Електрическо съпротивление проводник
Електрическо съпротивление - една физична величина, която показва как препятствието създаден от тока, тъй като тече през проводник. Единиците са ома, в чест на Георг Ом. В един закон, че е извлякъл формула за намиране на съпротивата на която е даден по-долу.
Помислете за устойчивост проводници на метали. Метали имат вътрешна структура, в кристалната решетка. Тази мрежа има строг ред, и нейните възли са положително заредени йони. Заредете превозвачи в метала се появяват "свободни" електрони, които не принадлежат към определен атом, и случайно се движеха между възлите на решетката. От квантовата физика знаем, че движението на електроните в метален е разпространението на електромагнитна вълна в твърдо състояние. Това означава, че на електрона в проводника се движи със скоростта на светлината (почти), и е доказано, че проявява свойства не само като частиците, но също и като вълна. Метален устойчивост се дължи на разсейване на електромагнитни вълни (т.е., електрони) от термичните вибрациите на решетката и неговите недостатъци. Когато електрони се сблъскват с най-решетъчни възли на енергията се прехвърля към възлите, така че се освобождава енергия. Тази енергия може да се изчисли по постоянен ток. поради Джаул-Ленц - Q = I 2 Rt. Както можете да видите по-съпротивление, толкова повече енергия се освобождава.
съпротивление
Има такова важно нещо като съпротивление. това е същата устойчивост на само единица дължина. Всяка метална има собствен начин, например от мед е равно на 0,0175 * ома тт2 / m, че на алуминий 0.0271 ома * mm 2 / m. Това означава, че медна лента с дължина 1 м и площ на напречното сечение от 1 mm 2 ще имат устойчивост на 0.0175 ома, и съща лента, а от алуминий ще има устойчивост на 0.0271 ома. Оказва се, че електрическата проводимост на медта е по-висока от тази на алуминий. Всеки метал му съпротивление, и за изчисляване на съпротивлението на целия проводник може да бъде от формулата
където р - съпротивление метал, L - дължина на проводника, S - напречно сечение.
Съпротивление стойности, показани в Таблица специфично съпротивление метал (20 ° C)
Освен това съпротивление в таблицата са ценностите на СТК, за коефициент по-късно.
Зависимостта на съпротивлението на щама
Когато студен метал формоване, метал се подлага на пластична деформация. Когато пластична деформация на кристалната решетка е нарушена, броят на дефекти става по-голям. С увеличаване на кристални дефекти, устойчивост на потока през проводника на електрони се увеличава, поради това съпротивление на металните увеличава. Например, тел произведен от протегляне, това означава, че металът е подложен на пластична деформация, при което се увеличава съпротивление. На практика, за да се намали се прилага устойчивост на отгряване прекристализация, това е сложен процес, след което кристалната решетка като "изправи" и броя на дефекти намалява, следователно, устойчивостта на метала също.
Когато напрежение или компресия, металът преминава еластична деформация. Когато еластичната деформация, причинено от напрежение, амплитудата на вибрациите на термични обекти решетка се увеличават, следователно, електроните изпитват много трудно, и следователно увеличава съпротивление. Когато еластичната деформация, причинено от свиване амплитудата на топлинните трептения на възли намалява, затова електроните се движат по-лесно и съпротивление намалява.
Ефект на температурата на съпротивление
Както вече беше обяснено по-горе, причината за устойчивост в метална решетка са възли и техните вариации. Така че, като температурата се увеличава, термичните вибрациите на възли увеличава, и следователно, съпротивлението също се увеличава. Има такава стойност като температурен коефициент на съпротивление (TCR), който показва как увеличаване или намаляване на съпротивлението на метала при нагряване или охлаждане. Например, температурен коефициент на мед при 20 градуса по Целзий е 4.1 х 10-3 1 / степен. Това означава, че по време на загряване, например, меден проводник един градус по Целзий, неговите съпротивление се увеличава с 4.1 х 10-3 ома. Промяната на съпротивление с температура може да бъде изчислена по формулата
където R е съпротивлението след нагряване, r0 - съпротивление преди нагряване, а температурата - коефициент на съпротивление, t2 - температура преди нагряване, t1 - температура след нагряване.
Поставяне ни стойност, ние получаваме: г = 0,0175 * (1 + 0,0041 * (154-20)) = 0,0271 ома * mm2 / m. Както се вижда от лентата на мед с дължина 1 м и площ на напречното сечение от 1 mm 2 след загряване до 154 градуса, за да има съпротивление като тази на същата лента, само алуминий и при температура от 20 градуса по Целзий.
Свойството на вариация резистентност с промяна на температурата се използва в съпротивителни термометри. Тези устройства могат да измерват температурата на базата на показанията на съпротива. В устойчивост термометри измервания висока точност, но малки температурни диапазони.
На практика, от свойствата на проводниците обезкуражават ток се използват много широко. Един пример е лампа с нажежаема жичка, където волфрамова спирала се загрява от високо метал устойчивост и дълъг тесен участък. Или всеки отоплителен уред, където спиралата се нагрява поради високата устойчивост. В електрически елемент, чиято основна функция е съпротива, наречен - резистор. Резисторът използва в почти всяка електрическа верига.