Электросопротивление и удельная электропроводность — справочник студента

Физическая природа электрического сопротивления. При движении свободных электронов в проводнике они сталкиваются на своем пути с положительными ионами 2 (см. рис. 10, а), атомами и молекулами вещества, из которого выполнен проводник, и передают им часть своей энергии.

При этом энергия движущихся электронов в результате столкновения их с атомами и молекулами частично выделяется и рассеивается в виде тепла, нагревающего проводник. Ввиду того что электроны, сталкиваясь с частицами проводника, преодолевают некоторое сопротивление движению, принято говорить, что проводники обладают электрическим сопротивлением.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Если сопротивление проводника мало, он сравнительно слабо нагревается током; если сопротивление велико, проводник может раскалиться. Провода, подводящие электрический ток к электрической плитке, почти не нагреваются, так как их сопротивление мало, а спираль плитки, обладающая большим сопротивлением, раскаляется докрасна.

Еще сильнее нагревается нить электрической лампы.
За единицу сопротивления принят ом. Сопротивлением 1 Ом обладает проводник, по которому проходит ток 1 А при разности потенциалов на его концах (напряжении), равной 1 В. Эталоном сопротивления 1 Ом служит столбик ртути длиной 106,3 см и площадью поперечного сечения 1 мм2 при температуре 0°С.

На практике часто сопротивления измеряют тысячами ом — килоомами(кОм) или миллионами ом — мегаомами (МОм). Сопротивление обозначают буквой R ( r ).

Проводимость. Всякий проводник можно характеризовать не только его сопротивлением, но и так называемой проводимостью — способностью проводить электрический ток. Проводимость есть величина, обратная сопротивлению. Единица проводимости называется сименсом (См). 1 См равен 1/1 Ом. Проводимость обозначают буквой G (g). Следовательно,

G = 1 / R (4)

Удельное электрическое сопротивление и проводимость. Атомы разных веществ оказывают прохождению электрического тока неодинаковое сопротивление. О способности отдельных веществ проводить электрический ток можно судить по их удельному электрическому сопротивлению р.

За величину, характеризующую удельное сопротивление, обычно принимают сопротивление куба с ребром 1 м. Удельное электрическое сопротивление измеряют в Ом*м. Для суждения об электропроводности материалов пользуются также понятием удельная электрическая проводимость ?=1/?.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Матричная организация - справочник студента

Оценим за полчаса!

Удельная электрическая проводимость измеряется в сименсах на метр (См/м) (проводимость куба с ребром 1м). Часто удельное электрическое сопротивление выражают в ом-сантиметрах (Ом*см), а удельную электрическую проводимость — в сименсах на сантиметр (См/см).

При этом 1 Ом*см = 10-2 Ом*м, а 1 См/см = 102 См/м.

Электросопротивление и удельная электропроводность - Справочник студента

Проводниковые материалы применяют, главным образом, в виде проволок, шин или лент, площадь поперечного сечения которых принято выражать в квадратных миллиметрах, а длину — в метрах.

Поэтому для удельного электрического сопротивления подобных ма­териалов и удельной электрической проводимости введены и другие единицы измерения: ? измеряют в Ом*мм2/м (сопротивление про­водника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2), а ? — в См*м/мм2 (проводимость проводника длиной 1 м и пло­щадью поперечного сечения 1 мм2).

Из металлов наиболее высокой электропроводностью обладают серебро и медь, так как структура их атомов позволяет легко пере­двигаться свободным электронам, затем следует золото, хром, алю­миний, марганец, вольфрам и т. д. Хуже проводят ток железо и сталь.

Чистые металлы всегда проводят электрический ток лучше, чем их сплавы. Поэтому в электротехнике используют преимущественно очень чистую медь, содержащую только 0,05 % примесей. И наобо­рот, в тех случаях, когда необходим материал с высоким сопротив­лением (для различных нагревательных приборов, реостатов и пр.), применяют специальные сплавы: константан, манганин, нихром, фех­раль.

Следует отметить, что в технике, кроме металлических проводников, используют и неметаллические. К таким проводникам относится, например, уголь, из которого изготовляют щетки электрических машин, электроды для прожекторов и пр. Проводниками электрического тока являются толща земли, живые ткани растений, животных и человека.

Проводят электрический ток сырое дерево и многие другие изоляционные материалы во влажном состоянии.
Электрическое сопротивление проводника зависит не только от материала проводника, но и его длины l и площади поперечного сечения s.

(Электрическое сопротивление подобно сопротивлению, оказываемому движению воды в трубе, которое зависит от площади сечения трубы и ее длины.)

Сопротивление прямолинейного проводника

R = ?l / s (5)

Если удельное сопротивление ? выражено в Ом*мм /м, то для того чтобы получить сопротивление проводника в омах, длину его надо подставлять в формулу (5) в метрах, а площадь поперечного сечения — в квадратных миллиметрах.

Зависимость сопротивления от температуры. Электропроводность всех материалов зависит от их температуры.

В металлических проводниках при нагревании размах и скорость колебаний атомов в кристаллической решетке металла увеличиваются, вследствие чего возрастает и сопротивление, которое они оказывают потоку электро­нов.

При охлаждении происходит обратное явление: беспорядоч­ное колебательное движение атомов в узлах кристаллической решетки уменьшается, сопротивление их потоку электронов пони­жается и электропроводность проводника возрастает.

В природе, однако, имеются некоторые сплавы: фехраль, константан, манганин и др., у которых в определенном интервале температур электрическое сопротивление меняется сравнительно мало. Подобные сплавы применяют в технике для изготовления различных резисторов, используемых в электроизмерительных при­борах и некоторых аппаратах для компенсации влияния темпера­туры на их работу.

О степени изменения сопротивления проводников при измене­нии температуры судят по так называемому температурному ко­эффициенту сопротивления а. Этот коэффициент представляет собой относительное приращение сопротивления проводника при увеличении его температуры на 1 °С. В табл. 1 приведены значения температурного коэффициента сопротивления для наиболее приме­няемых проводниковых материалов.

  • Сопротивление металлического проводника Rt при любой тем­пературе t
  • Rt = R0 [ 1 + ? (t — t0) ] (6)
  • где R0— сопротивление проводника при некоторой начальной темпера­туре t0 (обычно при + 20 °С), которое может быть подсчитано по формуле (5);
  • t— t0 — изменение температуры.

Свойство металлических проводников увеличивать свое сопро­тивление при нагревании часто используют в современной технике для измерения температуры. Например, при испытаниях тяговых двигателей после ремонта температуру нагрева их обмоток опре­деляют измерением их сопротивления в холодном состоянии и после работы под нагрузкой в течение установленного периода (обычно в течение 1 ч).

Исследуя свойства металлов при глубоком (очень сильном) охлаждении, ученые обнаружили замечательное явление: вблизи абсолютного нуля (— 273,16 °С) некоторые металлы почти пол­ностью утрачивают электрическое сопротивление.

Они становятся идеальными проводниками, способными длительное время пропус­кать ток по замкнутой цепи без всякого воздействия источника электрической энергии. Это явление названо сверхпроводимостью.

В настоящее время созданы опытные образцы линий электропере­дачи и электрических машин, в которых используется явление сверхпроводимости. Такие машины имеют значительно меньшие мас­су и габаритные размеры по сравнению с машинами общего назна­чения и работают с очень высоким коэффициентом полезного дей­ствия.

Линии электропередачи в этом случае можно выполнить из проводов с очень малой площадью поперечного сечения. В пер­спективе в электротехнике будет все больше и больше использо­ваться это явление.

Электросопротивление и удельная электропроводность - Справочник студента

Источник: https://electrono.ru/elektricheskaya-cep-i-ee-osnovnye-zakony/4-elektricheskoe-soprotivlenie-i-provodimost

ПОИСК

    Ионная и электронная электропроводность. Проводники первого и второго рода. Прохождение тока сквозь раствор электролита механизм прохождения тока. Сопротивление проводника. Закон Ома. Единицы измерения (электрические). Основные приборы вольтметр, амперметр, гальванометр, кулонометр и т. д. Удельное сопротивление, удельная электропроводность.

Мостик Уитстона. Принцип измерения сопротивления. Особенности измерения сопротивления раствора электролита (телефон, катушка Румкорфа). Влияние температуры и разведения нз удельную электропроводность. Молекулярная и эквивалентная электропроводность. Зависимость от температуры и разведения. Электропроводность при бесконечном разведении.

Закон независимого перемещения ионов. Вычисление Хоо из подвижностей ионов. Вычисление степени и константы диссоциации для слабых электролитов. Сильные электролиты. Коэфициент электропроводности. Причины изменения с концентрацией в случае сильных электролитов. Скорости и подвижности ионов. Роль среды и природы иона. Электропроводность чистой воды.

Введение поправки на эту величину. Определение константы прибора. Калибровка линейки. Переход от электропроводности, измеренной в данном сосуде, к удельной электропроводности. Кондуктометрическое титрование. [c.

93]     Однако в учебниках по электрохимии принято определять удельную электропроводность как величину, обратную удельному сопротивлению объёма раствора, заключенного между двумя параллельными электродами, имеющими площадь по 1 м и расположенными па расстоянии 1 м друг от друга.

Отсюда общепринятая единица измерения удельной электропроводности [Ом м ] или [См/м]. Полученная нами размерность не отличается от об- [c.110]

Таблица 63 Удельные сопротивления н электропроводности смесей вода — этанол Электросопротивление и удельная электропроводность - Справочник студента

    Удельная электропроводность и удельное сопротивление зависят от температуры. Повышение температуры увеличивает электропроводность и уменьшает сопротивление растворов электролитов. Температурные коэффициенты электропроводности и вязкости водных растворов близки по своей величине, но обратны по знаку. Поэтому электропроводность растворов измеряют при постоянной [c.90]

    Величина, обратная удельному сопротивлению, — удельная электропроводность х =. 1/р Сопротивление электролита, [c.199]

    Как и удельное сопротивление, удельная электропроводность чистого вещества зависит от его природы, температуры, а электропроводность раствора и от его концентрации, В качестве примера на рис.

190 представлена зависимость удельной электропроводности от температуры для растворов КС1 различной концентрации. Как можно видеть, с повышением температуры электропроводность увеличивается. [c.

