- активен - или омски, отпорен - што произлегува од трошењето на електрична енергија за загревање на проводникот (металот) кога електрична струја поминува низ него, и
- реактивни - капацитивни или индуктивни - што се јавуваат од неизбежните загуби поради создавање на какви било промени во струјата што минува низ проводникот на електричните полиња, тогаш отпорноста на проводникот доаѓа во две варијанти:
Отпорност на популарни проводници (метали и легури). Отпорност на челик
Отпорност на железо, алуминиум и други проводници
Преносот на електрична енергија на долги растојанија бара да се внимава да се минимизираат загубите што произлегуваат од струјата што го надминува отпорот на проводниците што ја сочинуваат електричната линија. Се разбира, тоа не значи дека таквите загуби, кои се јавуваат конкретно во кола и потрошувачки уреди, не играат улога.
Затоа, важно е да се знаат параметрите на сите употребени елементи и материјали. И не само електрични, туку и механички. И имајте на располагање некои погодни референтни материјали, овозможувајќи ви да ги споредите карактеристиките на различни материјали и да изберете за дизајн и работа што точно ќе биде оптимално специфична ситуација.Кај енергетските далноводи каде задачата е да се испорача енергија до потрошувачот на најпродуктивен начин, односно со висока ефикасност, се води сметка и за економичноста на загубите и за механиката на самите водови. Конечниот резултат зависи од механиката - односно, уредот и распоредот на спроводниците, изолаторите, носачите, трансформаторите што се зголемуваат/намалуваат, тежината и цврстината на сите конструкции, вклучувајќи ги и жиците кои се протегаат на долги растојанија, како и материјали избрани за секој структурен елемент. економска ефикасностлинија, нејзината работа и оперативните трошоци. Дополнително, во линиите што пренесуваат електрична енергија, има повисоки барања за обезбедување на безбедноста и на самите линии и на се околу нив каде што поминуваат. И ова ги зголемува трошоците и за обезбедување на електрични жици и за дополнителна маргина на безбедност на сите структури.
За споредба, податоците обично се сведуваат на единствена, споредлива форма. Честопати, на таквите карактеристики се додава епитетот „специфичен“, а самите вредности се разгледуваат врз основа на одредени стандарди обединети со физички параметри. На пример, електричната отпорност е отпор (оми) на проводник направен од некој метал (бакар, алуминиум, челик, волфрам, злато) кој има единечна должина и единечен пресек во системот на мерни единици што се користат (обично SI ). Покрај тоа, температурата е наведена, бидејќи кога се загрева, отпорот на проводниците може да се однесува поинаку. Како основа се земаат нормални просечни услови за работа - на 20 степени Целзиусови. И онаму каде што својствата се важни кога се менуваат параметрите на животната средина (температура, притисок), се воведуваат коефициенти и се составуваат дополнителни табели и графикони на зависност.
Видови на отпорност
Бидејќи отпорот се случува:
- Специфичен електричен отпор на еднонасочна струја (што има отпорна природа) и
- Специфичен електричен отпор на наизменична струја (има реактивна природа).
Овде, отпорноста од тип 2 е сложена вредност, таа се состои од две TC компоненти - активна и реактивна, бидејќи отпорниот отпор секогаш постои кога поминува струја, без оглед на неговата природа, а реактивен отпор се јавува само со каква било промена на струјата во кола. Во DC кола, реактансата се јавува само за време на минливи процеси кои се поврзани со вклучување на струјата (промена на струјата од 0 на номинална) или исклучување (разлика од номинална до 0). И тие обично се земаат предвид само при дизајнирање на заштита од преоптоварување.
Во кола на наизменична струја, феномените поврзани со реактансата се многу поразновидни. Тие зависат не само од вистинскиот премин на струја низ одреден пресек, туку и од обликот на проводникот, а зависноста не е линеарна.
Факт е дека наизменичната струја предизвикува електрично поле и околу проводникот низ кој тече и во самиот проводник. И од ова поле произлегуваат вртложни струи, кои даваат ефект на „туркање“ на вистинското главно движење на полнежите, од длабочините на целиот пресек на проводникот до неговата површина, таканаречениот „ефект на кожа“ (од кожа - кожа). Излегува дека вртложните струи се чини дека го „крадат“ неговиот пресек од проводникот. Струјата тече во одреден слој блиску до површината, преостанатата дебелина на проводникот останува неискористена, не ја намалува неговата отпорност и едноставно нема смисла да се зголеми дебелината на проводниците. Особено на високи фреквенции. Затоа, за наизменична струја, отпорот се мери во такви делови на проводници каде што целиот негов дел може да се смета за блиску до површината. Таквата жица се нарекува тенка, нејзината дебелина е еднаква на двапати поголема од длабочината на овој површински слој, каде што вртложните струи ја поместуваат корисната главна струја што тече во проводникот.
Се разбира, намалувањето на дебелината на тркалезните жици не ја исцрпува ефективната спроводливост на наизменичната струја. Проводникот може да се разреди, но во исто време да се направи рамно во форма на лента, тогаш пресекот ќе биде повисок од оној на тркалезна жица, и соодветно на тоа, отпорот ќе биде помал. Дополнително, едноставното зголемување на површината ќе има ефект на зголемување на ефективниот пресек. Истото може да се постигне со користење на заглавена жица наместо едножилна; згора на тоа, заглавената жица е пофлексибилна од едножилната жица, која често е вредна. Од друга страна, земајќи го предвид ефектот на кожата кај жиците, можно е жиците да се направат композитни со тоа што јадрото ќе се направи од метал кој има добри цврсти карактеристики, на пример, челик, но ниски електрични карактеристики. Во овој случај, над челикот се прави алуминиумска плетенка, која има помала отпорност.
Покрај ефектот на кожата, протокот на наизменична струја во проводниците е под влијание на возбудувањето на вртложни струи во околните проводници. Ваквите струи се нарекуваат индукциски струи, и тие се индуцирани и кај металите кои не играат улога на жици (носечки структурни елементи), така и во жиците на целиот спроводлив комплекс - играат улога на жици од други фази, неутрални , заземјување.
Сите овие појави се случуваат во сите електрични структури, што го прави уште поважно да се има сеопфатна референца за широк спектар на материјали.
Отпорноста на проводниците се мери со многу чувствителни и прецизни инструменти, бидејќи за жици се избираат метали со најмал отпор - по редослед на оми * 10-6 по метар должина и квадратни метри. мм. секции. Да се измери истото отпорностЗа изолација се потребни уреди, напротив, кои имаат опсег на многу високи вредности на отпор - обично мегоми. Јасно е дека проводниците мора добро да се спроведат, а изолаторите мора добро да изолираат.
Табела
Железото како проводник во електротехниката
Железото е најчестиот метал во природата и технологијата (по водородот, кој исто така е метал). Тој е најевтин и има одлични цврсти карактеристики, па затоа се користи насекаде како основа за цврстина. различни дизајни.
Во електротехниката, железото се користи како спроводник во форма на флексибилни челични жици каде што е потребна физичка сила и флексибилност, а потребната отпорност може да се постигне преку соодветниот пресек.
Имајќи табела за отпорност на разни метали и легури, можете да ги пресметате пресеците на жиците направени од различни проводници.
Како пример, да се обидеме да го најдеме електрично еквивалентниот пресек на проводниците направени од различни материјали: бакар, волфрам, никел и железна жица. Ајде да земеме алуминиумска жица со пресек од 2,5 mm како почетна.
