Единица измерения удельное сопротивление проводника

Удельное сопротивление — характеристика материала, определяющая его способность проводить электрический ток. Определяется как отношение электрического поля к плотности тока. В общем случае является тензором, однако для большинства материалов, не проявляющих анизотропных свойств, принимается скалярной величиной.

Обозначение — ρ

В технике применяется определение удельного сопротивления, как сопротивление проводника единичного сечения и единичной длины.

Добро пожаловать на лекцию по удельному сопротивлению! Сегодня мы будем изучать одно из основных понятий в физике – удельное сопротивление. Удельное сопротивление – это важная характеристика материала, которая определяет его способность сопротивляться току. Мы рассмотрим определение удельного сопротивления, формулу для его расчета, единицы измерения, а также факторы, влияющие на его значение. Также мы обсудим зависимость удельного сопротивления от температуры и применение этой характеристики в практике. Давайте начнем наше погружение в мир удельного сопротивления!

Нужна помощь в написании работы?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Определение удельного сопротивления

Удельное сопротивление – это физическая величина, которая характеризует способность материала сопротивляться прохождению электрического тока. Оно обозначается символом ρ (ро) и измеряется в омах на метр (Ω·м).

Удельное сопротивление зависит от свойств материала, его состава и структуры. Оно определяется как отношение сопротивления материала к его поперечному сечению и длине:

где ρ – удельное сопротивление, R – сопротивление материала, A – поперечное сечение материала, L – длина материала.

Удельное сопротивление является важной характеристикой материала, так как оно определяет его электрические свойства. Материалы с высоким удельным сопротивлением обладают большим сопротивлением для электрического тока, а материалы с низким удельным сопротивлением легко пропускают ток.

Почему у металлов самые низкие удельные сопротивления

Из приведенной таблицы видно, что самыми низкими значениями удельных сопротивлений обладают металлы: серебро, медь, золото, алюминий и др. Такое свойство металлов связано с большой концентрацией свободных электронов, “не привязанных” к конкретному атому, а блуждающих в пространстве кристаллической решетки. Напряжение, приложенное к концам проводника, создает электрическое поле, которое действует на электроны, заставляя их двигаться согласованно, в одном направлении.

Урок 153 (осн). Вычисление сопротивления проводника. Удельное сопротивление

Электрический ток в металлах, свободные электроны:

Самым низким значением ρ обладает серебро — 0,016 Ом*мм 2 /м. Но для повсеместного, массового, использования в сетях электроснабжения и оборудовании этот металл не используется в виду слишком большой цены. Серебро применяется для создания самых ответственных контактов в специальных электротехнических устройствах. В следующей таблице приведены величины удельных сопротивлений металлов и сплавов, часто используемых металлов в электротехнике:

Удельные сопротивления металлов, Ом*мм 2 /м

Наиболее популярными в электротехнике являются медь и алюминий. Медь и медные сплавы применяются для изготовления кабельной продукции и шунтов — деталей, ограничивающих большие токи через измерительные приборы.

Влияние температуры на удельное сопротивление

В справочниках значения ρ металлов приводятся при комнатной температуре 20 0 С. Но эксперименты показали, что зависимость ρ(Т) имеет линейный характер и описывается формулой:

$ ρ(Т) = ρ0 * (1 + α*T)$ (3),

где: ρ0 — удельное сопротивление проводника при температуре 0 0 С, α — температурный коэффициент сопротивления, который тоже имеет тоже индивидуален для каждого вещества. Значения α, полученные опытным путем, можно узнать из справочников. Ниже приведены значения α для некоторых металлов:

  • Серебро — 0,0035;
  • Медь — 0,004;
  • Алюминий — 0,004;
  • Железо — 0,0066;
  • Платина — 0,0032;
  • Вольфрам — 0,0045.

Таким образом, при повышении температуры сопротивление металлов растет. Это объясняется тем, что с ростом температуры увеличивается число дефектов в кристаллической решетке из-за более интенсивных тепловых колебаний ионов, тормозящих электронный ток.

При приближении температуры металла к абсолютному нулю удельное сопротивление резко падает до нуля. Это явление называется сверхпроводимостью, а материалы, обнаруживающие такую способность, называются сверхпроводниками. Этот эффект открыл в 1911 г. голландский физик Камерлинг-Оннес. В его эксперименте удельное сопротивление ртути уменьшилось до нуля при 4,1 0 К.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий