Константан удельное сопротивление: удельное сопротивление, плотность, состав, применение

Содержание

Удельное сопротивление хромель, алюмель, копель, константан, ВР5, ВР20

Вас интересуют свойства хромеля, алюмеля, копеля? Поставщик КМЗ предлагает купить по экономически выгодной цене прецизионные сплавы. Поставщиком гарантируется своевременная доставка продукции по любому адресу, указанному потребителем. Постоянные клиенты могут воспользоваться дисконтной системой скидок от компании КМЗ.

Хромель

Хромель — содержит 90% никеля и 10% хрома. Он используется при изготовлении положительных концов термопар и других приборов для измерения температуры. Этот сплав может выдерживать широкий диапазон температур (от -452 ° C до 1100 ° C), причём в окислительных средах.

Алюмель

Алюмель: магнитный сплав, который состоит из никеля (95%), марганца (2%), алюминия (2%) и кремния (1%). Это обеспечивает сплаву устойчивые показатели удельного электросопротивления и теплопроводности. Алюмель используется ещё и в качестве для удлинительного провода термопары.

Константан

Константан: сплав состоит из 55% меди и 45% никеля. Его преимуществом является постоянное удельное сопротивление в широком спектре температур. Сплав используется при производстве термопар, наряду с железом, медью, хромелем и алюмелем.

Копель

Копель: медно-никелевый сплав, который содержит около 43% никеля и примерно 0,5% марганца. По составу, и свойствам близок к константану, однако отличается максимальными показателями термоЭДС, что обеспечивает наивысшую эффективность его применения в термопарах.

Основные прецизионные сплавы

Наименование сплава Плотность, кг/м3 Темпера-тура плавления, ° С Удельное электросо-противление,

Ом·м

Максимальная температура применения, °С Коэффи-циент теплового расширения, мкм/град
Хромель 8700 1420 0,68 1100 15,7
Алюмель 8670 1360 0,33 1000 17,1
Копель 8900 1290 0,48 1150 17,8
Константан 8850 1260 0,48 500 14,4

Техническая характеристика прецизионных сплавов

Наименование сплава Предел временного сопротивления, МПа Предел текучести, МПа Относительное удлинение, % Твёрдость по Бринеллю, НВ, не более
Хромель 680 350 40 85
Алюмель 440 200 23 71
Копель 440 210 20 60
Константан 450 260 20 70

Купить

Вас интересует свойства хромеля, алюмеля, копеля? Поставщик КМЗ предлагает купить по экономически выгодной цене прецизионные сплавы. Поставщиком гарантируется своевременная доставка продукции по любому адресу, указанному потребителем.

Поставщик, цена

Купить прецизионные сплавы у поставщика КМЗ можно по доступной цене. Цена формируется на основании европейских стандартов производства. Купить прецизионные сплавыпо оптимальной цене можно оптом или в розницу. Постоянные клиенты могут воспользоваться дисконтной системой скидок от компании КМЗ.

ГОСТ 5307-2015 Проволока константановая неизолированная. Технические условия (с Поправкой)


ГОСТ 5307-2015

МКС 77.150.30

Дата введения 2016-04-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»


Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 106 «Цветметпрокат», Научно-исследовательским, проектным и конструкторским институтом сплавов и обработки цветных металлов «Открытое акционерное общество «Институт Цветметобработка» (ОАО «Институт Цветметобработка»)

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 мая 2015 г. N 77-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 2 октября 2015 г. N 1437-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 5307-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2016 г.

5 ВВЕДЕН ВЗАМЕН 5307-77*
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 5307-77. — Примечание изготовителя базы данных.


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет




ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2019 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на холоднотянутую константановую неизолированную проволоку круглого сечения (далее — проволока), применяемую для электрических целей. Проволока предназначена для работы при температуре не выше 500°С.

Стандарт устанавливает сортамент, технические требования, правила приемки, методы контроля и испытаний, упаковку, маркировку, транспортирование и хранение проволоки.


2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 492-2006 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки

ГОСТ 2991-85 Ящики дощатые неразборные для грузов массой до 500 кг. Общие технические условия

ГОСТ 3282-74 Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия

ГОСТ 3560-73 Лента стальная упаковочная. Технические условия

ГОСТ 4381-87 Микрометры рычажные. Общие технические условия

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 6689.1-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения меди

ГОСТ 6689.2-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения никеля

ГОСТ 6689.3-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Метод определения суммы никеля и кобальта


ГОСТ 6689.4-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения цинка

ГОСТ 6689.5-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения железа

ГОСТ 6689.6-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения марганца

ГОСТ 6689.7-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения кремния

ГОСТ 6689.8-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения алюминия

ГОСТ 6689.9-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения кобальта

ГОСТ 6689.10-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения углерода

ГОСТ 6689.11-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Метод определения вольфрама

ГОСТ 6689.12-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения магния

ГОСТ 6689.13-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения мышьяка

ГОСТ 6689.14-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения хрома

ГОСТ 6689.15-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения сурьмы

ГОСТ 6689.16-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения цинка, кадмия, свинца, висмута и олова

ГОСТ 6689.17-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения висмута

ГОСТ 6689.18-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения серы

ГОСТ 6689.19-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения фосфора

ГОСТ 6689.20-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения свинца

ГОСТ 6689.21-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения титана

ГОСТ 6689.22-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения олова

ГОСТ 7229-76 Кабели, провода и шнуры. Метод определения электрического сопротивления токопроводящих жил и проводников

ГОСТ 8273-75 Бумага оберточная. Технические условия

ГОСТ 8828-89 Бумага-основа и бумага двухслойная водонепроницаемая упаковочная. Технические условия