347]

    О степени диссоциации электролита судят по величине удельной или эквивалентной (молярной) электропроводности. Известно, что в жидких водных растворах удельное сопротивление растворов (г, Ом-см) при постоянной температуре с повышением концентрации электролита падает, а удельная элек-1 [c.66]

Читайте также:  Недостатки рынка - справочник студента

    Для определения границ областей фаз на диаграммах состояния конденсированных систем, особенно металлических, наибольшее значение имеют из электрических свойств — удельное сопротивление, удельная электропроводность и температурный коэффициент сопротивления из механических — [c.84]

    Для электротехнических расчетов необходимо знать удельное сопротивление (удельную электропроводность) в отдельных зонах печи. Зависимость активной удельной проводимости х гетерогенных систем от параметров жидкости и твердого материала описывается уравнением [c.647]

    Далее измеряют сопротивление 0,02 н. КС1. Для этого берут пипеткой 25 мл 0,04 н. КС1, выливают его в мерную колбу на 50 мл и доводят до метки дистиллированной водой. Споласкивают этим раствором сосуд и снова наполняют его до того же самого уровня, как и в первый раз. Измеряют сопротивление полученного 0,02 н. раствора КС1.

Снова разбавляют раствор в два раза и определяют его сопротивление. Удельная электропроводность раствора КС1 при 25° С дана в Приложении (табл. 2). К вычисляют по формуле (1.16).

Для дальнейших расчетов берут среднее арифметическое значение К-Полученной константой можно пользоваться для расчета удельной электропроводности любой жидкости, при этом необходимо следить, чтобы во время опытов расположение электродов не изменилось. [c.14]

    Как и удельное сопротивление, удельная электропроводность зависит от природы вещества, температуры, а электропроводность раствора и от концентрации. В качестве примера на рис. 172 представлена зависимость удельной электропроводности от температуры для растворов КС1 различной концентрации. [c.291]

    I. Удельное сопротивление. На электропроводность переходных форм углерода оказывают Влияние несколько факторов рассеяние носителей тока на тепловых колебаниях решетки, рассеяние на границах кристаллитов , межкристаллитные [c.54]

    Электропроводность представляет величину, обратную сопротивлению. Удельная электропроводность = у 0М СМ- . [c.62]

    Выполнение работы. 1. Собрать установку для измерения сопротивления объема раствора (см. рис. 22). 2. Определить постоянную электрической ячейки при 25° С по 0,02 н. КС1 (см. 8). 3. Подготовить воду для кондуктометрических измерений (см. стр. 101) и определить ее удельную электропроводность хи,о (см. работу 8) [c.107]

    Удельная электропроводность есть величина, обратная удельному сопротивлению %= — ом- -см- . Если между двумя параллельными электродами, находящимися на расстоянии 1 см друг от Друга, поместить 1 моль или 1 г-экв вещества, то получаемая величина электропроводности называется молекулярной (ц) или эквивалентной ( )  [c.281]

    Соотношение между сопротивлением, измеренным на зажимах сосуда, и удельной электропроводностью раствора зависит от относительного расположения частей сосуда. Б простом случае, когда электроды проходят через параллельные стенки цилиндрического сосуда X, имеющего длину I и одинаковое по всей длине поперечное сечение а, удельная электропроводность равна [c.139]

    Электропроводность — величина, обратная сопротивлению. Удельная электропроводность определяется соотношением [c.270]

    Так как точное измерение значений / и а для общеупотребительных форм сосудов является затруднительным, то постоянная сосуда определяется косвенным путем.

Если поместить в измерительный сосуд раствор, для которого известно точное значение удельной электропроводности из других измерений, и определить его сопротивление, то можно непосредственно вычислить К для данной ячейки по уравнению (8).

Для этой цели почти всегда пользуются раствором хлористого калия, так как его удельная электропроводность была определена очень точно с помощью сосудов, калиброванных посредством измерений [c.69]

    В большинстве случаев измеряют электропроводность водных растворов. На рис. 18-4 приведены величины удельной электропроводности и удельного сопротивления ряда материалов. Вода сама по себе очень плохой проводник.

Ее удельная электропроводность, обусловленная диссоциацией на ионы Н3О+ и ОН-, при 25 °С равна примерно 5 -10- См/см. Электропроводность обычной дистиллированной или деминерализованной воды намного ниже.

Перегонные аппараты и умягчители воды часто снабжают устройствами для непрерывного контроля электропроводности. [c.384]

    Удельные сопротивления и электропроводности смесей вода-этанол. ……………70 [c.356]

    Удельная электропроводность является, очевидно, величиной, обратной удельному электрическому сопротивлению. [c.424]

    Электропроводность графитированных электродов сравнительно невелика. В зависимости от условий изготовления, и особенно графитации, -их удельное сопротивление колеблется в пределах 0,0006—0,0015 ом-см.

Удельное сопротивление отечественных анодов большей частью составляет 0,0008—0,0013 ом-см.

Удельное электрическое сопротивление графитированных анодов в сотни раз больше сопротивления алюминия и меди, обычно применяемых в качестве проводников. [c.125]

    УДЕЛЬНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ 18° [c.206]

    Растворы электролитов проводят электрический ток. Электропроводность есть величина, обратная электрическому сопротивлению. Удельная электропроводность X равна электропроводности 1 см раствора, находящегося между электродами площадью 1 см каждый, расстояние между которыми равно 1 см (рис. 18, а).

Мольная электропроводность ц определяется как электропроводность слоя электролита толщиной 1 см, помещенного между одинаковыми электродами такой площади, что объем раствора, заключенного между электродами, содержит 1 моль растворенного вещества (рис. 18, б).

