หน้า 1

ความต้านทานจำเพาะของตัวนำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดัน วัสดุ ฯลฯ อันเป็นผลมาจากการที่ความต้านทานของตัวนำนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยเหล่านี้ด้วย ความสำคัญในทางปฏิบัติมากที่สุดคือการพึ่งพาความต้านทานและด้วยเหตุนี้ความต้านทานของตัวนำกับอุณหภูมิ ที่ กรณีทั่วไปความสัมพันธ์นี้ค่อนข้างซับซ้อน

ความต้านทานจำเพาะของตัวนำไม่ได้เป็นค่าคงที่ แต่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ สำหรับโลหะทุกชนิด ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น สำหรับความผันผวนของอุณหภูมิเพียงเล็กน้อย การพึ่งพาของความต้านทานต่ออุณหภูมิจะเป็นไปตามกฎเชิงเส้น สำหรับโลหะแต่ละชนิด มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน a ซึ่งกำหนดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของตัวนำ ซึ่งอ้างอิงถึงหนึ่งโอห์มเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นโดย GS

ความต้านทานจำเพาะของตัวนำมีตั้งแต่ 10 - 6 ถึง 10 - 2 โอห์ม-ซม. และไดอิเล็กทริกทางเทคนิคตั้งแต่ 109 ถึง 1,020 โอห์ม-ซม. ข้อ จำกัด เหล่านี้เป็นไปตามอำเภอใจในระดับหนึ่ง แต่สะท้อนถึงการรับรองที่สร้างขึ้นในเทคโนโลยีโดยประมาณ

ความต้านทานจำเพาะของตัวนำคือความต้านทานของเส้นลวดที่มีความยาว I m และพื้นที่หน้าตัด 1 mm2 ที่อุณหภูมิ 20 C

ความต้านทานของตัวนำและตัวไม่นำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

ความต้านทานจำเพาะของตัวนำชนิดแรกขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ตามกฎแล้วจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ข้อยกเว้นคือกราไฟท์และถ่านหิน

ยิ่งความต้านทานของตัวนำต่ำเท่าใด ความร้อนก็จะยิ่งน้อยลง (ที่กระแสเดียวกัน) ออกมา ในสภาวะของความเป็นตัวนำยิ่งยวด เมื่อสภาพต้านทานมีขนาดเล็กจนวัดไม่ได้ ความร้อนจะไม่ถูกปล่อยออกมาในตัวนำในระหว่างที่กระแสไหลผ่าน เนื่องจากในกรณีนี้พลังงานของกระแสจะไม่สูญเปล่าที่ใด ๆ เมื่อตื่นเต้นในตัวนำยิ่งยวดแบบปิดแล้ว อยู่ในนั้นอย่างไม่มีกำหนด โดยไม่เสียพลังงานจากภายนอก

การเปลี่ยนแปลงความต้านทานของตัวนำภายใต้การกระทำของแรงดึงหรือแรงอัดเรียกว่าเอฟเฟกต์แรงดึง มีลักษณะเฉพาะโดยความไวต่อความเครียด ซึ่งกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของความต้านทานและการเสียรูปสัมพัทธ์

ที่นี่ p คือความต้านทานของตัวนำ การกำหนดส่วนที่เหลือจะถูกถอดรหัสในปัญหาก่อนหน้านี้

สิ่งที่กำหนดความต้านทานของตัวนำ

หากค่าความต้านทานของตัวนำ p ไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ อัตราส่วนระหว่างความหนาแน่นกระแสที่อนุญาต / 1Dop และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาตของตัวนำที่ ไฟฟ้าลัดวงจรจะค่อนข้างง่าย ในความเป็นจริง ความต้านทาน p จะเปลี่ยนแปลงเมื่อตัวนำร้อนขึ้น และความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นกระแสกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะซับซ้อนมากขึ้น

