라 금속의 저항은 증가하고 액체와 석탄의 저항은 감소합니다. 일부 특수 금속 합금(망간, 콘스탄탄, 니켈 및 기타)만이 온도가 상승해도 저항이 거의 변하지 않습니다.
따라서 도체의 전기 저항은 1) 도체의 길이, 2) 도체의 단면, 3) 도체의 재료, 4) 도체의 온도에 따라 달라집니다.
저항의 단위는 1옴입니다. Om은 종종 그리스어로 표시됩니다. 대문자Ω(오메가). 따라서 "도체의 저항은 15옴"이라고 쓰는 대신 다음과 같이 간단히 쓸 수 있습니다. 아르 자형= 15Ω.
1000옴을 1이라고 합니다. 킬로옴(1kΩ 또는 1kΩ),
1,000,000옴을 1이라고 합니다. 메가옴(1mgOhm 또는 1MΩ).
다른 재료의 도체 저항을 비교할 때 각 샘플에 대해 특정 길이와 단면을 취해야 합니다. 그러면 우리는 어떤 물질이 전류를 더 잘 전도하거나 더 나쁘게 전도할 수 있는지 판단할 수 있을 것입니다.
비디오 1. 도체 저항
특정 전기 저항
길이가 1m이고 단면적이 1mm²인 도체의 옴 단위의 저항을 이라고 합니다. 저항그리고 표시 그리스 문자 ρ (로).
표 1은 일부 도체의 비저항을 나타냅니다.
1 번 테이블
다양한 도체의 저항
표는 길이가 1m이고 단면적이 1mm²인 철선의 저항이 0.13옴임을 보여줍니다. 1ohm의 저항을 얻으려면 7.7m의 그러한 와이어가 필요합니다. 은은 저항이 가장 낮습니다. 단면적이 1mm²인 은선 62.5m를 취하면 1옴의 저항을 얻을 수 있습니다. 은은 최고의 전도체이지만 은의 가격 때문에 널리 사용되지는 않습니다. 테이블의 은 다음에 구리가 나옵니다. 단면적이 1mm²인 구리선 1m의 저항은 0.0175옴입니다. 1ohm의 저항을 얻으려면 57m의 그러한 와이어가 필요합니다.
정제하여 얻은 화학적으로 순수한 구리는 전기 공학에서 전선, 케이블, 권선 제조용으로 널리 사용되었습니다. 전기 기계및 장치. 알루미늄과 철도 도체로 널리 사용됩니다.
도체의 저항은 다음 공식으로 결정할 수 있습니다.
어디 아르 자형- 옴 단위의 도체 저항; ρ - 도체의 비저항; 엘 m 단위의 도체 길이입니다. 에스– mm² 단위의 도체 단면적.
실시예 1단면적이 5mm²인 철선 200m의 저항을 결정하십시오.
실시예 2단면적이 2.5 mm²인 알루미늄 와이어 2km의 저항을 계산합니다.
저항 공식에서 도체의 길이, 저항 및 단면적을 쉽게 결정할 수 있습니다.
실시예 3라디오 수신기의 경우 단면적이 0.21mm²인 니켈 와이어에서 30옴의 저항을 감아야 합니다. 필요한 와이어 길이를 결정하십시오.
실시예 4 20m의 단면을 결정 니크롬 와이어저항이 25옴인 경우.
실시예 5단면적이 0.5mm²이고 길이가 40m인 와이어의 저항은 16옴입니다. 와이어의 재질을 결정하십시오.
도체의 재료는 저항을 특징으로 합니다.
저항률 표에 따르면 납에는 이러한 저항이 있습니다.
도체의 저항은 온도에 의존한다고 위에서 언급했습니다. 다음 실험을 해보자. 우리는 몇 미터의 얇은 금속 와이어를 나선형으로 감고이 나선형을 배터리 회로로 바꿉니다. 회로의 전류를 측정하려면 전류계를 켭니다. 버너의 화염에서 나선형을 가열하면 전류계 판독 값이 감소하는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 금속 와이어의 저항이 가열에 따라 증가함을 보여줍니다.