Ни треба во должина од 1 m отпорноста на жицата направена од сите овие метали да биде еднаква на отпорноста на оригиналната. Отпорот на алуминиум по должина од 1 m и дел од 2,5 mm ќе биде еднаков на
, каде што R е отпор, ρ е отпорноста на металот од табелата, S е површината на пресекот, L е должината.Заменувајќи ги оригиналните вредности, го добиваме отпорот на парче алуминиумска жица долга метар во оми.
После ова, да ја решиме формулата за С
, ќе ги замениме вредностите од табелата и ќе ги добиеме пресечните површини за различни метали.
Бидејќи отпорноста во табелата се мери на жица долга 1 m, во микрооми на дел од 1 mm2, тогаш го добивме во микрооми. За да го добиете во оми, треба да ја помножите вредноста со 10-6. Но, не мора нужно да го добиеме бројот Ом со 6 нули по децималната точка, бидејќи сè уште го наоѓаме конечниот резултат во mm2.
Како што можете да видите, отпорот на железото е доста висок, жицата е густа.
Но, постојат материјали за кои е уште поголем, на пример, никел или константан.
Слични статии:
domelecrik.ru
Табела на електрична отпорност на метали и легури во електротехниката
Дома > y >
Специфична отпорност на метали.
Специфична отпорност на легури.
Вредностите се дадени на температура од t = 20° C. Отпорите на легурите зависат од нивниот точен состав.tab.wikimassa.org
Електрична отпорност | Светот на заварување
Електрична отпорност на материјалите
Електрична отпорност (отпорност) е способност на супстанцијата да го спречи преминувањето на електрична струја.
Мерна единица (SI) - Ом m; исто така се мери во Ом cm и Ом mm2/m.
| Метали | ||
| Алуминиум | 20 | 0,028·10-6 |
| Берилиум | 20 | 0,036·10-6 |
| Фосфор бронза | 20 | 0,08·10-6 |
| Ванадиум | 20 | 0,196·10-6 |
| Волфрам | 20 | 0,055·10-6 |
| Хафниум | 20 | 0,322·10-6 |
| Дуралумин | 20 | 0,034·10-6 |
| Железо | 20 | 0,097 10-6 |
| Злато | 20 | 0,024·10-6 |
| Иридиум | 20 | 0,063·10-6 |
| Кадмиум | 20 | 0,076·10-6 |
| Калиум | 20 | 0,066·10-6 |
| Калциум | 20 | 0,046·10-6 |
| Кобалт | 20 | 0,097 10-6 |
| Силикон | 27 | 0,58 10-4 |
| Месинг | 20 | 0,075·10-6 |
| Магнезиум | 20 | 0,045·10-6 |
| Манган | 20 | 0,050·10-6 |
| Бакар | 20 | 0,017 10-6 |
| Магнезиум | 20 | 0,054·10-6 |
| Молибден | 20 | 0,057 10-6 |
| Натриум | 20 | 0,047 10-6 |
| Никел | 20 | 0,073 10-6 |
| Ниобиум | 20 | 0,152·10-6 |
| Калај | 20 | 0,113·10-6 |
| Паладиум | 20 | 0,107 10-6 |
| Платина | 20 | 0,110·10-6 |
| Родиум | 20 | 0,047 10-6 |
| Меркур | 20 | 0,958 10-6 |
| Олово | 20 | 0,221·10-6 |
| Сребрена | 20 | 0,016·10-6 |
| Челик | 20 | 0,12·10-6 |
| Тантал | 20 | 0,146·10-6 |
| Титаниум | 20 | 0,54·10-6 |
| Хром | 20 | 0,131·10-6 |
| Цинк | 20 | 0,061·10-6 |
| Циркониум | 20 | 0,45·10-6 |
| Леано железо | 20 | 0,65·10-6 |
| Пластика | ||
| Гетинакс | 20 | 109–1012 |
| Капрон | 20 | 1010–1011 |
| Лавсан | 20 | 1014–1016 |
| Органско стакло | 20 | 1011–1013 |
| Стиропор | 20 | 1011 |
| Поливинил хлорид | 20 | 1010–1012 |
| Полистирен | 20 | 1013–1015 |
| Полиетилен | 20 | 1015 |
| Стаклени влакна | 20 | 1011–1012 |
| Текстолит | 20 | 107–1010 |
| Целулоид | 20 | 109 |
| Ебонит | 20 | 1012–1014 |
| Гуми | ||
| Гума | 20 | 1011–1012 |
| Течности | ||
| Трансформаторско масло | 20 | 1010–1013 |
| Гасови | ||
| Воздух | 0 | 1015–1018 |
| Дрво | ||
| Суво дрво | 20 | 109–1010 |
| Минерали | ||
| Кварц | 230 | 109 |
| Мика | 20 | 1011–1015 |
| Разни материјали | ||
| Стакло | 20 | 109–1013 |
ЛИТЕРАТУРА
- Алфа и Омега. Брза референца/ Талин: Принтест, 1991 – 448 стр.
- Прирачник за елементарна физика / Н.Н. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М., Наука. 1976. 256 стр.
- Прирачник за заварување на обоени метали / С.М. Гуревич. Киев: Наукова Думка. 1990. 512 стр.
weldworld.ru
Отпорност на метали, електролити и супстанции (Табела)
Отпорност на метали и изолатори
Референтната табела ги дава вредностите на отпорноста p на некои метали и изолатори на температура од 18-20 ° C, изразени во ом см. Вредноста на p за метали силно зависи од нечистотиите; табелата ги прикажува вредностите на p за хемиски чисти метали, а за изолатори тие се дадени приближно. Металите и изолаторите се распоредени во табелата по редослед на зголемување на p вредностите.
Табела за отпорност на метал
| Чисти метали | 104 ρ (ом см) | Чисти метали | 104 ρ (ом см) |
| Алуминиум | |||
| Дуралумин | |||
| Платинит 2) | |||
| Аргентинецот | |||
| Манган | |||
| Манганин | |||
| Волфрам | Константан | ||
| Молибден | Дрвена легура 3) | ||
| Легура роза 4) | |||
| Паладиум | Фехрал 6) | ||
Табела на отпорност на изолатори
| Изолатори | Изолатори | ||
| Суво дрво | |||
| Целулоид | |||
| Розин | |||
| Гетинакс | Кварц _|_ оска | ||
| Чаша со сода | Полистирен | ||
| Пирекс стакло | |||
| Кварц || секири | |||
| Споен кварц |
Отпорност на чисти метали при ниски температури
Табелата ги дава вредностите на отпорност (во ом см) на некои чисти метали при ниски температури (0°C).
Однос на отпор Rt/Rq на чисти метали на температури T ° K и 273 ° K.
Референтната табела го дава односот Rt/Rq на отпорите на чистите метали на температури T ° K и 273 ° K.
| Чисти метали | ||
| Алуминиум | ||
| Волфрам | ||
| Молибден | ||
Специфична отпорност на електролити
Во табелата се дадени вредностите на отпорноста на електролитите во ом см на температура од 18 ° C. Концентрацијата на растворите е дадена во проценти, кои го одредуваат бројот на грама безводна сол или киселина во 100 g раствор.
Извор на информации: КРАТОК ФИЗИЧКО И ТЕХНИЧКИ ВОДИЧ / Том 1, - М.: 1960 г.
infotables.ru
Електрична отпорност - челик
Страница 1
Електричната отпорност на челикот се зголемува со зголемување на температурата, при што најголемите промени се забележани кога се загрева до температурата на точката Кири. По точката Кири, електричната отпорност малку се менува и на температури над 1000 C останува практично константна.
