Как найти удельное сопротивление в чем измеряется - Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

Удельное электрическое сопротивление

Размерность	СИ:L³MT^-3I^-2 СГС:T
Единицы измерения
СИ	Ом·метр
СГС	с

Уде́льное электри́ческое сопротивле́ние (удельное сопротивление) — физическая величина, характеризующая способность материала препятствовать прохождению электрического тока, выражается в Ом·метр. Удельное электрическое сопротивление принято обозначать греческой буквой ρ. Значение удельного сопротивления зависит от температуры в различных материалах по-разному: в проводниках, удельное электрическое сопротивление с повышением температуры возрастает, а в полупроводниках и диэлектриках — наоборот, уменьшается. Величина, учитывающая изменение электрического сопротивления от температуры называется температурный коэффициент удельного сопротивления. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества.

Электрическое сопротивление однородного проводника с удельным сопротивлением ρ, длиной l и площадью поперечного сечения S может быть рассчитано по формуле $R={frac {rho cdot l}{S}}$ (при этом предполагается, что ни площадь, ни форма поперечного сечения не меняются вдоль проводника). Соответственно, для ρ выполняется $rho ={frac {Rcdot S}{l}}.$

Из последней формулы следует: физический смысл удельного сопротивления вещества заключается в том, что оно представляет собой сопротивление изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины и с единичной площадью поперечного сечения.

Единицы измерения[править | править код]

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м^[1]. Из соотношения $rho ={frac {Rcdot S}{l}}$ следует, что единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом^[2]. Соответственно, удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм²/м, равная 10⁻⁶ от 1 Ом·м^[1]. Данная единица равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом^[2]. Соответственно, удельное сопротивление какого-либо вещества, выраженное в этих единицах, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм².

Зависимость от температуры[править | править код]

В проводниках удельное электрическое сопротивление увеличивается с увеличением температуры. Это объясняется тем, что с ростом температуры увеличивается интенсивность колебания атомов в узлах кристаллической решетки проводника, что препятствует движению свободных электронов^[3].

В полупроводниках и диэлектриках удельное электрическое сопротивление уменьшается. Это объясняется тем, что с увеличением температуры увеличивается концентрация основных носителей заряда.

Величина, учитывающая изменение удельного электрического сопротивление от температуры называют температурным коэффициентом удельного сопротивления.

Обобщение понятия удельного сопротивления[править | править код]

Кусок резистивного материала с электрическими контактами на обоих концах

Удельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией координат — коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля и плотность тока в данной точке . Указанная связь выражается законом Ома в дифференциальной форме:

{vec {E}}({vec {r}})=rho ({vec {r}}){vec {J}}({vec {r}}).

Эта формула справедлива для неоднородного, но изотропного вещества. Вещество может быть и анизотропно (большинство кристаллов, намагниченная плазма и т. д.), то есть его свойства могут зависеть от направления. В этом случае удельное сопротивление является зависящим от координат тензором второго ранга, содержащим девять компонент $rho _{{ij}}$ . В анизотропном веществе векторы плотности тока и напряжённости электрического поля в каждой данной точке вещества не сонаправлены; связь между ними выражается соотношением

$E_{i}({vec {r}})=sum _{{j=1}}^{3}rho _{{ij}}({vec {r}})J_{j}({vec {r}}).$

В анизотропном, но однородном веществе тензор $rho _{{ij}}$ от координат не зависит.

Тензор $rho _{{ij}}$ симметричен, то есть для любых и выполняется $rho _{{ij}}=rho _{{ji}}$ .

Как и для всякого симметричного тензора, для $rho _{{ij}}$ можно выбрать
ортогональную систему декартовых координат, в которых матрица $rho _{{ij}}$ становится диагональной, то есть приобретает вид, при котором из девяти компонент $rho _{{ij}}$ отличными от нуля являются лишь три: $rho _{{11}}$ , $rho _{{22}}$ и $rho _{{33}}$ . В этом случае, обозначив $rho _{{ii}}$ как $rho _{i}$ , вместо предыдущей формулы получаем более простую

$E_{i}=rho _{i}J_{i}.$

Величины $rho _{i}$ называют главными значениями тензора удельного сопротивления.

Связь с удельной проводимостью[править | править код]

В изотропных материалах связь между удельным сопротивлением rho и удельной проводимостью sigma выражается равенством

$rho ={frac {1}{sigma }}.$

В случае анизотропных материалов связь между компонентами тензора удельного сопротивления $rho _{{ij}}$ и тензора удельной проводимости $sigma_{ij}$ имеет более сложный характер. Действительно, закон Ома в дифференциальной форме для анизотропных материалов имеет вид:

$J_{i}({vec {r}})=sum _{{j=1}}^{3}sigma _{{ij}}({vec {r}})E_{j}({vec {r}}).$

Из этого равенства и приведённого ранее соотношения для $E_{i}({vec {r}})$ следует, что тензор удельного сопротивления является обратным тензору удельной проводимости. С учётом этого для компонент тензора удельного сопротивления выполняется:

$rho _{{11}}={frac {1}{det(sigma )}}[sigma _{{22}}sigma _{{33}}-sigma _{{23}}sigma _{{32}}],$

$rho _{{12}}={frac {1}{det(sigma )}}[sigma _{{33}}sigma _{{12}}-sigma _{{13}}sigma _{{32}}],$

где — определитель матрицы, составленной из компонент тензора $sigma_{ij}$ . Остальные компоненты тензора удельного сопротивления получаются из приведённых уравнений в результате циклической перестановки индексов 1, 2 и 3^[4].

Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ[править | править код]

Металлические монокристаллы[править | править код]

В таблице приведены главные значения тензора удельного сопротивления монокристаллов при температуре 20 °C^[5].

Кристалл	ρ₁=ρ₂, 10⁻⁸ Ом·м	ρ₃, 10⁻⁸ Ом·м
Олово	9,9	14,3
Висмут	109	138
Кадмий	6,8	8,3
Цинк	5,91	6,13
Теллур	2,90·10⁹	5,9·10⁹

Металлы и сплавы, применяемые в электротехнике[править | править код]

Разброс значений обусловлен разной химической чистотой металлов, способов изготовления образцов, изученных разными учеными и непостоянством состава сплавов.

Металл	ρ, Ом·мм²/м
Серебро	0,015…0,0162
Медь	0,01724…0,018
Золото	0,023
Алюминий	0,0262…0,0295
Иридий	0,0474
Молибден	0,054
Вольфрам	0,053…0,055
Цинк	0,059
Никель	0,087
Железо	0,098
Платина	0,107
Олово	0,12
Свинец	0,217…0,227
Титан	0,5562…0,7837
Висмут	1,2

Сплав	ρ, Ом·мм²/м
Сталь	0,103…0,137
Никелин	0,42
Константан	0,5
Манганин	0,43…0,51
Нихром	1,05…1,4
Фехраль	1,15…1,35
Хромаль	1,3…1,5
Латунь	0,025…0,108
Бронза	0,095…0,1

Значения даны при температуре t = 20 °C. Сопротивления сплавов зависят от их химического состава и могут варьироваться. Для чистых веществ колебания численных значений удельного сопротивления обусловлены различными методами механической и термической обработки, например, отжигом проволоки после волочения.

Другие вещества[править | править код]

Вещество	ρ, Ом·мм²/м
Сжиженные углеводородные газы	0,84⋅10¹⁰

Тонкие плёнки[править | править код]

Сопротивление тонких плоских плёнок (когда её толщина много меньше расстояния между контактами) принято называть «удельным сопротивлением на квадрат», $R_{{mathrm {Sq}}}.$ Этот параметр удобен тем, что сопротивление квадратного куска проводящей плёнки не зависит от размеров этого квадрата, при приложении напряжения по противоположным сторонам квадрата. При этом сопротивление куска плёнки, если он имеет форму прямоугольника, не зависит от его линейных размеров, а только от отношения длины (измеренной вдоль линий тока) к его ширине L/W: $R_{{mathrm {Sq}}}=RW/L,$ где R — измеренное сопротивление. В общем случае, если форма образца отличается от прямоугольной, и поле в плёнке неоднородное, используют метод ван дер Пау.

См. также[править | править код]

Электрическое сопротивление
Сверхпроводимость
Закон Ома
Удельная проводимость
Отрицательное сопротивление
Импеданс
Температурный коэффициент электрического сопротивления

Примечания[править | править код]

↑ ¹ ² Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 93. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
↑ ¹ ² Чертов А. Г. Единицы физических величин. — М.: «Высшая школа», 1977. — 287 с.
↑ Никулин Н. В., Назаров А. С. Радиоматериалы и радиокомпоненты. — 3-е изд. — М.: Высшая школа, 1986. — 208 с.
↑ Давыдов А. С. Теория твёрдого тела. — М.: «Наука», 1976. — С. 191—192. — 646 с.
↑ Шувалов Л. А. и др. Физические свойства кристаллов // Современная кристаллография / Гл. ред. Б. К. Вайнштейн. — М.: «Наука», 1981. — Т. 4. — С. 317.

Литература[править | править код]

Никулин Н. В., Назаров А. С. Радиоматериалы и радиокомпоненты. — 3-е изд., переработанное и дополненное. — М.: Высшая школа, 1986. — С. 6—7. — 208 с.

Источник

Удельное сопротивление

Содержание:

Что такое удельное сопротивление
Как образуется в материале проводимость
Единицы измерения
Формула расчета удельного сопротивления
От чего зависит сопротивление
- Связь с удельной проводимостью
Удельное сопротивление различных материалов

Что такое удельное сопротивление

Удельное сопротивление (УС) — это свойство вещества оказывать сопротивление электротоку в момент прохождения через него.

Все вещества по способности проводить электрический ток делятся на:

Проводники. Проводниками называют вещества, в которых находится большое количество свободных заряженных частиц — электронов. Благодаря наличию таких заряженных частиц, свободно перемещающихся по всему металлическому проводнику, электрическое поле внутри таких веществ отсутствует. Отличными проводниками, например, являются металлы.
Полупроводники. Полупроводниками называют такие вещества, которые способны изменять удельное сопротивление в широких пределах и быстро уменьшать его значение с повышением температуры.

Как образуется в материале проводимость

Причина того, что вещества оказывают сопротивление электрическому току, кроется в том, что движению электрического тока, представляющему собой направленное движение электрических зарядов, мешают ионы кристаллической решетки вещества, движущиеся беспорядочно. Это препятствие или сопротивление электротоку влияет на его скорость — она уменьшается.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Единицы измерения

В физике символом р принято обозначать удельную проводимость вещества. Она характеризует то вещество, из которого выполнен проводник. Ее значение равняется сопротивлению проводника, длина которого составляет 1 метр, а площадь сечения — 1 (м^2.)

Единицами УС вещества в международной системе принято считать 10(м*1) (м^2 /1 м).

Так как площадь поперечного сечения часто измеряют в (мм^2), поэтому в учебниках по физике для удельного сопротивления можно встретить два варианта единиц измерения: (Ом*м) и (Ом*мм^2/м).

Формула расчета удельного сопротивления

Удельное сопротивление рассчитывается по формуле:

(p=frac{Rtimes S}l)

Где R — сопротивление проводника, S — площадь его поперечного сечения, l — его длина.

От чего зависит сопротивление

УС зависит от температуры в различных материалах. Но меняется оно по-разному:

В проводниках p с повышением температуры увеличивается.
В полупроводниках и диэлектриках p с повышением температуры уменьшается.

