Co je elektrický odpor?

Elektrický proud I v jakékoli látce vzniká pohybem nabitých částic v určitém směru působením vnější energie (rozdíl potenciálů U). Každá látka má individuální vlastnosti, které ovlivňují tok proudu v ní různými způsoby. Tyto vlastnosti jsou hodnoceny elektrickým odporem R.

Georg Ohm empiricky určil faktory ovlivňující velikost elektrického odporu dané látky vzorec jeho závislosti napětí a proudu, který je po něm pojmenován. Po něm je pojmenována jednotka odporu SI. 1 ohm je hodnota odporu naměřená při 0 °C pro homogenní sloupec rtuti o délce 106,3 cm s plochou průřezu 1 mm2.

Definice

Za účelem vyhodnocení a uplatnění v praxi materiálů pro výrobu elektrických zařízení byl zaveden termín «Odpor vodiče»... Doplněné přídavné jméno "specifický" označuje koeficient použití objemové referenční hodnoty akceptovaný pro danou látku. To umožňuje vyhodnotit elektrické parametry různých materiálů.

V tomto případě se bere v úvahu, že odpor drátu roste se zvětšováním jeho délky a zmenšováním jeho průřezu. Systém SI využívá objem homogenního drátu o délce 1 metr a průřezu 1 m2... V technických výpočtech se používá zastaralá, ale mimo systém vyhovující jednotka objemu, skládající se z délky 1 metru a plochy 1 mm.2... Vzorec pro odpor ρ je znázorněn na obrázku.

Pro stanovení elektrických vlastností látek se zavádí další charakteristika — měrná vodivost b. Je nepřímo úměrná hodnotě odporu, určuje schopnost materiálu vést elektrický proud: b = 1 / p.

Jak odpor závisí na teplotě

Vodivost materiálu je ovlivněna jeho teplotou. Různé skupiny látek se při zahřívání nebo ochlazování nechovají stejně. Tato vlastnost se bere v úvahu u elektrických vodičů provozovaných venku v horkém a chladném počasí.

Materiál a měrný odpor vodiče se volí s ohledem na podmínky jeho provozu.

Zvýšení odporu vodičů proti průchodu proudu při zahřívání je vysvětleno skutečností, že s rostoucí teplotou kovu v něm se zvyšuje intenzita pohybu atomů a nosičů elektrického náboje ve všech směrech, což vytváří zbytečné překážky k pohybu nabitých částic v jednom směru a snižuje hodnotu jejich toku.

Pokud se teplota kovu sníží, zlepší se podmínky pro průchod proudu.Při ochlazení na kritickou teplotu se u mnoha kovů objevuje fenomén supravodivosti, kdy je jejich elektrický odpor prakticky nulový. Tato vlastnost je široce používána ve vysoce výkonných elektromagnetech.

Vliv teploty na vodivost kovů využívá elektrotechnický průmysl při výrobě běžných žárovek. Jejich nichromová nit při průchodu proudu se zahřeje do takového stavu, že vyzařuje světelný tok. Za normálních podmínek je odpor nichromu asi 1,05 ÷ 1,4 (ohm ∙ mm2) / m.

Při zapnutí žárovky pod napětím prochází vláknem velký proud, který velmi rychle zahřeje kov. Současně se zvýší odpor elektrického obvodu, čímž se omezí rozběhový proud na jmenovitou hodnotu nutnou k získání osvětlení. . Tímto způsobem se provádí jednoduchá regulace síly proudu pomocí nichromové spirály, není potřeba používat složité předřadníky používané v LED a zářivkových zdrojích.

Jaká je odolnost materiálů používaných ve strojírenství

Neželezné drahé kovy mají nejlepší vlastnosti elektrické vodivosti. Proto jsou kritické kontakty v elektrických zařízeních vyrobeny ze stříbra. To ale zvyšuje konečnou cenu celého produktu. Nejpřijatelnější možností je použití levnějších kovů. Například odpor mědi rovný 0,0175 (ohm ∙ mm2) / m je pro tyto účely docela vhodný.

Ušlechtilé kovy – zlato, stříbro, platina, palladium, iridium, rhodium, ruthenium a osmium, pojmenované především pro svou vysokou chemickou odolnost a krásný vzhled ve šperkařství.Také zlato, stříbro a platina mají vysokou plasticitu a kovy skupiny platiny jsou žáruvzdorné a stejně jako zlato je chemicky inertní. Tyto výhody drahých kovů se snoubí.

Ze slitin mědi s dobrou vodivostí se vyrábějí bočníky, které omezují průtok velkých proudů měřicí hlavicí výkonných ampérmetrů.

Odolnost hliníku 0,026 ÷ 0,029 (ohm ∙ mm2) / m je o něco vyšší než u mědi, ale výroba a cena tohoto kovu je nižší. Je také lehčí. To vysvětluje jeho široké využití v elektřině pro výrobu vnějších vodičů a kabelových jader.

Odpor železa 0,13 (ohm ∙ mm2) / m také umožňuje jeho použití pro přenos elektrického proudu, ale to vede k větším ztrátám výkonu. Ocelové slitiny mají zvýšenou pevnost. Ocelové prameny jsou proto vetkány do hliníkových nadzemních vodičů vysokonapěťových elektrických vedení, které jsou navrženy tak, aby vydržely zatížení při přetržení.

To platí zejména tehdy, když se na drátech tvoří led nebo silné poryvy větru.

Některé slitiny, například konstantin a nikl, mají tepelně stabilní odporové charakteristiky v určitém rozsahu. Elektrický odpor niklu se prakticky nemění od 0 do 100 stupňů Celsia. Proto jsou cívky reostatu vyrobeny z niklu.

V měřicích přístrojích je široce používána vlastnost přísné změny hodnot odporu platiny s ohledem na její teplotu. Pokud elektrický proud ze stabilizovaného zdroje napětí prochází platinovým drátem a je vypočtena hodnota odporu, bude indikovat teplotu platiny.To umožňuje odstupňování stupnice ve stupních odpovídajících hodnotám ohmů. Tato metoda umožňuje měřit teplotu s přesností na zlomky stupně.

Někdy k řešení praktických problémů potřebujete znát obecný nebo specifický odpor kabelu... Pro tento účel jsou v produktových adresářích kabelů uvedeny hodnoty indukčního a aktivního odporu jednoho jádra pro každou hodnotu průřez. Používají se k výpočtu přípustných zatížení, vzniklého tepla, stanovení přípustných provozních podmínek a výběru účinné ochrany.

Specifická vodivost kovů je ovlivněna způsobem jejich zpracování. Použití tlaku k plastické deformaci narušuje strukturu krystalové mřížky, zvyšuje počet defektů a zvyšuje odolnost. K jeho snížení se používá rekrystalizační žíhání.

Napínáním nebo stlačováním kovů v nich dochází k elastické deformaci, od níž se zmenšují amplitudy tepelných vibrací elektronů a odpor poněkud klesá.

Při navrhování uzemňovacích systémů je třeba vzít v úvahu odolnost vůči půdě… Liší se svou definicí od výše uvedené metody a měří se v jednotkách SI — Ohmech. Metr. S jeho pomocí se hodnotí kvalita distribuce elektrického proudu uvnitř země.
Závislost odporu půdy na vlhkosti a teplotě půdy:

Vodivost půdy je ovlivněna mnoha faktory, včetně půdní vlhkosti, hustoty, velikosti částic, teploty, koncentrace solí, kyselin a zásad.