Поради високата електрична отпорност на челикот, овие iuKii создаваат многу големо забавување на намалувањето на протокот. Кај контакторите од 100 А, времето на паѓање е 0 07 секунди, а кај контакторите 600 А - 0 23 сек. Поради посебни барањабарања за контактори од серијата KMV, кои се дизајнирани да ги вклучуваат и исклучуваат електромагнетите на погоните на прекинувачите за масло, електромагнетниот механизам на овие контактори овозможува прилагодување на напонот за активирање и ослободување на напон со прилагодување на силата на повратната пружина и посебен прекин - исклучена пролет. Контакторите од типот KMV мора да работат со длабок пад на напон. Затоа, минималниот работен напон за овие контактори може да падне до 65% UH. Ова ниска волтажаработата води до фактот дека при номинален напон струја тече низ ликвидацијата, што доведува до зголемено загревање на серпентина.
Силиконскиот адитив ја зголемува електричната отпорност на челикот речиси пропорционално на содржината на силициум и со тоа помага да се намалат загубите поради вртложни струи што се јавуваат кај челикот кога тој работи во наизменично магнетно поле.
Силиконскиот адитив ја зголемува електричната отпорност на челикот, што помага да се намалат загубите на вртложни струи, но во исто време силиконот се влошува механички својствачелик, го прави кршлив.
Ом - mm2/m - електрична отпорност на челик.
За да се намалат вртложните струи, се користат јадра изработени од челични сорти со зголемена електрична отпорност на челик, кои содржат 0 5 - 4 8% силициум.
За да го направите ова, тенок екран направен од мек магнетен челик беше ставен на масивен ротор направен од оптималната легура SM-19. Електричната отпорност на челикот малку се разликува од отпорноста на легурата, а CG на челикот е приближно по ред поголем. Дебелината на екранот е избрана според длабочината на пенетрација на хармониците на забите од прв ред и е еднаква на 0 8 mm. За споредба, дополнителните загуби, W, се дадени за основен ротор со кафез со верверица и двослоен ротор со масивен цилиндар од легура SM-19 и со бакарни завршни прстени.
Главниот магнетно спроводлив материјал е електричен челик од легура на лим кој содржи од 2 до 5% силициум. Силиконскиот додаток ја зголемува електричната отпорност на челикот, како резултат на што се намалуваат загубите на вртложни струи, челикот станува отпорен на оксидација и стареење, но станува покршлив. ВО последните годиниШироко се користи ладно валани челик ориентиран кон зрно со повисоки магнетни својства во насока на тркалање. За да се намалат загубите од вртложни струи, магнетното јадро е направено во форма на пакет составен од лимови од челик со печат.
Електричниот челик е нискојаглероден челик. За подобрување на магнетните карактеристики, во него се внесува силициум, што предизвикува зголемување на електричната отпорност на челикот. Ова води до намалување на загубите на вртложни струи.
По механичка обработка, магнетното јадро се анелира. Бидејќи вртложните струи во челикот учествуваат во создавањето на забавувањето, треба да се фокусираме на вредноста на електричната отпорност на челикот од редоследот на Pc (Iu-15) 10 - 6 оми см. Во привлечената положба на арматурата, магнетната системот е доста високо заситен, затоа почетната индукција во различни магнетни системи флуктуира во многу мали граници и за челик од одделение E Vn1 6 - 1 7 ch. Наведената индукциска вредност ја одржува јачината на полето во челикот по редослед на Јанг.
За производство на магнетни системи (магнетни јадра) на трансформатори, се користат специјални електрични челици со тенок лим со висока (до 5%) содржина на силициум. Силиконот промовира декарбуризација на челикот, што доведува до зголемување на магнетната пропустливост, ги намалува загубите од хистерезис и ја зголемува неговата електрична отпорност. Зголемувањето на електричната отпорност на челикот овозможува да се намалат загубите во него од вртложни струи. Покрај тоа, силиконот го ослабува стареењето на челикот (со текот на времето се зголемуваат загубите во челикот), ја намалува неговата магнетострикција (промени во обликот и големината на телото при магнетизација) и, следствено, бучавата на трансформаторите. Во исто време, присуството на силициум во челикот ја зголемува неговата кршливост и го отежнува обработка.
Страници: 1 2
www.ngpedia.ru
Отпорност | Вики за Викитроника
Отпорноста е карактеристика на материјалот што ја одредува неговата способност за спроведување електрична енергија. Дефиниран како однос на електричното поле до густината на струјата. ВО општ случаје тензор, но за повеќето материјали кои не покажуваат анизотропни својства, тој е прифатен како скаларна големина.
Ознака - ρ
$ \vec E = \rho \vec j, $
$ \vec E $ - јачина на електричното поле, $ \vec j $ - густина на струјата.
Мерната единица SI е омметарот (ом m, Ω m).
Отпорноста на отпорност на цилиндар или призма (помеѓу краевите) на материјал со должина l и пресек S се одредува на следниов начин:
$ R = \frac(\rho l)(S). $
Во технологијата, дефиницијата за отпорност се користи како отпор на проводник со единечен пресек и единечна должина.
Отпорност на некои материјали што се користат во електротехниката Уреди
| сребро | 1,59·10⁸8 | 4,10·10-³ |
| бакар | 1,67·10⁸8 | 4,33·10-³ |
| злато | 2,35·10⁸8 | 3,98·10-³ |
| алуминиум | 2,65·10⁸8 | 4,29·10-³ |
| волфрам | 5,65·10⁸8 | 4,83·10-³ |
| месинг | 6,5·10-8 | 1,5·10-³ |
| никел | 6,84·10⁸8 | 6,75·10-³ |
| железо (α) | 9,7·10-8 | 6,57·10-³ |
| калај сива боја | 1,01·10-7 | 4,63·10-³ |
| платина | 1,06·10-7 | 6,75·10-³ |
| бел калај | 1,1·10-7 | 4,63·10-³ |
| челик | 1,6·10-7 | 3,3·10-³ |
| олово | 2,06·10-7 | 4,22·10-³ |
| дуралумин | 4,0·10-7 | 2,8·10-³ |
| манганин | 4,3·10-7 | ±2·10-5 |
| константан | 5,0·10-7 | ±3·10-5 |
| жива | 9,84·10-7 | 9,9·10-4 |
| нихром 80/20 | 1,05·10⁶6 | 1,8·10-4 |
| Кантал А1 | 1,45·10⁶ | 3,10⁵ |
| јаглерод (дијамант, графит) | 1,3·10-5 | |
| германиум | 4,6·10-1 | |
| силикон | 6,4·10² | |
| етанол | 3·10³ | |
| вода, дестилирана | 5·10³ | |
| ебонит | 10⁸ | |
| тврда хартија | 10¹⁰ | |
| трансформаторско масло | 10¹¹ | |
| редовно стакло | 5,10¹1 | |
| поливинил | 10¹² | |
| порцелан | 10¹² | |
| дрво | 10¹² | |
| Тефлонски (тефлон) | >10¹³ | |
| гума | 5,10¹³ | |
| кварцно стакло | 10¹4 | |
| восочна хартија | 10¹4 | |
| полистирен | >10¹4 | |
| мика | 5·1014 | |
| парафин | 10¹5 | |
| полиетилен | 3·1015 | |
| акрилна смола | 10¹9 |
mk.electronics.wikia.com
Електрична отпорност | формула, волуметриска, табела
Електричната отпорност е физичката количина, што го покажува степенот до кој материјалот може да се спротивстави на поминување на електрична струја низ него. Некои луѓе може да се збунат оваа карактеристикасо обичен електричен отпор. И покрај сличноста на концептите, разликата меѓу нив е во тоа што специфично се однесува на супстанции, а вториот термин се однесува исклучиво на проводници и зависи од материјалот на нивното производство.
