Страница 1

Специфичното съпротивление на проводника зависи от температура, налягане, материал и др., в резултат на което съпротивлението на проводника също зависи от тези фактори. Най-голямо практическо значение има зависимостта на съпротивлението, а оттам и на съпротивлението на проводника, от температурата. AT общ случайтази връзка е доста сложна.

Специфичното съпротивление на проводниците не е постоянна стойност, а зависи от температурата. За всички метали съпротивлението нараства с повишаване на температурата. При малки температурни колебания зависимостта на съпротивлението от температурата следва линеен закон. За всеки метал има определен температурен коефициент на съпротивление a, който определя промяната в съпротивлението на проводника, отнасящо се до един ом с повишаване на температурата с GS.

Специфичното съпротивление на проводниците варира от 10 - 6 до 10 - 2 ohm-cm, а техническите диелектрици от 109 до 1020 ohm-cm. Тези ограничения са произволни до известна степен, но приблизително отразяват представите, установени в технологията.

Специфичното съпротивление на проводник е съпротивлението на проводник с дължина I m и площ на напречното сечение 1 mm2 при температура 20 С.

Съпротивлението на проводниците и непроводниците зависи от температурата.

Специфичното съпротивление на проводниците от първи вид зависи от температурата. По правило тя се увеличава с повишаване на температурата. Изключение правят графитът и въглищата.

Колкото по-ниско е съпротивлението на проводника, толкова по-малко топлина (при същия ток) се отделя в него. В състояние на свръхпроводимост, когато съпротивлението стане неизмеримо малко, не се отделя забележимо количество топлина в проводника по време на преминаването на тока. Тъй като в този случай енергията на тока не се губи никъде, тогава веднъж възбудена в затворен свръхпроводник тогава; се поддържа в него за неопределено време без разход на енергия отвън.

Промяната в съпротивлението на проводник под действието на сили на опън или натиск се нарича тензорезистивен ефект. Характеризира се с чувствителност към деформация, която установява връзка между относителната промяна на съпротивлението и относителната деформация.

Тук p е съпротивлението на проводника, останалите обозначения са дешифрирани в предишната задача.

Какво определя съпротивлението на проводника.

Ако стойността на съпротивлението на проводника p не зависи от неговата температура, съотношението между допустимата плътност на тока / 1DOp и допустимото повишаване на температурата на проводника при късо съединениеби било сравнително просто. В действителност съпротивлението p се променя с нагряването на проводника и връзката между плътността на тока и повишаването на температурата става по-сложна.

За да се увеличи съпротивлението на проводниците, се използват сплави от няколко метала. Установено е, че само сплави с нарушена структура имат високи стойности на съпротивление и ниски стойности на температурния коефициент на съпротивление. Сплави с неподредена структура се наричат ​​тези, в кристалната решетка на които няма редовно редуване на метални атоми, които изграждат сплавта. Тези сплави представляват група проводими материали с високо съпротивление и ниски стойности на температурния коефициент на съпротивление. Всички изброени групи проводници имат висока пластичност, което позволява получаването на проводници с диаметър до 0,01 mm и ленти с дебелина 0,05 - 0,1 mm.

Съпротивлението на проводника зависи от неговия размер и форма, както и от материала, от който е направен проводникът.

За хомогенен линеен проводник съпротивлението R е право пропорционално на неговата дължина ℓ и обратно пропорционално на неговата площ на напречното сечение S:

където ρ е специфичното електрическо съпротивление, характеризиращо материала на проводника.

§ 13.4 Паралелно и последователно свързване на проводници

При последователно свързване на проводници

а ) силата на тока във всички секции на веригата е еднаква, т.е.

б) общото напрежение във веригата е равно на сумата от напреженията в отделните й секции:

в) общото съпротивление на веригата е равно на сумата от съпротивленията на отделните проводници:

или

(13.23)

При паралелно свързване на проводницисе прилагат следните три закона:

а) общият ток във веригата е равен на сумата от токовете в отделните проводници:

б) напрежението на всички паралелно свързани секции на веригата е еднакво:

в) реципрочната стойност на общото съпротивление на веригата е равна на сумата от реципрочните стойности на съпротивлението на всеки от проводниците поотделно:

или

(13.24)

§ 13.5 Разклонени електрически вериги. Правилата на Кирхоф

При решаване на задачи, заедно със закона на Ом, е удобно да се използват две правила на Кирхоф. При сглобяването на сложни електрически вериги няколко проводника се събират в някои точки. Такива точки се наричат ​​възли.

Първото правило на Кирхоф се основава на следните съображения. Токовете, протичащи в даден възел, внасят заряд в него. Токовете, протичащи от възела, отнасят заряда. Един възел не може да натрупа заряд, така че количеството заряд, влизащо в даден възел за определено време, е точно равно на количеството заряд, изнесен от възела за същото време. Токовете, протичащи в даден възел, се считат за положителни, токовете, изтичащи от възел, се считат за отрицателни.

Според Първото правило на Кирхоф , алгебричната сума на силите на токовете в проводниците, свързващи се във възела, е равна на нула.

(13.25)

I 1 + I 2 + I 3 +….+ I n =0

I 1 + I 2 \u003d I 3 + I 4

I 1 + I 2 - I 3 - I 4 =0

Второто правило на Кирхоф: алгебричната сума на продуктите на съпротивлението на всяка от секциите на всяка затворена верига на разклонена постоянна верига и силата на тока в тази секция е равна на алгебричната сума на ЕМП по тази верига .

