Опір медіом на метр. Що таке питомий опір міді: величини, характеристики, значення

Поява електричного струмунастає при замиканні ланцюга, коли на затискачі виникає різниця потенціалів. Переміщення вільних електронів у провіднику здійснюється під впливом електричного поля. У процесі руху, електрони стикаються з атомами і частково передають їм свою енергію, що накопичилася. Це призводить до зменшення швидкості їхнього руху. Надалі під впливом електричного поля швидкість руху електронів знову збільшується. Результатом такого опору стає нагрівання провідника, яким тече струм. Існують різні способирозрахунків цієї величини, у тому числі й формула питомого опору, що застосовується для матеріалів із індивідуальними фізичними властивостями.

Електричний питомий опір

Суть електричного опору полягає у здатності тієї чи іншої речовини перетворювати електричну енергію на теплову під час дії струму. Дана величина позначається символом R, а як одиниця виміру використовується Ом. Значення опору у разі пов'язані з здатністю тієї чи іншої .

У процесі досліджень було встановлено залежність від опору. Однією з основних якостей матеріалу стає його питомий опір, що змінюється залежно від довжини провідника. Тобто зі збільшенням довжини дроту зростає і значення опору. Ця залежність визначається як прямо пропорційна.

Іншою властивістю матеріалу є площа поперечного перерізу. Вона є розмірами поперечного зрізу провідника, незалежно від його конфігурації. У цьому випадку виходить обернено пропорційний зв'язок, коли зі збільшенням площі поперечного перерізу зменшується .

Ще одним фактором, що впливає на опір, є сам матеріал. Під час проведення досліджень було виявлено різну опірність у різних матеріалів. Таким чином, були отримані значення питомих електричних опорів для кожної речовини.

З'ясувалося, що найкращими провідниками є метали. Серед них найнижчу опірність і високу провідність мають і срібло. Вони застосовуються у найбільш відповідальних місцях електронних схем, До того ж мідь має порівняно низьку вартість.

Речовини, питомий опір яких дуже високий, вважаються поганими провідниками електричного струму. Тому вони використовуються як ізоляційні матеріали. Діелектричні властивості найбільше притаманні фарфору та ебоніту.

Таким чином, питомий опір провідника має велике значення, оскільки за його допомогою можна визначити матеріал, з якого було виготовлено провідник. Для цього вимірюється площа перерізу, визначається сила струму та напруга. Це дозволяє встановити значення питомого електричного опору, після чого за допомогою спеціальної таблиці можна легко визначити речовину. Отже, питомий опір відноситься до найбільш характерними ознакамитого чи іншого матеріалу. Цей показник дозволяє визначити найбільш оптимальну довжину електричного ланцюга так, щоб дотримувався балансу.

Формула

На підставі отриманих даних можна зробити висновок, що питомим опором вважатиметься опір будь-якого матеріалу з одиничною площею та одиничною довжиною. Тобто опір, що дорівнює 1 Ом виникає при напрузі 1 вольт і силі струму 1 ампер. На цей показник впливає ступінь чистоти матеріалу. Наприклад, якщо до міді додати лише 1% марганцю, то її опір збільшиться в 3 рази.

Питомий опір та провідність матеріалів

Провідність та питомий опір розглядаються як правило при температурі 20 0 С. Ці властивості відрізнятимуться у різних металів:

• Мідь. Найчастіше застосовується виготовлення проводів і кабелів. Вона має високу міцність, стійкість до корозії, легку і просту обробку. У добрій міді частка домішок становить трохи більше 0,1%. У разі потреби мідь може використовуватись у сплавах з іншими металами.
• Алюміній. Його питома вага менша, ніж у міді, однак у нього більш висока теплоємність і температура плавлення. Щоб розплавити алюміній, потрібно енергії значно більше, ніж для міді. Домішки у якісному алюмінії не перевищують 0,5%.
• Залізо. Поряд з доступністю та дешевизною, цей матеріал має високий питомий опір. Крім того, він має низьку стійкість до корозії. Тому практикується покриття сталевих провідників міддю чи цинком.

Окремо розглядається формула питомого опору за умов низьких температур. У цих випадках властивості тих самих матеріалів будуть зовсім іншими. У деяких із них опір може впасти до нульової позначки. Таке явище отримало назву надпровідності, при якій оптичні та структурні характеристикиматеріалу залишаються незмінними.

При замиканні електричного ланцюга, на затискачах якого є різниця потенціалів, виникає електричний струм. Вільні електрони під впливом електричних сил поля переміщуються вздовж провідника. У своєму русі електрони натрапляють на атоми провідника і віддають їм запас своєї кінетичної енергії. Швидкість руху електронів постійно змінюється: при зіткненні електронів з атомами, молекулами та іншими електронами вона зменшується, потім під дією електричного поля збільшується і знову зменшується при новому зіткненні. В результаті цього в провіднику встановлюється рівномірний рух потоку електронів зі швидкістю кількох частин сантиметра в секунду. Отже, електрони, проходячи провідником, завжди зустрічають з його боку опір своєму руху. При проходженні електричного струму через останній провідник нагрівається.

Електричний опір

Електричним опором провідника, що позначається латинською літерою rназивається властивість тіла або середовища перетворювати електричну енергію на теплову при проходженні по ньому електричного струму.

На схемах електричний опірпозначається так, як показано на малюнку 1, а.

Змінний електричний опір, що служить для зміни струму в ланцюзі, називається реостатом. На схемах реостати позначаються як показано малюнку 1, б. У загальному виглядіреостат виготовляється з дроту того чи іншого опору, намотаної на ізолюючій основі. Повзунок або важіль реостату ставиться у певне положення, внаслідок чого в ланцюг вводиться необхідний опір.

Довгий провідник малого поперечного перерізу створює струму великий опір. Короткі провідники великого поперечного перерізу надають току малого опору.

Якщо взяти два провідники з різного матеріалу, але однакової довжини та перерізу, то провідники будуть проводити струм по-різному. Це свідчить, що опір провідника залежить від матеріалу самого провідника.

Температура провідника також впливає його опір. З підвищенням температури опір металів збільшується, а опір рідин та вугілля зменшується. Тільки деякі спеціальні металеві сплави (манганін, констаїтан, нікелін та інші) із збільшенням температури свого опору майже не змінюють.

Отже, бачимо, що електричний опір провідника залежить від: 1) довжини провідника, 2) поперечного перерізу провідника, 3) матеріалу провідника, 4) температури провідника.

За одиницю опору прийнято один Ом. Ом часто позначається грецькою великою літероюΩ (омега). Тому замість того щоб писати "Опір провідника дорівнює 15 Ом", можна написати просто: r= 15 Ω.
1000 Ом називається 1 кілоом(1кОм, або 1кΩ),
1 000 000 Ом називається 1 мегаом(1мгОм, або 1МΩ).

При порівнянні опору провідників з різних матеріалівнеобхідно брати для кожного зразка певну довжину та перетин. Тоді ми зможемо судити про те, який матеріал краще чи гірше проводить електричний струм.

Відео 1. Опір провідників

Питомий електричний опір

Опір в омах провідника довжиною 1 м, перетином 1 мм² називається питомим опоромі позначається грецькою літерою ρ (Ро).

У таблиці 1 подано питомі опори деяких провідників.

Таблиця 1

Питомий опір різних провідників

З таблиці видно, що залізний дріт довжиною 1 м і перерізом 1 мм² має опір 0,13 Ом. Щоб отримати 1 Ом опору, потрібно взяти 7,7 м такого дроту. Найменший питомий опір має срібло. 1 Ом опору можна отримати, якщо взяти 62,5 м срібного дроту перерізом 1 мм2. Срібло – найкращий провідник, але вартість срібла унеможливлює його масове застосування. Після срібла в таблиці йде мідь: 1 м мідного дроту перетином 1 мм² має опір 0,0175 Ом. Щоб отримати опір 1 Ом, потрібно взяти 57 м такого дроту.

Хімічно чиста, отримана шляхом рафінування, мідь знайшла собі повсюдне застосування в електротехніці виготовлення проводів, кабелів, обмоток електричних машин і апаратів. Широко застосовують також як провідники алюміній і залізо.

Опір провідника можна визначити за такою формулою:

де r- Опір провідника в омах; ρ - Питомий опір провідника; l- Довжина провідника в м; S– переріз провідника у мм².

приклад 1.Визначити опір 200 м залізного дроту перетином 5 мм.

приклад 2.Обчислити опір 2 км алюмінієвого дроту перетином 2,5 мм.

З формули опору легко можна визначити довжину, питомий опір та переріз провідника.

приклад 3.Для радіоприймача необхідно намотати опір 30 Ом з нікелінового дроту перерізом 0,21 мм². Визначити необхідну довжину дроту.

приклад 4.Визначити перетин 20 м ніхромового дроту, якщо опір його дорівнює 25 Ом.

Приклад 5.Дріт перетином 0,5 мм і довжиною 40 м має опір 16 Ом. Визначити матеріал дроту.

Матеріал провідника характеризує його питомий опір.

За таблицею питомих опорів знаходимо, що такий опор має свинець.

Вище було зазначено, що опір провідників залежить від температури. Зробимо наступний досвід. Намотаємо у вигляді спіралі кілька метрів тонкого металевого дроту та включимо цю спіраль у ланцюг акумулятора. Для вимірювання струму в ланцюг вмикаємо амперметр. При нагріванні спіралі в полум'ї пальника можна побачити, що показання амперметра зменшуватимуться. Це показує, що з нагріванням опір металевого дроту збільшується.

У деяких металів при нагріванні на 100 ° опір збільшується на 40 - 50%. Є сплави, які трохи змінюють свій опір з нагріванням. Деякі спеціальні сплави практично не змінюють опору за зміни температури. Опір металевих провідників при підвищенні температури збільшується, опір електролітів (рідких провідників), вугілля та деяких твердих речовиннавпаки, зменшується.

Здатність металів змінювати свій опір із зміною температури використовується для влаштування термометрів опору. Такий термометр є платиновим дротом, намотаним на слюдяний каркас. Поміщаючи термометр, наприклад, у піч і вимірюючи опір платинового дроту до і після нагрівання, можна визначити температуру печі.

Зміна опору провідника при його нагріванні, що припадає на 1 Ом початкового опору та на 1° температури, називається температурним коефіцієнтом опорута позначається буквою α.

Якщо за температури t 0 опір провідника дорівнює r 0 , а при температурі tодно r t, то температурний коефіцієнт опору

Примітка.Розрахунок за цією формулою можна проводити лише у певному інтервалі температур (приблизно до 200°C).

Наводимо значення температурного коефіцієнта опору для деяких металів (таблиця 2).

Таблиця 2

Значення температурного коефіцієнта для деяких металів

З формули температурного коефіцієнта опору визначимо r t:

r t = r 0 .

Приклад 6.Визначити опір залізного дроту, нагрітого до 200°C, якщо опір його при 0°C було 100 Ом.

r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 Ом.

Приклад 7.Термометр опору, виготовлений із платинового дроту, у приміщенні з температурою 15°C мав опір 20 Ом. Термометр помістили в піч і через деякий час виміряли його опір. Воно виявилося рівним 29,6 Ом. Визначити температуру печі.

Електрична провідність

Досі ми розглядали опір провідника як перешкоду, яку чинить провідник електричного струму. Але все ж таки струм по провіднику проходить. Отже, крім опору (перешкоди), провідник має здатність проводити електричний струм, тобто провідністю.

Чим більшим опором має провідник, тим меншу він має провідність, тим гірше він проводить електричний струм, і, навпаки, чим менше опір провідника, тим більшою провідністю він володіє, тим легше струму пройти провідником. Тому опір і провідність провідника є зворотні величини.

З математики відомо, що число, обернене 5, є 1/5 і, навпаки, число, обернене 1/7, є 7. Отже, якщо опір провідника позначається буквою r, то провідність визначається як 1/ r. Зазвичай провідність позначається літерою g.

Електрична провідність вимірюється в (1/Ом) або сименсах.

Приклад 8.Опір провідника дорівнює 20 Ом. Визначити його провідність.

Якщо r= 20 Ом, то

Приклад 9.Провідність провідника дорівнює 0,1 (1/Ом). Визначити його опір,

Якщо g = 0,1 (1/Ом), то r= 1/0,1 = 10 (Ом)

Удільний електричний опір, або просто питомий опірречовини - фізична величина, що характеризує здатність речовини перешкоджати проходженню електричного струму.