Реципрочната вредност на овој материјал е електричната спроводливост. Колку е поголем овој параметар, толку подобро струјата тече низ супстанцијата. Според тоа, колку е поголем отпорот, толку повеќе се очекуваат загуби на излезот.
Формула за пресметка и мерна вредност
Со оглед на тоа како се мери специфичниот електричен отпор, можно е и да се следи врската со неспецифично, бидејќи единиците на Ohm m се користат за означување на параметарот. Самата количина се означува како ρ. Со оваа вредност, можно е да се одреди отпорноста на супстанцијата во одреден случај, врз основа на нејзината големина. Оваа мерна единица одговара на системот SI, но може да се појават други варијации. Во технологијата можете периодично да ја видите застарената ознака Ohm mm2/m. За да се претворите од овој систем во меѓународниот, нема да треба да користите сложени формули, бидејќи 1 Ohm mm2/m е еднакво на 10-6 Ohm m.
Формулата за електричен отпор е како што следува:
R= (ρ l)/S, каде што:
- R – отпор на проводник;
- Ρ – отпорност на материјалот;
- l – должина на проводникот;
- S – пресек на проводник.
Температурна зависност
Електричната отпорност зависи од температурата. Но, сите групи на супстанции се манифестираат различно кога се менува. Ова мора да се земе предвид при пресметување на жици кои ќе работат под одредени услови. На пример, на улица, каде што температурните вредности зависат од годишното време, потребните материјали се помалку подложни на промени во опсег од -30 до +30 степени Целзиусови. Ако планирате да го користите во опрема што ќе работи под исти услови, тогаш исто така треба да ги оптимизирате жиците за одредени параметри. Материјалот секогаш се избира земајќи ја предвид употребата.
Во номиналната табела, електричната отпорност се зема на температура од 0 Целзиусови степени. Зголемувањето на индикаторите на овој параметар кога се загрева материјалот се должи на фактот што интензитетот на движењето на атомите во супстанцијата почнува да се зголемува. Носачи електрични полнежисе расфрлаат случајно во сите правци, што доведува до создавање на пречки за движење на честичките. Количината на електричен проток се намалува.
Како што се намалува температурата, условите за проток на струја стануваат подобри. По постигнување на одредена температура, која ќе биде различна за секој метал, се појавува суперспроводливост, при што предметната карактеристика речиси достигнува нула.
Разликите во параметрите понекогаш достигнуваат многу големи вредности. Оние материјали кои имаат високи перформанси може да се користат како изолатори. Тие помагаат да се заштитат жиците од кратки споеви и ненамерен човечки контакт. Некои супстанци генерално не се применливи за електротехника доколку имаат висока вредностовој параметар. Други својства може да го попречат ова. На пример, електричната спроводливост на водата нема да има од големо значењеза оваа област. Еве ги вредностите на некои супстанции со високи индикатори.
| Материјали со висока отпорност | ρ (Ом м) |
| Бакелит | 1016 |
| Бензен | 1015...1016 |
| Хартија | 1015 |
| Дестилирана вода | 104 |
| Морска вода | 0.3 |
| Суво дрво | 1012 |
| Земјата е влажна | 102 |
| Кварцно стакло | 1016 |
| Керозин | 1011 |
| Мермер | 108 |
| Парафин | 1015 |
| Парафинско масло | 1014 |
| Плексиглас | 1013 |
| Полистирен | 1016 |
| Поливинил хлорид | 1013 |
| Полиетилен | 1012 |
| Силиконско масло | 1013 |
| Мика | 1014 |
| Стакло | 1011 |
| Трансформаторско масло | 1010 |
| Порцелан | 1014 |
| Шкрилец | 1014 |
| Ебонит | 1016 |
| Килибарна | 1018 |
Супстанциите со ниски перформанси се користат поактивно во електротехниката. Тоа се често метали кои служат како проводници. Има и многу разлики меѓу нив. За да ја дознаете електричната отпорност на бакар или други материјали, вреди да се погледне во референтната табела.
| Материјали со ниска отпорност | ρ (Ом м) |
| Алуминиум | 2,7·10-8 |
| Волфрам | 5,5·10-8 |
| Графит | 8,0·10-6 |
| Железо | 1,0·10-7 |
| Злато | 2,2·10-8 |
| Иридиум | 4,74·10-8 |
| Константан | 5,0·10-7 |
| Лиен челик | 1,3·10-7 |
| Магнезиум | 4,4·10-8 |
| Манганин | 4,3·10-7 |
| Бакар | 1,72·10-8 |
| Молибден | 5,4·10-8 |
| Никел сребро | 3,3·10-7 |
| Никел | 8,7 10-8 |
| Нихром | 1,12·10-6 |
| Калај | 1,2·10-7 |
| Платина | 1,07 10-7 |
| Меркур | 9,6·10-7 |
| Олово | 2,08·10-7 |
| Сребрена | 1,6·10-8 |
| Сиво леано железо | 1,0·10-6 |
| Јаглеродни четки | 4,0·10-5 |
| Цинк | 5,9·10-8 |
| Никелин | 0,4·10-6 |
Специфична волуметриска електрична отпорност
Овој параметар ја карактеризира способноста да помине струја низ волуменот на супстанцијата. За мерење, потребно е да се примени напонски потенцијал од различни страни на материјалот од кој производот ќе биде вклучен во електричното коло. Се напојува со струја со номинални параметри. По полагањето се мерат излезните податоци.
Употреба во електротехниката
Промена на параметарот кога различни температуришироко користен во електротехниката. Повеќето едноставен примере блескаво светилка која користи нихромна нишка. Кога се загрева, почнува да свети. Кога струјата поминува низ него, таа почнува да се загрева. Како што се зголемува греењето, се зголемува и отпорот. Соодветно на тоа, почетната струја што беше потребна за да се добие осветлување е ограничена. Нихромна спирала, користејќи го истиот принцип, може да стане регулатор на различни уреди.
Широката употреба исто така влијаеше благородни металикој има соодветни карактеристикиза електротехника. За критичните кола кои бараат голема брзина, се избираат сребрени контакти. Тие се скапи, но со оглед на релативно малата количина на материјали, нивната употреба е сосема оправдана. Бакарот е инфериорен во однос на спроводливоста на среброто, но има поприфатлива цена, поради што почесто се користи за создавање жици.
Во услови кога може да се искористи максимално ниски температури, се користат суперпроводници. За собна температураи не се секогаш соодветни за надворешна употреба, бидејќи како што се зголемува температурата, нивната спроводливост ќе почне да опаѓа, така што за такви услови алуминиумот, бакарот и среброто остануваат лидери.
Во пракса се земаат предвид многу параметри и ова е еден од најважните. Сите пресметки се вршат во фазата на дизајнирање, за што се користат референтни материјали.
Затоа, важно е да се знаат параметрите на сите употребени елементи и материјали. И не само електрични, туку и механички. И имајте на располагање неколку пригодни референтни материјали кои ви дозволуваат да ги споредите карактеристиките на различни материјали и да изберете за дизајн и работа токму она што ќе биде оптимално во одредена ситуација.
Во енергетските далноводи, каде што целта е да се испорача енергија до потрошувачот на најпродуктивен начин, односно со висока ефикасност, се земаат предвид и економичноста на загубите и механиката на самите водови. Конечната економска ефикасност на водот зависи од механиката - односно, уредот и распоредот на спроводниците, изолаторите, носачите, трансформаторите што се зголемуваат/намалуваат, тежината и цврстината на сите конструкции, вклучувајќи ги и жиците што се протегаат на долги растојанија, како и материјалите избрани за секој конструктивен елемент, неговата работа и оперативните трошоци. Дополнително, во линиите што пренесуваат електрична енергија, има повисоки барања за обезбедување на безбедноста и на самите линии и на се околу нив каде што поминуваат. И ова ги зголемува трошоците и за обезбедување на електрични жици и за дополнителна маргина на безбедност на сите структури.
