Электрическое сопротивление меди: Удельное сопротивление меди – основные данные

Содержание

Медь

Вычисление сопротивления

Сопротивление проводникового материалла (например медных проводов)

Сопротивление R медного провода в длине l возможно высчитать следующей формулой

 

если
R — сопротивление проводникового материалла (ом)
l — длина провода в метрах
ρ — электрическое удельное сопротивление  материалла
A — площадь поперечного сечения
π — математическое число
d — номинальный диаметр провода в миллиметрах

Электрическое удельное сопротивление ρ

Электрическое удельное сопротивление описывает в какой мере этот материал сопротивляется электрическому току. Низкое сопротивление указывает что материал  легко пропускает электрический заряд. У меди электрическое сопротивление от 0.0171 Ohm • mm²/m это сопротивление является одним из лучших проводников для электрического тока (после чистого серебра).

 

Проводимость γ

Электрическая проводимость или определенная проводимость является материальной мерой возможности проводимости электрического тока.

Проводимость противоположна электрическому сопротивлению. У отоженной медной проволоки минимальная проводимость от 58 S*m/mm², что эквивалентно 100% IACS (Международная Стандартная отоженная медь), актуальный размер типичной катушки 58,5-59 S*m/mm²

 

Температурный коэффициент электрического сопротивления

Электрическое сопротивление зависит от температуры проволоки. Эту связь между сопротивлением и температурой выражает коэффициент термического сопротивления α. Для расчета сопротивления моточного изделия или проволоки при температуре T можно воспользоваться следующей формулой:  

где
α — температурный коэффициент сопротивления
RT — сопротивление моточного изделия при температуре T
R20 — сопротивление моточного изделия при температуре 20°C  

 

характеристики, свойства и сферы применения

Одним из самых востребованных металлов в отраслях промышленности является медь. Наиболее широкое распространение она получила в электрике и электронике. Чаще всего ее применяют при изготовлении обмоток для электродвигателей и трансформаторов. Основная причина использования именно этого материала заключается в том, что медь обладает самым низким из существующих в настоящий момент материалов удельным электрическим сопротивлением. Пока не появится новый материал с более низкой величиной этого показателя, можно с уверенностью говорить о том, что замены у меди не будет.

Общая характеристика меди

Говоря про медь, необходимо сказать, что еще на заре электрической эры она стала использоваться в производстве электротехники. Применять ее стали во многом по причине уникальных свойств, которыми обладает этот сплав. Сам по себе он представляет материал, отличающийся высокими свойствами в плане пластичности и обладающий хорошей ковкостью.

Наряду с теплопроводностью меди, одним из самых главных ее достоинств является высокая электропроводность. Именно благодаря этому свойству медь и получила широкое распространение в энергетических установках, в которых она выступает в качестве универсального проводника. Наиболее ценным материалом является электролитическая медь, обладающая высокой степенью чистоты -99,95%. Благодаря этому материалу появляется возможность для производства кабелей.

Плюсы использования электролитической меди

Применение электролитической меди позволяет добиться следующего:
  • Обеспечить высокую электропроводность;
  • Добиться отличной способности к уложению;
  • Обеспечить высокую степень пластичности.

Сферы применения

Кабельная продукция, изготавливаемая из электролитической меди, получила широкое распространение в различных отраслях. Чаще всего она применяется в следующих сферах:
  • электроиндустрия;
  • электроприборы;
  • автомобилестроение;
  • производство компьютерной техники.

Удельное сопротивление

Использование материалов с низкой электро- и теплопроводностью любого веса ведет к большим потерям электроэнергии. А
это влияет на потерю мощности
у используемого оборудования. Большинство специалистов в качестве основного материала для изготовления проводов с изоляцией называют медь. Она является главным материалом, из которого изготавливаются отдельные элементы оборудования, работающего от электрического тока.
  • Платы, устанавливаемые в компьютерах, оснащаются протравленными медными дорожками.
  • Медь также используется для изготовления самых разных элементов, применяемых в электронных устройствах.
  • В трансформаторах и электродвигателях она представлена обмоткой, которая изготавливается из этого материала.

Можно не сомневаться, что расширение сфер применения этого материала будет происходить с дальнейшим развитием технического прогресса. Хотя, кроме меди, существуют и другие материалы, но все же конструктора при создании оборудования и различных установок используют медь. Главная причина востребованности этого материала заключается

в хорошей электрической и теплопроводности этого металла, которую он обеспечивает в условиях комнатной температуры.

Температурный коэффициент сопротивления

Свойством уменьшения проводимости с повышением температуры обладают все металлы с любой теплопроводностью. При понижении температуры проводимость возрастает. Особенно интересным специалисты называют свойство уменьшения сопротивления с понижением температуры. Ведь в этом случае, когда в комнате температура снижается до определенной величины,
у проводника может исчезнуть электрическое сопротивление
и он перейдет в класс сверхпроводников.

Для того чтобы определить показатель сопротивления конкретного проводника определенного веса в условиях комнатной температуры, существует коэффициент критического сопротивления. Он представляет собой величину, которая показывает изменение сопротивления участка цепи при изменении температуры на один Кельвин. Для выполнения расчета электрического сопротивления медного проводника в определенном временном промежутке используют следующую формулу:

ΔR = α*R*ΔT, где α — температурный коэффициент электрического сопротивления.

Заключение

Медь — материал, который широко применяют в электронике.

Его используют не только в обмотке и схемах, но и в качестве металла для изготовления кабельной продукции. Чтобы техника и оборудование работали эффективно, необходимо правильно рассчитать удельное сопротивление проводки, прокладываемой в квартире. Для этого существует определенная формула. Зная её, можно произвести расчет, который позволяет узнать оптимальную величину сечения кабеля. В этом случае можно избежать потери мощности оборудования и обеспечить эффективность его использования.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Электрическое сопротивление проводника

Электрическое сопротивление — физическая величина, которая показывает, какое препятствие создается току при его прохождении по проводнику. Единицами измерения служат Омы, в честь Георга Ома. В своем законе он вывел формулу для нахождения сопротивления, которая приведена ниже.

 

Рассмотрим сопротивление проводников на примере металлов. Металлы имеют внутреннее строение в виде кристаллической решетки. Эта решетка имеет строгую упорядоченность, а её узлами являются положительно заряженные ионы. Носителями заряда в металле выступают “свободные” электроны, которые не принадлежат определенному атому, а хаотично перемещаются между узлами решетки. Из квантовой физики известно, что движение электронов в металле это распространение электромагнитной волны в твердом теле. То есть электрон в проводнике движется со скоростью света (практически), и доказано, что он проявляет свойства не только как частица, но еще и как волна. А сопротивление металла возникает в результате рассеяния электромагнитных волн (то есть электронов) на тепловых колебаниях решетки и её дефектах.  При столкновении электронов с узлами кристаллической решетки часть энергии передается узлам, вследствие чего выделяется энергия. Эту энергию можно вычислить при постоянном токе, благодаря закону Джоуля-Ленца – Q=I

2Rt. Как видите чем больше сопротивление, тем больше энергии выделяется. 

Удельное сопротивление

Существует такое важное понятие как удельное сопротивление, это тоже самое сопротивление, только в единице длины. У каждого металла оно свое, например у меди оно равно 0,0175 Ом*мм2/м, у алюминия 0,0271 Ом*мм2/м .  Это значит, брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2 будет иметь сопротивление 0,0175 Ом, а такой же брусок, но из алюминия будет иметь сопротивление 0,0271 Ом. Выходит что электропроводность меди выше чем у алюминия. У каждого металла удельное сопротивление свое, а рассчитать сопротивление всего проводника можно по формуле   

где p – удельное сопротивление металла, l – длина проводника, s – площадь поперечного сечения.

Значения удельных сопротивлений приведены в таблице удельных сопротивлений металлов (20°C)   

Вещество

p, Ом*мм2/2

α,10-3 1/K

Алюминий

0. 0271

3.8

Вольфрам

0.055

4.2

Железо

0.098

6

Золото

0.023

4

Латунь

0.025-0.06

1

Манганин

0.42-0.48

0,002-0,05

Медь

0. 0175

4.1

Никель

0.1

2.7

Константан

0.44-0.52

0.02

Нихром

1.1

0.15

Серебро

0.016

4

Цинк

0.059

2. 7

Кроме удельного сопротивления в таблице есть значения ТКС, об этом коэффициенте чуть позже.

Зависимость удельного сопротивления от деформаций


При холодной обработке металлов давлением, металл испытывает пластическую деформацию. При пластической деформации кристаллическая решетка искажается, количество дефектов становится больше. С увеличением дефектов кристаллической решетки, сопротивление течению электронов по проводнику растет, следовательно, удельное сопротивление металла увеличивается. К примеру, проволоку изготавливают методом протяжки, это значит, что металл испытывает пластическую деформацию, в результате чего, удельное сопротивление растет. На практике для уменьшения сопротивления применяют рекристаллизационный отжиг, это сложный технологический процесс, после которого кристаллическая решетка как бы, “расправляется” и количество дефектов уменьшается, следовательно, и сопротивление металла тоже.