Мольная ц и удельная х электропроводности связаны соотношением  [c.76]

    В табл. 30 приведены удельные сопротивления и электропроводности некоторых веществ и растворов, по которым можно четко различить металлические проводники, электролиты и диэлектрики. [c.206]

    Значительно шире полимерные материалы используются как диэлектрики (изоляторы).. Кроме удельного электрического сопротивления (удельной электропроводности) для диэлектриков важными характеристиками являются электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери. [c.111]

    Электропроводимость грунтов, которая колеблется от нескольких единиц до сотен Ом на метр зависит главным образом от его влажности, состава и количества солей и структуры.

Увеличение засоленности грунта облегчает протекание анодного процесса (в результате депассивирующего действия особенно галоидных солей), катодного процесса (например, ускорение катодного процесса окисными солями железа) и снижает электросопротивление.

Во многих случаях величина электропроводности почв и грунтов с достаточной точностью характеризует их коррозионную агрессивность для стали и чугуна (за исключением водонасыщенных грунтов) и используется в этих целях. Ниже приведена характеристика коррозионной активности грунтов по их удельному сопротивлению  [c.387]

    Величина с называется емкостью сопротивления сосуда. Удельная электропроводность х=1/р, и следовательно [c.456]

    Рассчитать удельную электропроводность воды по измеренным сопротивлениям н значению константы прибора ф. Учесть ее значение при расчете удельной электрон говодности раствора слабого электролита. [c.280]

    Емкость с сосуда находится по этой же формуле. Для этого измеряется сопротивление 1 залитого в сосуд раствора хлористого калия с известной удельной электропроводностью. [c.457]

    Влияние концентрации на селективность ацетатцеллюлозной мембраны при очень низких концентрациях растворенного вещества представлено на рис. IV-18 [160].

Исследовалось задержание микроколичеств (10 —10- г-экв/л) радиоизотопов, которые были введены в растворы хлоридов и нитратов Na, s, Со, Sr, Al, Fe, имевших концентрацию от 10 до 10- г-экв/л. Растворителем служила особо чистая вода, удельное сопротивление которой составляло 3—4 Мом-см.

Селективность фл рассчитывали, исходя из величин удельной радиоактивности разделяемого раствора и фильтрата. Из рис.

IV-18, а видно хорошее совпадение значений селективности как по соли в целом (измерение электропроводности растворов), так и по катиону (измерение радиоактивности растворов). Характер изменения селективности по микрокомпоненту близок к характеру изменения ф по макрокомпоненту. Из [c.189]

    Удельное сопротивление или электропроводность являются чувствительной характеристикой стабильности изоляционных масел. Электропроводность-масел тесно связана с их строением. В нейтральных маслах электропроводность зависит от диссоциированных примесей, в полярных она определяется диссоциадией молекул. [c.83]

    Величину удельной электропроводности мембран х рассчитывали из значений сопротивлений и геометрических размеров мембраны. На эту величину существенно влияют конрентрация фиксированных ионов и необменно поглощенного электролита, а также степень набухания мембраны, поэтому мы рассматриваем эквивалентную электропроводность мембран, которая рассчитывалась [c.176]

Источник: https://www.chem21.info/info/1647623/

Удельное сопротивление и электропроводимость: формулы и объяснение

В данной статье мы подробно разберем что такое удельное сопротивление и электропроводность, ясно опишем все формулы с помощью примеров задач, а так же дадим вам таблицу удельных сопротивлений некоторых проводников.

Описание

Закон Ома гласит, что, когда источник напряжения (V) подается между двумя точками в цепи, между ними будет протекать электрический ток (I), вызванный наличием разности потенциалов между этими двумя точками.

 Количество протекающего электрического тока ограничено величиной присутствующего сопротивления (R). Другими словами, напряжение стимулирует протекание тока (движение заряда), но это сопротивление препятствует этому.

Мы всегда измеряем электрическое сопротивление в Омах, где Ом обозначается греческой буквой Омега, Ω. Так, например: 50 Ом, 10 кОм или 4,7 МОм и т.д.

Проводники (например, провода и кабели) обычно имеют очень низкие значения сопротивления (менее 0,1 Ом), и, таким образом, мы можем пренебречь ими, как мы предполагаем в расчетах анализа цепи, что провода имеют ноль сопротивление.

С другой стороны, изоляторы (например, пластиковые или воздушные), как правило, имеют очень высокие значения сопротивления (более 50 МОм), поэтому мы можем их игнорировать и для анализа цепи, поскольку их значение слишком велико.

Но электрическое сопротивление между двумя точками может зависеть от многих факторов, таких как длина проводников, площадь их поперечного сечения, температура, а также фактический материал, из которого он изготовлен. Например, давайте предположим, что у нас есть кусок провода (проводник), который имеет длину L, площадь поперечного сечения A и сопротивление R, как показано ниже.

Электрическое сопротивление R этого простого проводника является функцией его длины, L и площади поперечного сечения A.

Закон Ома говорит нам, что для данного сопротивления R ток, протекающий через проводник, пропорционален приложенному напряжению, поскольку I = V / R.

Теперь предположим, что мы соединяем два одинаковых проводника вместе в последовательной комбинации, как показано на рисунке.