За споредба, податоците обично се сведуваат на единствена, споредлива форма. Честопати, на таквите карактеристики се додава епитетот „специфичен“, а самите вредности се разгледуваат врз основа на одредени стандарди обединети со физички параметри. На пример, електричната отпорност е отпор (оми) на проводник направен од некој метал (бакар, алуминиум, челик, волфрам, злато) кој има единечна должина и единечен пресек во системот на мерни единици што се користат (обично SI ). Покрај тоа, температурата е наведена, бидејќи кога се загрева, отпорот на проводниците може да се однесува поинаку. Како основа се земаат нормални просечни услови за работа - на 20 степени Целзиусови. И онаму каде што својствата се важни кога се менуваат параметрите на животната средина (температура, притисок), се воведуваат коефициенти и се составуваат дополнителни табели и графикони на зависност.
Видови на отпорност
Бидејќи отпорот се случува:
- активен - или омски, отпорен - што произлегува од трошењето на електрична енергија за загревање на проводникот (металот) кога електрична струја поминува низ него, и
- реактивни - капацитивни или индуктивни - што се јавуваат од неизбежните загуби поради создавање на какви било промени во струјата што минува низ проводникот на електричните полиња, тогаш отпорноста на проводникот доаѓа во две варијанти:
- Специфичен електричен отпор на еднонасочна струја (што има отпорна природа) и
- Специфичен електричен отпор на наизменична струја (има реактивна природа).
Овде, отпорноста од тип 2 е сложена вредност, таа се состои од две TC компоненти - активна и реактивна, бидејќи отпорниот отпор секогаш постои кога поминува струја, без оглед на неговата природа, а реактивен отпор се јавува само со каква било промена на струјата во кола. Во DC кола, реактансата се јавува само за време на минливи процеси кои се поврзани со вклучување на струјата (промена на струјата од 0 на номинална) или исклучување (разлика од номинална до 0). И тие обично се земаат предвид само при дизајнирање на заштита од преоптоварување.
Во кола на наизменична струја, феномените поврзани со реактансата се многу поразновидни. Тие зависат не само од вистинскиот премин на струја низ одреден пресек, туку и од обликот на проводникот, а зависноста не е линеарна.
Факт е дека наизменичната струја предизвикува електрично поле и околу проводникот низ кој тече и во самиот проводник. И од ова поле произлегуваат вртложни струи, кои даваат ефект на „туркање“ на вистинското главно движење на полнежите, од длабочините на целиот пресек на проводникот до неговата површина, таканаречениот „ефект на кожа“ (од кожа - кожа). Излегува дека вртложните струи се чини дека го „крадат“ неговиот пресек од проводникот. Струјата тече во одреден слој блиску до површината, преостанатата дебелина на проводникот останува неискористена, не ја намалува неговата отпорност и едноставно нема смисла да се зголеми дебелината на проводниците. Особено на високи фреквенции. Затоа, за наизменична струја, отпорот се мери во такви делови на проводници каде што целиот негов дел може да се смета за блиску до површината. Таквата жица се нарекува тенка, нејзината дебелина е еднаква на двапати поголема од длабочината на овој површински слој, каде што вртложните струи ја поместуваат корисната главна струја што тече во проводникот.
Се разбира, намалувањето на дебелината на тркалезните жици не ја исцрпува ефективната спроводливост на наизменичната струја. Проводникот може да се разреди, но во исто време да се направи рамно во форма на лента, тогаш пресекот ќе биде повисок од оној на тркалезна жица, и соодветно на тоа, отпорот ќе биде помал. Дополнително, едноставното зголемување на површината ќе има ефект на зголемување на ефективниот пресек. Истото може да се постигне со користење на заглавена жица наместо едножилна; згора на тоа, заглавената жица е пофлексибилна од едножилната жица, која често е вредна. Од друга страна, земајќи го предвид ефектот на кожата кај жиците, можно е жиците да се направат композитни со тоа што јадрото ќе се направи од метал кој има добри цврсти карактеристики, на пример, челик, но ниски електрични карактеристики. Во овој случај, над челикот се прави алуминиумска плетенка, која има помала отпорност.
Покрај ефектот на кожата, протокот на наизменична струја во проводниците е под влијание на возбудувањето на вртложни струи во околните проводници. Ваквите струи се нарекуваат индукциски струи, и тие се индуцирани и кај металите кои не играат улога на жици (носечки структурни елементи), така и во жиците на целиот спроводлив комплекс - играат улога на жици од други фази, неутрални , заземјување.
Сите овие појави се случуваат во сите електрични структури, што го прави уште поважно да се има сеопфатна референца за широк спектар на материјали.
Отпорноста на проводниците се мери со многу чувствителни и прецизни инструменти, бидејќи за жици се избираат метали со најмал отпор - по редослед на оми * 10 -6 по метар должина и квадратни метри. мм. секции. За да се измери отпорноста на изолацијата, потребни ви се инструменти, напротив, кои имаат опсег на многу големи вредности на отпор - обично мегоми. Јасно е дека проводниците мора добро да се спроведат, а изолаторите мора добро да изолираат.
Табела
| Табела на отпорност на проводници (метали и легури) |
||||
| Проводен материјал | Состав (за легури) | Отпорност ρ mΩ × mm 2/m |
||
| бакар, цинк, калај, никел, олово, манган, железо итн. | ||||
| Алуминиум | ||||
| Волфрам | ||||
| Молибден | ||||
| бакар, калај, алуминиум, силициум, берилиум, олово итн. (освен цинк) | ||||
| железо, јаглерод | ||||
| бакар, никел, цинк | ||||
| Манганин | бакар, никел, манган | |||
| Константан | бакар, никел, алуминиум | |||
| никел, хром, железо, манган | ||||
| железо, хром, алуминиум, силициум, манган | ||||
Железото како проводник во електротехниката
Железото е најчестиот метал во природата и технологијата (по водородот, кој исто така е метал). Тој е најевтин и има одлични карактеристики на јачина, затоа се користи насекаде како основа за јачината на различни структури.
Во електротехниката, железото се користи како спроводник во форма на флексибилни челични жици каде што е потребна физичка сила и флексибилност, а потребната отпорност може да се постигне преку соодветниот пресек.
Имајќи табела за отпорност на разни метали и легури, можете да ги пресметате пресеците на жиците направени од различни проводници.
Како пример, да се обидеме да го најдеме електрично еквивалентниот пресек на проводниците направени од различни материјали: бакар, волфрам, никел и железна жица. Ајде да земеме алуминиумска жица со пресек од 2,5 mm како почетна.
Ни треба во должина од 1 m отпорноста на жицата направена од сите овие метали да биде еднаква на отпорноста на оригиналната. Отпорот на алуминиум по должина од 1 m и дел од 2,5 mm ќе биде еднаков на
Каде Р- отпор, ρ – отпорност на металот од масата, С- површина на пресек, Л- должина.
Заменувајќи ги оригиналните вредности, го добиваме отпорот на парче алуминиумска жица долга метар во оми.
После ова, да ја решиме формулата за С
Ќе ги замениме вредностите од табелата и ќе ги добиеме пресечните површини за различни метали.