일부 금속의 경우 100°로 가열하면 저항이 40~50% 증가합니다. 열에 따라 저항이 약간 변하는 합금이 있습니다. 일부 특수 합금은 온도에 따라 저항이 거의 변하지 않습니다. 금속 전도체의 저항은 온도가 증가함에 따라 증가하고 전해질(액체 전도체), 석탄 및 일부의 저항 고체, 반대로 감소합니다.
온도 변화에 따라 저항을 변화시키는 금속의 능력은 저항 온도계를 구성하는 데 사용됩니다. 이러한 온도계는 운모 프레임에 감긴 백금 와이어입니다. 예를 들어, 온도계를 용광로에 놓고 가열 전후에 백금 와이어의 저항을 측정하여 용광로의 온도를 결정할 수 있습니다.
초기 저항의 1옴과 온도 1°당 도체가 가열될 때의 저항 변화를 이라고 합니다. 저항의 온도 계수문자 α로 표시됩니다.
온도에 있으면 티 0 도체 저항은 아르 자형 0, 그리고 온도에서 티같음 RT, 저항의 온도 계수
메모.이 공식은 특정 온도 범위(최대 약 200°C) 내에서만 계산할 수 있습니다.
우리는 일부 금속에 대한 저항 온도 계수 α 값을 제공합니다 (표 2).
표 2
일부 금속의 온도 계수 값
저항 온도 계수 공식에서 다음을 결정합니다. RT:
RT = 아르 자형 0 .
실시예 6 0°C에서 저항이 100옴인 경우 200°C로 가열된 철선의 저항을 결정하십시오.
RT = 아르 자형 0 = 100(1 + 0.0066 × 200) = 232옴.
실시예 7온도가 15°C인 방에서 백금선으로 만든 저항 온도계의 저항은 20옴이었습니다. 온도계를 용광로에 넣고 잠시 후 저항을 측정했습니다. 29.6 옴과 동일한 것으로 나타났습니다. 오븐의 온도를 결정하십시오.
전기 전도도
지금까지 우리는 도체의 저항을 도체가 전류에 제공하는 장애물로 간주했습니다. 그러나 전류는 도체를 통해 흐릅니다. 따라서 도체는 저항(장애물) 외에도 전류를 전도하는 능력, 즉 전도도를 가지고 있습니다.
도체의 저항이 클수록 전도도가 낮을수록 전류가 잘 통하지 않으며 반대로 도체의 저항이 낮을수록 전도도가 높을수록 전류가 도체를 통과하기 쉽습니다. 따라서 도체의 저항과 전도도는 역수입니다.
수학에서 5의 역수는 1/5이고 반대로 1/7의 역수는 7인 것으로 알려져 있습니다. 따라서 도체의 저항을 문자로 표시하면 아르 자형, 전도도는 1/로 정의됩니다. 아르 자형. 전도도는 일반적으로 문자 g로 표시됩니다.
전기 전도도는 (1/ohm) 또는 지멘스로 측정됩니다.
실시예 8도체 저항은 20옴입니다. 전도도를 결정하십시오.
만약에 아르 자형= 20옴, 그러면
실시예 9도체 전도율은 0.1(1/ohm)입니다. 저항을 결정하십시오
g \u003d 0.1 (1 / Ohm)이면 아르 자형= 1 / 0.1 = 10(옴)
옴의 법칙에서 알 수 있듯이 회로 섹션의 전류는 다음 관계에 있습니다. I=U/R. 이 법칙은 19세기 독일 물리학자 게오르크 옴(Georg Ohm)이 일련의 실험을 통해 도출한 것입니다. 그는 패턴을 발견했습니다. 회로의 모든 섹션에서 전류 강도는 이 섹션에 적용되는 전압에 직접적으로 의존하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
나중에 단면의 저항이 다음과 같이 기하학적 특성에 의존한다는 것이 밝혀졌습니다. R=ρl/S,
여기서 l은 도체의 길이, S는 단면적, ρ는 특정 비례 계수입니다.
따라서 저항은 도체의 기하학적 구조와 저항률(이하 c.s.라고 함)과 같은 매개변수에 의해 결정됩니다. 이를 이 계수라고 합니다. 단면과 길이가 같은 두 개의 도체를 차례로 회로에 넣은 다음 전류 강도와 저항을 측정하면 두 가지 경우에 이러한 표시기가 서로 다르다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 특정 전기 저항- 이것은 도체를 만드는 재료의 특성이며, 더 정확하게는 물질입니다.
전도도 및 저항
승. 전류의 흐름을 차단하는 물질의 능력을 나타냅니다. 그러나 물리학에는 역값인 전도도도 있습니다. 전기를 전도하는 능력을 보여줍니다. 다음과 같습니다.
σ=1/ρ, 여기서 ρ는 물질의 저항입니다.
전도도에 대해 이야기하면이 물질의 전하 캐리어 특성에 의해 결정됩니다. 따라서 금속에는 자유 전자가 있습니다. 에 외부 쉘그 중 세 개 이하가 있으며 원자가 "배포"하는 것이 더 유리합니다. 화학 반응주기율표의 오른쪽에 있는 물질로. 우리가 순수한 금속을 가지고 있는 상황에서는 이러한 외부 전자가 공통적인 결정 구조를 가지고 있습니다. 금속에 전기장이 가해지면 전하를 띠게 됩니다.
용액에서 전하 캐리어는 이온입니다.
우리가 실리콘과 같은 물질에 대해 이야기한다면 그 특성에 따라 반도체약간 다른 방식으로 작동하지만 나중에 자세히 설명합니다. 한편, 다음과 같은 물질의 종류가 어떻게 다른지 알아보겠습니다.
- 지휘자;
- 반도체;
- 유전체.
도체 및 유전체
전류를 거의 전도하지 않는 물질이 있습니다. 그들은 유전체라고합니다. 이러한 물질은 극성을 나타낼 수 있습니다. 전기장즉, 분자가 어떻게 분포되어 있는지에 따라 이 장에서 회전할 수 있습니다. 전자. 그러나 이러한 전자는 자유가 아니라 원자 사이에 결합하는 역할을 하기 때문에 전류를 전도하지 않습니다.
유전체의 전도율은 그 중에 이상적인 것은 없지만 거의 0입니다(이것은 절대 흑체 또는 이상 기체와 동일한 추상화입니다).
"도체" 개념의 조건부 경계는 ρ<10^-5 Ом, а нижний порог такового у диэлектрика - 10^8 Ом.
이 두 클래스 사이에는 반도체라는 물질이 있습니다. 그러나 별도의 물질 그룹으로의 선택은 "전도도 - 저항"라인의 중간 상태가 아니라 다양한 조건에서이 전도도의 특징과 관련이 있습니다.
환경 요인에 대한 의존성
전도도는 정확히 일정하지 않습니다. 계산을 위해 ρ를 취한 표의 데이터는 정상적인 환경 조건, 즉 온도 20도에 대해 존재합니다. 실제로 회로의 작동을 위한 이러한 이상적인 조건을 찾는 것은 어렵습니다. 실제로 미국 (따라서 전도도)는 다음 요인에 따라 달라집니다.
- 온도;
- 압력;
- 자기장의 존재;
- 빛;
- 집계 상태.
다른 물질은 다른 조건에서이 매개 변수의 변경 일정이 다릅니다. 따라서 강자성체(철 및 니켈)는 전류의 방향이 자기장선의 방향과 일치할 때 이를 증가시킵니다. 온도에 관해서는 여기에서의 의존성은 거의 선형입니다(저항의 온도 계수의 개념도 있으며 이것은 또한 표 값입니다). 그러나이 의존성의 방향은 다릅니다. 금속의 경우 온도가 증가함에 따라 증가하는 반면 희토류 원소 및 전해질 용액의 경우 증가하며 이는 동일한 응집 상태 내에 있습니다.