Здесь, соединив два проводника вместе в последовательной комбинации, то есть, к концу, мы фактически удвоили общую длину проводника (2L), в то время как площадь поперечного сечения A остается точно такой же, как и раньше. Но помимо удвоения длины, мы также удвоили общее сопротивление проводника, дав 2R как: 1R + 1R = 2R.

Таким образом , мы можем видеть , что сопротивление проводника пропорционально его длину, то есть: R ∝ L. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально больше, чем оно длиннее.

Отметим также, что, удваивая длину и, следовательно, сопротивление проводника (2R), чтобы заставить тот же ток I, чтобы течь через проводник, как и раньше, нам нужно удвоить (увеличить) приложенное напряжение I = (2 В) / (2R). Далее предположим, что мы соединяем два идентичных проводника вместе в параллельной комбинации, как показано.

Здесь, соединяя два проводника в параллельную комбинацию, мы фактически удвоили общую площадь, дающую 2А, в то время как длина проводников L остается такой же, как у исходного одиночного проводника.

 Но помимо удвоения площади, путем параллельного соединения двух проводников мы фактически вдвое сократили общее сопротивление проводника, получив 1 / 2R, поскольку теперь каждая половина тока протекает через каждую ветвь проводника.

Таким образом, сопротивление проводника обратно пропорционально его площади, то есть: R 1 / ∝ A или R ∝ 1 / A. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально меньше, чем больше его площадь поперечного сечения.

Кроме того, удваивая площадь и, следовательно, вдвое увеличивая суммарное сопротивление ветви проводника (1 / 2R), для того же тока, чтобы I протекал через параллельную ветвь провода, как раньше, нам нужно только наполовину уменьшить приложенное напряжение I = (1 / 2V) / (1 / 2R).

Надеемся, мы увидим, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине (L) проводника, то есть: R ∝ L, и обратно пропорционально его площади (A), R ∝ 1 / A. Таким образом, мы можем правильно сказать, что сопротивление это:

Пропорциональность сопротивления

Но помимо длины и площади проводника, мы также ожидаем, что электрическое сопротивление проводника будет зависеть от фактического материала, из которого он изготовлен, потому что разные проводящие материалы, медь, серебро, алюминий и т.д., имеют разные физические и электрические свойства. Таким образом, мы можем преобразовать знак пропорциональности (∝) вышеприведенного уравнения в знак равенства, просто добавив «пропорциональную константу» в вышеприведенное уравнение, давая:

Уравнение удельного электрического сопротивления

Где: R — сопротивление в омах (Ω), L — длина в метрах (м), A — площадь в квадратных метрах (м 2 ), и где известна пропорциональная постоянная ρ (греческая буква «rho») — удельное сопротивление .

Удельное электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление конкретного материала проводника является мерой того, насколько сильно материал противостоит потоку электрического тока через него.

 Этот коэффициент удельного сопротивления, иногда называемый его «удельным электрическим сопротивлением», позволяет сравнивать сопротивление различных типов проводников друг с другом при определенной температуре в соответствии с их физическими свойствами без учета их длины или площади поперечного сечения. Таким образом, чем выше значение удельного сопротивления ρ, тем больше сопротивление, и наоборот.

Например, удельное сопротивление хорошего проводника, такого как медь, составляет порядка 1,72 х 10 -8 Ом (или 17,2 нОм), тогда как удельное сопротивление плохого проводника (изолятора), такого как воздух, может быть значительно выше 1,5 х 10 14 или 150 трлн.

Такие материалы, как медь и алюминий, известны низким уровнем удельного сопротивления, благодаря чему электрический ток легко проходит через них, что делает эти материалы идеальными для изготовления электрических проводов и кабелей. Серебро и золото имеют очень низкие значения удельного сопротивления, но по понятным причинам дороже делать из них электрические провода.

Тогда факторы, которые влияют на сопротивление (R) проводника в омах, могут быть перечислены как:

  • Удельное сопротивление (ρ) материала, из которого сделан проводник.
  • Общая длина (L) проводника.
  • Площадь поперечного сечения (А) проводника.
  • Температура проводника.

Пример удельного сопротивления № 1

Рассчитайте общее сопротивление постоянному току 100-метрового рулона медного провода 2,5 мм 2, если удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8  Ом метр.

Приведенные данные: удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 , длина катушки L = 100 м, площадь поперечного сечения проводника составляет 2,5 мм 2, что дает площадь: A = 2,5 x 10 -6 м 2 .

Читайте также:  Предподавание психологии в школе и вузе - справочник студента

Ответ: 688 МОм или 0,688 Ом.

Удельное электрическое сопротивление материала

Ранее мы говорили, что удельное сопротивление — это электрическое сопротивление на единицу длины и на единицу площади поперечного сечения проводника, таким образом, показывая, что удельное сопротивление ρ имеет размеры в Ом-метрах или Ом · м, как это обычно пишется. Таким образом, для конкретного материала при определенной температуре его удельное электрическое сопротивление определяется как.

Электрическая проводимость

Хотя как электрическое сопротивление (R), так и удельное сопротивление ρ, являются функцией физической природы используемого материала, а также его физической формы и размера, выраженных его длиной (L) и площадью его сечения ( А), Проводимость или удельная проводимость относится к легкости, с которой электрический ток проходит через материал.

