Pagina 1

Rezistența specifică a conductorului depinde de temperatură, presiune, material etc., drept urmare rezistența conductorului depinde și de acești factori. De cea mai mare importanță practică este dependența rezistivității și, prin urmare, rezistența conductorului, de temperatură. ÎN caz general această relație este destul de complexă.

Rezistența specifică a conductorilor nu este o valoare constantă, ci depinde de temperatură. Pentru toate metalele, rezistența crește odată cu creșterea temperaturii. Pentru fluctuații mici de temperatură, dependența rezistivității de temperatură urmează o lege liniară. Pentru fiecare metal, există un anumit coeficient de temperatură al rezistenței a, care determină modificarea rezistivității conductorului, raportată la un ohm cu o creștere a temperaturii cu GS.

Rezistența specifică a conductorilor variază de la 10 - 6 la 10 - 2 ohm-cm, iar dielectricii tehnici de la 109 la 1020 ohm-cm. Aceste limite sunt într-o anumită măsură arbitrare, dar reflectă aproximativ reprezentările stabilite în tehnologie.

Rezistența specifică a unui conductor este rezistența unui fir cu o lungime de I m și o secțiune transversală de 1 mm2 la o temperatură de 20 C.

Rezistivitatea conductoarelor și neconductoarelor depinde de temperatură.

Rezistența specifică a conductoarelor de primul fel depinde de temperatură. De regulă, crește odată cu creșterea temperaturii. Excepțiile sunt grafitul și cărbunele.

Cu cât rezistivitatea conductorului este mai mică, cu atât se eliberează mai puțină căldură (la același curent). În starea de supraconductivitate, când rezistivitatea devine nemăsurat de mică, nu se eliberează o cantitate vizibilă de căldură în conductor în timpul trecerii curentului. Deoarece în acest caz energia curentului nu este irosită nicăieri, atunci odată excitată într-un supraconductor închis atunci; se menține în ea la nesfârșit fără cheltuirea energiei din exterior.

O modificare a rezistivității unui conductor sub acțiunea forțelor de tracțiune sau compresiune se numește efect tensorrezistiv. Se caracterizează prin sensibilitatea la deformare, care stabilește o relație între modificarea relativă a rezistenței și deformarea relativă.

Aici p este rezistivitatea conductorului, restul denumirilor sunt descifrate în problema anterioară.

Ce determină rezistivitatea unui conductor.

Dacă valoarea rezistivității conductorului p nu depindea de temperatura acestuia, raportul dintre densitatea admisibilă de curent / 1DOp și creșterea admisibilă a temperaturii conductorului la scurt circuit ar fi relativ simplu. În realitate, rezistivitatea p se modifică pe măsură ce conductorul se încălzește, iar relația dintre densitatea curentului și creșterea temperaturii devine mai complexă.

Pentru a crește rezistivitatea conductorilor, se folosesc aliaje din mai multe metale. S-a stabilit că numai aliajele cu structură dezordonată au valori mari ale rezistivității și valori scăzute ale coeficientului de temperatură de rezistență. Aliajele cu o structură dezordonată se numesc cele din rețeaua cristalină a cărora nu există o alternanță regulată a atomilor de metal care alcătuiesc aliajul. Aceste aliaje constituie un grup de materiale conductoare cu rezistivitate mare și valori scăzute ale coeficientului de temperatură al rezistivității. Toate grupurile de conductori enumerate au o plasticitate ridicată, ceea ce face posibilă obținerea de fire cu un diametru de până la 0,01 mm și benzi cu o grosime de 0,05 - 0,1 mm.

Rezistența unui conductor depinde de dimensiunea și forma acestuia, precum și de materialul din care este realizat conductorul.

Pentru un conductor liniar omogen, rezistența R este direct proporțională cu lungimea sa ℓ și invers proporțională cu aria sa secțiunii transversale S:

unde ρ este rezistența electrică specifică care caracterizează materialul conductorului.

§ 13.4 Conectarea în paralel și în serie a conductoarelor

La conexiunea în serie a conductoarelor

A ) puterea curentului în toate secțiunile circuitului este aceeași, adică

b) tensiunea totală din circuit este egală cu suma tensiunilor din secțiunile sale individuale:

c) rezistența totală a circuitului este egală cu suma rezistențelor conductoarelor individuale:

sau

(13.23)

La conexiunea paralelă a conductoarelor se aplică următoarele trei legi:

a) curentul total din circuit este egal cu suma curenților din conductorii individuali:

b) tensiunea pe toate secțiunile conectate în paralel ale circuitului este aceeași:

c) reciproca rezistenței totale a circuitului este egală cu suma reciprocelor rezistenței fiecăruia dintre conductori separat:

sau

(13.24)

§ 13.5 Circuite electrice ramificate. Kirchhoff guvernează

Când rezolvați probleme, împreună cu legea lui Ohm, este convenabil să folosiți două reguli Kirchhoff. La asamblarea circuitelor electrice complexe, mai mulți conductori converg în anumite puncte. Astfel de puncte se numesc noduri.

Prima regulă a lui Kirchhoff se bazează pe următoarele considerații. Curenții care curg într-un nod dat aduc o sarcină în el. Curenții care curg din nod transportă sarcina. Un nod nu poate acumula o taxă, astfel încât suma de taxă care intră într-un anumit nod într-un anumit timp este exact egală cu cantitatea de taxă transportată de nod în același timp. Curenții care curg într-un nod dat sunt considerați pozitivi, curenții care curg dintr-un nod sunt considerați negativi.

Conform Prima regulă a lui Kirchhoff , suma algebrică a intensităților curenților din conductorii care se conectează la nod este egală cu zero.

(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

A doua regulă a lui Kirchhoff: suma algebrică a produselor rezistenței fiecăreia dintre secțiunile oricărui circuit închis al unui circuit DC ramificat și puterea curentului din această secțiune este egală cu suma algebrică a FEM de-a lungul acestui circuit .

(13.26)

E Această regulă este deosebit de convenabilă de aplicat în cazul în care circuitul conducător conține nu una, ci mai multe surse de curent (Fig. 13.8).

Când se utilizează această regulă, direcțiile curenților și bypass-ul sunt alese în mod arbitrar. Curenții care curg de-a lungul direcției de bypass ale buclei sunt considerați pozitivi, iar curenții care curg împotriva direcției de bypass sunt considerați negativi. În consecință, EMF-ul acelor surse care provoacă un curent care coincide în direcția cu bypass-ul circuitului este considerat pozitiv.

ε 2 –ε 1 =Ir 1 +Ir 2 +IR (13.27)

Pagina 2

Dependența de temperatură a rezistenței conductoarelor metalice este utilizată pe scară largă în inginerie pentru a crea termometre de rezistență. Prin plasarea în cuptor a unei spirale cu rezistență cunoscută 7.0 și măsurarea rezistenței acesteia Rt, se poate determina temperatura i a cuptorului conform (15.10). Pe de altă parte, această dependență de temperatură are influenta negativa privind funcționarea instrumentelor de măsură electrice de precizie, modificarea rezistenței acestora din urmă la schimbarea condițiilor externe.

Conform teoriei electronice, rezistența conductorilor metalici la curentul electric apare din cauza faptului că purtătorii de curent - electronii de conducere, în timpul mișcării lor, suferă coliziuni cu ionii. rețea cristalină. În acest caz, electronii în mișcare transferă ionilor o parte din energia lor dobândită de ei în timpul drumului lor liber în câmp electric. Diferența de rezistență a diferitelor metale se explică prin diferența dintre calea liberă medie a electronilor și numărul de electroni liberi pe unitatea de volum a metalului.

Odată cu creșterea temperaturii, rezistența conductorilor metalici crește, iar cu o scădere, aceasta scade.

Când temperatura se modifică, rezistența conductorilor metalici se modifică (la temperaturi obișnuite) conform legii R Ro (1 - f - 0 004&), unde / 4 este rezistența la 0 C și & este temperatura în Celsius. Această lege este valabilă pentru majoritatea metalelor pure. Un conductor a cărui rezistență la 0 C este de 10 ohmi este încălzit uniform de la 8j 20 la 02 200 în 10 minute. În acest moment, trece un curent sub o tensiune de 120 V.

Conform teoriei electronice, rezistența conductorilor metalici la curentul electric apare din cauza faptului că purtătorii de curent - electronii de conducție, în timpul mișcărilor lor, suferă coliziuni cu ionii rețelei cristaline. În acest caz, electronii în mișcare transferă ionilor o parte din energia lor dobândită de aceștia în timpul rulării lor libere în câmpul electric. Diferența de rezistență a diferitelor metale se explică prin diferența dintre calea liberă medie a electronilor și numărul de electroni liberi pe unitatea de volum a metalului.

Ce determină rezistența unui conductor metalic.

Când temperatura se modifică, rezistența conductorilor metalici se modifică (la temperaturi obișnuite) conform legii R RQ (l 0 0040), unde D0 este rezistența la 0 C și 9 este temperatura în Celsius. Această lege este valabilă pentru majoritatea metalelor pure. Un conductor a cărui rezistență la 0 C este de 100 m este încălzit uniform de la 0 20 la 02 200 în 10 minute.

Odată cu creșterea temperaturii, rezistența conductorilor metalici crește, iar cu o scădere, aceasta scade.

Când temperatura se schimbă, rezistența conductorilor metalici se modifică (la temperaturi obișnuite) conform legii R - R0 (l - f 0 0046), unde Ro este rezistența la O ​​GC și 6 este temperatura în Celsius. Această lege este valabilă pentru majoritatea metalelor pure. Un conductor a cărui rezistență la 0 C este de 10 ohmi este încălzit uniform de la 8i 20 la 62 200 Oe în 10 minute. În acest moment, trece un curent sub o tensiune de 120 V.

Experimentele arată că rezistența conductorilor metalici depinde de dimensiunea conductorului și de materialul din care este realizat conductorul.

Ce fenomen duce la o creștere a rezistenței unui conductor metalic dat.

AR și CR, este determinată de raportul dintre rezistențele conductoarelor metalice dintre cadru și catod, pe de o parte, și dintre cadru și anod, pe de altă parte. Dacă alegeți rezistența conductorului care conectează cadrul la anod, astfel încât fiecare dintre valorile AR și CR să fie în intervalul 0 8 - 1 5 V (cu o tensiune pe celulă de 2 3 V) , atunci cadrul nu va putea participa la procesul electrochimic de pe suprafața sa, nu se va elibera hidrogen sau oxigen gazos. Dacă, totuși, cadrul este conectat la anod folosind un conductor cu rezistență scăzută, potențialul cadrului se poate deplasa atât de mult pe partea anodului încât suprafața cadrului va fi implicată în lucrul electrochimic ca anod cu eliberarea de oxigen în catod. spațiu și contaminarea hidrogenului cu oxigen.

Metoda rezistenței se bazează pe luarea în considerare a modificării rezistenței unui conductor metalic de la temperatura acestuia.

Rezistența totală a dispozitivului de împământare este suma rezistențelor conductoarelor metalice, coborârilor de împământare și rezistența pe care o exercită pământul la împrăștiere. curent electric. Rezistența activă a conductorilor metalici și a cablurilor de împământare este atât de mică în comparație cu rezistența la răspândire încât este de obicei neglijată. Prin urmare, termenul de rezistență a unui dispozitiv de împământare nu înseamnă nimic mai mult decât rezistența pe care pământul din jurul conductorilor metalici o oferă la trecerea curentului electric. În procesul de scurgere a curentului în pământ, electrodul de masă dobândește un potențial în raport cu punctele îndepărtate ale pământului, egal ca mărime cu căderea de tensiune cauzată de curentul care trece în pământ.