เพื่อเพิ่มความต้านทานของตัวนำจะใช้โลหะผสมของโลหะหลายชนิด เป็นที่ยอมรับแล้วว่าโลหะผสมที่มีโครงสร้างไม่เป็นระเบียบเท่านั้นที่มีค่าความต้านทานสูงและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิความต้านทานต่ำ โลหะผสมที่มีโครงสร้างไม่เป็นระเบียบเรียกว่าโลหะผสมในโครงผลึกซึ่งไม่มีการสลับอะตอมของโลหะที่ประกอบเป็นโลหะผสมเป็นประจำ โลหะผสมเหล่านี้ประกอบด้วยกลุ่มของวัสดุนำไฟฟ้าที่มีความต้านทานสูงและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิความต้านทานต่ำ กลุ่มตัวนำที่ระบุไว้ทั้งหมดมีความเป็นพลาสติกสูง ซึ่งทำให้สามารถรับสายไฟที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 0.01 มม. และเทปที่มีความหนา 0.05 - 0.1 มม.

ความต้านทานของตัวนำขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่าง เช่นเดียวกับวัสดุที่ใช้ทำตัวนำ

สำหรับตัวนำเชิงเส้นตรงที่เป็นเนื้อเดียวกัน ความต้านทาน R เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาว ℓ และเป็นสัดส่วนผกผันกับพื้นที่หน้าตัด S:

โดยที่ ρ คือความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะที่กำหนดลักษณะของวัสดุของตัวนำ

§ 13.4 การเชื่อมต่อตัวนำไฟฟ้าแบบขนานและแบบอนุกรม

ที่ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวนำ

เอ ) ความแรงของกระแสในทุกส่วนของวงจรจะเท่ากัน กล่าวคือ

b) แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดในวงจรเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าในแต่ละส่วน:

c) ความต้านทานรวมของวงจรเท่ากับผลรวมของความต้านทานของตัวนำแต่ละตัว:

หรือ

(13.23)

ที่ การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวนำใช้กฎหมายสามข้อต่อไปนี้:

ก) กระแสทั้งหมดในวงจรเท่ากับผลรวมของกระแสในตัวนำแต่ละตัว:

b) แรงดันไฟฟ้าในส่วนที่เชื่อมต่อแบบขนานทั้งหมดของวงจรจะเท่ากัน:

c) ส่วนกลับของความต้านทานรวมของวงจรเท่ากับผลรวมของส่วนกลับของความต้านทานของตัวนำแต่ละตัวแยกกัน:

หรือ

(13.24)

§ 13.5 วงจรไฟฟ้าแบบแยกส่วน กฎของเคอร์ชอฟฟ์

เมื่อแก้ปัญหาร่วมกับกฎของโอห์ม จะสะดวกที่จะใช้กฎ Kirchhoff สองข้อ เมื่อประกอบวงจรไฟฟ้าที่ซับซ้อน ตัวนำหลายตัวมาบรรจบกันในบางจุด จุดดังกล่าวเรียกว่าโหนด

กฎข้อแรกของ Kirchhoff ขึ้นอยู่กับการพิจารณาดังต่อไปนี้ กระแสน้ำที่ไหลเข้าสู่โหนดที่กำหนดจะทำให้เกิดประจุเข้าไป กระแสที่ไหลจากโหนดจะนำประจุออกไป โหนดไม่สามารถสะสมประจุได้ ดังนั้นจำนวนประจุที่เข้าสู่โหนดที่กำหนดในช่วงเวลาหนึ่งจึงเท่ากับจำนวนประจุที่นำออกจากโหนดในเวลาเดียวกัน กระแสที่ไหลเข้าสู่โหนดที่กำหนดถือเป็นค่าบวก กระแสที่ไหลออกจากโหนดถือเป็นค่าลบ

ตาม กฎข้อแรกของเคิร์ชฮอฟฟ์ , ผลรวมเชิงพีชคณิตของความแรงของกระแสในตัวนำที่เชื่อมต่อที่โหนดมีค่าเท่ากับศูนย์.

(13.25)

ผม 1 + ผม 2 + ผม 3 +….+ ผม n =0

ผม 1 + ผม 2 \u003d ผม 3 + ผม 4

ผม 1 + ผม 2 - ผม 3 - ผม 4 =0

กฎข้อที่สองของ Kirchhoff: ผลรวมเชิงพีชคณิตของผลิตภัณฑ์ของความต้านทานของแต่ละส่วนของวงจรปิดใด ๆ ของวงจร DC ที่มีกิ่งก้านและกำลังกระแสในส่วนนี้เท่ากับผลรวมเชิงพีชคณิตของ EMF ตามวงจรนี้ .

(13.26)

อี กฎนี้สะดวกอย่างยิ่งที่จะใช้ในกรณีที่วงจรการนำไฟฟ้าไม่ได้มีเพียงแหล่งเดียว แต่มีแหล่งกระแสหลายแห่ง (รูปที่ 13.8)

เมื่อใช้กฎนี้ ทิศทางของกระแสน้ำและบายพาสจะถูกเลือกโดยพลการ กระแสที่ไหลไปตามทิศทางบายพาสลูปที่เลือกถือเป็นค่าบวก และกระแสที่ไหลสวนทางกับทิศทางบายพาสถือเป็นค่าลบ ดังนั้น EMF ของแหล่งกำเนิดเหล่านั้นที่ก่อให้เกิดกระแสที่สอดคล้องกับทิศทางบายพาสของวงจรจึงถือเป็นค่าบวก

ε 2 –ε 1 =Ir 1 +Ir 2 +IR (13.27)

หน้า 2

การพึ่งพาอุณหภูมิของความต้านทานของตัวนำโลหะนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมเพื่อสร้างเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน โดยการวางเกลียวความต้านทานที่ทราบ 7.0 ลงในเตาเผาและวัดความต้านทาน Rt เราสามารถกำหนดอุณหภูมิ i ของเตาเผาตาม (15.10) ในทางกลับกัน การพึ่งพาอุณหภูมินี้มีผล อิทธิพลที่ไม่ดีเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าที่มีความแม่นยำ การเปลี่ยนความต้านทานของหลังเมื่อสภาวะภายนอกเปลี่ยนแปลง

ตามทฤษฎีทางอิเล็กทรอนิกส์ความต้านทานของตัวนำโลหะต่อกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากความจริงที่ว่าตัวนำกระแสไฟฟ้า - อิเล็กตรอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในระหว่างการเคลื่อนไหวของพวกเขาประสบกับการชนกับไอออน ตาข่ายคริสตัล. ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จะถ่ายโอนไปยังส่วนของไอออนของพลังงานที่พวกมันได้รับระหว่างเส้นทางอิสระใน สนามไฟฟ้า. ความแตกต่างในความต้านทานของโลหะชนิดต่างๆ อธิบายได้จากความแตกต่างในเส้นทางอิสระเฉลี่ยของอิเล็กตรอนและจำนวนอิเล็กตรอนอิสระต่อปริมาตรของโลหะ

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความต้านทานของตัวนำโลหะจะเพิ่มขึ้นและลดลง

เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ความต้านทานของตัวนำโลหะจะเปลี่ยน (ที่อุณหภูมิปกติ) ตามกฎหมาย R Ro (1 - f - 0 004&) โดยที่ / 4 คือความต้านทานที่ 0 C และ & คืออุณหภูมิในหน่วยเซลเซียส กฎหมายนี้ใช้ได้กับโลหะบริสุทธิ์ส่วนใหญ่ ตัวนำที่มีความต้านทานที่ 0 C คือ 10 โอห์มได้รับความร้อนสม่ำเสมอจาก 8j 20 ถึง 02 200 ภายใน 10 นาที ในเวลานี้กระแสไฟภายใต้แรงดันไฟฟ้า 120 V จะไหลผ่าน

ตามทฤษฎีทางอิเล็กทรอนิกส์ ความต้านทานของตัวนำโลหะต่อกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากตัวพาปัจจุบัน - อิเล็กตรอนการนำไฟฟ้า ระหว่างการเคลื่อนที่ สัมผัสกับการชนกับไอออนของตาข่ายคริสตัล ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จะถ่ายโอนไปยังส่วนของไอออนของพลังงานที่พวกมันได้รับในระหว่างการวิ่งอย่างอิสระในสนามไฟฟ้า ความแตกต่างในความต้านทานของโลหะชนิดต่างๆ อธิบายได้จากความแตกต่างในเส้นทางอิสระเฉลี่ยของอิเล็กตรอนและจำนวนอิเล็กตรอนอิสระต่อปริมาตรของโลหะ

อะไรเป็นตัวกำหนดความต้านทานของตัวนำโลหะ

เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ความต้านทานของตัวนำโลหะจะเปลี่ยน (ที่อุณหภูมิปกติ) ตามกฎหมาย R RQ (l 0 0040) โดยที่ D0 คือความต้านทานที่ 0 C และ 9 คืออุณหภูมิในหน่วยเซลเซียส กฎหมายนี้ใช้ได้กับโลหะบริสุทธิ์ส่วนใหญ่ ตัวนำที่มีความต้านทานที่ 0 C คือ 100 ม. จะได้รับความร้อนสม่ำเสมอจาก 0 20 ถึง 02 200 ภายใน 10 นาที

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความต้านทานของตัวนำโลหะจะเพิ่มขึ้นและลดลง

เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ความต้านทานของตัวนำโลหะจะเปลี่ยน (ที่อุณหภูมิปกติ) ตามกฎหมาย R - R0 (l - f 0 0046) โดยที่ Ro คือความต้านทานที่ O ​​GC และ 6 คืออุณหภูมิในหน่วยเซลเซียส กฎหมายนี้ใช้ได้กับโลหะบริสุทธิ์ส่วนใหญ่ ตัวนำที่มีความต้านทานที่ 0 C คือ 10 โอห์ม จะได้รับความร้อนสม่ำเสมอจาก 8i 20 ถึง 62 200 Oe ภายใน 10 นาที ในเวลานี้กระแสไฟภายใต้แรงดันไฟฟ้า 120 V จะไหลผ่าน

การทดลองแสดงให้เห็นว่าความต้านทานของตัวนำโลหะขึ้นอยู่กับขนาดของตัวนำและวัสดุที่ใช้ทำตัวนำ

ปรากฏการณ์ใดที่นำไปสู่การเพิ่มความต้านทานของตัวนำโลหะที่กำหนด

AR และ CR ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของความต้านทานของตัวนำโลหะระหว่างเฟรมและแคโทดในด้านหนึ่งและระหว่างเฟรมกับแอโนดในอีกทางหนึ่ง หากคุณเลือกความต้านทานของตัวนำที่เชื่อมต่อเฟรมกับขั้วบวกเพื่อให้แต่ละค่าของ AR และ CR อยู่ในช่วง 0 8 - 1 5 V (ด้วยแรงดันไฟฟ้าบนเซลล์ 2 3 V) จากนั้นเฟรมจะไม่สามารถมีส่วนร่วมในกระบวนการไฟฟ้าเคมีบนพื้นผิวได้ จะไม่มีการปล่อยก๊าซไฮโดรเจนหรือออกซิเจนออกมา อย่างไรก็ตาม หากเฟรมเชื่อมต่อกับแอโนดโดยใช้ตัวนำความต้านทานต่ำ ศักย์ของเฟรมสามารถเลื่อนไปทางด้านแอโนดได้มากจนพื้นผิวเฟรมจะเกี่ยวข้องกับงานไฟฟ้าเคมีเป็นแอโนดโดยปล่อยออกซิเจนเข้าสู่แคโทด พื้นที่และการปนเปื้อนของไฮโดรเจนกับออกซิเจน

วิธีการต้านทานจะขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของตัวนำโลหะจากอุณหภูมิของมัน

ความต้านทานรวมของอุปกรณ์ต่อสายดินคือผลรวมของความต้านทานของตัวนำโลหะ การลงดิน และความต้านทานที่แผ่นดินกระทำต่อการแพร่กระจาย กระแสไฟฟ้า. ความต้านทานเชิงแอคทีฟของตัวนำโลหะและสายดินนั้นมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับความต้านทานการแพร่กระจายที่มักจะถูกละเลย ดังนั้น คำว่าความต้านทานของอุปกรณ์กราวด์ไม่ได้มีความหมายอะไรมากไปกว่าความต้านทานที่โลกรอบๆ ตัวนำโลหะมีให้กับกระแสไฟฟ้า ในกระบวนการของกระแสไฟไหลลงสู่พื้นดิน อิเล็กโทรดกราวด์จะมีศักย์สัมพันธ์กับจุดที่ห่างไกลของโลก ซึ่งเท่ากับขนาดแรงดันตกที่เกิดจากกระแสที่ไหลผ่านในพื้นดิน