ГОСТ 9078-84 Поддоны плоские. Общие технические условия

ГОСТ 9347-74 Картон прокладочный и уплотнительные прокладки из него. Технические условия

ГОСТ 9421-80 Картон тарный плоский склеенный. Технические условия

ГОСТ 9557-87 Поддон плоский деревянный размером 8001200 мм. Технические условия

ГОСТ 9569-2006 Бумага парафинированная. Технические условия

ГОСТ 9570-84 Поддоны ящичные и стоечные. Общие технические условия

ГОСТ 10446-80 (ИСО 6892-84) Проволока. Метод испытания на растяжение

ГОСТ 14019-2003 (ИСО 7438:1985) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб

ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов

ГОСТ 15846-2002 Продукция, отправляемая в районы Крайнего Севера и приравненные к ним местности. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение

ГОСТ 17308-88 Шпагаты. Технические условия

ГОСТ 18242-72 Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Планы контроля*
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 2859-1-2007 «Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 1. Планы выборочного контроля последовательных партий на основе приемлемого уровня качества».


ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции

ГОСТ 20435-75 Контейнер универсальный металлический закрытый номинальной массой брутто 3,0 т. Технические условия

ГОСТ 21140-88 Тара. Система размеров

ГОСТ 22225-76 Контейнеры универсальные массой брутто 0,625 и 1,25 т. Технические условия

ГОСТ 24047-80 Полуфабрикаты из цветных металлов и их сплавов. Отбор проб для испытания на растяжение

ГОСТ 24231-80 Цветные металлы и сплавы. Общие требования к отбору и подготовке проб для химического анализа

ГОСТ 24597-81 Пакеты тарно-штучных грузов. Основные параметры и размеры

ГОСТ 25086-2011 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 26663-85 Пакеты транспортные. Формирование с применением средств пакетирования. Общие технические требования

ГОСТ 28798-90 Головки измерительные пружинные. Общие технические условия

СТ СЭВ 543-77 Числа. Правила записи и округления

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 проволока: Полуфабрикат с поперечным сечением постоянных размеров, свернутый в бухту или намотанный на катушку, изготовляемый прокаткой, прессованием или волочением.

3.2 овальность (отклонение от круглой формы): Разность наибольшего и наименьшего значений диаметров, измеренных в одном поперечном сечении, перпендикулярном к оси проволоки.

3.3 бухта: Отрезок изделия, намотанный в серию непрерывных витков правильными неперепутанными рядами, без резких изгибов.

3.4 вмятина: Местное углубление различных величины и формы с пологими краями.

3.5 раковина: Углубление на поверхности изделия от выкрашивания посторонних включений.

3.6 трещина: Дефект поверхности, представляющий собой разрыв металла.

3.7 расслоение: Нарушение сплошности металла, ориентированное вдоль направления деформации.

3.8 риска: Продольные углубления или выступы на поверхности изделия различной длины в направлении деформации.

3.9 цвета побежалости: Дефект поверхности, представляющий собой окисленные участки в виде пятен и полос различных окраски и формы, имеющие гладкую поверхность и образовавшиеся вследствие нарушения режимов термообработки и травления.

4 Сортамент

4.1 Диаметр проволоки и предельные отклонения по нему должны соответствовать значениям, указанным в таблице 1.


Таблица 1 — Номинальный диаметр и предельные отклонения по диаметру

В миллиметрах

Номинальный диаметр

Предельное отклонение

0,020

0,025

0,030

0,040

-0,002

0,050

0,060

-0,004

0,33

0,35

0,38

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

-0,02

0,65

0,70

0,75

0,80

-0,03

0,070

0,080

0,090

-0,005

0,10

0,12

0,14

-0,02

0,85

0,90

-0,03

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1,70

1,80

1,90

-0,04

0,15

0,16

0,18

0,20

0,22

0,25

0,28

0,30

-0,02

2,00

2,25

2,50

2,75

3,00

-0,06

3,50

4,00

4,50

5,00

-0,07

Примечания

1 Теоретическая масса 1000 м проволоки приведена в приложении А.

2 По требованию потребителя проволоку диаметром 0,10-0,20 мм изготовляют с предельными отклонениями:

— для диаметров 0,10-0,15 мм — минус 0,012 мм;

— для диаметров 0,16-0,20 мм — минус 0,016 мм.

4.2 Овальность проволоки не должна превышать половины предельного отклонения по диаметру.

4.3 Проволоку поставляют в мотках, бухтах или на катушках.

Условные обозначения проволоки проставляют по схеме:

При этом используют следующие сокращения:

способ изготовления:

холоднодеформированная — Д;

форма сечения:

круглая — КР;

точность изготовления:

нормальная — Н,

повышенная — П;

состояние:

мягкая — М,

твердая — Т;

форма поставки:

в мотках, бухтах — БТ,

на катушках — КТ;

особые условия:

Константан: удельное сопротивление, плотность, состав, применение

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 .

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

Константан удельное сопротивление, плотность, состав, применение | Строитель промышленник

К настоящему времени разработано много сплавов. Одни направлены на обширное использование, прочие отличительны нестандартным качествами, важными для определенных условий. К последним относится сплав константан. Дальше приведены характерности, характеристики, использование.

Сплавы высокого сопротивления

Дата публикации: .
Категория: Электротехника.

Сплавы с высоким электрическим сопротивлением делятся на три группы:

  1. Сплавы для магазинов сопротивлений, различных эталонов, добавочных сопротивлений, шунтов;
  2. Сплавы для сопротивлений и реостатов;
  3. Сплавы для электронагревательных приборов и печей.