При растяжении или сжатии, металл испытывает упругую деформацию. При упругой деформации вызванной растяжением, амплитуды тепловых колебаний узлов кристаллической решетки увеличиваются, следовательно, электроны испытывают большие затруднения, и в связи с этим, увеличивается удельное сопротивление. При упругой деформации вызванной сжатием, амплитуды тепловых колебаний узлов уменьшаются, следовательно, электронам проще двигаться, и удельное сопротивление уменьшается.

Влияние температуры на удельное сопротивление

Как мы уже выяснили выше, причиной сопротивления в металле являются узлы кристаллической решетки и их колебания. Так вот, при увеличении температуры, тепловые колебания узлов увеличиваются, а значит, удельное сопротивление также увеличивается. Существует такая величина как температурный коэффициент сопротивления (ТКС), который показывает насколько увеличивается, или уменьшается удельное сопротивление металла при нагреве или охлаждении. Например, температурный коэффициент меди при 20 градусах по цельсию равен 4. 1 · 10 − 3 1/градус. Это означает что при нагреве, к примеру, медной проволоки на 1 градус цельсия, её удельное сопротивление увеличится на 4.1 · 10 − 3  Ом. Удельное сопротивление при изменении температуры можно вычислить по формуле 

где r это удельное сопротивление после нагрева, r0 – удельное сопротивление до нагрева, a – температурный коэффициент сопротивления, t2 – температура до нагрева, t1  — температура после нагрева. 

Подставив наши значения, мы получим: r=0,0175*(1+0.0041*(154-20))=0,0271 Ом*мм2/м. Как видите наш брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2, после нагрева до 154 градусов, имел бы сопротивление, как у такого же бруска, только из алюминия и при температуре равной 20 градусов цельсия. 

Свойство изменения сопротивления при изменении температуры, используется в термометрах сопротивления. Эти приборы могут измерять температуру основываясь на показаниях сопротивления. У термометров сопротивления высокая точность измерений, но малые диапазоны температур.

На практике, свойства проводников препятствовать прохождению тока используются очень широко.  Примером может служить лампа накаливания, где нить из вольфрама, нагревается за счет высокого сопротивления металла, большой длины и узкого сечения. Или любой нагревательный прибор, где спираль разогревается благодаря высокому сопротивлению. В электротехнике, элемент главным свойством которого является сопротивление, называется – резистор. Резистор применяется практически в любой электрической схеме. 

  • Просмотров: 10573
  • Сопротивление меди — Энциклопедия по машиностроению XXL

    В том, что электрическое сопротивление металлов обусловлено взаимодействиями электронов проводимости с различными дефектами решетки, убеждает и тот факт, что удельное сопротивление кристаллов металлов сильно зависит от наличия в них примесей. Например, введение 1% примеси марганца увеличивает удельное сопротивление меди в три раза.[c.152]
    Рис, 4.5. Зависимость удельного сопротивления меди от температуры  [c.116]

    При достижении температуры плавления (для меди она составляет 1083 °С) увеличивается объем металла, т. е. уменьшается его плотность, а вместе с ней и концентрация носителей. В результате сопротивление меди возрастет примерно в 2,4 раза. Для металлов, уменьшающих свой объем при плавлении (галлий, висмут, сурьма), значение удельного сопротивления имеет тенденцию к уменьшению.  [c.116]

    Заметное влияние на указа -ные характеристики меди оказывает и температура. При нагревании (особенно выше 200 °С) в результате процесса рекристаллизации (рис. 4.7) механические характеристики и удельное сопротивление меди резко изменяются.  [c.120]

    ОКОЛО 800° С и, следовательно, Ра 10 ОМ.-М., р= 1. Удельное сопротивление меди принято равным 2-10 ом-м.[c.174]

    В диапазоне температур от —50 до 180 °С сопротивление меди находится в линейной зависимости от температуры  [c.455]

    Коэффициент подсчитан по литературным значениям удельных сопротивлений меди [2] и натрия [3]. Расчеты показали, что в стенке трубы выделяется около 97(% тепла и эта доля практически не меняется с температурой. Некоторая возможная неточность в величинах удельных сопротивлений влияет на коэффициент К слабо, и нет необходимости учитывать разность температур между стенкой и жидкостью для выбора соответствующих значений удельных сопротивлений.  [c.14]

    Медь — металл красного, в изломе розового цвета. Температура плавления 1083 °С. Кристаллическая решетка ГЦК с периодом а = 0,31607 нм. Плотность меди 8,94 г/см . Медь обладает высокими электропроводимостью и теплопроводностью Удельное электрическое сопротивление меди 0,0175 мкОм.м. В зависимости от чистоты медь изготовляют следующих марок МОО (99,99 % Си), МО (99,97 % Си), М1 (99,9 % Си), М2 (99,7 % Си), М3 (99,50 % Си). Присутствующие в меди примеси оказывают большое влияние на ее свойства.  [c.406]

    Сопротивление меди, как и других металлов зависит от температуры и определяется температурным коэффициентом сопротивления. Для определения коэффициента изменения сопротивления можно воспользоваться табл. 1.7. В таблице вертикальный столбец соответствует температуре в десятках градусов, а верхняя горизонтальная строка — в единицах градусов. Изменение сопротивление меди при 15 °С принято за единицу. Коэффициент для произвольной температуры соответствует пересечению соответствующих строки и столбца. Например, изменение сопротивления меди при 86 °С составляет 1,2284. Это означает, что сопротивление проводника, измеренное при 15 С, работающего при температуре 86 С, надо умножить на 1,2284.  [c.16]


    Д. Мп-бронзы. Содержат 25 % Мп. Высокая жаропрочность и электрическое сопротивление. Медь в твердом состоянии растворяет до 30 % Мп поэтому структура этих бронз — гомогенные а-твердые растворы.  [c.51]

    ТКС определяется по сопротивлениям Rf и Rt чувствительного элемента медного ТС, измеренных соответственно при точке таяния льда и кипения воды. В диапазоне температур от —50 до 200 °С зависимость сопротивления меди от температуры носит линейный характер R = Ro (1 + ai).  [c.138]

    Стальная оцинкованная проволока. Сталь наиболее дешевый из проводниковых материалов, который в отдельных случаях может быть использован в качестве проводника тока. Сталь обладает высокой механической прочностью. Удельное электрическое сопротивление стали значительно выше удельного электрического сопротивления меди и алюминия. Для проводников тока обычно применяется мягкая сталь, содержащая 0,10-0,15% углерода. Основные характеристики мягкой стали  [c.247]

    Удельное сопротивление меди при температуре г, С (( = 30 -f 60 =С)  [c. 509]

    Реле и контакторы, работающие на постоянном токе, конструктивно ничем не отличаются от рассмотренных. Различие их заключается в том, что магнитопровод изготавливается сплошным из специальной электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью. Катушка электроаппарата, работающего на постоянном токе, имеет в несколько раз большее число витков, чем катушка электроаппарата, работающего на переменном токе. Это объясняется тем, что полное сопротивление катушки электроаппарата, работающего на переменном токе, слагается из двух составляющих — активного и индуктивного сопротивлений. В начальный момент после подачи напряжения пусковой ток в катушке превышает номинальный в несколько раз и созданный им магнитный поток достаточен для притягивания якоря. После замыкания магнитопровода усиливается магнитный поток, увеличивается общее сопротивление катушки за счет увеличения индуктивного, ток в катушке резко падает и достигает значения, достаточного для длительной работы электроаппарата без перегрева. Если катушки электроаппаратов питаются постоянным током, индуктивное сопротивление катушки отсутствует и ток в цепи ограничивается только сопротивлением меди катушки. Чтобы снизить силу тока, протекающего в катушке, необходимо увеличить ее сопротивление, а это приводит к увеличению длины провода и, следовательно, числа витков.  [c.177]

    Лучшими проводниками электрического тока являются металлы с наименьшим сопротивлением — медь, алюминий и т. д.  [c.286]

    В табл. 1 приведены величины удельного электрического сопротивления некоторых технических металлов. Лучшими проводниками электрического тока являются металлы с наименьшим электрическим сопротивлением — медь, алюминий и т. д.  [c.39]

    Для постоянного тока сопротивление реактора (если пренебречь небольшим сопротивлением меди его катушки) почти равно нулю, и ток силовой цепи свободно пройдет через него. Для токов же высокой частоты, например / = 0,16 МГц (160 000 Гц), сопротивление реактора У . = 2.3,14-160 000-0,63 = 633 024 Ом.  [c.249]

    Жесткие излучения могут влиять и на другие, помимо электроизоляционных, электротехнические материалы так, под их действием может возрастать удельное электрическое сопротивление меди и других проводников, нарушаться работоспособность полупроводниковых приборов и др.  [c.31]

    С возрастанием содержания примесей удельное сопротивление меди возрастает в следующем порядке  [c.257]

    СТИ сопротивления меди от температуры в интервале от —50 до 200 . Эта зависимость выражается уравнением  [c.77]


    Мендоза и Томас [92, 298] исследовали также несколько других металлов. Образец серебра обнаружил минпмум сопротивления, подобный минимуму для золота. Сопротивление меди в области гелиевых температур оставалось постоянным, но при температурах ниже 1″ К несколько возрастало. Образцы магния, хотя п были вырезаны нз одного и того же куска проволоки, обнаружили минимумы, расположенные во всей области телшератур между 0,7 и 25° К.  [c.585]