반도체의 경우 온도 의존성은 선형이 아니라 쌍곡선이며 역입니다. 온도가 상승하면 전도도가 증가합니다. 이것은 도체와 반도체를 질적으로 구별합니다. 도체 온도에 대한 ρ의 의존성은 다음과 같습니다.
다음은 구리, 백금 및 철의 저항률입니다. 일부 금속(예: 수은)의 경우 약간 다른 그래프 - 온도가 4K로 떨어지면 거의 완전히 손실됩니다(이 현상을 초전도성이라고 함).
그리고 반도체의 경우 이 종속성은 다음과 같습니다.
액체 상태로 전환하는 동안 금속의 ρ가 증가하지만 모두 다르게 동작합니다. 예를 들어 용융 비스무트에서는 실온보다 낮고 구리에서는 정상보다 10배 높습니다. 니켈은 400도에서 꺾은선형 차트를 종료한 후 ρ가 떨어집니다.
그러나 텅스텐에서는 온도 의존성이 너무 높아서 백열 램프가 타 버릴 수 있습니다. 켜지면 전류가 코일을 가열하고 저항이 여러 번 증가합니다.
또한 에. 에서. 합금은 생산 기술에 달려 있습니다. 따라서 단순한 기계적 혼합물을 다루는 경우 그러한 물질의 저항은 평균으로 계산할 수 있지만 치환 합금의 경우에도 동일합니다(이것은 하나의 결정 격자에 둘 이상의 원소가 추가되는 경우) 일반적으로 훨씬 더 큽니다. 예를 들어, 전기 스토브의 나선이 만들어지는 니크롬은이 매개 변수에 대한 그림이있어이 도체가 회로에 연결될 때 적색으로 가열됩니다 (이것이 실제로 사용되는 이유입니다).
탄소강의 특성 ρ는 다음과 같습니다.
보시다시피, 용융 온도에 접근하면 안정화됩니다.
다양한 도체의 저항
하지만 ρ는 정상적인 조건에서 계산에 사용됩니다. 다음은 다른 금속에 대한 이 특성을 비교할 수 있는 표입니다.
표에서 알 수 있듯이 최고의 도체는 은색입니다. 그리고 비용만이 케이블 생산에서 대량 사용을 방지합니다. 승. 알루미늄도 작지만 금보다 작습니다. 표에서 주택의 배선이 구리 또는 알루미늄인 이유가 명확해집니다.
이 표에는 니켈이 포함되어 있지 않습니다. 니켈은 이미 말했듯이 약간 특이한 y 곡선을 가지고 있습니다. 에서. 온도에서. 400도까지 온도를 올린 후 니켈의 비저항은 증가하기 시작하지 않고 감소합니다. 다른 대체 합금에서도 흥미롭게 작동합니다. 이것은 구리와 니켈의 합금이 두 가지 비율에 따라 행동하는 방식입니다.
그리고 이 흥미로운 그래프는 아연-마그네슘 합금의 저항을 보여줍니다.
고저항 합금은 가변 저항 제조용 재료로 사용되며 다음과 같은 특성이 있습니다.
이들은 철, 알루미늄, 크롬, 망간, 니켈로 구성된 복합 합금입니다.
탄소강의 경우 약 1.7 * 10 ^ -7 Ohm m입니다.
유의 차이. 에서. 다른 도체가 응용 프로그램을 결정합니다. 따라서 구리와 알루미늄은 케이블 생산에 널리 사용되며 금과 은은 여러 무선 엔지니어링 제품의 접점으로 사용됩니다. 고저항 전도체는 전기 제품 제조업체 사이에서 자리를 잡았습니다(더 정확하게는 이를 위해 만들어졌습니다).
환경 조건에 따른 이 매개변수의 가변성은 자기장 센서, 서미스터, 스트레인 게이지 및 포토레지스터와 같은 장치의 기초를 형성했습니다.