К сплавам первой группы предъявляют следующие требования: высокое удельное сопротивление, близкий к нулю температурный коэффициент сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в сочетании с другими металлами (особенно с медью), постоянство сопротивления во времени, высокая стойкость против коррозии. К сплавам этой группы относятся сплавы на основе меди – манганин и константан.

Манганин

Сплав коричнево-красноватого цвета, состоящий из 86 % меди, 12 % марганца и 2 % никеля. Манганин имеет удельное сопротивление 0,42 – 0,43 Ом × мм² / м, плотность 8,4 кг/дм³, прочность на разрыв 40 – 55 кг/мм², очень малые температурный коэффициент сопротивления и термо-ЭДС (электродвижущую силу), допустимую рабочую температуру не выше 60 °С. Манганин является лучшим материалом для изготовления магазинов сопротивлений, образцовых сопротивлений и шунтов.

Константан

Сплав 60 % меди и 40 % никеля. Константан имеет удельное сопротивление 0,5 Ом × мм² / м, плотность 8,9 кг/дм³, прочность на разрыв 40 – 50 кг/мм².

Константан применяется для изготовления реостатов и электронагревательных сопротивлений, если их рабочая температура не превышает 400 – 450 °С.

Константан в сочетании с медью имеет высокую термо-ЭДС и поэтому не может быть применен для изготовления эталонных сопротивлений к точным приборам, так как эта дополнительная ЭДС будет искажать показания приборов. Это свойство константана используется при изготовлении термопар для измерения температур порядка несколько сотен градусов.

Сплав для реостатов или для сопротивлений должен быть дешевым, иметь большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивления. Для этих целей применяют сплавы на медной основе, например константан, никелин и другие.

Для удешевления материала никель в реостатных сплавах заменен цинком и железом. Сплавы, применяемые для электронагревательных приборов и печей, должны хорошо обрабатываться, быть механически прочными, дешевыми, иметь высокое удельное сопротивление и длительное время работать при высокой температуре без окисления.

При нагреве металла на его поверхности образуется оксидная пленка, которая должна предотвратить дальнейшее разрушение металла. Металлы – медь, железо и кобальт – имеют пористую оксидную пленку, поэтому при нагревании они быстро разрушаются. Такие металлы, как никель, хром и алюминий, покрываются при нагреве плотной оксидной пленкой, поэтому жароупорные сплавы делают на основе этих металлов.

Нихром

Сплав никеля и хрома. К нихромам относится также ферронихром, который, кроме никеля и хрома, содержит железо (58 – 62 % никеля, 15 – 17 % хрома, остальное – железо). Плотность нихрома 8,4 кг/дм³, прочность на разрыв 70 кг/мм², удельное сопротивление около 1,0 Ом × мм² / м. Нихром выпускается в виде проволоки и ленты, которые идут на изготовление спиралей электронагревательных приборов и печей, имеющих рабочую температуру до 1000 °С.

Фехраль

Сплав 12 – 15 % хрома, 3 – 5 % алюминия, остальное железо. Фехраль имеет плотность 7,5 кг/дм³, прочность на разрыв 70 кг/мм² и удельное сопротивление около 1,2 Ом × мм² / м. Рабочая температура фехраля около 800 °С.

Хромаль

Сплав 28 – 30 % алюминия, остальное железо. Прочность хромаля на разрыв 80 кг/мм², удельное сопротивление 1,3 – 1,4 Ом × мм² / м, допустимая рабочая температура 1250 °С.

Источник: Кузнецов М. И., «Основы электротехники» — 9-е издание, исправленное — Москва: Высшая школа, 1964 — 560с.

Основы электроники и электротехники — Удельные сопротивления материалов

Удельные сопротивления материалов

Материал

Удельное сопротивление (Ом · м)

Удельное сопротивление (Ом · мм2/м)

Алюминий

2,82 · 10-8

0,0282

Висмут

1,2 · 10-6

1,2

Вольфрам

5,5 · 10-8

0,055

Железо

9,8 · 10-8

0,098

Золото

2,42 · 10-8

0,0242

Константан

4,9 · 10-7

0,49

Латунь

8 · 10-8

0,08

Манганин

4,4 · 10-7

0,44

Медь

1,72 · 10-8

0,0172

Молибден

5,6 · 10-8

0,056

Никель

7,24 · 10-8

0,0724

Нихром

1 · 10-6

1

Олово

1,14 · 10-7

0,114

Платина

1,05 · 10-7

0,105

Свинец

2,06 · 10-7

0,206

Серебро

1,62 · 10-8

0,0162

Цинк

5,92 · 10-8

0,0592

1 лаба

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

“ЛЭТИ”

ОТЧЕТ

по лабораторно-практической работе № 1

Исследование электрических свойств проводниковых материалов

Выполнил Демьянов Н.В.

Факультет ФЭЛ

Группа № 3203

Преподаватель

“Выполнено” “____” ___________

Подпись преподавателя __________

1.1. Расчет удельного сопротивления металлических проводников

Расчет проводим по формуле

ρ = RS/l,

где R – сопротивление образца, S – площадь его поперечного сечения,

l – длина проводника.

Результаты расчета сведены в таблицу:

Материал

R, Ом

l, мм

D, мм

ρ, мкОм*м

ρ(справ.), мкОм*м

Манганин

110,45

1530

0,1

0,5670

0,43

Медь

13,61

11600

0,13

0,0156

0,0168

Нихром

2,94

1000

0,7

1,1314

1,1

Константан

256,3

1300

0,06

0,5574

0,5

Никель

2,72

1700

0,25

0,0785

0,068

Примечание В справочных данных указано значение удельного сопротивления

меди и никеля при 20°С.