Проводимость (G) является обратной величиной сопротивления (1 / R) с единицей проводимости, являющейся сименсом (S), и ей дается перевернутый символ омов mho, ℧.

 Таким образом, когда проводник имеет проводимость 1 сименс (1S), он имеет сопротивление 1 Ом (1 Ом).

 Таким образом, если его сопротивление удваивается, проводимость уменьшается вдвое, и наоборот, как: Сименс = 1 / Ом, или Ом = 1 / Ом.

В то время как сопротивление проводников дает степень сопротивления потоку электрического тока, проводимость проводника указывает на легкость, с которой он пропускает электрический ток. Таким образом, металлы, такие как медь, алюминий или серебро, имеют очень большие значения проводимости, что означает, что они являются хорошими проводниками.

Проводимость, σ (греческая буква сигма), является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и измеряется в сименах на метр (S / m). Поскольку электропроводность σ = 1 / ρ, предыдущее выражение для электрического сопротивления R можно переписать в виде:

Электрическое сопротивление как функция проводимости

Тогда мы можем сказать, что проводимость — это эффективность, посредством которой проводник пропускает электрический ток или сигнал без потери сопротивления. Поэтому материал или проводник, который имеет высокую проводимость, будет иметь низкое удельное сопротивление, и наоборот, поскольку 1 сименс (S) равен 1 Ом -1 . Таким образом, медь, которая является хорошим проводником электрического тока, имеет проводимость 58,14 x 10 6 Симен на метр.

Пример удельного сопротивления №2

Кабель длиной 20 метров имеет площадь поперечного сечения 1 мм 2 и сопротивление 5 Ом. Рассчитать проводимость кабеля.

Приведенные данные: сопротивление постоянному току, R = 5 Ом, длина кабеля, L = 20 м, а площадь поперечного сечения проводника составляет 1 мм 2, что дает площадь: A = 1 x 10 -6 м 2 .

Ответ: 4 мега-симена на метр длины.

Таблица удельных сопротивлений проводников

Проводник Удельное сопротивлениеρ Температурный коэффициент α
Алюминий 0,028 4,2
Бронза 0,095 — 0,1
Висмут 1,2
Вольфрам 0,05 5
Железо 0,1 6
Золото 0,023 4
Иридий 0,0474
Константан 0,5 0,05
Латунь 0,025 — 0,108 0,1-0,4
Магний 0,045 3,9
Манганин 0,43 — 0,51 0,01
Медь 0,0175 4,3
Молибден 0,059
Нейзильбер 0,2 0,25
Натрий 0,047
Никелин 0,42 0,1
Никель 0,087 6,5
Нихром 1,05 — 1,4 0,1
Олово 0,12 4,4
Платина 0.107 3,9
Ртуть 0,94 1,0
Свинец 0,22 3,7
Серебро 0,015 4,1
Сталь 0,103 — 0,137 1-4
Титан 0,6
Фехраль 1,15 — 1,35 0,1
Хромаль 1,3 — 1,5
Цинк 0,054 4,2
Чугун 0,5-1,0 1,0

Где: удельное сопротивление ρ измеряется в Ом*мм2/м и температурный коэффициент электрического сопротивления металлов α измеряется в 10 -3*C-1(или K -1) .

Краткое описание удельного сопротивления

Мы поговорили в этой статье об удельном сопротивлении, что удельное сопротивление — это свойство материала или проводника, которое указывает, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Мы также видели, что электрическое сопротивление (R) проводника зависит не только от материала, из которого сделан проводник, меди, серебра, алюминия и т.д., но также от его физических размеров.

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине (L) как R ∝ L. Таким образом, удвоение его длины удвоит его сопротивление, в то время как последовательное удвоение проводника уменьшит вдвое его сопротивление.

Также сопротивление проводника обратно пропорционально его площади поперечного сечения (A) как R ∝ 1 / A.

Таким образом, удвоение его площади поперечного сечения уменьшило бы его сопротивление вдвое, тогда как удвоение его площади поперечного сечения удвоило бы его сопротивление.

Мы также узнали, что удельное сопротивление (символ: ρ) проводника (или материала) связано с физическим свойством, из которого он изготовлен, и варьируется от материала к материалу. Например, удельное сопротивление меди обычно дается как: 1,72 х 10 -8 Ом · м. Удельное сопротивление конкретного материала измеряется в единицах Ом-метров (Ом), которое также зависит от температуры.

В зависимости от значения удельного электрического сопротивления конкретного материала его можно классифицировать как «проводник», «изолятор» или «полупроводник». Обратите внимание, что полупроводники — это материалы, в которых их проводимость зависит от примесей, добавляемых в материал.

Удельное сопротивление также важно в системах распределения электроэнергии, так как эффективность системы заземления для системы электропитания и распределения сильно зависит от удельного сопротивления земли и материала почвы в месте расположения системы.

Проводимость — это имя, данное движению свободных электронов в форме электрического тока. Проводимость, σ является обратной величиной удельного сопротивления.

 Это 1 / ρ и имеет единицу измерения сименс на метр, S / m. Проводимость варьируется от нуля (для идеального изолятора) до бесконечности (для идеального проводника).

 Таким образом, сверхпроводник имеет бесконечную проводимость и практически нулевое омическое сопротивление.