    С соответственно. Угол между направлением потока воздуха и осью трубы ср =60°. Вычислить допустимую силу тока в электрическом проводе, если температура резиновой изоляции не должна превышать 70° С. Определить критический диаметр тепловой изоляции. Удельное электрическое сопротивление меди р =0,0175 Om-mmVm теплопроводность резиновой изоляции Хр = 0,15 Вт/(м-К)-  [c.230]

    Медь. Вторым после серебра металлом с низким сопротивлением является медь. Для проводников используется электролитическая медь с содержанием Си 99,9% и кислорода 0,08%. Высокой вязкостью и пластичностью обладает бескислородная медь, содержащая кислорода не более 0,02%. Температура плавления меди 1084° С, температура рекристаллизации — около 270° С. При нагревании выше этой температуры резко снижается прочность и возрастает пластичность. На воздухе поверхность медного проводника быстро покрывается слоем закиси — окиси меди с высоким удельным сопротивлением. Высокочастотные медные токоведущие элементы защищают от окисления покрытием из серебра. Для обмоток маслонаполненных трансформаторов используют луженую медную проволоку. Техническая медная проволока диаметром от 0,1 до 12 мм выпускается твердая и мягкая, подвергаемая отжигу в печах без доступа воздуха. Мягкая проволока диаметром до 3 мм имеет временное сопротивление в среднем 0р = 27 /сГ/лл для твердой проволоки больше (Ор = 39 кГ мм% удельное сопротивление для твердой проволоки р = 0,018 ом -мм 1м, а для мягкой р = 0,0175 ом-мм м. Температурный коэффициент сопротивления меди TKR =4-45-10″ Ijapad. Твердую медь применяют для контактных проводэв, коллекторов и т. п. Во всех этих  [c.274]

    Для компенсацпи температурной погрешности из-за изменения Яя сопротивление 1R3 сделано из медной ироволоки. Практически полная темиературная компенсация нроисходит при давлении газа, соответствующем равенству сопротивлений Rn=давления газа от указанного возникает дополнительная погрешность, равная (считая температурные коэффициенты сопротивления меди и молибдена равными и пренебрегая малыми составляющими погрешности)  [c. 43]

    Повышение температуры приводит к увеличению сопротивления меди обмотки дросселя, т.е. к повышению сопротивления правого плеча делителя. Поэтому напряжение генератора, при котором напряжение на стабилитроне достигает стабилизации, увеличрггся, т.е. величина регулируемого напряжения в горячем состоянии возрастает. Повышение уровня регулируемого напряжения при нагреве способствует и некоторому изменению характеристик стабилитрона, так как напряжение стабилизации с увеличением температуры несколько возрастает.  [c.10]

    Температура плавления меди 1083 °С, плотность 8,94 Mг/м Она обла- 1ает Г1ЦС решеткой, диамагнитна и не имеет полиморфизма. Удельное электрическое сопротивление меди равно 0,0178 мкОм м. Нашей промышленностью производится И марок меди с различным содержанием примесей. В электронике применяют бескислородную (б) медь марок МООб (99,99% Си) и МОб (99,97% Си), в электротехнике и металлургии МО (99,95% Си), М1 (99,9% Си) М2 (99,7% Си) и др.[c.199]

    Медь — металл красного цвета, розовый в изломе, обладает лучшей после серебра электропроводностью. Плотность меди 8890…8940кг/м , предел прочности при растяжении 256…409 МПа, температура плавления 1083 °С. Удельное электрическое сопротивление меди при 20 °С находится в пределах 0,01724…0,0180 мкОм м, удельная проводимость при 20 С в пределах 58…55,5 МСм/м.  [c.10]

    Ряд металлов и сплавов и иных материалов при весьма низких температурах, близких к абсолютному нулю, резко снижают свое удельное сопротивление, которое может принимать SHaneHHfr порядка 10 Ом-м, что в 10 раз- меньше, чем сопротивление меди, а плотность тока более 10 А/м-. Свойство материалов, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охла15кдении ниже определенной критической температуры КР > характерной для данного материала, называют сверхпроводимостью. На состояние сверхпроводимости влияет тгкже величина магнитной индукции, наибольшее допустимое значение которой также называют критической.[c.341]

    Чем вызваны столь характерные изменения постоянной кристаллической решетки металлов при трении в поверхностно-ак-тивных смазочных средах Совершенно очевидно, что при трении в инактивных смазочных средах, когда роль смазки проявляется в том, что действующие нагрузки воспринимаются металлом распределенными через слой смазки, равномерное по глубине зоны деформации уменьшение периода решетки определяют макронапряжения в поверхностных слоях. Остаточные напряжения I рода ст = Eh) tg 0 А0, где А0 = MId) tg О,, здесь Е — модуль упругости V — коэффициент Пуассона, Adid — относительное изменение межплоскостного расстояния. Оценка остаточных напряжений по этой формуле дает величину о 1300 МПа, что в несколько раз превышает временное сопротивление меди. Эти результаты хорошо согласуются с данными работы [15], где показано, что в процессе трения могут возникать напряжения, намного большие, чем в условиях статического или динамического деформирования. Оценка о для никеля и железа также указывает на превышение временного сопротивления.[c.127]


    Из оксидированного алюминия изготовляют различные катушки, работающие при высокой температуре возможность нагрузки провода большей плотностью тока при малой толщине изоляции позволяет во многих случаях заменять медь алюминием, несмотря на, его более высокое удельное сопротивление (медь — 0,0172, алюминий — 0,028 ом мм 1м). Для получения медного провода с весьма высокой пагревостойкостью изоляции иногда покрывают медь алюминием, а затем поверхность алюминия оксидируют.  [c.548]

    На кранах применяют резисторы из фехралевой или, реже, констан-тановой проволоки или из фехралевой ленты. Константан и фехраль — это сплавы, обладающие большим удельным сопротивлением у кон-стантана более чем в 25 раз, а у фехраля, в 75 раз превышающим удельное сопротивление меди. Величина сопротивления этих сплавов почти не изменяется от температуры. Они рассчитаны на работу при высоких температурах так, для константана предельная температура равна 300, а для фехраля — 350°С.[c.351]


    Сопротивление медного провода от сечения. Удельное сопротивление и сверхпроводимость

    Часто в электротехнической литературе встречается понятие «удельное меди». И невольно задаешься вопросом, а что же это такое?

    Понятие «сопротивление» для любого проводника непрерывно связано с пониманием процесса протекания по нему электрического тока. Так как речь в статье пойдет о сопротивлении меди, то и рассматривать нам следует ее свойства и свойства металлов.

    Когда речь идет о металлах, то невольно вспоминаешь, что все они имеют определенное строение — кристаллическую решетку. Атомы находятся в узлах такой решетки и совершают относительно них Расстояния и местоположение этих узлов зависит от сил взаимодействия атомов друг с другом (отталкивания и притяжения), и различны для разных металлов. А вокруг атомов по своим орбитам вращаются электроны. Их удерживает на орбите тоже равновесие сил. Только это к атому и центробежная. Представили себе картинку? Можно назвать ее, в некотором плане, статической.

    А теперь добавим динамики. На кусок меди начинает действовать электрическое поле. Что же происходит внутри проводника? Электроны, сорванные силой электрического поля со своих орбит, устремляются к его положительному полюсу. Вот Вам и направленное движение электронов, а вернее, электрический ток. Но на пути своего движения они натыкаются на атомы в узлах кристаллической решетки и электроны, еще продолжающие вращаться вокруг своих атомов. При этом они теряют свою энергию и изменяют направление движения. Теперь становится немного понятнее смысл фразы «сопротивление проводника»? Это атомы решетки и вращающиеся вокруг них электроны оказывают сопротивление направленному движению электронов, сорванных электрическим полем со своих орбит. Но понятие сопротивление проводника можно назвать общей характеристикой. Более индивидуально характеризует каждый проводник удельное сопротивление. Меди в том числе. Эта характеристика индивидуальна для каждого металла, поскольку напрямую зависит только от формы и размеров кристаллической решетки и, в некоторой мере, от температуры. При повышении температуры проводника атомы совершают более интенсивное колебание в узлах решетки. А электроны вращаются вокруг узлов с большей скоростью и на орбитах большего радиуса. И, естественно, что свободные электроны при движении встречают и большее сопротивление. Такова физика процесса.

    Для нужд электротехнической сферы налажено широкое производство таких металлов, как алюминий и медь, удельное сопротивление которых достаточно мало. Из этих металлов изготавливают кабели и различного типа провода, которые широко используются в строительстве, для производства бытовых приборов, изготовления шин, обмоток трансформаторов и других электротехнических изделий.

    Одним из самых востребованных металлов в отраслях промышленности является медь. Наиболее широкое распространение она получила в электрике и электронике. Чаще всего ее применяют при изготовлении обмоток для электродвигателей и трансформаторов. Основная причина использования именно этого материала заключается в том, что медь обладает самым низким из существующих в настоящий момент материалов удельным электрическим сопротивлением. Пока не появится новый материал с более низкой величиной этого показателя, можно с уверенностью говорить о том, что замены у меди не будет.

    Говоря про медь, необходимо сказать, что еще на заре электрической эры она стала использоваться в производстве электротехники. Применять ее стали во многом по причине уникальных свойств, которыми обладает этот сплав. Сам по себе он представляет материал, отличающийся высокими свойствами в плане пластичности и обладающий хорошей ковкостью.

    Наряду с теплопроводностью меди, одним из самых главных ее достоинств является высокая электропроводность. Именно благодаря этому свойству медь и получила широкое распространение в энергетических установках , в которых она выступает в качестве универсального проводника. Наиболее ценным материалом является электролитическая медь, обладающая высокой степенью чистоты -99,95%. Благодаря этому материалу появляется возможность для производства кабелей.

    Плюсы использования электролитической меди

    Применение электролитической меди позволяет добиться следующего:

    • Обеспечить высокую электропроводность;
    • Добиться отличной способности к уложению;
    • Обеспечить высокую степень пластичности.

    Сферы применения

    Кабельная продукция, изготавливаемая из электролитической меди, получила широкое распространение в различных отраслях. Чаще всего она применяется в следующих сферах:

    • электроиндустрия;
    • электроприборы;
    • автомобилестроение;
    • производство компьютерной техники.

    Чему равно удельное сопротивление?

    Чтобы понимать, что собой представляет медь и его характеристики, необходимо разобраться с основным параметром этого металла — удельным сопротивлением. Его следует знать и использовать при выполнении расчетов.

    Под удельным сопротивлением принято понимать физическую величину, которая характеризуется как способность металла проводить электрический ток.

    Знать эту величину необходимо еще и для того, чтобы правильно произвести расчет электрического сопротивления проводника. При расчетах также ориентируются на его геометрические размеры. При проведении расчетов используют следующую формулу:

    Это формула многим хорошо знакома. Пользуясь ею, можно легко рассчитать сопротивление медного кабеля, ориентируясь только на характеристики электрической сети. Она позволяет вычислить мощность, которая неэффективно расходуется на нагрев сердечника кабеля. Кроме этого, подобная формула позволяет выполнить расчеты сопротивления любого кабеля. При этом не имеет значения, какой материал использовался для изготовления кабеля — медь, алюминий или какой-то другой сплав.

    Такой параметр, как удельное электрическое сопротивление измеряется в Ом*мм2/м. Этот показатель для медной проводки, проложенной в квартире, составляет 0,0175 Ом*мм2/м. Если попробовать поискать альтернативу меди — материал, который можно было бы использовать вместо нее, то единственным подходящим можно считать только серебро , у которого удельное сопротивление составляет 0,016 Ом*мм2/м. Однако необходимо обращать внимание при выборе материала не только на удельное сопротивление, но еще и на обратную проводимость. Эта величина измеряется в Сименсах (См).

    Сименс = 1/ Ом.

    У меди любого веса этот параметр состав равен 58 100 000 См/м. Что касается серебра, то величина обратной проводимости у нее равна 62 500 000 См/м.

    В нашем мире высоких технологий, когда в каждом доме имеется большое количество электротехнических устройств и установок, значение такого материала, как медь просто неоценимо. Этот материал используют для изготовления проводки , без которой не обходится ни одно помещение. Если бы меди не существовало, тогда человеку пришлось использовать провода из других доступных материалов, например, из алюминия. Однако в этом случае пришлось бы столкнуться с одной проблемой. Все дело в том, что у этого материала удельная проводимость гораздо меньше, чем у медных проводников.

    Удельное сопротивление

    Использование материалов с низкой электро- и теплопроводностью любого веса ведет к большим потерям электроэнергии. А это влияет на потерю мощности у используемого оборудования. Большинство специалистов в качестве основного материала для изготовления проводов с изоляцией называют медь. Она является главным материалом, из которого изготавливаются отдельные элементы оборудования, работающего от электрического тока.

    • Платы, устанавливаемые в компьютерах, оснащаются протравленными медными дорожками.
    • Медь также используется для изготовления самых разных элементов, применяемых в электронных устройствах.
    • В трансформаторах и электродвигателях она представлена обмоткой, которая изготавливается из этого материала.

    Можно не сомневаться, что расширение сфер применения этого материала будет происходить с дальнейшим развитием технического прогресса. Хотя, кроме меди, существуют и другие материалы, но все же конструктора при создании оборудования и различных установок используют медь. Главная причина востребованности этого материала заключается в хорошей электрической и теплопроводности этого металла, которую он обеспечивает в условиях комнатной температуры.

    Температурный коэффициент сопротивления

    Свойством уменьшения проводимости с повышением температуры обладают все металлы с любой теплопроводностью. При понижении температуры проводимость возрастает. Особенно интересным специалисты называют свойство уменьшения сопротивления с понижением температуры. Ведь в этом случае, когда в комнате температура снижается до определенной величины, у проводника может исчезнуть электрическое сопротивление и он перейдет в класс сверхпроводников.

    Для того чтобы определить показатель сопротивления конкретного проводника определенного веса в условиях комнатной температуры, существует коэффициент критического сопротивления. Он представляет собой величину, которая показывает изменение сопротивления участка цепи при изменении температуры на один Кельвин. Для выполнения расчета электрического сопротивления медного проводника в определенном временном промежутке используют следующую формулу:

    ΔR = α*R*ΔT, где α — температурный коэффициент электрического сопротивления.

    Заключение

    Медь — материал, который широко применяют в электронике. Его используют не только в обмотке и схемах, но и в качестве металла для изготовления кабельной продукции. Чтобы техника и оборудование работали эффективно, необходимо правильно рассчитать удельное сопротивление проводки , прокладываемой в квартире. Для этого существует определенная формула. Зная её, можно произвести расчет, который позволяет узнать оптимальную величину сечения кабеля. В этом случае можно избежать потери мощности оборудования и обеспечить эффективность его использования.

    Удельное сопротивление меди это физическое понятие встречающее в электротехнике. Что же это, спросите Вы.

    Итак начнем с понятия — сопротивление проводника, которое означает процесс прохождения через него электричества. В данном случае проводником будет служить медь, а значит её свойства мы и будем рассматривать.

    У всех металлах есть конкретное строение в виде кристаллической решетки. На каждом из углов этой решетки есть атомы, которые периодически колеблются относительно узлов. Когда атомы отталкиваются или притягиваются друг к другу, это влияет на нахождение и расположение всех узлов, во всех металлах по разному. Окружение атомов занимают электроны, которые совершают вращение по своей oрбите, удерживаясь на ней благодаря равновeсию сил.

    Для любителей настоящего мороженного! Есть интересное предложение, на сайте http://oceanpower.ru/category/id001/ . Зайдите и узнайте о настольные фризеры для мягкого мороженого и не только.

    Как же реагирует медь, когда к ней применимо электрическоe поле. Внутри данного проводника все оторванные электросилой электроны, от своей oрбиты, стремятся к полюсу со знаком плюс. Данное движение и называется электрическим током. Во время движения электроны сталкиваются с атомами и другими электронами, которые не были оторваны от своих oрбит. При этом столкнувшиеся электроны меняют направление и теряется их энергия. Это и есть основное определение сопротивления проводника. Другими словами это решетки атомы с электронами вращающиеся по своим орбитам которые и создают сопротивление сорванным с орбит движущимся электродам проводника.

    Однако сопротивление зависит так же от нескольких факторов, она индивидуальна для каждого из металлов. На нее влияет размер кристаллической решетки и температура. Когда температура проводника повышается, его атомы проделывают более учащенные колебания. А следовательно, и электроны движутся с наибольшей скоростью и сопротивлением, а орбиты будут большими по радиусу.

    Значение удельного сопротивление меди находиться в справочных таблицах по физике. Оно составляет 0,0175 Ом*мм2/м, при температуре 20 градусов. Ближайшим металлом по значению к меди, будет алюминий = 0,0271Ом*мм2/м. Проводимость меди уступает лишь серебру = 0,016Ом*мм2/м. о чем свидетельствует ее широкое применение, к примеру в силовых кабелях или в разнообразных проводниках. Однако без меди не создать силовые трансформаторы и двигатели маленьких энергосберегающих приборов.

    Нужно знать обозначения удельного сопротивления, так как без этого нельзя проводить вычисления общего сопротивления разных проводников, во время разработки или проектирования новых приборов. Для этого существует формула:

    R=p*I/S

    в которой: R — будет общим сопротивлением проводников, р — будет удельным сопротивлением металлов, I- будет длинной конкретного проводника, S — площадью сечения проводников.

    Если материал был полезен, отблагорить наш сайт вы можете, сделав пожертвование.
    Любую сумму на развитие проекта вы можете

    Удельное сопротивление меди, таблица

    Использование проводников из чистой меди и медных сплавов востребовано в различных отраслях промышленности. Материал имеет низкое удельное сопротивление, по данному параметру выделяется среди ряда других металлов. При организации протяженных кабельных трасс удельное сопротивление необходимо учитывать, так как потери на выходе могут быть значительными при передаче напряжения на большое расстояние.

    Почему низкое удельное сопротивление – основная причина применения меди

    С точки зрения физики, удельное сопротивление меди и других материалов показывает способность вещества препятствовать прохождению электрического тока, уровень потерь на единицу длины проводника. По сравнению с другими металлами, медь обладает низким удельным сопротивлением в 0,017, по данному показателю уступает только серебру. Благодаря подобным характеристикам медь является востребованным на рынке проводником:

    • низкое удельное сопротивление гарантирует минимальный уровень потерь при прохождении электрического тока;
    • внешние климатические нагрузки не оказывают значительного воздействия на технические характеристики металла;
    • расчет сечения кабеля выполнить намного проще за счет минимальных потерь между входом и выходом;
    • низкое сопротивление позволяет использовать для прокладки силовых, контрольных, специальных кабелей более тонкие проводники.

    Стандартный медный провод поставляется в нескольких вариантах исполнения, отличается содержанием примесей, толщиной, характеристиками. При этом сопротивление меди может незначительно изменяться в зависимости от внешних условий.

    Как рассчитать и от чего зависит сопротивление меди

    Использование медного кабеля недостаточной толщины ведет к перегреву проводки, выходу оборудования из строя. При выборе излишне толстых проводов увеличиваются затраты. Поэтому важно знать сопротивление меди. Получить данную информацию можно несколькими способами:

    • наиболее простой вариант – получить подобную информацию из приведенной ниже таблицы. Для большинства случаев такой способ является рабочим, позволяет получить данные для проводников в стандартных условиях измерения;
    • более сложный вариант – расчет сопротивления меди по формуле. Для получения точных значений необходимо длину и сечение провода. Исходя их входных данных можно рассчитать сопротивление проводника;
    • еще один способ достаточно трудоемкий, предполагает использование специального прибора. С помощью омметра проводится измерение электрического сопротивления проводника с помощью подачи постоянного напряжения.

    В зависимости от текущих условий измерения удельное сопротивление меди может меняться. При наличии льда в изоляции, непроводящего ток, сопротивление проводника увеличивается. Также параметры напрямую зависят от типа кабеля. Стандартные значения удельного сопротивления приведены в таблице:

    Марка Медь О2 P Способ получения, основные примеси
    М00к 99.98 0.01 Продукт электролитического рафинирования, заключительная стадия переработки медной руды.
    М0к 99.97 0.015 0.001
    М1к 99. 95 0.02 0.002
    М2к 99.93 0.03 0.002
    М00 99.99 0.001 0.0003 Переплавка катодов в вакууме, инертной или восстановительной атмосфере. Уменьшает содержание кислорода.
    М0 99.97 0.001 0.002
    М1 99.95 0.003 0. 002
    М00 99.96 0.03 0.0005 Переплавка катодов в обычной атмосфере. Повышенное содержание кислорода. Отсутствие фосфора
    М0 99.93 0.04
    М1 99.9 0.05
    М2 99.7 0.07 Переплавка лома. Повышенное содержание кислорода, фосфора нет
    М3 99. 5 0.08
    М1ф 99.9 0.012 — 0.04 Переплавка катодов и лома меди с раскислением фосфором. Уменьшает содержание кислорода, но приводит к повышенному содержанию фосфора
    М1р 99.9 0.01 0.002 — 0.01
    М2р 99.7 0.01 0.005 — 0.06
    М3р 99.5 0. 01 0.005 — 0.06

    Удельное сопротивление меди

    Удельное сопротивление меди это физическое понятие встречающее в электротехнике. Что же это, спросите Вы.

    Итак начнем с понятия — сопротивление проводника, которое означает процесс прохождения через него электричества. В данном случае проводником будет служить медь, а значит её свойства мы и будем рассматривать .

    У всех металлах есть конкретное строение в виде кристаллической решетки. На каждом из углов этой решетки есть атомы, которые периодически колеблются относительно узлов. Когда атомы отталкиваются или притягиваются друг к другу, это влияет на нахождение и расположение всех узлов, во всех металлах по разному. Окружение атомов занимают электроны, которые совершают вращение по своей oрбите, удерживаясь на ней благодаря равновeсию сил.

    Для любителей настоящего мороженного! Есть интересное предложение, на сайте http://oceanpower. ru/category/id001/. Зайдите и узнайте о настольные фризеры для мягкого мороженого и не только.

    Как же реагирует медь, когда к ней применимо электрическоe поле. Внутри данного проводника все оторванные электросилой электроны, от своей oрбиты, стремятся к полюсу со знаком плюс. Данное движение и называется электрическим током. Во время движения электроны сталкиваются с атомами и другими электронами, которые не были оторваны от своих oрбит. При этом столкнувшиеся электроны меняют направление и теряется их энергия. Это и есть основное определение сопротивления проводника. Другими словами это решетки атомы с электронами вращающиеся по своим орбитам которые и создают сопротивление сорванным с орбит движущимся электродам проводника.

    Однако сопротивление зависит так же от нескольких факторов, она индивидуальна для каждого из металлов. На нее влияет размер кристаллической решетки и температура. Когда температура проводника повышается , его атомы проделывают более учащенные колебания. А следовательно, и электроны движутся с наибольшей скоростью и сопротивлением, а орбиты будут большими по радиусу.

    Значение удельного сопротивление меди находиться в справочных таблицах по физике. Оно составляет 0,0175 Ом*мм2/м, при температуре 20 градусов. Ближайшим металлом по значению к меди, будет алюминий = 0,0271Ом*мм2/м. Проводимость меди уступает лишь серебру = 0,016Ом*мм2/м. о чем свидетельствует ее широкое применение , к примеру в силовых кабелях или в разнообразных проводниках. Однако без меди не создать силовые трансформаторы и двигатели маленьких энергосберегающих приборов.

    Нужно знать обозначения удельного сопротивления, так как без этого нельзя проводить вычисления общего сопротивления разных проводников, во время разработки или проектирования новых приборов. Для этого существует формула:

    R=p*I/S

    в которой: R — будет общим сопротивлением проводников, р — будет удельным сопротивлением металлов, I- будет длинной конкретного проводника, S — площадью сечения проводников.



    Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:

    Таблица удельного сопротивления

    000 000 48,2 9007 9007
    Материал Удельное сопротивление ρ
    (Ом · м)
    Температура
    Коэффициент α
    на градус C
    Электропроводность σ
    x 10 7 / Ом · м
    Ref
    Серебро

    07

    73 1,59 x -8

    .0038 6,29 3
    Медь 1,68 x10 -8 .00386 5.95 3
    Медь, отожженная 1,72 x10 -8 .00393 5,81 2
    .00429 3.77 1
    Вольфрам 5.6 x10 -8 . 0045 1.79 1
    Железо 71 x10 -8 .00651 1,03 1
    Платина 10,6 x10 -8 .003927 x10 -8 .000002 0,207 1
    Свинец 22 x10 -8 0,45 0,45 98 x10 -8 .0009 0,10 1
    Нихром
    (сплав Ni, Fe, Cr)
    100 x10 -8 .0004 0,10 1 2 000 000 x10 -8 0,20 1
    Углерод *
    (графит)
    3-60 x10 -5 -.0005 1
    Германий * 1-500 x10 -3 -. 05 1
    Кремний * 0,1-60 -.07 1
    Стекло 1-10000 x10 9 1
    Кварц
    (плавленый)
    7,5 x10 17 1
    Твердая резина 1-100 x10 13 1

    * Удельное сопротивление полупроводников сильно зависит от наличия примесей в материале, что делает их полезными в твердотельной электронике.

    Ссылки:

    1. Джанколи, Дуглас К., Физика, 4-е изд., Прентис Холл, (1995).

    2. Справочник CRC по химии и физике, 64-е изд.

    3. Википедия, Удельное электрическое сопротивление и проводимость.

    Индекс

    Таблицы

    Ссылка
    Giancoli

    Медь

    Расчет сопротивления

    Сопротивление проводника (например,грамм.

    медный провод)

    Сопротивление R медного провода длиной l можно рассчитать по следующей формуле:

    где
    R — сопротивление проводника в Ом
    l — длина проводника в метрах
    ρ — удельное электрическое сопротивление (также известное как удельное электрическое сопротивление) проводника.
    A — площадь поперечного сечения, измеренная в квадратных миллиметрах
    π — математическая константа
    d — номинальный диаметр проволоки в миллиметрах

    Удельное сопротивление ρ

    Удельное электрическое сопротивление (также известное как удельное электрическое сопротивление) — это мера того, насколько сильно провод противодействует электрическому току.Низкое удельное сопротивление указывает на провод, который легко допускает движение электрического заряда. Медь имеет удельное сопротивление 0,0171 Ом · мм² / м и, следовательно, является одним из лучших проводников электрического тока (немного уступая чистому серебру).

    Проводимость γ

    Электропроводность или удельная проводимость — это мера способности материала проводить электрический ток. Это величина, обратная величине удельного электрического сопротивления. Отожженная медная проволока имеет минимальную проводимость 58 См * м / мм², что эквивалентно 100% IACS (Международный стандарт отожженной меди), фактические значения обычно достигают 58,5-59 См * м / мм².