Бидејќи отпорноста во табелата се мери на жица долга 1 m, во микрооми на дел од 1 mm 2, тогаш го добивме во микрооми. За да го добиете во оми, треба да ја помножите вредноста со 10 -6. Но, не мора нужно да го добиеме бројот Ом со 6 нули по децималната точка, бидејќи сè уште го наоѓаме конечниот резултат во mm2.
Како што можете да видите, отпорот на железото е доста висок, жицата е густа.
Но, постојат материјали за кои е уште поголем, на пример, никел или константан.
Кога се затворени електрично коло, на приклучоците на кои има потенцијална разлика, настанува електрична струја. Слободните електрони, под влијание на силите на електричното поле, се движат по спроводникот. Во нивното движење електроните се судираат со атомите на спроводникот и им даваат залиха од нив кинетичка енергија. Брзината на движење на електроните постојано се менува: кога електроните се судираат со атомите, молекулите и другите електрони, таа се намалува, а потоа под влијание на електричното поле се зголемува и повторно се намалува при нов судир. Како резултат на тоа, во проводникот се воспоставува рамномерен проток на електрони со брзина од неколку фракции од сантиметар во секунда. Следствено, електроните кои минуваат низ проводникот секогаш наидуваат на отпор на нивното движење од неговата страна. Кога електричната струја поминува низ проводник, вториот се загрева.
Електричен отпор
Електричниот отпор на проводникот, кој е назначен Латинска буква р, е својство на тело или медиум да се трансформира електрична енергијаво топлина кога низ него поминува електрична струја.
На дијаграмите, електричниот отпор е означен како што е прикажано на слика 1, А.
Се нарекува променлив електричен отпор, кој служи за промена на струјата во колото реостат. На дијаграмите, реостатите се означени како што е прикажано на Слика 1, б. ВО општ погледРеостат е направен од жица со еден или друг отпор, намотана на изолациона основа. Лизгачот или рачката на реостатот се поставува во одредена положба, како резултат на што потребниот отпор се внесува во колото.
Долг проводник со мал пресек создава голем отпор на струја. Кратките проводници со голем пресек нудат мал отпор на струја.
Ако земете два проводници од различни материјали, но со иста должина и пресек, тогаш проводниците ќе ја спроведуваат струјата поинаку. Ова покажува дека отпорноста на проводникот зависи од материјалот на самиот проводник.
Температурата на проводникот исто така влијае на неговата отпорност. Како што се зголемува температурата, отпорот на металите се зголемува, а отпорноста на течностите и јагленот се намалува. Само некои специјални метални легури (манганин, константан, никел и други) тешко ја менуваат нивната отпорност со зголемување на температурата.
Значи, гледаме дека електричниот отпор на проводникот зависи од: 1) должината на спроводникот, 2) напречниот пресек на спроводникот, 3) материјалот на спроводникот, 4) температурата на спроводникот.
Единицата на отпор е еден ом. Ом често се претставува со грчката голема буква Ω (омега). Затоа, наместо да напишете „Отпорот на проводникот е 15 оми“, можете едноставно да напишете: р= 15 Ω.
1.000 оми се нарекуваат 1 килоам(1kOhm или 1kΩ),
1.000.000 оми се нарекува 1 мегаом(1mOhm или 1MΩ).
Кога се споредува отпорот на спроводниците од разни материјалиПотребно е да се земе одредена должина и пресек за секој примерок. Тогаш ќе можеме да процениме кој материјал подобро или полошо спроведува електрична струја.
Видео 1. Отпорност на проводникот
Електрична отпорност
Се нарекува отпор во оми на проводник долг 1 m, со пресек од 1 mm² отпорности е назначен Грчко писмо ρ (ро).
Табела 1 ги прикажува отпорностите на некои спроводници.
Табела 1
Отпорност на различни проводници
Табелата покажува дека железна жица со должина од 1 m и пресек од 1 mm² има отпор од 0,13 Ohm. За да добиете отпор од 1 Ohm, треба да земете 7,7 m од таквата жица. Среброто има најниска отпорност. Отпорност од 1 ом може да се добие со земање 62,5 m сребрена жица со пресек од 1 mm². Среброто е најдобриот проводник, но цената на среброто ја исклучува можноста за тоа масовна апликација. По среброто во табелата доаѓа бакар: 1 m бакарна жица со пресек од 1 mm² има отпор од 0,0175 Ohm. За да добиете отпор од 1 ом, треба да земете 57 m таква жица.
Хемиски чист бакар, добиен со рафинирање, најде широка употреба во електротехниката за производство на жици, кабли, намотки на електрични машини и уреди. Алуминиумот и железото исто така широко се користат како проводници.
Отпорот на проводникот може да се одреди со формулата:
Каде р– отпорност на проводникот во оми; ρ – специфичен отпор на проводникот; л– должина на спроводникот во m; С– пресек на спроводникот во mm².
Пример 1.Определете ја отпорноста на 200 m железна жица со пресек од 5 mm².
Пример 2.Пресметајте го отпорот на 2 km алуминиумска жица со пресек од 2,5 mm².
Од формулата за отпор лесно можете да ја одредите должината, отпорноста и пресекот на проводникот.
Пример 3.За радио приемник, потребно е да се навива отпор од 30 Ohm од никелова жица со пресек од 0,21 mm². Одредете ја потребната должина на жицата.
Пример 4.Определете го пресекот од 20 m нихромна жица ако нејзиниот отпор е 25 Ом.
Пример 5.Жицата со пресек од 0,5 mm² и должина од 40 m има отпор од 16 оми. Одреди го материјалот на жицата.
Материјалот на проводникот ја карактеризира неговата отпорност.
Врз основа на табелата за отпорност, откриваме дека оловото го има овој отпор.
Погоре беше наведено дека отпорноста на проводниците зависи од температурата. Ајде да го направиме следниот експеримент. Ајде да навиваме неколку метри тенка метална жица во форма на спирала и да ја поврземе оваа спирала со колото на батеријата. За да ја измериме струјата, поврзуваме амперметар со колото. Кога серпентина се загрева во пламенот на горилникот, ќе забележите дека отчитувањата на амперметарот ќе се намалат. Ова покажува дека отпорноста на металната жица се зголемува со загревање.
За некои метали, кога се загреваат за 100°, отпорот се зголемува за 40-50%. Постојат легури кои малку ја менуваат нивната отпорност со загревање. Некои специјални легури практично не покажуваат промена во отпорот при промена на температурата. Отпорот на металните спроводници се зголемува со зголемување на температурата, додека отпорноста на електролитите (течни спроводници), јагленот и некои цврсти материи, напротив, се намалува.
Способноста на металите да ја менуваат својата отпорност со промена на температурата се користи за конструирање на отпорни термометри. Овој термометар е платина жица намотана на рамка од мика. Со поставување на термометар, на пример, во печка и мерење на отпорноста на платинската жица пред и по загревањето, може да се одреди температурата во печката.
Промената на отпорноста на проводникот кога се загрева на 1 ом од почетната отпорност и на 1° температура се вика температурен коефициент на отпори се означува со буквата α.
Ако на температура тОтпорот на проводникот е 0 р 0 и на температура теднакви р т, потоа температурниот коефициент на отпор
Забелешка.Пресметката со оваа формула може да се направи само во одреден температурен опсег (до приближно 200°C).
Ги прикажуваме вредностите на температурниот коефициент на отпор α за некои метали (Табела 2).
табела 2
Вредности на температурни коефициенти за некои метали
Од формулата за температурен коефициент на отпор одредуваме р т:
р т = р 0 .
Пример 6.Определете го отпорот на железна жица загреана на 200°C ако нејзиниот отпор на 0°C е 100 Ohms.
р т = р 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 оми.
Пример 7.Отпорен термометар направен од платина жица имал отпор од 20 оми во просторија на 15°C. Термометарот беше ставен во рерната и по извесно време беше измерен неговиот отпор. Се покажа дека е еднакво на 29,6 Ом. Одредете ја температурата во рерната.
Електрична спроводливост
Отпорот на проводникот досега го сметавме како пречка што проводникот ја дава на електричната струја. Но, сепак, струјата тече низ проводникот. Затоа, спроводникот освен отпор (пречка) има и способност да спроведува електрична струја, односно спроводливост.
Колку поголем отпор има проводникот, толку е помала спроводливоста, толку полошо ја спроведува електричната струја и, обратно, колку е помал отпорот на проводникот, толку е поголема спроводливоста, толку полесно е струјата да помине низ проводникот. Според тоа, отпорот и спроводливоста на проводникот се реципрочни величини.
Од математиката е познато дека инверзната 5 е 1/5 и обратно, инверзната 1/7 е 7. Затоа, ако отпорот на проводникот се означува со буквата р, тогаш спроводливоста е дефинирана како 1/ р. Спроводливоста обично се симболизира со буквата g.
Електричната спроводливост се мери во (1/Ом) или во сименс.
Пример 8.Отпорот на проводникот е 20 оми. Одреди ја неговата спроводливост.
Ако р= 20 Ом, тогаш
Пример 9.Спроводливоста на проводникот е 0,1 (1/Ом). Одреди го неговиот отпор
Ако g = 0,1 (1/Ом), тогаш р= 1 / 0,1 = 10 (Ом)
Електричниот отпор е главната карактеристика на проводничките материјали. Во зависност од областа на примена на проводникот, вредноста на неговиот отпор може да биде и позитивна и негативна улогаво функционирањето на електричниот систем. Исто така, особеностите на користење на проводник може да бараат да се земат предвид дополнителни карактеристики, чие влијание во одреден случај не може да се занемари.
Проводниците се чисти метали и нивните легури. Во метал, атомите фиксирани во една „силна“ структура имаат слободни електрони (т.н. „електронски гас“). Токму овие честички во овој случај се носители на полнеж. Електроните се во постојано, случајно движење од еден атом до друг. Кога ќе се појави електрично поле (поврзување на извор на напон со краевите на металот), движењето на електроните во проводникот станува наредено. Движечките електрони наидуваат на пречки на нивниот пат предизвикани од особеностите на молекуларната структура на спроводникот. Кога ќе се судрат со структура, носителите на полнеж ја губат својата енергија, давајќи му ја на проводникот (го загрева). Колку повеќе препреки создава спроводната структура за полнење на носачите, толку е поголем отпорот.
Како што се зголемува пресекот на спроводната структура за еден број електрони, „каналот за пренос“ ќе стане поширок, а отпорот ќе се намали. Според тоа, како што се зголемува должината на жицата, ќе има повеќе такви пречки и отпорот ќе се зголемува.
Така, основната формула за пресметување на отпорот ја вклучува должината на жицата, површината на напречниот пресек и одреден коефициент што ги поврзува овие димензионални карактеристики со електричните количини на напон и струја (1). Овој коефициент се нарекува отпорност.
R= r*L/S (1)
Отпорност
Отпорноста е непроменетаи е својство на супстанцијата од која е направен спроводникот. Мерни единици r - ohm*m. Често вредноста на отпорноста е дадена во ом*мм квадратни/м. Ова се должи на фактот дека површината на напречниот пресек на најчесто користените кабли е релативно мала и се мери во mm2. Да дадеме едноставен пример.
Задача бр. 1. Должина на бакарна жица L = 20 m, пресек S = 1,5 mm. кв. Пресметајте го отпорот на жицата.
Решение: отпорност на бакарна жица r = 0,018 оми*мм. квадратни/м. Заменувајќи ги вредностите во формулата (1) добиваме R=0,24 оми.
При пресметување на отпорноста на електроенергетскиот систем, отпорот на една жица мора да се помножи со бројот на жици.
Ако наместо бакар користите алуминиум со поголема отпорност (r = 0,028 оми * мм квадратни / m), тогаш отпорот на жиците соодветно ќе се зголеми. За примерот погоре, отпорот ќе биде R = 0,373 оми (55% повеќе). Бакар и алуминиум се главните материјали за жици. Постојат метали со помала отпорност од бакарот, како што е среброто. Сепак, неговата употреба е ограничена поради неговата очигледна висока цена. Табелата подолу го прикажува отпорот и другите основни карактеристики на материјалите на спроводниците.
Табела - главни карактеристики на проводниците
Загуби на топлина на жици
Ако, користејќи го кабелот од горниот пример, оптоварување од 2,2 kW е поврзано на еднофазна мрежа од 220 V, тогаш низ жицата ќе тече струја I = P / U или I = 2200/220 = 10 A. Формула за пресметување на загубите на моќност во проводникот:
Ppr=(I^2)*R (2)
Пример бр. 2. Пресметајте ги активните загуби при пренос на моќност од 2,2 kW во мрежа со напон од 220 V за споменатата жица.
Решение: заменувајќи ги вредностите на струјата и отпорот на жицата во формулата (2), добиваме Ppr=(10^2)*(2*0,24)=48 W.
Така, кога се пренесува енергија од мрежата до товарот, загубите во жиците ќе бидат нешто повеќе од 2%. Оваа енергија се претвора во топлина што ја создава проводникот внатре животната средина. Според состојбата на греењето на проводникот (според сегашната вредност), се избира неговиот пресек, воден од посебни табели.
На пример, за горенаведениот проводник, максималната струја е 19 A или 4,1 kW во мрежа од 220 V.
За да се намалат активните загуби во далноводите, се користи зголемен напон. Во исто време, струјата во жиците се намалува, загубите паѓаат.
Ефект на температурата
Зголемувањето на температурата доведува до зголемување на вибрациите на металната кристална решетка. Според тоа, електроните се среќаваат големо количествопречки, што доведува до зголемен отпор. Големината на „чувствителноста“ на металната отпорност на зголемување на температурата се нарекува температурен коефициент α. Формулата за пресметување на температурата е како што следува
R=Rн*, (3)
каде што Rн – отпор на жица во нормални услови (на температура t°н); t° е температурата на проводникот.
Обично t°n = 20° C. Вредноста на α е означена и за температура t°n.
Задача 4. Пресметајте го отпорот на бакарна жица на температура t° = 90° C. α бакар = 0,0043, Rn = 0,24 Ohm (задача 1).
Решение: заменувајќи ги вредностите во формулата (3) добиваме R = 0,312 Ohm. Отпорот на загреаната жица што се анализира е 30% поголема од нејзината отпорност на собна температура.
Ефект на фреквенцијата
Како што се зголемува фреквенцијата на струјата во проводникот, се јавува процес на поместување на полнењата поблиску до неговата површина. Како резултат на зголемување на концентрацијата на полнежи во површинскиот слој, се зголемува и отпорноста на жицата. Овој процес се нарекува „ефект на кожата“ или површински ефект. Коефициент на кожа– ефектот зависи и од големината и обликот на жицата. За горенаведениот пример, при AC фреквенција од 20 kHz, отпорот на жицата ќе се зголеми за приближно 10%. Забележете дека компонентите со висока фреквенција може да го имаат тековниот сигнал на многу современи индустриски и потрошувачите во домаќинството (штедливи светилки, прекинувачки напојувања, конвертори на фреквенција и така натаму).