Источник: https://meanders.ru/chto-takoe-udelnoe-soprotivlenie-i-jelektroprovodnost-formula.shtml

Важные понятия водоподготовки

это очень хорошо очищенная вода, в которой не содержится ионов загрязнителей. Основным критерием степени очистки деионизованной воды является электропроводность и её обратная величина — удельное сопротивление.

Кроме того, деионизованная вода определяется и другими показателями: содержанием ТОС (общим органическим углеродом), значением рН, модержанием металлов (бора, калия, натрия, железа, никеля, меди, цинка, хрома), содержанием анионов(хлоридов, нитратов, фосфатов, сульфатов), содержанием микрочастиц и микроорганизмов, содержанием кремниевой кислоты. В мировой практике в зависимости от содержания в деионизованной воде ионных примесей — общего содержания растворённых солей (TDS) — её подразделяют на три категории: воду общелабораторного назначения (вода типа 3), воду аналитического качества (вода типа 2) и сверхчистую или ультрачистую воду (вода типа 1). 

Ультрачистая (особо чистая) вода —

это глубоко обессоленная сверхчистая вода, не содержащая ионов примесей. В зависимости от назначения ультрачистая вода имеет удельное сопротивление 10МОм•см и более. Ультрачистая вода применяется в электронном приборостроении, энергетике, при выращивании кристаллов, просизводстве печатных плат.

В микроэлектронике используется вода трёх классов чистоты: класс «В» — вода, получаемая из исходной путём предварительной подготовки и деионизации на установках централизованной очистки воды, класс «Б» — вода, получаемая из воды класса «В» путём финишной деионизации и очистки от бактериальных и микрочастиц размером 0,2 мкм, класс «А» — вода высшей степени чистоты, получаемая из воды класса «Б» путём финишной деионизации с применением систем стерилизации, микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса. Для получения ультрачистой воды ООО «БМТ» предлагает линейку мембранных деионизаторов производительностью 5, 10, 25, 35, 50 и 100 л/ч методами обратного осмоса, ионного обмена и электродеионизации. Для получения ультрачистой воды используются химические или физические методы, например, ионный обмен, мембранное разделение, микрофильтрация, электродеионизация.

Удельная электропроводность и удельное сопротивление —

Электропроводность (или электрическая проводимость) — это cпособсть материала пропускать через себя электрический ток. Применительно к воде — это суммарный показатель наличия в воде загрязнителей (кислот, щелочей или солей), диссоциированных на ионы.

Поэтому Обратная величина электропроводности — это удельное сопротивление, значение которого (МОм·см) используется в качестве критерия оценки качества ультрачистой воды. Максимальное значение удельного сопротивления, равное 18,2 МОм·см при 25°С соответствует значению электропроводности воды, равному 0,055 мкСм/см.

Электропроводность и удельное сопротивление измеряют кондуктометрическим методом. Электропроводность и электросопротивление воды зависят от температуры. Так, при повышении температуры ультрачистой воды на 1°С её электропроводность увеличивается на 6%.

Поэтому на практике значения электросопротивления и электропроводности воды приводятся к 25°С. Современные кондуктометры выполняют эту функцию автоматически. Тем не менее, для компенсации влияния температуры на результаты измерения одновременно с электропроводностью измеряют и температуру воды.

Единица электропроводности названа в честь известного немецкого инженера, изобретателя и учёного — основателя фирмы Siemens — Эрнста Вернера фон Сименса.

Содержание ТОС —

ТОС (Total Organic Carbon) — общий органический углерод — показатель содержания в воде органических веществ.

Источником углерода в воде могут быть как природные органические вещества к (арбоновые кислоты с длинной органической цепью — гумины и танины), так и искусственные органические соединения, которые могут вымываться из конструкционных материлов, используемых при получении деионизованной воды (фенолы, резины, клеи, пластики и др).

Не существует классификации деионизованной воды по показателю ТОС, тем не менее, существующие отраслевые стандарты для микроэлектроники, для реагентной воды, для биотехнологи и т.д. устанавливают его предельные нормативы.

Для измерения общего органического углерода используются ТОС-анализаторы, в которых содержащийся в воде углерод с помощью УФ-облучения окисляется до СО2, который взаимодействуя с водой образует угольную кислоту. При этом присутствующий в воде неорганический углерод (карбонаты, бикарбонаты) должен быть удалён аэрацией, либо подкислением исходной воды.

Умягчение натрий-катионированием —

Натрий-катионирование — самый распространённый метод умягчения воды фильтрованием через слой катионита в натриевой форме. При этом ионы Ca2+ и Mg2+, обуславливающие жёсткость исходной воды, задерживаются катионитом в обмен на эквивалентное количество ионов Na2+.

Замена ионов кальция и магния ионом натрия гарантирует отсутствие накипеобразований на греющих поверхностях. Анионный состав Na-катионированной воды остаётся неизменным, поэтому карбонатная жёсткость исходной воды переходит в гидрокарбонат натрия.

Минерализация воды после натрий-катионирования увеличивается вследствие того, что эквивалентная масса иона натрия несколько больше эквивалентных масс инов Ca2+ и Mg2+.

По мере пропускаяни воды через слой катионита количество ионов натрия, способных к обмену, уменьшается, а количество ионов кальция и магния, задержанных на смоле, возрастает, то есть катионит «истощается». Для восстановления обменной способности катионита его необходимо регенерировать 5-10% раствором хлорида натрия. Продукты регенерации CaCl2 и MgCl2 хорошо растворимы в воде.

Источник: http://distiller.vladbmt.ru/dlya-zakazchika/ponyatiya-vodopodgotovki/

Удельное сопротивление металлов, электролитов и веществ (Таблица)

В справочной таблице даны значения удельного сопротивления р некоторых металлов и изоляторов при температуре 18—20° С, выраженные в ом·см.

Величина р для металлов в сильной степени зависит от примесей, в таблице даны значения р для химически чистых металлов, для изоляторов даны приближенно.

Металлы и изоляторы расположены в таблице в порядке возрастающих значений р.

Таблица удельное сопротивление металлов

Чистые металлы 104 ρ (ом·см) Чистые металлы 104 ρ (ом·см)
Серебро 0,016 Хром 0,131
Медь 0,017 Тантал 0,146
Золото 0,023 Бронза 1) 0,18
Алюминий 0,029 Торий 0,18
Дюралюминий 0,0335 Свинец 0,208
Магний 0,044 Платинит 2) 0,45
Кальций 0,046 Сурьма 0,405
Натрий 0,047 Аргентан 0,42
Марганец 0,05 Никелин 0,33
Иридий 0,063 Манганин 0,43
Вольфрам 0,053 Константан 0,49
Молибден 0,054 Сплав Вуда 3) 0,52 (0°)
Родий 0,047 Осмий 0,602
Цинк 0,061 Сплав Розе 4) 0,64 (0°)
Калий 0,066 Хромель 0,70-1,10
Никель 0,070
Кадмий 0,076 Инвар 0,81
Латунь 0,08 Ртуть 0,958
Кобальт 0,097 Нихром 5) 1,10
Железо 0,10 Висмут 1,19
Палладий 0,107 Фехраль 6) 1,20
Платина 0,110 Графит 8,0
Олово 0,113

Таблица удельное сопротивление изоляторов

Изоляторы ρ (ом·см) Изоляторы ρ (ом·см)
Асбест 108 Слюда 1015
Шифер 108 Миканит 1015
Дерево сухое 1010 Фарфор 2·1015
Мрамор 1010 Сургуч 5·1015
Целлулоид 2·1010 Шеллак 1016
Бакелит 1011 Канифоль 1016
Гетинакс 5·1011 Кварц _|_ оси 3·1016
Алмаз 1012 Сера 1017
Стекло натр 1012 Полистирол 1017
Стекло пирекс 2·1014 Эбонит 1018
Кварц || оси 1014 Парафин 3·1018
Кварц плавленый 2·1014 Янтарь 1019

Удельное сопротивление чистых металлов при низких температурах

В таблице даны значения удельного сопротивления (в ом·см) некоторых чистых металлов при низких температурах (0°С).

Чистые металлы t (°С) Удельное сопротивление, 104 ρ (ом·см)
Висмут -200 0,348
Золото -262,8 0,00018
Железо -252,7 0,00011
Медь -258,6 0,00014 1
Платина -265 0,0010
Ртуть -183,5 0,0697
Свинец -252,9 0,0059
Серебро -258,6 0,00009

Отношение сопротивлении Rt/Rq чистых металлов при температуре Т °К и 273° К

В справочной таблице дано отношение Rt/Rq сопротивлений чистых металлов при температуре Т °К и 273° К.

Чистые металлы Т (°К) RT/R0
Алюминий 77,7 1,008
20,4 0,0075
Висмут 77,8 0,3255
20,4 0,0810
Вольфрам 78,2 0,1478
20,4 0,0317
Железо 78,2 0,0741
20,4 0,0076
Золото 78,8 0,2189
20,4 0,0060
Медь 81,6 0,1440
20,4 0,0008
Молибден 77,8 0,1370
20,4 0,0448
Никель 78,8 0,0919
20,4 0,0066
Олово 79,0 0,2098
20,4 0,0116
Платина 91,4 0,2500
20,4 0,0061
Ртуть 90,1 0,2851
20,4 0,4900
Свинец 73,1 0,2321
20,5 0,0301
Серебро 78,8 0,1974
20,4 0,0100
Сурьма 77,7 0,2041
20,4 0,0319
Хром 80,0 0,1340
20,6 0,0533
Цинк 83,7 0,2351
20,4 0,0087

Удельное сопротивление электролитов

В таблице даны значения удельного сопротивления электролитов в ом·см при температуре 18° С. Концентрация растворов с дана в процентах, которые определяют число граммов безводной соли или кислоты в 100 г раствора.

c (%) NH4Cl NaCl ZnSO4 CuSO4 КОН NaOH H2SO4
5 10,9 14,9 52,4 52,9 5,8 5,1 4,8
10 5,6 8,3 31,2 31,3 3,2 3,2 2,6
15 3,9 6,1 24,1 23,8 2,4 2,9 1,8
20 3,0 5,1 21,3 2,0 3,0 1,5
25 2,5 4,7 20,8 1,9 3,7 1,4

_______________

Источник информации: КРАТКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК/ Том 1, — М.: 1960.

Источник: https://infotables.ru/fizika/102-udelnoe-soprotivlenie-i-otnositelnaya-dielektricheskaya-pronitsaemost-dielektrikov-tablitsa

Ссылка на основную публикацию