    Термический коэффициент электрического сопротивления

    Электрическое сопротивление зависит от температуры, которой подвергается провод.Эта взаимосвязь между сопротивлением и температурой выражается термическим коэффициентом сопротивления α . Для расчета сопротивления катушки или провода при температуре Т можно использовать следующую формулу:

    где
    α — тепловой коэффициент сопротивления
    R T — сопротивление катушки при температуре T
    R 20 — сопротивление катушки при 20 ° C

    Медь

    Расчет сопротивления

    Сопротивление проводника (например,грамм.

    медный провод)

    Сопротивление R медного провода длиной l можно рассчитать по следующей формуле:

    где
    R — сопротивление проводника в Ом
    l — длина проводника в метрах
    ρ — удельное электрическое сопротивление (также известное как удельное электрическое сопротивление) проводника.
    A — площадь поперечного сечения, измеренная в квадратных миллиметрах
    π — математическая константа
    d — номинальный диаметр проволоки в миллиметрах

    Удельное сопротивление ρ

    Удельное электрическое сопротивление (также известное как удельное электрическое сопротивление) — это мера того, насколько сильно провод противодействует электрическому току.Низкое удельное сопротивление указывает на провод, который легко допускает движение электрического заряда. Медь имеет удельное сопротивление 0,0171 Ом · мм² / м и, следовательно, является одним из лучших проводников электрического тока (немного уступая чистому серебру).

    Проводимость γ

    Электропроводность или удельная проводимость — это мера способности материала проводить электрический ток. Это величина, обратная величине удельного электрического сопротивления. Отожженная медная проволока имеет минимальную проводимость 58 См * м / мм², что эквивалентно 100% IACS (Международный стандарт отожженной меди), фактические значения обычно достигают 58,5-59 См * м / мм².

    Термический коэффициент электрического сопротивления

    Электрическое сопротивление зависит от температуры, которой подвергается провод.Эта взаимосвязь между сопротивлением и температурой выражается термическим коэффициентом сопротивления α . Для расчета сопротивления катушки или провода при температуре Т можно использовать следующую формулу:

    где
    α — тепловой коэффициент сопротивления
    R T — сопротивление катушки при температуре T
    R 20 — сопротивление катушки при 20 ° C

    Сопротивление и удельное сопротивление

    Электрическое сопротивление электрического проводника зависит от

    • длины проводника
    • материала проводника
    • температуры материала
    • площади поперечного сечения проводника

    и может быть выражено как

    R = ρ L / A (1)

    где

    R = сопротивление проводника (Ом, Ом)

    ρ = удельное сопротивление материал проводника (омметр, Ом м)

    L = длина проводника (м)

    A = поперечное сечение a сопротивление проводника (м 2 )

    Удельное сопротивление некоторых общих проводников

    • Алюминий: 2. 65 x 10 -8 Ом м (0,0265 мкОм м)
    • Углерод: 10 x 10 -8 Ом м (0,10 мкОм м)
    • Медь: 1,724 x 10 -8 Ом м (0,0174 мкОм м)
    • Железо: 10 x 10 -8 Ом м (0,1 мкОм м)
    • Серебро: 1,6 x 10 -8 Ом · м (0,0265 мкОм · м)

    Обратите внимание, что удельное сопротивление зависит от температуры .Вышеуказанные значения относятся к температурам 20 o C .

    Удельное сопротивление некоторых обычных изоляторов

    • бакелит: 1 x 10 12 Ом м
    • стекло: 1 x 10 10 1 x 10 11 Ом м
    • мрамор: 1 x 10 8 Ом м
    • слюда: 0,9 x 10 13 Ом м
    • парафиновое масло: 1 x 10 16 Ом м
    • парафиновый воск (чистый ) : 1 x 10 16 Ом м
    • оргстекло: 1 x 10 13 Ом м
    • полистирол: 1 x 10 14 Ом м
    • фарфор: 1 x 10 12 Ом м
    • прессованный янтарь: 1 x 10 16 Ом м
    • вулканит: 1 x 10 14 Ом м
    • вода, дистиллированная: 1 x 10 10 Ом м

    Обратите внимание, что хороший кон проводники электричества имеют низкое удельное сопротивление, а хорошие изоляторы имеют высокое удельное сопротивление.

    Пример — сопротивление проводника

    Сопротивление 10 метров калибра 17 медного провода с площадью поперечного сечения 1,04 мм 2 можно рассчитать как

    R = (1,7 x 10 — 8 Ом м) (10 м) / ((1,04 мм 2 ) (10 -6 м 2 / мм 2 ))

    = 0,16 Ом

    Пример — Кросс- площадь сечения и сопротивление

    Медный провод выше уменьшен до калибра 24 и площади поперечного сечения 0.205 мм 2 . Увеличение сопротивления можно рассчитать как

    R = (1,7 x 10 -8 Ом м) (10 м) / ((0,205 мм 2 ) (10 -6 м 2 / мм 2 ))

    = 0,83 Ом

    Таблица удельного сопротивления / диаграмма для обычных материалов

    Таблица удельного электрического сопротивления материалов, которые могут использоваться в электрических и электронных компонентах, включая удельное сопротивление меди, удельное сопротивление латуни и удельное сопротивление алюминия.


    Resistance Tutorial:
    Что такое сопротивление Закон Ома Омические и неомические проводники Сопротивление лампы накаливания Удельное сопротивление Таблица удельного сопротивления для распространенных материалов Температурный коэффициент сопротивления Электрическая проводимость Последовательные и параллельные резисторы Таблица параллельных резисторов


    Таблица удельного электрического сопротивления ниже содержит значения удельного сопротивления для многих веществ, широко используемых в электронике.В частности, он включает удельное сопротивление меди, удельное сопротивление алюминия, золота и серебра.

    Удельное электрическое сопротивление особенно важно, поскольку оно определяет его электрические характеристики и, следовательно, то, подходит ли оно для использования во многих электрических компонентах. Например, будет видно, что удельное сопротивление меди, удельное сопротивление алюминия и серебра и золота определяет, где используются эти металлы.

    Чтобы сравнить способность различных материалов проводить электрический ток, используются значения удельного сопротивления.

    Что означают цифры удельного сопротивления

    Чтобы иметь возможность сравнивать удельное сопротивление различных материалов, таких как медь и серебро, и других металлов и веществ, включая висмут, латунь и даже полупроводники, необходимо использовать стандартное измерение.

    Определение удельного сопротивления гласит, что удельное сопротивление вещества — это сопротивление куба этого вещества, имеющего края единичной длины, при том понимании, что ток течет перпендикулярно противоположным граням и равномерно распределяется по ним.

    Удельное сопротивление обычно измеряется в Омметрах. Это означает, что удельное сопротивление измеряется для куба материала размером метр в каждом направлении.

    Таблица удельного сопротивления для обычных материалов

    В таблице ниже приведены значения удельного сопротивления для различных материалов, в частности металлов, используемых в качестве проводящих электричество.

    Значения удельного сопротивления даны для материалов, включая медь, серебро, золото, алюминий, латунь и т.п.


    Таблица удельного электрического сопротивления для обычных материалов
    Материал Удельное электрическое сопротивление при 20 ° C
    Ом · м
    Алюминий 2.8 х 10 -8
    Сурьма 3,9 x 10 -7
    висмут 1,3 x 10 -6
    Латунь ~ 0,6 — 0,9 x 10 -7
    Кадмий 6 x 10 -8
    Кобальт 5.6 х 10 -8
    Медь 1,7 x 10 -8
    Золото 2,4 х 10 -8
    Углерод (графит) 1 х 10 -5
    Германий 4,6 х 10 -1
    Утюг 1. 0 х 10 -7
    Свинец 1,9 x 10 -7
    Манганин 4,2 х 10 -7
    Нихром 1,1 x 10 -6
    Никель 7 x 10 -8
    Палладий 1,0 x 10 -7
    Платина 0.98 х 10 -7
    Кварц 7 х 10 17
    Кремний 6,4 х 10 2
    Серебро 1,6 x 10 -8
    Тантал 1,3 x 10 -7
    Олово 1,1 x 10 -7
    Вольфрам 4. 9 х 10 -8
    цинк 5,5 x 10 -8

    Удельное сопротивление материалов — лучшее

    Видно, что удельное сопротивление меди и удельное сопротивление латуни низкое, и ввиду их стоимости по сравнению с серебром и золотом они становятся экономически эффективными материалами для использования во многих проводах. Удельное сопротивление меди и простота ее использования означают, что она также используется почти исключительно в качестве проводящего материала на печатных платах.

    Алюминий иногда и особенно медь используются из-за их низкого удельного сопротивления. Большая часть проводов, используемых в наши дни для межсоединений, сделана из меди, так как она обеспечивает низкий уровень удельного сопротивления при приемлемой стоимости.

    Удельное сопротивление золота также важно, потому что золото используется в некоторых критических областях, несмотря на его стоимость. Часто позолота встречается на высококачественных слаботочных разъемах, где оно обеспечивает наименьшее сопротивление контакта. Золотое покрытие очень тонкое, но даже в этом случае оно способно обеспечить требуемые характеристики в разъемах.

    Серебро имеет очень низкий уровень удельного сопротивления, но оно не так широко используется из-за его стоимости и тусклости, что может привести к более высокому контактному сопротивлению. Оксид может действовать как выпрямитель при некоторых обстоятельствах, которые могут вызывать некоторые неприятные проблемы в радиочастотных схемах, генерируя так называемые пассивные продукты интермодуляции.

    Однако он использовался в некоторых катушках для радиопередатчиков, где низкое электрическое сопротивление серебра уменьшало потери. При использовании в этом приложении он обычно наносился только на существующий медный провод — скин-эффект, влияющий на высокочастотные сигналы, означал, что только поверхность провода использовалась для проведения высокочастотных электрических токов. Покрытие проволоки серебром значительно снизило затраты по сравнению с сплошной серебряной проволокой без какого-либо значительного снижения производительности.

    Другие материалы в таблице удельного электрического сопротивления могут не иметь такого очевидного применения. Тантал присутствует в таблице, потому что он используется в конденсаторах — никель и палладий используются в торцевых соединениях многих компонентов для поверхностного монтажа, таких как конденсаторы.

    Кварц находит основное применение в качестве пьезоэлектрического резонансного элемента. Кристаллы кварца используются в качестве элементов определения частоты во многих генераторах, где его высокое значение Q позволяет создавать схемы с очень стабильной частотой.Они аналогичным образом используются в высокопроизводительных фильтрах. Кварц имеет очень высокий уровень удельного сопротивления и не является хорошим проводником электричества, будучи классифицированным как изолятор.

    Классификация удельного сопротивления проводников, изоляторов, полупроводников

    Существует три широких классификации материалов с точки зрения их удельного сопротивления: проводники, полупроводники и изоляторы.


    Сравнение удельного сопротивления проводников, полупроводников и изоляторов
    Материал Типичный диапазон удельного сопротивления (Ом · м)
    Проводники 10 -2 -10 -8
    Полупроводники 10 -6 -10 6
    Изоляторы 10 11 — 10 19

    Эти цифры являются ориентировочными.Показатели для полупроводников будут сильно зависеть от уровня легирования.

    Удельное электрическое сопротивление материалов является ключевым электрическим параметром. Он определяет, можно ли эффективно использовать материалы во многих электрических и электронных приложениях. Это ключевой параметр, который используется для определения материалов, которые будут использоваться в электрических и электронных элементах.

    Другие основные концепции электроники:
    Напряжение Текущий Мощность Сопротивление Емкость Индуктивность Трансформеры Децибел, дБ Законы Кирхгофа Q, добротность Радиочастотный шум
    Вернуться в меню «Основные понятия электроники».. .

    Таблица удельного электрического сопротивления и проводимости

    В этой таблице представлены удельное электрическое сопротивление и электропроводность некоторых материалов.

    Удельное электрическое сопротивление, обозначаемое греческой буквой ρ (ро), является мерой того, насколько сильно материал противостоит прохождению электрического тока. Чем ниже удельное сопротивление, тем легче материал пропускает электрический заряд.

    Электропроводность — это величина, обратная удельному сопротивлению.Электропроводность — это мера того, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Электропроводность может быть представлена ​​греческой буквой σ (сигма), κ (каппа) или γ (гамма).

    Таблица удельного сопротивления и проводимости при 20 ° C

    Материал ρ (Ом • м) при 20 ° C
    Удельное сопротивление
    σ (См / м) при 20 ° C
    Электропроводность
    Серебро 1.59 × 10 −8 6,30 × 10 7
    Медь 1,68 × 10 −8 5,96 × 10 7
    Медь отожженная 1,72 × 10 −8 5,80 × 10 7
    Золото 2,44 × 10 −8 4,10 × 10 7
    Алюминий 2,82 × 10 −8 3,5 × 10 7
    Кальций 3. 36 × 10 −8 2,98 × 10 7
    Вольфрам 5,60 × 10 −8 1,79 × 10 7
    цинк 5,90 × 10 −8 1,69 × 10 7
    Никель 6,99 × 10 −8 1,43 × 10 7
    Литий 9,28 × 10 −8 1,08 × 10 7
    Утюг 1.0 × 10 −7 1,00 × 10 7
    Платина 1,06 × 10 −7 9,43 × 10 6
    Олово 1,09 × 10 −7 9,17 × 10 6
    Углеродистая сталь (10 10 ) 1,43 × 10 −7
    Свинец 2,2 × 10 −7 4,55 × 10 6
    Титан 4. 20 × 10 −7 2,38 × 10 6
    Текстурированная электротехническая сталь 4,60 × 10 −7 2,17 × 10 6
    Манганин 4,82 × 10 −7 2,07 × 10 6
    Константан 4,9 × 10 −7 2,04 × 10 6
    Нержавеющая сталь 6,9 × 10 −7 1.45 × 10 6
    Меркурий 9,8 × 10 −7 1,02 × 10 6
    Нихром 1,10 × 10 −6 9,09 × 10 5
    GaAs 5 × 10 −7 до 10 × 10 −3 5 × 10 −8 до 10 3
    Углерод (аморфный) 5 × 10 −4 до 8 × 10 −4 1. От 25 до 2 × 10 3
    Углерод (графит) 2,5 × 10 −6 до 5,0 × 10 −6 // базисная плоскость
    3,0 × 10 −3 ⊥ базальная плоскость
    от 2 до 3 × 10 5 // базисная плоскость
    3,3 × 10 2 ⊥ базальная плоскость
    Углерод (алмаз) 1 × 10 12 ~ 10 −13
    Германий 4,6 × 10 -1 2.17
    Морская вода 2 × 10 -1 4,8
    Питьевая вода 2 × 10 1 до 2 × 10 3 5 × 10 −4 до 5 × 10 -2
    Кремний 6,40 × 10 2 1,56 × 10 −3
    Дерево (влажное) 1 × 10 3 по 4 10 −4 до 10 -3
    Деионизированная вода 1. 8 × 10 5 5,5 × 10 −6
    Стекло 10 × 10 10 до 10 × 10 14 10 −11 до 10 −15
    Твердая резина 1 × 10 13 10 −14
    Древесина (сушка в духовке) 1 × 10 14 до 16 10 −16 до 10 -14
    Сера 1 × 10 15 10 −16
    Воздух 1.3 × 10 16 до 3,3 × 10 16 3 × 10 −15 до 8 × 10 −15
    Парафин 1 × 10 17 10 −18
    Плавленый кварц 7,5 × 10 17 1,3 × 10 −18
    ПЭТ 10 × 10 20 10 −21
    Тефлон 10 × 10 22 до 10 × 10 24 10 −25 до 10 −23

    Факторы, влияющие на электропроводность

    На проводимость или удельное сопротивление материала влияют три основных фактора:

    1. Площадь поперечного сечения: Если поперечное сечение материала велико, через него может проходить больший ток. Точно так же тонкое поперечное сечение ограничивает ток.
    2. Длина проводника: Короткий проводник позволяет току течь с большей скоростью, чем длинный провод. Это немного похоже на попытку переместить множество людей через коридор.
    3. Температура: Повышение температуры заставляет частицы вибрировать или больше двигаться. Увеличение этого движения (повышение температуры) снижает проводимость, потому что молекулы с большей вероятностью будут мешать прохождению тока.При экстремально низких температурах некоторые материалы становятся сверхпроводниками.

    Ресурсы и дополнительная информация

    Свойства и применение меди — электрическая, термическая, коррозионная стойкость, легирование и др.

    Слово медь происходит от латинского слова «купрум», что означает «руда Кипра». Вот почему химический символ меди — Cu. Медь обладает множеством чрезвычайно полезных свойств, в том числе:

    • хорошая электропроводность
    • хорошая теплопроводность
    • коррозионная стойкость

    Это также:

    • легко легируется
    • гигиенические
    • легко присоединился
    • пластичный
    • жесткий
    • немагнитный
    • привлекательные
    • пригодны для вторичной переработки
    • каталитический

    См. Ниже дополнительную информацию о каждом из этих свойств и о том, какую пользу они приносят нам в повседневной жизни.

    Хорошая электропроводность

    Медь имеет лучшую электропроводность из всех металлов, кроме серебра.

    Хорошая электропроводность равна небольшому электрическому сопротивлению. Электрический ток будет протекать через все металлы, однако они все еще имеют некоторое сопротивление, а это означает, что ток должен проталкиваться (батареей), чтобы продолжать течь. Чем больше сопротивление, тем сильнее мы должны толкать (и тем меньше ток). Ток легко протекает через медь благодаря ее небольшому электрическому сопротивлению без больших потерь энергии.Вот почему медные провода используются в сетевых кабелях в домах и под землей (хотя воздушные кабели, как правило, из алюминия, потому что они менее плотные). Однако там, где важен размер, а не вес, лучшим выбором будет медь. Толстая медная полоса используется для молниеотвода на высоких зданиях, таких как церковные шпили. Медная полоса должна быть толстой, чтобы пропускать большой ток без плавления.

    Медный провод можно намотать в катушку. Катушка будет создавать магнитное поле и, поскольку она сделана из меди, не расходует много электроэнергии.Медные катушки можно найти в:

    Устройство Используйте
    Электромагниты Замки, краны для свалок, звонки электрические. (См. Электромагниты.)
    Двигатели Насосы, бытовая техника (стиральные машины, посудомоечные машины, холодильники, пылесосы), автомобили (стартеры, дворники, электрические стеклоподъемники), компьютеры (дисководы, вентиляторы), развлекательные системы (DVD-плееры). (См. Электродвигатели.)
    Динамо Велосипеды, электростанции
    Трансформаторы Сетевые адаптеры, электрические подстанции, электростанции. (См. Медь и электричество: трансформаторы и сеть.)

    Как медь проводит
    Медь — это металл, состоящий из плотно упакованных атомов меди.

    Если бы мы могли присмотреться, мы бы увидели, что между атомами меди движутся электроны.

    Каждый атом меди потерял один электрон и стал положительным ионом. Итак, медь представляет собой решетку положительных ионов меди со свободными электронами, движущимися между ними. (Электроны немного похожи на частицы газа, которые могут свободно перемещаться по поверхности провода).

    Электроны могут свободно перемещаться по металлу. По этой причине они известны как свободные электроны. Они также известны как электроны проводимости, потому что они помогают меди быть хорошим проводником тепла и электричества.

    Ионы меди колеблются (см. Рисунок 1). Обратите внимание, что они колеблются примерно в одном и том же месте, тогда как электроны могут двигаться через решетку. Это очень важно, когда мы подключаем провод к батарее.

    Рисунок 1. Медный провод состоит из решетки ионов меди. Есть свободные электроны, которые движутся через эту решетку, как газ.

    Проводка электричества

    Мы можем подключить медный провод к батарее и переключателю.Обычно свободные электроны беспорядочно перемещаются в металле. Когда мы замыкаем выключатель, течет электрический ток. Теперь свободные электроны проходят через проволоку (рис. 2), они движутся слева направо (и по-прежнему движутся беспорядочно).

    Рисунок 2 — Переключение переключателя в приведенной выше схеме заставляет электроны течь слева направо в направлении, противоположном току.

    Электроны имеют отрицательный заряд. Их привлекает положительный полюс батареи.Свободные электроны движутся через медь, протекая от отрицательного полюса аккумулятора к положительному (обратите внимание, что они текут в направлении, противоположном обычному току; это потому, что они имеют отрицательный заряд).

    Ионы меди в проволоке колеблются. Иногда ион преграждает путь движущемуся электрону. Электрон сталкивается с ионом и отскакивает от него. Это замедляет электрон. Часть его энергии была передана иону, который колеблется быстрее.

    Таким образом, энергия передается от движущихся электронов к ионам меди.Медь нагревается. Это объясняет, почему:

    • металлов обладают электрическим сопротивлением.
    • металлов нагреваются при протекании через них тока.

    Хорошая теплопроводность

    Медь — хороший проводник тепла. Это означает, что если вы нагреете один конец куска меди, другой конец быстро достигнет той же температуры. Большинство металлов — довольно хорошие проводники; Однако, кроме серебра, лучше всего медь.

    Металл Относительная проводимость
    Медь 394
    Серебро 418
    Алюминий 238
    Нержавеющая сталь 13

    Теплопроводность обычных металлов.Когда вы нагреете одну сторону материала, другая сторона нагреется. Приведенные выше значения являются мерой того, насколько быстро другая сторона становится такой же горячей, как и нагретая.

    Он используется во многих системах отопления, поскольку не подвержен коррозии и имеет высокую температуру плавления. Единственный другой материал, обладающий такой же устойчивостью к коррозии, — это нержавеющая сталь. Однако его теплопроводность в 30 раз хуже, чем у меди.

    Приложения
    Медь позволяет теплу быстро проходить через нее.Поэтому он используется во многих приложениях, где важна быстрая теплопередача. К ним относятся:

    Устройство Используйте
    Медная пластина Дно кастрюль.
    Медные трубы Теплообменники в резервуарах для горячей воды, системах подогрева полов, всепогодных футбольных полях и автомобильных радиаторах.
    Радиаторы Компьютеры, дисководы, телевизоры.

    Проводя тепло
    Медь состоит из решетки ионов со свободным электроном (см. Рисунок 1).Ионы колеблются, а электроны могут двигаться через медь (как газ).

    На рис. 3 показано, что происходит, когда один конец куска меди становится более горячим. Ионы меди на горячем конце вибрируют сильнее. Примечание: электроны исключены из изображения, чтобы оно было четким.

    Рисунок 3 — Левый конец куска меди более горячий. Ионы меди на горячем конце вибрируют сильнее. (Примечание: электроны были исключены из изображения, чтобы оно было четким.)

    Рисунок 4 сфокусирован всего на нескольких электронах, чтобы увидеть, как они проводят тепло слева направо.

    1. Свободный электрон сталкивается с ионом на горячем конце и получает кинетическую энергию (ускоряется).
    2. Переходит к холодному концу.
    3. Он сталкивается с «холодным ионом», заставляя ранее холодный ион вибрировать сильнее. Это нагревает холодный конец.
    4. Таким образом, энергия передается через медь от горячей к холодной.

    Рис. 4. Как электроны проводят тепло слева направо (показаны лишь некоторые из них, чтобы их было легче увидеть).

    Неметаллы проводят тепло
    Сравните это с тем, как тепло проводится в неметалле. Колеблющиеся частицы передают свои колебания ближайшим соседям. Это намного медленнее. Вот почему металлы являются лучшими проводниками — их свободные электроны могут переносить энергию по своей длине.

    Коррозионная стойкость

    Медь с низкой реакционной способностью. Это означает, что он не подвержен коррозии. Это важно при использовании для труб, электрических кабелей, кастрюль и радиаторов отопления.

    Это также означает, что он хорошо подходит для декоративного использования. Украшения, статуи и части зданий могут быть сделаны из меди, латуни или бронзы и оставаться привлекательными в течение тысяч лет.

    Для получения дополнительной информации о преимуществах коррозионной стойкости меди для морских применений см. Ресурс «Медные сплавы в аквакультуре».

    Сплавы легко

    Медь легко комбинируется с другими металлами для получения сплавов. Первым произведенным сплавом была медь, расплавленная с оловом для образования бронзы — открытие настолько важное, что периоды в истории называют бронзовым веком.

    Намного позже появилась латунь (медь и цинк), а в современную эпоху — мельхиор (медь и никель). Сплавы тверже, прочнее и жестче, чем чистая медь. Их можно сделать еще более твердыми, ударив по ним молотком — процесс, называемый «наклеп».

    В дереве медных сплавов показаны варианты добавления других металлов для получения различных сплавов. Ниже приведены некоторые примеры. Нажмите на диаграмму выше, чтобы увидеть увеличенную версию.

    Медь + олово = оловянная бронза
    Медь + олово + фосфор = фосфорная бронза
    Медь + алюминий = алюминиевая бронза
    Медь + цинк = латунь
    Медь + олово + цинк = бронза
    Медь + никель = медно-никель
    Медь + никель + цинк = нейзильбер.

    Для получения дополнительной информации см. Ресурс «Медь в чеканке». Вы также можете просмотреть страницы Ассоциации разработчиков меди, посвященные меди и ее сплавам.

    Гигиенический

    Медь по своей природе гигиенична, что означает, что она враждебна бактериям, вирусам и грибкам, которые поселяются на ее поверхности. Это свойство видит установку поверхностей из меди и медных сплавов в больницах и других областях, где гигиена является ключевой проблемой.

    Легко присоединяется

    Медь легко соединяется пайкой или пайкой.Это полезно для трубопроводов и для изготовления герметичных медных сосудов.

    Пластичный

    Медь — пластичный металл. Это означает, что из него легко могут быть сформированы трубы и вытянуты проволоки. Медные трубы легкие, потому что у них могут быть тонкие стенки. Они не подвержены коррозии, и их можно согнуть, чтобы подогнать под углы. Трубы можно соединить пайкой, и они безопасны при пожаре, поскольку не горят и не поддерживают горение.

    Жесткий

    Медь и медные сплавы прочные.Это означает, что они хорошо подходили для изготовления инструментов и оружия. Представьте себе радость древнего человека, когда он обнаружил, что его аккуратно сформированные наконечники стрел больше не разбиваются при ударе.

    Свойство вязкости жизненно важно для меди и медных сплавов в современном мире. Они не разбиваются при падении и не становятся хрупкими при охлаждении ниже 0 ° C.

    Немагнитный

    Медь немагнитна и не искрит. Из-за этого он используется в специальных инструментах и ​​военном оборудовании.

    Привлекательный цвет

    Медь и ее сплавы, такие как латунь, используются для изготовления ювелирных изделий и украшений. Они имеют привлекательный золотистый цвет, который зависит от содержания меди. Они обладают хорошей устойчивостью к потускнению, что делает их долговечными.

    Вторичная переработка

    Медь может быть переработана без потери качества. Около 40% потребностей Европы удовлетворяется за счет вторичной меди.

    Для получения дополнительной информации см. Ресурс «Вторичная переработка меди и устойчивое развитие».

    Каталитический

    Медь может действовать как катализатор, то есть вещество, которое может ускорить химическую реакцию и повысить ее эффективность. Это достигается за счет снижения энергии активации. Катализаторы биологических реакций называются ферментами.

    Медь ускоряет реакцию между цинком и разбавленной серной кислотой. Он содержится в некоторых ферментах, один из которых участвует в дыхании. Это действительно жизненно важный элемент!

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *