Kas yra elektrinė varža?

Elektros srovė I bet kurioje medžiagoje susidaro įkrautoms dalelėms judant tam tikra kryptimi dėl išorinės energijos taikymo (potencialų skirtumas U). Kiekviena medžiaga turi individualių savybių, kurios skirtingai veikia srovės srautą joje. Šios savybės įvertinamos pagal elektrinę varžą R.

Georgas Ohmas empiriškai nustatė veiksnius, turinčius įtakos tam tikros medžiagos elektrinės varžos dydžiui jo priklausomybės formulė jo vardu pavadinta įtampa ir srovė. Jo vardu pavadintas pasipriešinimo SI vienetas. 1 omas yra vienalytės gyvsidabrio stulpelio, kurio ilgis 106,3 cm ir 1 mm2 skerspjūvio plotas, atsparumo vertė, išmatuota 0 °C temperatūroje.

Apibrėžimas

Siekiant įvertinti ir praktiškai pritaikyti medžiagas elektros prietaisų gamybai, buvo įvestas terminas «Laidžio varža»... Pridėtas būdvardis "specifinis" nurodo tūrio pamatinės vertės, priimtos aptariamai medžiagai, naudojimo koeficientą. Tai leidžia įvertinti įvairių medžiagų elektrinius parametrus.

Šiuo atveju atsižvelgiama į tai, kad laido atsparumas didėja didėjant jo ilgiui ir mažėjant skerspjūviui. SI sistemoje naudojamas 1 metro ilgio ir 1 m2 skerspjūvio vienalytės vielos tūris... Techniniuose skaičiavimuose naudojamas pasenęs, bet patogus tūrio vienetas už sistemos ribų, susidedantis iš 1 metro ilgio ir ploto. 1 mm.2... Atsparumo ρ formulė parodyta paveikslėlyje.

Medžiagų elektrinėms savybėms nustatyti įvedama kita charakteristika – savitasis laidumas b. Jis yra atvirkščiai proporcingas varžos vertei, lemia medžiagos gebėjimą pravesti elektros srovę: b = 1 / p.

Kaip atsparumas priklauso nuo temperatūros

Medžiagos laidumą įtakoja jos temperatūra. Skirtingos medžiagų grupės kaitinamos ar vėsinamos elgiasi nevienodai. Į šią savybę atsižvelgiama elektros laidams, eksploatuojamiems lauke karštu ir šaltu oru.

Laidininko medžiaga ir savitoji varža parenkama atsižvelgiant į jo veikimo sąlygas.

Padidėjęs laidų atsparumas srovei kaitinant paaiškinamas tuo, kad didėjant jame esančio metalo temperatūrai, didėja atomų ir elektros krūvių nešėjų judėjimo visomis kryptimis intensyvumas, o tai sukuria nereikalingas kliūtis. įkrautų dalelių judėjimui viena kryptimi ir sumažina jų srauto vertę.

Jei metalo temperatūra mažėja, pagerėja srovės praleidimo sąlygos.Atvėsus iki kritinės temperatūros, daugelyje metalų atsiranda superlaidumo reiškinys, kai jų elektrinė varža praktiškai lygi nuliui. Ši savybė plačiai naudojama didelės galios elektromagnetuose.

Temperatūros poveikį metalų laidumui naudoja elektros pramonė, gamindama įprastas kaitinamąsias lempas. Jų nichromo siūlas praleidžiant srovę, ji įkaista iki tokios būsenos, kad skleidžia šviesos srautą. Normaliomis sąlygomis nichromo varža yra apie 1,05 ÷ 1,4 (omų ∙ mm2) / m.

Kai lemputė įjungiama esant įtampai, per kaitrinį siūlą praeina didelė srovė, kuri labai greitai įkaitina metalą.Tuo pačiu didėja elektros grandinės varža, apribojant paleidimo srovę iki nominalios vertės, būtinos apšvietimui gauti. . Tokiu būdu paprastas srovės stiprumo reguliavimas atliekamas naudojant nichromo spiralę, nereikia naudoti sudėtingų balastų, naudojamų LED ir fluorescenciniuose šaltiniuose.

Koks yra inžinerijoje naudojamų medžiagų atsparumas

Spalvotieji taurieji metalai pasižymi geriausiomis elektros laidumo savybėmis. Todėl kritiniai elektros prietaisų kontaktai yra pagaminti iš sidabro. Tačiau tai padidina galutinę viso produkto kainą. Pats priimtiniausias variantas – naudoti pigesnius metalus. Pavyzdžiui, vario varža, lygi 0,0175 (omų ∙ mm2) / m, yra gana tinkama tokiems tikslams.

Taurieji metalai – auksas, sidabras, platina, paladis, iridis, rodis, rutenis ir osmis, pavadinti daugiausia dėl didelio atsparumo cheminėms medžiagoms ir gražios išvaizdos papuošaluose.Taip pat auksas, sidabras ir platina pasižymi dideliu plastiškumu, o platinos grupės metalai yra ugniai atsparūs ir, kaip ir auksas, yra chemiškai inertiški. Šie tauriųjų metalų pranašumai susijungia.

Vario lydiniai, turintys gerą laidumą, naudojami šuntams, ribojantiems didelių srovių srautą per galingų ampermetrų matavimo galvutę, gaminti.

Aliuminio varža 0,026 ÷ 0,029 (omo ∙ mm2) / m yra šiek tiek didesnė nei vario, tačiau šio metalo gamyba ir kaina yra mažesnė. Jis taip pat yra lengvesnis. Tai paaiškina platų jo naudojimą elektros pramonėje išorinių laidų ir kabelių gyslų gamybai.

Geležies varža 0,13 (omo ∙ mm2) / m taip pat leidžia ją naudoti elektros srovei perduoti, tačiau tai lemia didesnius galios nuostolius. Plieno lydiniai padidino stiprumą. Todėl į aukštos įtampos elektros linijų aliuminio viršutinius laidus, kurie suprojektuoti atlaikyti trūkimo apkrovas, įpinamos plieninės sruogos.

Tai ypač aktualu, kai ant laidų susidaro ledas arba pučia stiprūs vėjo gūsiai.

Kai kurie lydiniai, pavyzdžiui, konstantinas ir nikelis, turi termiškai stabilias varžines charakteristikas tam tikrame diapazone. Nikkelino elektrinė varža praktiškai nekinta nuo 0 iki 100 laipsnių Celsijaus. Todėl reostato ritės yra pagamintos iš nikelio.

Matavimo priemonėse plačiai naudojama savybė griežtai keisti platinos atsparumo vertes, atsižvelgiant į jos temperatūrą. Jei elektros srovė iš stabilizuotos įtampos šaltinio praleidžiama per platinos laidą ir apskaičiuojama varžos vertė, tai parodys platinos temperatūrą.Tai leidžia skalę sugraduoti laipsniais, atitinkančiais omų vertes. Šis metodas leidžia išmatuoti temperatūrą laipsnio dalių tikslumu.

Kartais, norint išspręsti praktines problemas, reikia žinoti bendrą ar specifinę kabelio varžą... Šiuo tikslu kabelių gaminių kataloguose pateikiamos vienos šerdies indukcinės ir aktyviosios varžos vertės kiekvienai kabelio vertei. skerspjūvis. Jomis apskaičiuojamos leistinos apkrovos, sukuriama šiluma, nustatomos leistinos eksploatavimo sąlygos ir pasirenkama efektyvi apsauga.

Savitam metalų laidumui įtakos turi tai, kaip jie yra apdorojami. Slėgio panaudojimas plastinei deformacijai sutrikdo kristalinės gardelės struktūrą, padidina defektų skaičių, padidina atsparumą. Jai sumažinti naudojamas rekristalizacinis atkaitinimas.

Metalus tempiant ar gniuždant juose atsiranda tamprioji deformacija, nuo kurios mažėja elektronų šiluminių virpesių amplitudės, šiek tiek sumažėja varža.

Projektuojant įžeminimo sistemas būtina atsižvelgti dirvožemio atsparumas… Jis skiriasi nuo pirmiau pateikto metodo ir yra matuojamas SI vienetais – omis. Metras. Jo pagalba įvertinama elektros srovės paskirstymo žemėje kokybė.
Dirvožemio atsparumo priklausomybė nuo dirvožemio drėgmės ir temperatūros:

Dirvožemio laidumui įtakos turi daug veiksnių, įskaitant dirvožemio drėgmę, tankį, dalelių dydį, temperatūrą, druskų, rūgščių ir bazių koncentraciją.