Влијание на соседните проводници
Постои магнетно поле околу кој било проводник низ кој тече струја. Интеракцијата на полињата на соседните проводници, исто така, предизвикува загуба на енергија и се нарекува „ефект на близина“. Исто така, забележете дека секој метален проводник има индуктивност создадена од спроводното јадро и капацитет создаден од изолацијата. Овие параметри се карактеризираат и со ефектот на близина.
Технологии
Високонапонски жици со нулта отпорност
Овој тип на жица е широко користен во системите за палење на автомобили. Отпорот на високонапонските жици е прилично низок и изнесува неколку фракции од ом по метар должина. Да ве потсетиме дека отпорот од оваа големина не може да се мери со омметар. општа употреба. Често, мерните мостови се користат за задача за мерење на ниски отпори.
Структурно, таквите жици имаат голем број набакарни проводници со изолација базирана на силикон, пластика или други диелектрици. Особеноста на употребата на такви жици не е само работа на висок напон, туку и пренос на енергија во краток временски период (пулсен режим).
Биметален кабел
Главната област на примена на споменатите кабли е преносот на високофреквентни сигнали. Јадрото на жицата е направено од еден вид метал, чија површина е обложена со друг вид метал. Бидејќи при високи фреквенции само површинскиот слој на проводникот е спроводлив, можно е да се замени внатрешноста на жицата. Ова заштедува скап материјал и ги подобрува механичките карактеристики на жицата. Примери за такви жици: посребрен бакар, бакар обложен челик.
Заклучок
Отпорот на жицата е вредност која зависи од група фактори: тип на проводник, температура, фреквенција на струја, геометриски параметри. Значењето на влијанието на овие параметри зависи од работните услови на жицата. Критериумите за оптимизација, во зависност од задачите за жици, може да бидат: намалување на активните загуби, подобрување механички карактеристики, пад на цената.
Отпорот на бакар се менува со температурата, но прво треба да одлучите дали се однесувате на електричната отпорност на проводниците (омски отпор), што е важно за еднонасочна струја преку етернет, или ние зборуваме заза сигналите во мрежите за пренос на податоци, а потоа зборуваме за загуби при вметнување при ширење на електромагнетен бран во медиум со изопачен пар и зависноста на слабеењето од температурата (и фреквенцијата, што не е помалку важно).
Отпорност на бакар
ВО меѓународен систем SI ја мери отпорноста на проводниците во Ohm∙m. Во полето за ИТ, почесто се користи несистемската димензија Ohm∙mm 2 /m, што е попогодно за пресметки, бидејќи пресеците на проводниците обично се означени во mm 2. Вредноста 1 Ohm∙mm 2 /m е милион пати помала од 1 Ohm∙m и ја карактеризира отпорноста на супстанција, хомоген проводник од кој долг 1 m и со површина на пресек од 1 mm 2 дава отпор од 1 Ом.
Отпорноста на чистиот електричен бакар на 20°C е 0,0172 Ohm∙mm 2 /m. ВО различни извориможете да најдете вредности до 0,018 Ohm∙mm 2 /m, што може да се однесува и на електричниот бакар. Вредностите варираат во зависност од обработката на која е подложен материјалот. На пример, жарењето по цртањето („цртањето“) на жицата ја намалува отпорноста на бакарот за неколку проценти, иако тоа се врши првенствено за промена на механичките, а не на електричните својства.
Отпорноста на бакар има директни импликации за апликациите за напојување преку етернет. Само дел од оригиналната еднонасочна струја вбризгувана во проводникот ќе стигне до крајниот крај на проводникот - некои загуби на патот се неизбежни. На пример, PoE Тип 1бара од 15,4 W обезбедени од изворот, најмалку 12,95 W да стигнат до уредот со напојување на крајниот крај.
Отпорноста на бакарот варира со температурата, но за ИТ температурите промените се мали. Промената на отпорноста се пресметува со помош на формулите:
ΔR = α R ΔT
R 2 = R 1 (1 + α (T 2 - T 1))
каде ΔR е промената на отпорноста, R е отпорност на температура земена како основно ниво (обично 20°C), ΔT е температурен градиент, α е температурен коефициент на отпорност за даден материјал (димензија °C -1 ). Во опсег од 0 ° C до 100 ° C, температурен коефициент од 0,004 ° C -1 е прифатен за бакар. Да ја пресметаме отпорноста на бакар на 60°C.
R 60°C = R 20°C (1 + α (60°C - 20°C)) = 0,0172 (1 + 0,004 40) ≈ 0,02 Ohm∙mm 2 /m
Отпорноста се зголеми за 16% со зголемување на температурата за 40°C. Кога работите со кабелски системи, се разбира, изопачениот пар не треба да биде внатре високи температури, ова не треба да се дозволи. Кога е правилно дизајниран и инсталиран системтемпературата на каблите малку се разликува од вообичаените 20°C, а потоа промената на отпорноста ќе биде мала. Според телекомуникациските стандарди, отпорот на бакарен проводник од 100 m во кабел со изопачени парови од категорија 5e или 6 не треба да надминува 9,38 оми на 20°C. Во пракса, производителите се вклопуваат во оваа вредност со маргина, така што дури и на температури од 25°C ÷ 30°C, отпорот на бакарниот проводник не ја надминува оваа вредност.
Слабеење на сигналот на искривен пар / Загуба на вметнување
Кога електромагнетниот бран се пропагира низ бакарен кабел со изопачен пар, дел од неговата енергија се троши по патеката од блискиот крај до крајниот крај. Колку е поголема температурата на кабелот, толку повеќе сигналот слабее. При високи фреквенции слабеењето е поголемо отколку кај ниските фреквенции и за повеќе високи категории дозволени границипостроги кога се тестира загубата на вметнување. Во исто време, сè гранични вредностипоставена на температура од 20°C. Ако на 20°C оригиналниот сигнал пристигнал на крајниот крај на сегмент долг 100 m со ниво на моќност P, тогаш на покачени температуриах, таквата јачина на сигналот ќе се забележи на пократки растојанија. Ако е неопходно да се обезбеди иста моќност на сигналот на излезот од сегментот, тогаш или ќе треба да инсталирате пократок кабел (што не е секогаш можно) или да изберете марки на кабли со помало слабеење.
- За заштитени кабли на температури над 20°C, промената на температурата од 1 степен доведува до промена на слабеењето од 0,2%
- За сите видови кабли и какви било фреквенции на температури до 40°C, промената на температурата од 1 степен доведува до промена на слабеењето од 0,4%
- За сите видови кабли и сите фреквенции на температури од 40°C до 60°C, промената на температурата од 1 степен доведува до промена на слабеењето од 0,6%.
- Каблите од 3-та категорија може да доживеат промена на слабеењето од 1,5% по Целзиусов степен
Веќе на почетокот на 2000 г. Стандардот TIA/EIA-568-B.2 препорача намалување на максималната дозволена должина на постојана врска/канал од категорија 6 ако кабелот е инсталиран во средини со покачена температура, а колку е повисока температурата, сегментот треба да биде пократок.
Имајќи предвид дека плафонот за фреквенција во категоријата 6А е двојно поголем отколку во категоријата 6, температурните ограничувања за таквите системи ќе бидат уште построги.
Денес, при спроведување на апликации PoEЗборуваме за максимални брзини од 1 гигабит. Меѓутоа, кога се користат 10-гигабитни апликации, Power over Ethernet не е опција, барем не сè уште. Значи, во зависност од вашите потреби, кога температурата се менува, треба да размислите или за промената на отпорноста на бакар или за промената на слабеењето. Во двата случаи, најлогично е да се осигурате дека каблите се чуваат на температури блиску до 20°C.
Се вчитува...