Питомий опірпозначається грецькою буквою ρ. Величина, зворотна питомому опору, називається питомою провідністю (питомою електропровідністю). На відміну від електричного опору, що є властивістю провідникаі залежить від його матеріалу, форми та розмірів, питомий електричний опір є властивістю тільки речовини.

Електричний опір однорідного провідника з питомим опором ρ довжиною lта площею поперечного перерізу Sможе бути розраховано за формулою R = ρ ⋅ l S (\displaystyle R=(\frac (\rho \cdot l)(S)))(при цьому передбачається, що ні площа, ні форма поперечного перерізу не змінюються вздовж провідника). Відповідно, для ρ виконується ρ = R ⋅ S l . (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)).)

З останньої формули випливає: фізичний зміст питомого опору речовини полягає в тому, що воно є опір виготовленого з цієї речовини однорідного провідника одиничної довжини та з одиничною площею поперечного перерізу.

Енциклопедичний YouTube

• 1 / 5

  Одиниця виміру питомого опору в Міжнародній системі одиниць (СІ) - Ом · . Зі співвідношення ρ = R ⋅ S l (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)))слід, що одиниця виміру питомого опору в системі СІ дорівнює такому питому опору речовини, при якому однорідний провідник довжиною 1 м з площею поперечного перерізу 1 м 2 , виготовлений з цієї речовини, має опір 1 Ом . Відповідно, питомий опір довільної речовини, виражений в одиницях СІ, чисельно дорівнює опору ділянки електричного ланцюга, виконаного з даної речовини, довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 м2.

  У техніці також застосовується застаріла позасистемна одиниця Ом·мм²/м, що дорівнює 10 −6 від 1 Ом·м . Ця одиниця дорівнює такому питомому опору речовини, при якому однорідний провідник довжиною 1 м з площею поперечного перерізу 1 мм², виготовлений з цієї речовини, має опір 1 Ом . Відповідно, питомий опір будь-якої речовини, виражений у цих одиницях, чисельно дорівнює опору ділянки електричного ланцюга, виконаного з даної речовини, довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм².

  Узагальнення поняття питомого опору

  Питомий опір можна визначити також неоднорідного матеріалу, властивості якого змінюються від точки до точки. У цьому випадку воно є не константою, а скалярною функцією координат - коефіцієнтом, що зв'язує напруженість електричного поля E → (r →) (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r))))та щільність струму J → (r →) (\displaystyle (\vec (J)) ((\vec (r))))у цій точці r → (\displaystyle (\vec (r))). Зазначений зв'язок виражається законом, Ома, в диференціальній формі:

  E → (r →) = ρ (r →) J → (r →) . (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r)))=\rho ((\vec (r)))(\vec (J))((\vec (r))).)

  Ця формула справедлива для неоднорідної, але ізотропної речовини. Речовина може бути анізотропна (більшість кристалів, намагнічена плазма і т. д.), тобто його властивості можуть залежати від напрямку. У цьому випадку питомий опір є залежним від координат тензором другого рангу, що містить дев'ять компонентів. В анізотропній речовині вектори щільності струму та напруженості електричного поля в кожній точці речовини не сонаправлены; зв'язок між ними виражається співвідношенням

  E i (r →) = j = 1 3 ρ i j (r →) J j (r →) . (\displaystyle E_(i)((\vec(r)))=\sum _(j=1)^(3)\rho _(ij)((\vec(r)))J_(j)(( \vec (r))).)

  В анізотропній, але однорідній речовині тензор ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))від координат не залежить.

  Тензор ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) симетричний, тобто для будь-яких i (\displaystyle i)і j (\displaystyle j)виконується ρ i j = ρ j i (\displaystyle \rho _(ij)=\rho _(ji)).

  Як і для будь-якого симетричного тензора, для ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))можна вибрати ортогональну систему декартових координат, у яких матриця ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))стає діагональної, тобто набуває вигляду, при якому з дев'яти компонент ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))відмінними від нуля є лише три: ρ 11 (\displaystyle \rho _(11)), ρ 22 (\displaystyle \rho _(22))і ρ 33 (\displaystyle \rho _(33)). В цьому випадку, позначивши ρ i i (\displaystyle \rho _(ii))як , замість попередньої формули отримуємо простішу

  E i = ρ i J i. (\displaystyle E_(i)=\rho _(i)J_(i).)

  Величини ρ i (\displaystyle \rho _(i))називають головними значеннямитензора питомого опору.

  Зв'язок з питомою провідністю

  В ізотропних матеріалах зв'язок між питомим опором ρ (\displaystyle \rho )та питомою провідністю σ (\displaystyle \sigma )виражається рівністю

  ρ = 1 σ. (\displaystyle \rho =(\frac (1)(\sigma )).)

  У разі анізотропних матеріалів зв'язок між компонентами тензора питомого опору ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))і тензора питомої провідності має складніший характер. Дійсно, закон Ома у диференційній формі для анізотропних матеріалів має вигляд:

  J i (r →) = j = 1 3 σ i j (r →) E j (r →) . (\displaystyle J_(i)((\vec(r)))=\sum _(j=1)^(3)\sigma _(ij)((\vec(r)))E_(j)(( \vec (r))).)

  З цієї рівності та наведеного раніше співвідношення для E i (r →) (\displaystyle E_(i)((\vec (r))))слід, що тензор питомого опору є зворотним тензору питомої провідності. З урахуванням цього компонент тензора питомого опору виконується:

  ρ 11 = 1 det (σ) [ σ 22 σ 33 − σ 23 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(11)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 22)\sigma _(33)-\sigma _(23)\sigma _(32)],) ρ 12 = 1 det (σ) [ σ 33 σ 12 − σ 13 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(12)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 33)\sigma _(12)-\sigma _(13)\sigma _(32)],)

  де det (σ) (\displaystyle \det(\sigma))- визначник матриці, складеної з компонентів тензора σ i j (\displaystyle \sigma _(ij)). Інші компоненти тензора питомого опору виходять із наведених рівнянь у результаті циклічної перестановки індексів 1 , 2 і 3 .

  Питомий електричний опір деяких речовин

  Металеві монокристали

  У таблиці наведено основні значення тензора питомого опору монокристалів за температури 20 °C.

  Кристал	ρ 1 =ρ 2 , 10 −8 Ом·м	ρ 3 , 10 −8 Ом·м
  Олово	9,9	14,3
  Вісмут	109	138
  Кадмій	6,8	8,3
  Цинк	5,91	6,13

  Одним із найбільш затребуваних металів у галузях промисловості є мідь. Найбільш широкого поширення вона набула в електриці та електроніці. Найчастіше її застосовують при виготовленні обмоток для електродвигунів та трансформаторів. Основна причина використання саме цього матеріалу полягає в тому, що мідь має найнижчий з існуючих зараз матеріалів питомий електричний опір. Поки що не з'явиться новий матеріалз нижчою величиною цього показника, можна з упевненістю говорити про те, що заміни у міді не буде.

  Загальна характеристика міді

  Говорячи про мідь, необхідно сказати, що ще на зорі електричної ери вона стала використовуватися у виробництві електротехніки. Застосовувати її стали багато в чому унікальних властивостей, Якими має цей сплав. Сам по собі він представляє матеріал, що відрізняється високими властивостями в плані пластичності і має гарну ковкість.

  Поряд із теплопровідністю міді, однією з головних її переваг є висока електропровідність. Саме завдяки цій властивості мідь і набула широкого поширення в енергетичних установках , У яких вона виступає як універсальний провідник. Найбільш цінним матеріалом є електролітична мідь, що має високий рівень чистоти -99,95%. Завдяки цьому матеріалу з'являється можливість виготовлення кабелів.

  Плюси використання електролітичної міді

  Застосування електролітичної міді дозволяє досягти наступного:

  • Забезпечити високу електропровідність;
  • Домогтися відмінної здатності до укладання;
  • Забезпечити високий ступіньпластичності.

  Сфера застосування

  Кабельна продукція, що виготовляється з електролітичної міді, набула широкого поширення в різних галузях. Найчастіше вона застосовується у наступних сферах:

  • електроіндустрія;
  • електроприлади;
  • автомобілебудування;
  • Виробництво комп'ютерної техніки.

  Чому дорівнює питомий опір?

  Щоб розуміти, що є мідь і його характеристики, необхідно розібратися з основним параметром цього металу - питомим опором. Його слід знати та використовувати при виконанні розрахунків.

  Під питомим опором прийнято розуміти фізичну величинуяка характеризується як здатність металу проводити електричний струм.

  Знати цю величину необхідно ще й у тому, щоб правильно зробити розрахунок електричного опорупровідника. При розрахунках також орієнтуються з його геометричні розміри. Під час проведення розрахунків використовують таку формулу:

  Ця формула багатьом добре знайома. Користуючись нею, можна легко розрахувати опір мідного кабелю, орієнтуючись лише на характеристики електричної мережі. Вона дозволяє обчислити потужність, яка неефективно витрачається на нагрівання сердечника кабелю. Крім цього, подібна формула дозволяє виконати розрахунки опорубудь-якого кабелю. При цьому немає значення, який матеріал використовувався для виготовлення кабелю - мідь, алюміній або якийсь інший сплав.

  Такий параметр, як питомий електричний опір, вимірюється в Ом*мм2/м. Цей показник для мідної проводки, прокладеної у квартирі, становить 0,0175 Ом*мм2/м. Якщо спробувати пошукати альтернативу міді – матеріал, який можна було б використати замість неї, то єдиним підходящим можна вважати лише срібло, У якого питомий опір становить 0,016 Ом * мм2/м. Однак необхідно звертати увагу при виборі матеріалу не тільки на питомий опір, але і на зворотну провідність. Ця величина вимірюється у Сіменсах.

  Сіменс = 1 / Ом.

  У міді будь-якої ваги цей параметр склад дорівнює 58100000 См/м. Що стосується срібла, то величина зворотної провідності у неї дорівнює 62500000 См/м.

  У нашому світі високих технологій, коли в кожному будинку є велика кількість електротехнічних пристроїв та установок, значення такого матеріалу як мідь просто неоціненна. Цей матеріал використовують для виготовлення проводки, без якої не обходиться жодне приміщення. Якби міді не існувало, то людині довелося використовувати дроти з інших доступних матеріалів, наприклад, з алюмінію. Однак у цьому випадку довелося б зіткнутися з проблемою. Вся справа в тому, що у цього матеріалу питома провідність набагато менша, ніж у мідних провідників.

  Питомий опір

  Використання матеріалів з низькою електро- та теплопровідністю будь-якої ваги веде до великих втрат електроенергії. А це впливає на втрату потужностіу устаткування, що використовується. Більшість фахівців як основний матеріал для виготовлення проводів з ізоляцією називають мідь. Вона є головним матеріалом, з якого виготовляються окремі елементиобладнання, що працює від електричного струму.

  • Плати, які встановлюються в комп'ютерах, оснащуються протруєними мідними доріжками.
  • Мідь також використовується для виготовлення різних елементів, що застосовуються в електронних пристроях.
  • У трансформаторах та електродвигунах вона представлена ​​обмоткою, яка виготовляється з цього матеріалу.

  Можна не сумніватися, що розширення сфер застосування цього матеріалу відбуватиметься подальшим розвитком технічного прогресу. Хоча, крім міді, існують і інші матеріали, але все ж таки конструктора при створенні обладнання та різних установок використовують мідь. Головна причиназатребуваності цього матеріалу полягає у хорошій електричній та теплопровідностіцього металу, яку він забезпечує за умов кімнатної температури.

  Температурний коефіцієнт опору

  Властивістю зменшення провідності з підвищенням температури мають усі метали з будь-якою теплопровідністю. При зниженні температури провідність зростає. Особливо цікавим фахівці називають властивість зменшення опору зі зниженням температури. Адже в цьому випадку, коли в кімнаті температура знижується до певної величини, у провідника може зникнути електричний опірі він перейде до класу надпровідників.

  Щоб визначити показник опору конкретного провідника певної ваги за умов кімнатної температури, існує коефіцієнт критичного опору. Він є величиною, яка показує зміна опору ділянки ланцюга при зміні температури на один Кельвін. Для виконання розрахунку електричного опору мідного провідника у певному часовому проміжку використовують таку формулу:

  ΔR = α*R*ΔT, де α - температурний коефіцієнт електричного опору.

  Висновок

  Мідь – матеріал, який широко застосовують в електроніці. Його використовують не тільки в обмотці та схемах, а й як метал для виготовлення кабельної продукції. Щоб техніка та обладнання працювали ефективно, необхідно правильно розрахувати питомий опір проводки, що прокладається у квартирі. І тому існує певна формула. Знаючи її, можна зробити розрахунок, що дозволяє дізнатися оптимальну величину перерізу кабелю. У цьому випадку можна уникнути втрати потужності обладнання та забезпечити ефективність його використання.

  Термін «питомий опір» позначає параметр, яким володіє мідь або будь-який інший метал, і часто зустрічається в спеціальній літературі. Варто розібратися, що розуміється під цим.

  Один з різновидів мідного кабелю

  Загальні відомості про електричний опір

  Спочатку слід розглянути поняття електричного опору. Як відомо, під дією електричного струму на провідник (а мідь є одним з кращих металів-провідників) частина електронів у ньому залишають своє місце в кристалічній решітці і прямують до позитивного полюса провідника. Однак не всі електрони залишають кристалічні ґрати, частина з них залишаються в ній і продовжують здійснювати обертальний рух навколо ядра атома. Ось ці електрони, а також атоми, розташовані у вузлах кристалічних ґрат, і створюють електричний опір, що перешкоджає просуванню частинок, що звільнилися.

  Цей процес, який ми коротко змалювали, характерний для будь-якого металу, для міді в тому числі. Природно, що різні метали, у кожного з яких особлива форма та розміри кристалічних ґрат, чинять опір просуванню по них електричного струму по-різному. Саме ці відмінності і характеризує питомий опір – показник, індивідуальний кожному за металу.

  

  Застосування міді в електричних та електронних системах

  Для того, щоб зрозуміти причину популярності міді як матеріалу для виготовлення елементів електричних та електронних систем, достатньо подивитися в таблиці значення її питомого опору. У міді цей параметр дорівнює 0,0175 Ом*мм2/метр. Щодо цього мідь поступається тільки сріблу.

  Саме низький питомий опір, що вимірюється при температурі 20 градусів Цельсія, є основною причиною того, що без міді сьогодні не обходиться практично жодний електронний та електротехнічний пристрій. Мідь – це основний матеріал для виробництва проводів та кабелів, друкованих плат, електродвигунів та деталей силових трансформаторів.

  Низький питомий опір, яким характеризується мідь, дозволяє використовувати її для виготовлення електротехнічних пристроїв, що відрізняються високими енергозберігаючими властивостями. Крім того, температура провідників із міді підвищується дуже незначно при проходженні через них електричного струму.

  

  Що впливає величину питомого опору?

  Важливо знати, що є залежність величини питомого опору від хімічної чистоти металу. При вмісті міді навіть незначної кількості алюмінію (0,02%) величина цього параметра може значно зрости (до 10%).

  Впливає цей коефіцієнт і температура провідника. Пояснюється це тим, що при підвищенні температури посилюються коливання атомів металу у вузлах його кристалічних ґрат, що і призводить до того, що коефіцієнт питомого опору зростає.

  Саме тому у всіх довідкових таблицях значення цього параметра наведено з урахуванням температури 20 градусів.

  Як розрахувати загальний опір провідника?

  Знати, чому питомий опір, важливо для того, щоб проводити попередні розрахунки параметрів електротехнічного обладнання при його проектуванні. У таких випадках визначають загальний опір провідників проектованого пристрою, що володіють певними розмірами та формою. Подивившись значення питомого опору провідника по довідковій таблиці, визначивши його розміри та площу поперечного перерізу, можна розрахувати величину його загального опору за формулою:

  У цій формулі використовуються такі позначення:

  • R - загальний опір провідника, який необхідно визначити;
  • p - питомий опір металу, з якого виготовлено провідник (визначають за таблицею);
  • l – довжина провідника;
  • S – площа його поперечного перерізу.