(13.26)

д Това правило е особено удобно да се прилага в случай, че проводящата верига съдържа не един, а няколко източника на ток (фиг. 13.8).

При използване на това правило посоките на токовете и байпаса се избират произволно. Токовете, протичащи по протежение на избраната посока на байпаса на контура, се считат за положителни, а токовете, протичащи срещу посоката на байпаса, се считат за отрицателни. Съответно ЕМП на тези източници, които причиняват ток, който съвпада по посока с байпаса на веригата, се счита за положителен.

ε 2 –ε 1 =Ir 1 +Ir 2 +IR (13.27)

Страница 2

Температурната зависимост на съпротивлението на металните проводници се използва широко в инженерството за създаване на съпротивителни термометри. Чрез поставяне на спирала с известно съпротивление 7,0 в пещта и измерване на нейното съпротивление Rt, може да се определи температурата i на пещта съгласно (15.10). От друга страна, тази температурна зависимост има лошо влияниевърху работата на прецизни електрически измервателни уреди, променяйки съпротивлението на последните при промяна на външните условия.

Според електронната теория съпротивлението на металните проводници срещу електрически ток възниква поради факта, че токоносителите - електроните на проводимостта, по време на движението си, изпитват сблъсъци с йони кристална решетка. В този случай движещите се електрони предават на йоните част от енергията си, придобита от тях по време на свободния им път навътре електрическо поле. Разликата в съпротивлението на различните метали се обяснява с разликата в средния свободен път на електроните и броя на свободните електрони на единица обем от метала.

С повишаване на температурата съпротивлението на металните проводници се увеличава, а с понижаване намалява.

При промяна на температурата съпротивлението на металните проводници се променя (при обикновени температури) съгласно закона R Ro (1 - f - 0 004&), където / 4 е съпротивлението при 0 C, а & е температурата в Целзий. Този закон е валиден за повечето чисти метали. Проводник, чието съпротивление при 0 °C е 10 ома, се нагрява равномерно от 8j 20 до 02 200 в рамките на 10 минути. По това време през него протича ток под напрежение 120 V.

Според електронната теория съпротивлението на металните проводници срещу електрически ток възниква поради факта, че токоносителите - електроните на проводимостта, по време на движението си, изпитват сблъсъци с йони на кристалната решетка. В този случай движещите се електрони предават на йоните част от енергията си, придобита от тях по време на свободното им движение в електрическото поле. Разликата в съпротивлението на различните метали се обяснява с разликата в средния свободен път на електроните и броя на свободните електрони на единица обем от метала.

Какво определя съпротивлението на металния проводник.

Когато температурата се промени, съпротивлението на металните проводници се променя (при обикновени температури) съгласно закона R RQ (l 0 0040), където D0 е съпротивлението при 0 C и 9 е температурата в Целзий. Този закон е валиден за повечето чисти метали. Проводник, чието съпротивление при 0 °C е 100 m, се нагрява равномерно от 0 20 до 02 200 в рамките на 10 минути.

С повишаване на температурата съпротивлението на металните проводници се увеличава, а с понижаване намалява.

Когато температурата се промени, съпротивлението на металните проводници се променя (при обикновени температури) съгласно закона R - R0 (l - f 0 0046), където Ro е съпротивлението при O ​​GC и 6 е температурата в Целзий. Този закон е валиден за повечето чисти метали. Проводник, чието съпротивление при 0 °C е 10 ома, се нагрява равномерно от 8i 20 до 62 200 Oe в рамките на 10 минути. По това време през него протича ток под напрежение 120 V.

Експериментите показват, че съпротивлението на металните проводници зависи от размера на проводника и от материала, от който е направен проводникът.

Кое явление води до увеличаване на съпротивлението на даден метален проводник.

AR и CR, се определя от съотношението на съпротивленията на металните проводници между рамката и катода, от една страна, и между рамката и анода, от друга страна. Ако изберем съпротивлението на проводника, свързващ рамката с анода, така че всяка от стойностите на AR и CR да е в диапазона от 0,8 - 1,5 V (с напрежение върху клетката от 2,3 V) , тогава рамката няма да може да участва в електрохимичния процес, на нейната повърхност няма да се отделят газообразен водород или кислород. Ако обаче рамката е свързана към анода с помощта на проводник с ниско съпротивление, потенциалът на рамката може да се измести към анодната страна толкова много, че повърхността на рамката да участва в електрохимична работа като анод с освобождаване на кислород в катода пространство и замърсяване на водород с кислород.

Методът на съпротивлението се основава на отчитане на промяната в съпротивлението на метален проводник от неговата температура.

Общото съпротивление на заземяващото устройство е сумата от съпротивленията на металните проводници, заземяващите спускания и съпротивлението, което земята оказва на разпространение електрически ток. Активното съпротивление на металните проводници и заземяващите проводници е толкова малко в сравнение със съпротивлението на разпространение, че обикновено се пренебрегва. Следователно терминът съпротивление на заземително устройство не означава нищо повече от съпротивлението, което земните заобикалящи метални проводници оказват на преминаването на електрически ток. В процеса на изтичане на ток в земята, заземителният електрод придобива потенциал по отношение на отдалечени точки на земята, равен по големина на спада на напрежението, причинен от тока, преминаващ в земята.