Температурный коэффициент электрического сопротивления — величина, которая учитывает изменение электрического сопротивления от температуры.

Связь с удельной проводимостью

Удельной электропроводностью называют величину, обратную удельному сопротивлению. Она обозначается символом k и измеряется в сименс/м.

Взаимосвязь двух величин выражает формула:

(p=frac1k)

Электрическое сопротивление является свойством проводника и зависит от материала, размеров и формы вещества.

Удельное электрическое сопротивление — это свойство только вещества.

Удельное сопротивление различных материалов

В таблице приведены значения УС некоторых веществ:

Удельное сопротивление

Опытным путём было установлено, что у металлов удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается. Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь — лучшие проводники электричества.

Стекло и дерево имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток и являются изоляторами.

Насколько полезной была для вас статья?

Рейтинг: 2.00 (Голосов: 7)

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»

Текст с ошибкой:

Расскажите, что не так

Поиск по содержимому

Источник

Удельное электрическое сопротивление

Удельное
электрическое сопротивление,
или просто удельное
сопротивление вещества
характеризует его способность
препятствовать прохождению электрического
тока.

Единица
измерения удельного сопротивления
в Международной
системе единиц (СИ) — Ом·м;
также измеряется в Ом·см и Ом·мм²/м.
Физический смысл удельного сопротивления
в СИ: сопротивление однородного куска
проводника длиной 1 м и площадью
поперечного сечения 1 м².

В
технике часто применяется в миллион
раз меньшая производная единица:
Ом·мм²/м, равная 10⁻⁶ от
1 Ом·м: 1 Ом·м = 1·10⁶ Ом·мм²/м.
Физический смысл удельного сопротивления
в технике: сопротивление однородного
куска проводника длиной 1 м и площадью
токоведущего сечения 1 кв.мм.

Величина
удельного сопротивления обозначается
греческой буквой .

Сопротивление
проводника с удельным сопротивлением ,
длиной и
площадью сечения может
быть рассчитано по формуле .

Обобщение понятия удельного сопротивления

Удельное
сопротивление можно определить также
для неоднородного материала, свойства
которого меняются от точки к точке. В
этом случае оно является не константой,
а скалярной функцией — коэффициентом,
связывающим напряжённость
электрического поля и
плотность
тока в
данной точке

Эта
формула справедлива для неоднородного,
но изотропного вещества. Вещество может
быть и анизотропно (большинство
кристаллов, намагниченная плазма и т.
д.), то есть его свойства зависят от
направления (вообще говоря, в нём векторы
тока и напряжённости электрического
поля в данной точке не сонаправлены). В
этом случае удельное сопротивление
является зависящим от координат тензором второго
ранга:

Соседние файлы в папке fiz

Источник

Для рассмотрения характеристик электрических параметров рассмотрим назначение приборов:

сила тока в цепи определяется амперметров, который подключается последовательно с соблюдением полярности;
напряжение на участке цепи измеряется вольтметром, который подключается параллельно к тому участку или прибору, на котором нужно узнать разность потенциалов или напряжения;
на деревянной изолирующей подставке — устройство, имеющее провода с различными значениями сопротивления;
значение тока можно регулировать реостатом.

Рис. (1). Цепь с возможностью выбора проводника

Определим физические параметры (величины), влияющие на значение сопротивления проводника.

Эксперимент (1). Физическая величина — длина (прямая пропорциональность).

Эксперимент (2). Физическая величина — площадь поперечного сечения (обратная пропорциональность).

Эксперимент (3). Материал проводника, физическая величина — удельное сопротивление проводника (прямая пропорциональность).

Примечание: «эксперимент» следует понимать как включение в электрическую цепь проводников с конкретными одинаковыми и различающимися физическими параметрами и сравнение значений сопротивлений данных проводников.

Впервые зависимость сопротивления проводника от вещества, из которого он изготовлен, и от длины проводника обнаружил немецкий физик Георг Ом. Он установил:

Сопротивление проводника напрямую зависит от его длины и материала, но обратным образом зависит от площади поперечного сечения проводника.

Обрати внимание!

Из этого можно сделать вывод: чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.
Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т.е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причём у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая. Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход её в другой сосуд по толстой трубке произойдёт гораздо быстрее, чем по тонкой, т.е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т.е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Удельное сопротивление проводника зависит от строения вещества. Электроны при движении внутри металлов взаимодействуют с атомами (ионами), находящимися в узлах кристаллической решётки. Чем выше температура вещества, тем сильнее колеблются атомы и тем больше удельное сопротивление проводников.

Удельное электрическое сопротивление — физическая величина (rho), характеризующая свойство материала оказывать сопротивление прохождению электрического тока:

ρ=R⋅Sl

, где удельное сопротивление проводника обозначается греческой буквой (rho) (ро), (l) — длина проводника, (S) — площадь его поперечного сечения.

Определим единицу удельного сопротивления. Воспользуемся формулой

ρ=R⋅Sl

Как известно, единицей электрического сопротивления является (1) Ом, единицей площади поперечного сечения проводника — (1) м², а единицей длины проводника — (1) м. Подставляя в формулу, получаем:

1 Ом ⋅1м21 м=1 Ом ⋅1 м

, т.е. единицей удельного сопротивления будет

Ом⋅м

На практике (например, в магазине при продаже проводов) площадь поперечного сечения проводника измеряют в квадратных миллиметрах, В этом случае единицей удельного сопротивления будет:

1 Ом ⋅1мм21 м

, т.е.

Ом⋅мм2м

В таблице приведены значения удельного сопротивления некоторых веществ при (20) °С.

Удельное сопротивление увеличивается пропорционально температуре.

При нагревании колебания ионов металлов в узлах металлической решётки увеличиваются, поэтому свободного пространства для передвижения электронов становится меньше. Электроны чаще отбрасываются назад, поэтому значение тока уменьшается, а значение сопротивления увеличивается.

Обрати внимание!

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. А это значит, что медь и серебро лучше остальных проводят электрический ток.

При проводке электрических цепей, например, в квартирах не используют серебро, т.к. это дорого. Зато используют медь и алюминий, так как эти вещества обладают малым удельным сопротивлением.
Порой необходимы приборы, сопротивление которых должно быть большим. В этом случаем необходимо использовать вещество или сплав с большим удельным сопротивлением. Например, нихром.

Полиэтилен, дерево, стекло и многие другие материалы отличаются очень большим удельным сопротивлением. Поэтому они не проводят электрический ток. Такие материалы называют диэлектриками или изоляторами.

Очень часто нам приходится изменять силу тока в цепи. Иногда мы ее увеличиваем, иногда уменьшаем. Водитель трамвая или троллейбуса изменяет силу тока в электродвигателе, тем самым увеличивая или уменьшая скорость транспорта.

Реостат — это резистор, значение сопротивления которого можно менять.

Реостаты используют в цепи для изменения значений силы тока и напряжения.

Реостат на рисунке состоит из провода с большим удельным сопротивлением (никелин, нихром), по которому передвигается подвижный контакт (C) по длине провода, плавно изменяя сопротивление реостата. Сопротивление такого реостата пропорционально длине провода между подвижным контактом (C) и неподвижным (A). Чем длиннее провод, тем больше сопротивление участка цепи и меньше сила тока. С помощью вольтметра и амперметра можно проследить эту зависимость.

Рис. (2). Реостат с подвижным контактом

На школьных лабораторных занятиях используют переменное сопротивление — ползунковый реостат.

Рис. (3). Ползунковый реостат

Он состоит из изолирующего керамического цилиндра, на который намотан провод с большим удельным сопротивлением. Витки проволоки должны быть изолированы друг от друга, поэтому либо проволоку обрабатывают графитом, либо оставляют на проволоке слой окалины. Сверху над проволочной обмоткой закреплен металлический стержень, по которому перемещается ползунок. Контакты ползунка плотно прижаты в виткам и при движении изолирующий слой графиты или окалины стирается, и тогда электрический ток может проходить от витков проволоки к ползунку, через него подводиться к стержню, имеющему на конце зажим (1).

Для соединения реостата в цепь используют зажим (1) и зажим (2). Ток, поступая через зажим (2), идёт по никелиновой проволоке и через ползунок подаётся на зажим (1). Перемещая ползунок от (2) к (1), можно увеличивать длину провода, в котором течёт ток, а значит, и сопротивление реостата.

В электрических схемах реостат изображается следующим образом:

Как и любой электрический прибор, реостат имеет допустимое значение силы тока, свыше которого прибор может перегореть. Маркировка реостата содержит диапазон его сопротивления и максимальное допустимое значение силы тока.

Обрати внимание!

Сопротивление реостата нужно учитывать в параметрах электрической цепи. При минимальных значениях сопротивления ток в цепи может вывести из строя амперметр.

Существуют реостаты, в которых переключатель подключается на проводники заданной длины и сопротивления: каждая спираль реостата имеет определённое сопротивление. Поэтому плавно изменять силу тока с помощью такого прибора не получится.

Рис. (4). Реостат с переключением

Сопротивление проводника:

R=ρ⋅lS

Из этой формулы можно выразить и другие величины:

Источники:

Рис. 1. Цепь с возможностью выбора проводника. © ЯКласс.
Рис. 4. “File:Rheostat hg.jpg” by Hannes Grobe (talk) is licensed under CC BY 3.0

Источник

Что такое удельное сопротивление

Содержание

1 Физический смысл удельного сопротивления
2 Как определяется
3 Объемное и поверхностное сопротивление
4 Видео по теме

В любом проводнике электрический ток возникает, если заряженные частицы начинают двигаться в определенном направлении. На прохождение тока влияют физические и химические свойства вещества. Оцениваются эти свойства электрическим сопротивлением.

Зависимость электросопротивления от характеристик проводника

Физический смысл удельного сопротивления

Чтобы понять, что собой представляет удельное электрическое сопротивление, представим сначала проводник определенной длины L и площадью поперечного сечения S. Если его подключить к источнику напряжения, то через него начнет протекать ток I.

Пример с проводником

Если известны параметры тока и напряжения, то с лёгкостью можно найти сопротивление R через закон Ома:

Формула, выражающая закон Ома

Однако, зависит ли R только от U и I? Конечно, нет. Оно еще зависит от длины и площади поперечного сечения проводника:

Связь сопротивления с длиной и площадью

Следовательно, R проводника прямо пропорционально L и обратно пропорционально S. Но нам нужно заменить знак пропорциональности (~) на знак равенства. Для этого вводим величину, которая будет являться коэффициентом пропорциональности или, иначе говоря, удельным сопротивлением. Его принято обозначать буквой буквой ρ (ро). Формула после подстановки этого параметра приобретает вид:

Введение в формулу УС

Определение удельного сопротивления проводников формулируется следующим образом: ρ — это сопротивление проводника длиной 1 м и сечением 1 кв. мм. Единица его измерения — Ом*м . Но площадь сечения обычно указывают в квадратных миллиметрах, поэтому на практике в качестве единицы измерения используют Ом*мм²/м.

Физический смысл УС

Как определяется

В металлических проводниках заряд переносят свободные электроны. Если исходить из того, что у каждого металла своя кристаллическая решетка и свое количество носителей заряда, то становится понятно, почему удельное сопротивление проводника зависит от рода материала. Оно также зависит от длины и площади сечения. Поэтому, чтобы найти ρ, можно воспользоваться формулой:

Формула УС

Но лучше обратиться к специальной литературе, где есть таблица удельного сопротивления электрических проводников. В ней указаны, выведенные экспериментальным путём, значения УС различных электротехнических материалов.

УС некоторых материалов

Как видно из таблицы, удельное сопротивление у всех металлов разное. Например, удельное электрическое сопротивление стали колеблется от 0.103 до 0.137 Ом*мм²/м, а для железа оно составляет 0.1, серебра — 0.015 Ом*мм²/м и это самое маленькое значение. Один из самых больших показателей у графита — 13 Ом*мм²/м.

Отдельно хотелось бы отметить никелин и константан. Эти материалы входят в группу сплавов, а УС любого сплава на порядок выше, чем у чистого материала. Но есть некоторые нюансы: удельное сопротивление никелина и константана может меняться, в зависимости от химического состава сплава, а вот от температуры оно не зависит. Чего не скажешь об УС металлов.

Зависимость УС от температуры

Кроме того, удельное сопротивление стали, никеля, вольфрама и других металлов может изменяться под воздействием внешней силы, то есть, когда металл сгибают, скручивают или растягивают.

Для изготовления проводников часто используют алюминий (Al). Удельное сопротивление алюминия составляет 0.028 Ом*мм²/м, поэтому он хорошо проводит электрический ток. Еще лучше это делает медь (Cu). Провода из этого материала пользуются большой популярностью. Если сравнивать удельное электрическое сопротивление меди и алюминия, то у меди оно меньше (0.0175), поэтому электропроводность у Cu выше, чем у Al. Плюс ко всему медь достаточно дешёвый материал.

Таблицей следует воспользоваться, если необходимо узнать электрическое сопротивление R металлической проволоки. Допустим, длина никелевой проволоки составляет 10 метров, площадь ее поперечного сечения — S = 2 . Чтобы узнать R, необходимо воспользоваться формулой:

Определение УС

Из таблицы находим УС никеля — 0.087 Ом*мм²/м. Тогда подставив значения, получим

Окончательный результат

Таким образом, найдено, что R никелевой проволоки длиной 10 метров будет равняться 0.4 Ом.

Объемное и поверхностное сопротивление

Свойство диэлектриков препятствовать прохождению тока выражается через такие понятия, как объёмное и поверхностное УС. Удельное объёмное сопротивление характеризирует способность прохождения тока через объём материала, а поверхностное показывает, насколько поверхность какого-либо предмета, изготовленного из диэлектрика, способна проводить ток. Удельное поверхностное сопротивление меняет свое значение в зависимости от химического состава материала, присутствия или отсутствия влаги на поверхности, ее температуры и приложенного напряжения.

Определение поверхностного УС

Объемное УС по величине равно сопротивлению куба с ребром 1 метр и изготовленного из какого-либо диэлектрика, когда через 2 его противоположные грани протекает постоянный ток.

Определение и поверхностного, и объемного УС осуществляется экспериментальным путем.

Видео по теме

Источник

Единицы измерения[править | править код]

Зависимость от температуры[править | править код]

Обобщение понятия удельного сопротивления[править | править код]

Связь с удельной проводимостью[править | править код]

Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ[править | править код]

Металлические монокристаллы[править | править код]

Металлы и сплавы, применяемые в электротехнике[править | править код]

Другие вещества[править | править код]

Тонкие плёнки[править | править код]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

Удельное сопротивление

Что такое удельное сопротивление

Как образуется в материале проводимость

Единицы измерения

Формула расчета удельного сопротивления

От чего зависит сопротивление

Связь с удельной проводимостью

Удельное сопротивление различных материалов

Текст с ошибкой:

Поиск по содержимому

Удельное электрическое сопротивление

Обобщение понятия удельного сопротивления

Что такое удельное сопротивление

Физический смысл удельного сопротивления

Как определяется

Объемное и поверхностное сопротивление

Видео по теме

Вам также может понравиться

Как в 1с найти документ сторно

Углы выпуклого четырехугольника относятся как 1234 найдите

Как найти угол между тремя точками

Добавить комментарий Отменить ответ