1.2. Расчет сопротивления квадрата поверхности металлических пленок

Для расчета используем формулу

R= Rb/l,

где R – сопротивление образца, b – ширина резистивного слоя,

l – длина пленки (расстояние между контактными площадками)

Результаты вычислений сведены в таблицу:

Материал

R, Ом

b, мм

l, мм

R, Ом

R1

41,52

2,5

0,20

519,0

R2

808,80

2,0

3,25

497,7

R3

7944,00

0,6

9,50

501,7

2.1. Таблица зависимости сопротивления проводников от температуры

В этой таблице приводятся результаты опыта:

Медь

Никель

Константан

t, ˚C

Rt, Ом

t, ˚C

Rt, Ом

t, ˚C

Rt, Ом

26

66,65

26

23,57

26

27,80

60

73,00

60

26,30

60

27,80

100

78,20

100

28,72

100

27,75

150

84,00

150

32,90

150

27,70

200

91,80

200

37,40

200

27,67

2.-6

Температурный коэффициент удельного сопротивления расчитывается по формуле:

Далее вычисляются значения αρ, результаты вычислений занесены в таблицу:

Медь

Никель

Константан

t, ˚C

Rt, Ом

αρ, K-1

t, ˚C

Rt, Ом

αρ, K-1

t, ˚C

Rt, Ом

αρ, K-1

26

66,65

0,0088

26

23,57

0,0097

26

27,80

0,0070

60

73,00

0,0080

60

26,30

0,0087

60

27,80

0,0070

100

78,20

0,0075

100

28,72

0,0079

100

27,75

0,0070

150

84,00

0,0070

150

32,90

0,0069

150

27,70

0,0070

200

91,80

0,0064

200

37,40

0,0061

200

27,67

0,0070

4. Графики зависимости αρ = f(T)

5. Зависимость удельного сопротивления и температурного коэффициента удельного сопротивления от состава сплава

Значения удельного сопротивления сплавов находим из формулы:

ρCuNi = ρNixNi + ρCu(1-xNi) + CxNi(1 – xNi)

Коэффициент С находим, подставляя вместо ρCuNi значение удельного сопротивления константана, а xNi принимаем равным 0,4, так как содержание никеля в константане

равно 40%.

Коэффициент С равен 2,150*10-6.

Значения температурного коэффициента удельного сопротивления находим по формуле:

αρCuNi= (1/ ρCuNi)[ αρCuCu(1-xNi) + ρNixNiαρNi],

где значение ρCuNiберется из предыдущей формулы.

Таблица зависимости ρ и αρ от состава сплава:

xNi

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

ρ, мкОм*м

0,0156

0,3722

0,5568

0,5694

0,4099

0,0785

αρ, К-1

0,0088

0,0007

0,0007

0,0009

0,0015

0,0097

Примечание Значения αρ для никеля и меди брались при температуре 26˚C.

6. Графики зависимостей ρ(xni-cu) и αρ(xni-cu)

7. Графики зависимости термоЭДС от температуры

8. Выводы

1. Удельное сопротивление сплава больше любого из удельных сопротивлений металлов, входящих в этот сплав.

2. Сопротивление константана практически не меняется в широком диапазоне температур.

3. Зависимость ∆U(∆Т) для термопар можно аппроксимировать линейной зависимостью

y=k*x, где k – удельная термоэлектродвижущая сила, x = ∆Т.

4. Удельное сопротивление сплава имеет параболическую зависимость от содержания в сплаве одного из его компонентов.

Удельное сопротивление константана

60000 тем вопросов и ответов — образование, алоха и развлечения

тема 8486


2001 г.

В. Скажите, пожалуйста, удельное сопротивление константана?

Джон Л. [фамилия удалена редактором для конфиденциальности]
— Ноттинг-Хилл, Лондон, Англия
2001 г.

A. Удельное электрическое сопротивление Константана составляет 300 Ом / круговой мил-фут, по сравнению с 10,7 Ом / CMF для меди 99,99%

Joe Rosol
Orbital Sciences Corp. — Гринбелт, Мэриленд, США
2002

Q.По английски пожалуйста в ОмМетрес было бы неплохо! Спасибо 🙂

Грэм М [фамилия удалена редактором для конфиденциальности]
— Англия
2002

A. Попробуйте добрый товарищ в Интернете. Он дает все значения (включая удельное сопротивление) для различных материалов, включая константан.

J S. [фамилия удалена редактором в целях конфиденциальности]
— Лондон, Великобритания
2004

1337 m8 $ 3x0r p0 $ 7 |> u |> 3. I 0w | \ | j00 A11 вы p30 | \ | s

Грэм Б. [фамилия удалена редактором для конфиденциальности]
Physics — Maidenhead, Berks, UK

—-
Ed.(-7) так что правильно!

bob r [фамилия удалена редактором в целях конфиденциальности]
— Париж, Франция
3 мая 2012 г.

Q. Hi
каково удельное сопротивление константана с этим сплавом: основание
у.е., 59,5103
Zn 0,0014
Pb 0,0022
Sn 0,0047
P 0,0099
Mn 0,843
Fe 0,517
Ni 38,97
Si 0,0292
Mg 0,00182

Co 0,0422
S 0,0082
B 0,0064
C 0,0257
Nb 0,0035
Ri 0,0029
и диаметр: 1,2 мм

Мохаммад Али Момензад
— Тегеран, Иран

—-
Изд.примечание — Вежливые читатели: извините, что дух товарищества и доверие к этой конкретной теме подорваны удалением имен европейских участников. Один из них, дав разрешение опубликовать свое имя — вместо того, чтобы просить удалить его публикацию или имя — подал жалобу в соответствии с европейскими законами о защите данных. Закон обязывает нас удалить имена всех европейских участников этого мероприятия. Извинения.



Заявление об ограничении ответственности: с помощью этих страниц невозможно диагностировать проблему отделки или опасность операции.Вся представленная информация предназначена для общего ознакомления и не отражает профессионального мнения или политики работодателя автора. Интернет в основном анонимный и непроверенный; некоторые имена могут быть вымышленными, а некоторые рекомендации могут быть намеренно вредными.

Контрольные вопросы по электрическим материалам | Экзамены на электрика

0 из 15 вопросов завершено

Вопросы:

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15

Информация

Пройдите тест по электрическим материалам

Вы уже прошли тест раньше.Следовательно, вы не можете запустить его снова.

Вы должны войти в систему или зарегистрироваться, чтобы начать викторину.

Вы должны пройти следующую викторину, чтобы начать эту викторину:

0 из 15 вопросов ответил правильно

Ваше время:

Прошло времени

Вы набрали 0 из 0 баллов, (0)

Средний балл

Ваша оценка

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15
  1. Вопрос 1 из 15

    1 балл

    Электропроводность полупроводникового материала зависит от:

Удельное сопротивление

Введение

Понимание того, как электрическое сопротивление (или проводимость) соотносится с реальными геологическими свойствами земли, очень важно.Ниже приведены вопросы, на которые он может помочь ответить:

  • Если интерпретация геофизических исследований предполагает наличие 10-метрового слоя перекрывающих пород с удельным сопротивлением 11000 Ом · м, лежащего над «фундаментом» с удельным сопротивлением 140 Ом · м, какие геологические материалы будут соответствовать этим двум слоям с разным удельным сопротивлением?
  • Что, если бы профиль удельного сопротивления, собранный над рудным телом в Австралии, показал бы кажущихся удельных сопротивлений в диапазоне от 40 до 600 Ом-м, в то время как анализ керна скважин показал, что истинное объемное сопротивление находится в диапазоне от 80 до> 1000 Ом-м.Согласованы ли эти результаты и указывают ли они на присутствие экономичного рудного тела?
  • Если объемное удельное сопротивление глубоко заглубленного песчаника составляет 1000 Ом · м, можно ли получить подробную информацию о матрице (единицах породы, в которых находятся флюиды) и / или удельном сопротивлении флюидов? Это представляет особый интерес для гидрогеологии, разведки нефти и газа и исследований окружающей среды (загрязняющих веществ).

В этой главе электрические свойства геологических материалов обсуждаются отдельно для металлических минералов, горных пород, почв и электролитов (грунтовых жидкостей).

Что такое удельное сопротивление ?

Электропроводность (или удельное сопротивление) — это объемное свойство материала, описывающее, насколько хорошо этот материал позволяет электрическим токам проходить через него.

  • Сопротивление — это измеренное напряжение, деленное на ток. Это закон Ома. Сопротивление изменится при изменении геометрии измерения или объема материала. Следовательно, это НЕ физическое свойство.
  • Удельное сопротивление — сопротивление на единицу объема.Рассмотрим ток, протекающий через единичный куб материала, показанный справа: удельное сопротивление определяется как напряжение, измеренное на длине единичного куба (вольт на метр или В / м), деленное на ток, протекающий через площадь поперечного сечения единичного куба (амперы на квадратный метр, или А / м 2 ). Результатом являются единицы Ом-м 2 / м или Ом-м. Греческий символ ро, часто используется для обозначения удельного сопротивления.
  • Электропроводность , часто обозначаемая с помощью сигмы, является обратной величиной удельного сопротивления: = 1 /.Электропроводность указывается в единицах Сименс на метр или См / м. Единицы миллисименс на метр (мСм / м) часто используются для малых значений проводимости; 1000 мСм / м = 1См / м. Итак, 1 мСм / м = 1000 Ом-м, поскольку удельное сопротивление и проводимость обратно пропорциональны.

Электропроводность материалов Земли варьируется на многие порядки. Это зависит от многих факторов, в том числе от типа породы, пористости, связности пор, природы флюида и содержания металлов в твердой матрице.Очень приблизительное указание диапазона проводимости горных пород и минералов показано на следующем рисунке.


Рисунок 2.

Напоминание об этом разделе описывает факторы, влияющие на электрическую проводимость минералов, горных пород, флюидов в земле, почв


Электропроводность металлических минералов

Металлические рудные минералы относительно редко встречаются по сравнению с другими материалами земной коры. Однако они часто становятся объектом разведки полезных ископаемых.Даже в небольших количествах они могут значительно повлиять на объемное удельное сопротивление геологических материалов. Большинство металлических рудных минералов представляют собой электронные полупроводники. Их удельное сопротивление ниже, чем у металлов, и сильно варьируется, поскольку включение примесных ионов в конкретный металлический минерал оказывает большое влияние на удельное сопротивление. Например, чистый пирит имеет удельное сопротивление около 3х10 -5 Ом · м, но добавление небольших количеств меди может увеличить удельное сопротивление на шесть порядков до 10 Ом · м.Свойства электропроводности некоторых важных минералов можно резюмировать следующим образом:

  • Пирротин (FeS) неизменно является высокопроводящим минералом.
  • Графит (C) является настоящим проводником, как металл (то есть не полупроводником, как рудные минералы), и очень проводящим даже в очень низких концентрациях. Он также является платным (другое физическое свойство — см. Отдельную главу о заряжаемости), и его, как известно, трудно отличить от металлических рудных минералов.
  • Пирит (FeS 2 ) является наиболее распространенным сульфидом металлов и имеет самую изменчивую проводимость. Его проводимость обычно выше, чем у пористых пород.
  • Галенит (PbS) и магнетит (Fe 3 O 4 ) являются проводящими минералами, но гораздо менее проводящими, чем руда из-за их рыхлой кристаллической структуры.
  • Другие проводящие минералы включают борнит (CuFeS 4 ), халькоцит (Cu 2 S), ковеллит (CuS), ильменит (FeTiO 2 0272 3 (Modenite ), молибден ), а также минералы марганца , голандит и пиролюзит , .
  • Гематит и цинковая обманка обычно почти изоляторы.

Хотя металлические минералы (особенно сульфиды) могут быть проводящими, есть по крайней мере две причины, по которым залежи этих минералов с содержанием руды могут быть не такими проводящими, как ожидалось.

  • Сульфидные отложения могут быть десеминированными, или массивными. В первом типе минерал присутствует в виде мелких частиц, рассредоточенных по всей матрице, а во втором минерал находится в более однородной форме. Дессеминированные сульфиды могут быть резистивными или проводящими, тогда как массивных сульфидов могут быть проводящими.
  • Химические и / или термические изменения могут преобразовывать металлические минералы в оксиды или другие формы, которые не обладают такой проводимостью, как исходные минералы.

Электрические свойства горных пород

Из всех геофизических свойств горных пород удельное электрическое сопротивление является наиболее изменчивым.Могут встречаться значения, варьирующиеся до 10 порядков, и даже отдельные типы горных пород могут отличаться на несколько порядков. Следующий рисунок представляет собой типичную диаграмму (адаптированную из Palacky , 1987), которая в очень общем виде иллюстрирует, как удельные сопротивления важных групп горных пород сравниваются друг с другом. Этот тип рисунков приводится в большинстве текстов по прикладной геофизике.


Рисунок 3.

Почвы и горные породы состоят в основном из силикатных минералов, которые, по сути, являются изоляторами, а это означает, что они имеют низкую электропроводность.Наиболее частые исключения включают магнетит, зеркальный гематит, углерод, графит, пирит и пирротин. В общем, проводимость в значительной степени электролитическая, а проводимость в основном зависит от:

  • Пористость,

  • гидравлическая проницаемость, которая описывает, как поры связаны между собой,

  • влажность,
  • концентрация растворенных электролитов,

  • температура и фаза порового флюида,

  • количество и состав коллоидов (глинистость).

Рисунок 4.

Поровое пространство и геометрия пор являются наиболее важными факторами. Пористость существует в основном в трещинах, кавернах (растворенных карманах в известняках и доломитах) и межкристаллитных пустотах в осадочных породах. Рисунок выше и таблицы ниже (из Geonics TN5 , 1980) дают некоторое представление о сложности и диапазоне возможных пористостей.

Столбец «Соотношение» представляет собой объемное удельное сопротивление, деленное на удельное сопротивление электролита (см. Закон Арчи ниже).

Волнистая пористость (состоящая из более крупных дискретных пустот) может иметь очень низкую проницаемость, что приводит к низкому удельному сопротивлению при измерении гальваническими методами (постоянный ток).Однако индуктивно измеренное удельное сопротивление (с использованием методов электромагнитной индукции) может быть выше, поскольку токи, индуцированные колебательными электромагнитными полями, не должны протекать на большие расстояния. См. Разделы «Основы => Методы съемки» и «Основы => Геофизические исследования» для получения подробной информации об этих методах съемки.

Удельное сопротивление может быть анизотропным в слоистых породах, особенно для сланцев, где коэффициент анизотропии (отношение поперечного сопротивления к продольному сопротивлению) может достигать 4.См. Более подробную информацию в разделе «Анизотропия» ниже.

Большая часть наших знаний об удельном сопротивлении пористых пород пришла из индустрии каротажа нефтяных / газовых скважин. Влияние других флюидов, кроме воды, закона Арчи, фактора образования и т. Д. Подробно описано в следующих нескольких разделах.


Электролиты в земле

Проводимость жидкостей зависит от количества и подвижности (скорости) носителей заряда.Подвижность зависит от вязкости жидкости (следовательно, от температуры) и диаметра носителей заряда. Температурная зависимость значительна. Для растворов хлорида натрия изменение проводимости составляет примерно 2,2% на градус C. Таким образом, изменение на 40 o C удваивает проводимость. На иллюстрации, показывающей проводимость вод Великих озер (ниже), сравните проводимость в магматических (западных) и осадочных (восточных) регионах и обратите внимание на зависимость проводимости от температуры этих озерных вод.

Типичная проводимость электролитов и примеры из Великих озер.
Природный источник мСм / м
Метеорные воды
(от осадков)
от 1 до 30
Поверхностные воды
(озера и реки)
0.3 для очень чистой воды
10 000 для соленых озер
от 2 до 30 в магматических регионах
от 10 до 100 в осадочных регионах
Почвенные воды До 10 000
в среднем около 10
Грунтовые воды от 6 до 30 в вулканических регионах
1000 в осадочных регионах
Шахтные воды (медь, цинк и т. Д., Т.е. сульфаты) не менее 3000

Обратите внимание, что озеро Верхнее является самым западным озером и, следовательно, находится в вулканической области, а озеро Онтарио — самой восточной или осадочной областью.Это может способствовать повышению проводимости воды восточных озер.

Рисунок 5.


Зависимость проводимости жидкости от солености (концентрации ионов) для различных электролитов показана справа. Водопроводная вода обычно имеет минимум 0,01 См / м (т.е. 100 Ом-м) с соленостью около 40 частей на миллион, а морская вода составляет примерно 3,3 См / м с соленостью 30 000 частей на миллион.Сравните эти значения с приведенными выше значениями озерной воды.

Электропроводность жидкости зависит также от температуры, поскольку подвижность ионов в растворе увеличивается с температурой. Это поведение противоположно поведению металлических проводников, в которых используется электронная проводимость, а не ионная, и сопротивление увеличивается с увеличением температуры.

Рисунок 6, адаптировано из Keller and Frischknecht , 1996.

Приблизительная формула зависимости удельного сопротивления от температуры:

, где R — удельное сопротивление, t — температура, а a — приблизительно 0.025, где R 18C — удельное сопротивление при комнатной температуре (18 градусов C). Напомним, что удельное сопротивление = 1 / проводимость.


Влияние пористости

Насыщенные чистые (без глины) почвы или горные породы:

Эмпирическая формула Арчи связывает пористость и проводимость воды с объемной проводимостью для множества консолидированных пород, а также для неконсолидированных материалов. Формула Арчи или «закон» выражается несколькими способами.В одной из версий a обычно равно 1, x — объемная проводимость, 1 — естественная («на месте») проводимость воды, n — пористость (представленная в виде доли от общего объема) и м — постоянная. Значение м примерно 1,2 подходит для сферических частиц, а значение около 1,85 используется для пластинчатых частиц. Этот параметр обычно составляет ~ 1 для рыхлых материалов, 1,4–1,6 для песчаников и 2,0 для известняков или доломитов.

Другой способ выражения отношения Арчи, более широко используемый в нефтегазовой отрасли каротажа скважин: F = 1/ м , где F , «коэффициент пласта », равен F = Ro / Rw, Ro — это объемное удельное сопротивление, если поровое пространство заполнено на 100% рассолом (связанной водой), Rw — это удельное сопротивление самой связанной воды и пористость. Как всегда, не запутайтесь при использовании удельной проводимости или удельного сопротивления — они просто взаимны друг с другом.С помощью электронной таблицы легко изучить, как уравнения Арчи определяют взаимосвязь пористости и удельного сопротивления в различных материалах.


Рисунок 7.
Ненасыщенные чистые (безглинистые) почвы:

В фуникулерной зоне почв (рисунок справа) влага не полностью заполняет поровые пространства, но пути проводимости все же существуют. Можно использовать закон, аналогичный закону Арчи, где n теперь является долей объема пор, заполненной электролитом, а не пористостью, а m = 2 .Таким образом, проводимость оказывается очень низкой при низком содержании влаги.

Однако «смачивание» материала имеет решающее значение для воздействия на проводимость, а слегка влажные материалы гораздо более проводящие, чем сухие. Отношение, показанное ниже, аналогично формуле Арчи и дает водонасыщенность, S W , в чистых (без глины) пластах, где — пористость, w — удельное сопротивление воды, t — полное удельное сопротивление , и a и m являются константами, рассчитанными эмпирическим путем.Это соотношение сложно использовать и определенно не применимо к грязному (глинистому) материалу.

Следовательно, водонасыщенность может быть оценена, если

  1. электрические методы могут быть использованы для определения удельного сопротивления пласта,
  2. , если можно проверить родственную воду, и
  3. , если можно оценить пористость.

Это похоже на определение водонасыщенности, Sw , когда часть порового пространства заполнена нефтью или газом, как это часто делается, с использованием данных каротажа скважин в углеводородных коллекторах.


Удельное сопротивление грунтов

Электропроводность почв довольно сложна, на насыпные свойства влияют многие факторы. Следующий материал не входит в состав большинства текстов по прикладной геофизике, но он важен, поскольку грунты обычно (за исключением скважинных работ) являются наиболее близким материалом к ​​исследовательским электродам. Поэтому почвы имеют большое влияние на результаты. Как отмечалось выше, основной ссылкой является Geonics TN5, 1980.

Пористость колеблется от 20% до 70% для большинства неконсолидированных материалов (т.е. для грунтов). Однако нечасто иметь большой диапазон пористости в одной ситуации. Как отмечалось выше, пористость является основным свойством, связанным с удельным сопротивлением, отсюда трудности в различении песка и гравия с одинаковой пористостью.

Влияние промерзания на проводимость почв

Понижение температуры снижает электролитическую активность и, следовательно, проводимость.На рисунке справа показан этот эффект с точки зрения удельного сопротивления. При замерзании проводимость воды становится очень низкой, как у льда. Однако замораживание редко бывает простым. Пресная вода замерзает при более высокой температуре, чем соленая. Поэтому растворенные вещества имеют тенденцию концентрироваться в зоне незамерзшей соленой воды рядом с частицами почвы. Кроме того, электрическое поле катионов a d , сорбированных на частицах почвы, локально ориентирует молекулы воды рядом с частицей, предотвращая их замерзание.

Чистый эффект — небольшое и устойчивое уменьшение проводимости по мере приближения температуры к нулю, затем выравнивание до 0 градусов и дальнейшее снижение ниже нуля.

Коллоидная проводимость
(проводимость за счет глины)

Сложность и разнообразие типов почв проиллюстрированы на тройной диаграмме внизу слева. Для изменения электрических свойств почв не нужно много глины. Любой мелкозернистый минерал демонстрирует определенную емкость катионного обмена (CEC).То есть заряды (катионы) могут быть сорбированы (прикреплены к поверхности) на слегка отрицательно заряженной поверхности, и впоследствии они могут быть заменены или растворены.


Рис. 9. Треугольник классификации текстуры Министерства сельского хозяйства США (тройная диаграмма). Point P — глина (почва), содержащая 50% глины, 20% ила, 30% песка.
(из Geonics TN-5 , 1980).


Рисунок 10а.Иллит (глинистый минерал) с общей площадью поверхности
из 100 м 2 / г (фото предоставлено Р. Найт).

Рисунок 10б. Нарастание кварца в песчанике с общей площадью поверхности
из 0,1 м 2 / г (фото предоставлено Р. Найт).

Поскольку глина имеет огромное отношение площади поверхности к объему, она имеет гораздо более высокую обменную способность.Особенно это касается глин вермикулита и монтмориллонита. Таким образом, глины могут значительно увеличить проводимость связанной воды, особенно пресной. Соленая вода может не обладать большей способностью поглощать лишние электролиты.


Анизотропный грунт

Анизотропия означает «в зависимости от направления». Структурная анизотропия (например, наслоение или трещиноватость) может вызвать анизотропию электрических свойств грунта.Это означает, что измеренное кажущееся удельное сопротивление будет зависеть от направления измерительной системы, как показано на рисунке рядом. Анизотропия может быть очень интересной; например, предпочтительные направления потока текучей среды могут быть определены путем измерения того, как удельное сопротивление изменяется в зависимости от ориентации измерительных электродов (например, север-юг по сравнению с востоком-западом). Однако, если анизотропия существует, но игнорируется, то истинное удельное сопротивление грунта, интерпретируемое на основе измеренных кажущихся удельных сопротивлений, может быть неверным.


Для анизотропных материалов R 1 НЕ равно R 2 .

Вертикально анизотропный грунт:
Для измерений нормального удельного сопротивления, проводимых на поверхности, нет никакого способа определить разницу между удельным сопротивлением, измеренным по вертикали, и удельным сопротивлением, измеренным по горизонтали. Следовательно, вертикальная анизотропия на поверхности не обнаруживается. Если такая анизотропия существует, оценки глубины будут ошибочными на коэффициент λ, коэффициент анизотропии, определяемый как λ = (Rv / Rh) 1/2 , где Rv и Rh — удельные сопротивления по вертикали по отношению к горизонтали соответственно.

Горизонтально анизотропный грунт:
Горизонтальная анизотропия означает, что удельное сопротивление, измеренное с электродами, ориентированными в одном направлении, будет отличаться от сопротивления, измеренного с использованием того же массива, ориентированного в перпендикулярном направлении (например, «Настройка поля» на рисунке выше). В общем, «поперечное удельное сопротивление» (как в R 1 на рисунке, измеренное перпендикулярно плоскости напластования) будет больше, чем «продольное удельное сопротивление» (R 2 на рисунке, измеренное параллельно плоскости напластования).

Эффект противоречащий интуиции:
Следует отметить, что влияние круто падающих пластов на измерения удельного поверхностного сопротивления не такое, как можно было сначала ожидать. Если анизотропия резко падает (и нет покрывающих пород), можно ожидать, что измеренное удельное сопротивление будет самым низким параллельно простиранию (R 2 на рисунке выше), поскольку ток имеет тенденцию течь по путям наименьшего сопротивления. Фактически, измеренное удельное сопротивление составляет наивысшего значения по простиранию из-за увеличения плотности тока параллельно съемке.Расчеты кажущегося удельного сопротивления предполагают однородную плотность тока в трех измерениях. Когда плотность тока выше, чем она была бы при однородном заземлении, измеренная разность потенциалов выше для данного источника тока, что приводит к более высокому кажущемуся удельному сопротивлению. Следовательно,

Константин — это … Что такое Константин?

  • Константан — медно-никелевый сплав, обычно состоящий из 55% меди и 45% никеля. [1] Также известна как Эврика. Его главная особенность — его удельное сопротивление, которое остается постоянным в широком диапазоне температур.Другие сплавы с такими же низкими температурными коэффициентами…… Wikipedia

  • константан — CONSTANTÁN s.n. Aliaj de cupru şi de nichel, cu coeficient de dilatare mic şi rezistenţă specifică mare, întrebuinţat la confecţionarea rezistenţelor electrice, reostatelor, termoelementelor и т. Д. — Din fr. константан. Trimis de LauraGellner,…… Dicționar Român

  • CONSTANTAN — CONSTANTA Alliage de cuivre et de nickel caractérisé, чтобы обеспечить независимую электрическую практику и удобство в строительстве электрических сопротивлений.Le cuivre et le nickel étant deux métaux parfaitement…… Encyclopédie Universelle

  • константан — н. медно-никелевый сплав, состоящий примерно из 55 процентов меди и 45 процентов никеля, с высоким электрическим сопротивлением и низким температурным коэффициентом; он используется в качестве провода сопротивления и в термопарах. Примечание: у него есть фактор сопротивления…… Международный словарь английского языка

  • константан — пр.м. Liga de cobre e níquel (em geral 40%), cuja resistência elétrica é praticamente independente da temperatura… Dicionário da Língua Portuguesa

  • константан — [kän’stən tan΄] n. [назван так из-за своего ПОСТОЯННОГО температурного коэффициента сопротивления] сплав меди (около 55%) и никеля (около 45%), используемый в пирометрах и термопарах… English World dictionary

  • Constantan — Le constantan est un alliage métallique constitué de cuivre et de nickel.Объемная масса составляет 8,91 г / см 3. Sa résistivité est quasiment indépendante de la température. Cette caractéristique n existe que pour une ratio très précise des…… Wikipédia en Français

  • константан — konstantanas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. константан вок. Константин, рус. константан, м пранц. константан, м… Физикос терминал жодынас

  • Constantán — El constantán es una aleación, generalmente formada por un 55% de cobre y un 45% de níquel (Cu55Ni45).

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *