Удельное сопротивление меди и алюминия

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.

Превосходство меди над алюминием для проводки

1. Электропроводность

Медь превосходит алюминий по электропроводности. Удельное электрическое сопротивление меди составляет 0,017 Ом*мм 2 /м в то время, как у алюминия 0,028 Ом*мм 2 /м. То есть электропроводность алюминия составляет 65% электропроводности меди, поэтому для одной и той же нагрузки алюминиевый провод придется брать сечением на «ступень» выше меди.

Медь или алюминий: что лучше всего подходит для проводки?

И медь, и алюминий окисляются в процессе эксплуатации под действием воздуха. Однако у меди окисление происходит значительно медленней, и сама по себе пленка (зеленоватый налет) довольно легко разрушается, поэтому неплохо проводит ток (хотя проходимость немного ухудшается).
У алюминия же окисление происходит гораздо быстрее, а сама оксидная пленка очень плотная и плохо проводит ток. Окисленные соединения на скрутках, сжимах или клеммах чаще всего становятся причиной горения контакта. Удалить оксидную пленку можно кварцево-вазелиновой смазкой, но найти ее в магазинах не так-то просто, да и это дополнительные расходы и время на обслуживание.

3. Механическая прочность

Медный провод более гибкий и прочный, чем алюминиевый. В процессе монтажа жилы приходится изгибать, например, для соединения в распредкоробках и розетках. Медные жилы могут выдержать многоразовое изгибание без повреждения, а вот алюминиевые лишь 5 — 10 изгибаний, а дальше ломаются.

Особые проблемы алюминиевая проводка создает, когда нужно ремонтировать соединения в распредкоробках — старый алюминий уже имеет микротрещины, поэтому при одном неверном движении жила может обломаться и придется снимать часть штукатурки, чтобы вытащить хоть немного провода.

4. Теплопроводность

Данный параметр характеризует способность проводника рассеивать тепло. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем лучше металл рассеивает тепло. У меди коэффициент теплопроводности составляет 389,6 Вт/м* °С, а у алюминия 209,3 Вт/м* °С. То есть медь почти в два раза лучше рассеивает тепло, чем алюминий. Особенно это важно в местах соединений, где провод греется сильнее всего. При одной и той же нагрузке медь в два раза быстрее будет отводить тепло (точнее не нагреваться).

Превосходство алюминия над медью для ЛЭП

Но алюминий вовсе не отправлен на пенсию: воздушные линии электропередач по-прежнему выполняют из этого металла. Стало быть, и у него есть преимущества? Конечно!

🦾😎Соединяем медный и алюминиевый провод, как правильно и надежно, видео,энергомаг

1. Вес

Вес во многом определяется исходя из плотности металла. Чем выше плотность, тем тяжелее проводник. Плотность меди составляет 8900 кг/м 3 , а алюминия 2700 кг/м 3 . То есть при равном объеме медный провод будет весить в 3,3 раза больше алюминиевого. Для домашней проводки это не критично, так как провод лежит в штробах, а для воздушной линии электропередач это важный показатель. Именно поэтому для ВЛЭП используют алюминиевый провод.

2. Цена

Здесь алюминий явный победитель. Все минусы алюминия сказались на относительно невысокой цене, которая примерно в 4 раза ниже цены на медь, поэтому воздушные линии, а также вводы в дом выполняют исключительно алюминиевым проводом.

Интересные факты из мира электрики:

  • Чем «земля» отличается от «нуля»? Разбираемся в сложностях электрики.
  • Почему в США напряжение в сетях 110 В, а в России 220 В?

Теги электропроводка
Антон Гладышев
Была ли статья интересна?
Поделиться ссылкой
Комментарии (2)
2 года назад
Красава)успокоил.а то я думал уже алюминий взрывать.Ведь только уложил

Владимир

3 года назад

Замечания по пунктам:
1. При равном сопротивлении алюминиевого и медного провода отношение диаметров около 1,28, и это несущественно для клемм.
2. Коррозийная (она — не окисная) плёнка на меди настолько хуже проводит ток, что это не может считаться преимуществом. Окисная плёнка на алюминии — очень тонкая, прочная, она всегда есть, и именно из-за неё алюминиевые изделия в присутствии кислорода не превращаются очень быстро в окись алюминия (алюминий — весьма химически активный металл). «Удалить оксидную пленку можно кварцево-вазелиновой смазкой» — это неправда. Удалить плёнку окиси алюминия можно, погрузив изделие в раствор щёлочи, но тогда всё изделие прекратит своё существование. На фото показана скрутка медного и алюминиевого провода, и здесь разрушение контакта происходит из-за электрохимической реакции. Скрутки алюминиевых проводов нормально работают. То же самое произойдёт, если клемма медная, а провод — алюминиевый, поэтому клеммы, зажимы и т.п. для алюминиевых проводов должны быть стальными (у железа другой электрохимический потенциал), хромированными или лужёными, чтобы не ржавели.
3. Особых замечаний нет, но зачем гнуть несколько раз?
4. «Рассеяние» тепла не определяется теплопроводностью. Кроме того, теплопроводность провода с ОДИНАКОВЫМ сопротивлением — одинакова, потому, что отношение теплопроводности к электропроводности для чистых металлов практически — постоянная величина! Что касается рассеяния тепла, здесь решающую роль играет площадь поверхности, а она,при одинаковом сопротивлении у алюминиевого провода больше, и он лучше рассеивает тепло.
1-1. Вес провода надо сравнивать не с одинаковым объёмом, а с одинаковым сопротивлением, тогда, с учётом разного удельного сопротивления, вес (точнее — масса) медного провода будет не в 3,3 раза больше, а в 2 раза больше.
1-2. Цена медных проводов существенно определяется чистотой меди. Электропроводность меди сильно зависит от концентрации примесей, поэтому чистота меди для проводов — не менее 0,999, чаще — 0,9999. У алюминия при чистоте 0,99 удельное сопротивление практически не изменяется.

Удельное сопротивление. Реостаты

Эксперимент (3). Материал проводника, физическая величина — удельное сопротивление проводника (прямая пропорциональность).

Примечание: «эксперимент» следует понимать как включение в электрическую цепь проводников с конкретными одинаковыми и различающимися физическими параметрами и сравнение значений сопротивлений данных проводников.

Впервые зависимость сопротивления проводника от вещества, из которого он изготовлен, и от длины проводника обнаружил немецкий физик Георг Ом. Он установил:

Сопротивление проводника напрямую зависит от его длины и материала, но обратным образом зависит от площади поперечного сечения проводника.

Обрати внимание!

Из этого можно сделать вывод: чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.
Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т.е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причём у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая. Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход её в другой сосуд по толстой трубке произойдёт гораздо быстрее, чем по тонкой, т.е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т.е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Удельное сопротивление проводника зависит от строения вещества. Электроны при движении внутри металлов взаимодействуют с атомами (ионами), находящимися в узлах кристаллической решётки. Чем выше температура вещества, тем сильнее колеблются атомы и тем больше удельное сопротивление проводников.

Удельное электрическое сопротивление — физическая величина (rho), характеризующая свойство материала оказывать сопротивление прохождению электрического тока:
ρ = R ⋅ S l , где удельное сопротивление проводника обозначается греческой буквой (rho) (ро), (l) — длина проводника, (S) — площадь его поперечного сечения.

Определим единицу удельного сопротивления. Воспользуемся формулой ρ = R ⋅ S l .

Как известно, единицей электрического сопротивления является (1) Ом, единицей площади поперечного сечения проводника — (1) м², а единицей длины проводника — (1) м. Подставляя в формулу, получаем:

1 Ом ⋅ 1 м 2 1 м = 1 Ом ⋅ 1 м , т.е. единицей удельного сопротивления будет Ом ⋅ м .

На практике (например, в магазине при продаже проводов) площадь поперечного сечения проводника измеряют в квадратных миллиметрах, В этом случае единицей удельного сопротивления будет:

1 Ом ⋅ 1 мм 2 1 м , т.е. Ом ⋅ мм 2 м .
В таблице приведены значения удельного сопротивления некоторых веществ при (20) °С.

Безымянный.png

Удельное сопротивление увеличивается пропорционально температуре.

При нагревании колебания ионов металлов в узлах металлической решётки увеличиваются, поэтому свободного пространства для передвижения электронов становится меньше. Электроны чаще отбрасываются назад, поэтому значение тока уменьшается, а значение сопротивления увеличивается.

Обрати внимание!

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. А это значит, что медь и серебро лучше остальных проводят электрический ток.

При проводке электрических цепей, например, в квартирах не используют серебро, т.к. это дорого. Зато используют медь и алюминий, так как эти вещества обладают малым удельным сопротивлением.
Порой необходимы приборы, сопротивление которых должно быть большим. В этом случаем необходимо использовать вещество или сплав с большим удельным сопротивлением. Например, нихром.

Полиэтилен, дерево, стекло и многие другие материалы отличаются очень большим удельным сопротивлением. Поэтому они не проводят электрический ток. Такие материалы называют диэлектриками или изоляторами .

Очень часто нам приходится изменять силу тока в цепи. Иногда мы ее увеличиваем, иногда уменьшаем. Водитель трамвая или троллейбуса изменяет силу тока в электродвигателе, тем самым увеличивая или уменьшая скорость транспорта.

Реостат — это резистор, значение сопротивления которого можно менять.
Реостаты используют в цепи для изменения значений силы тока и напряжения.

Реостат на рисунке состоит из провода с большим удельным сопротивлением (никелин, нихром), по которому передвигается подвижный контакт (C) по длине провода, плавно изменяя сопротивление реостата. Сопротивление такого реостата пропорционально длине провода между подвижным контактом (C) и неподвижным (A). Чем длиннее провод, тем больше сопротивление участка цепи и меньше сила тока. С помощью вольтметра и амперметра можно проследить эту зависимость.

Рис. (2). Реостат с подвижным контактом
На школьных лабораторных занятиях используют переменное сопротивление — ползунковый реостат .
Рис. (3). Ползунковый реостат

Он состоит из изолирующего керамического цилиндра, на который намотан провод с большим удельным сопротивлением. Витки проволоки должны быть изолированы друг от друга, поэтому либо проволоку обрабатывают графитом, либо оставляют на проволоке слой окалины. Сверху над проволочной обмоткой закреплен металлический стержень, по которому перемещается ползунок. Контакты ползунка плотно прижаты в виткам и при движении изолирующий слой графиты или окалины стирается, и тогда электрический ток может проходить от витков проволоки к ползунку, через него подводиться к стержню, имеющему на конце зажим (1).

Для соединения реостата в цепь используют зажим (1) и зажим (2). Ток, поступая через зажим (2), идёт по никелиновой проволоке и через ползунок подаётся на зажим (1). Перемещая ползунок от (2) к (1), можно увеличивать длину провода, в котором течёт ток, а значит, и сопротивление реостата.

В электрических схемах реостат изображается следующим образом:

Как и любой электрический прибор, реостат имеет допустимое значение силы тока, свыше которого прибор может перегореть. Маркировка реостата содержит диапазон его сопротивления и максимальное допустимое значение силы тока.

Обрати внимание!

Сопротивление реостата нужно учитывать в параметрах электрической цепи. При минимальных значениях сопротивления ток в цепи может вывести из строя амперметр.

Существуют реостаты, в которых переключатель подключается на проводники заданной длины и сопротивления: каждая спираль реостата имеет определённое сопротивление. Поэтому плавно изменять силу тока с помощью такого прибора не получится.

Удельное сопротивление меди и алюминия для расчетов

Дата19 декабря 2015 Авторk-igor

Несмотря на то, что данная тема может показаться совсем банальной, в ней я отвечу на один очень важный вопрос по расчету потери напряжения и расчету токов короткого замыкания. Думаю, для многих из вас это станет таким же открытием, как и для меня.

Недавно я изучал один очень интересный ГОСТ:

ГОСТ Р 50571.5.52-2011 Электроустановки низковольтные. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки.

Советую почитать данный документ, т.к. там много чего полезного.

В этом документе приводится формула для расчета потери напряжения и указано:

р — удельное сопротивление проводников в нормальных условиях, взятое равным удельному сопротивлению при температуре в нормальных условиях, то есть 1,25 удельного сопротивления при 20 °С, или 0,0225 Ом · мм 2 /м для меди и 0,036 Ом · мм 2 /м для алюминия;

Я ничего не понял=) Видимо, при расчетах потери напряжения да при расчете токов короткого замыкания мы должны учитывать сопротивление проводников, как при нормальных условиях.

Стоит заметить, что все табличные значения приводят при температуре 20 градусов.

А какие нормальные условия? Я думал 30 градусов Цельсия.

Давайте вспомним физику и посчитаем, при какой температуре сопротивление меди (алюминия) увеличится в 1,25 раза.

R1=R0 [1+α (Т1-Т0)]

R0 – сопротивление при 20 градусах Цельсия;

R1 — сопротивление при Т1 градусах Цельсия;

Т0 — 20 градусов Цельсия;

α=0,004 на градус Цельсия (у меди и алюминия почти одинаковые);

Т1=(1,25-1)/ α+Т0=(1,25-1)/0,004+20=82,5 градусов Цельсия.

Как видим, это совсем не 30 градусов. По всей видимости, все расчеты нужно выполнять при максимально допустимых температурах кабелей. Максимальная рабочая температура кабеля 70-90 градусов в зависимости от типа изоляции.

Честно говоря, я с этим не согласен, т.к. данная температура соответствует практически аварийному режиму электроустановки.

В своих программах я заложил удельное сопротивление меди – 0,0175 Ом · мм 2 /м, а для алюминия – 0,028 Ом · мм 2 /м.

Если помните, я писал, что в моей программе по расчету токов короткого замыкания получается результат примерно на 30% меньше от табличных значений. Там сопротивление петли фаза-ноль рассчитывается автоматически. Я пытался найти ошибку, но так и не смог. По всей видимости, неточность расчета заключается в удельном сопротивлении, которое используется в программе. А удельное сопротивление может задать каждый, поэтому вопросов к программе не должно быть, если указать удельные сопротивления из выше приведенного документа.

А вот в программы по расчету потерь напряжения мне скорее всего придется внести изменения. Это приведет к увеличению на 25% результатов расчета. Хотя в программе ЭЛЕКТРИК, потери напряжения получается практически такие, как у меня.

Если вы впервые попали на этот блог, то ознакомиться со всеми моими программами можно на странице МОИ ПРОГРАММЫ.

Как вы считаете, при какой температуре нужно считать потери напряжения: при 30 или 70-90 градусах? Есть ли нормативные документы, которые ответят на этот вопрос?

Советую почитать:

Расчет объема монтажной пены для герметизации труб с кабелем
Программа для расчета тока
Расчет стоимости проектов ЭК, ЭВ, ЭН, ЭП
Программа для расчета нагрузок жилых зданий

Рубрика: Про расчет Метки: сопротивление

комментариев 28 “Удельное сопротивление меди и алюминия для расчетов”

R1=R0 (1+at1) R2=R0 (1+at2) R2=R1*(1+at1)/(1+at2) a=0,0043 R2/R1=(235+t2)/235+t1) 1,25=(235+t2)/(235+t1) t2=1,25 (235-t1) -235=1,25 (235-20) -235=33,75

Проверьте свой расчет, присутствуют математические ошибки. R1=R0 (1+at1) R2=R0 (1+at2) R2=R1*(1+at2)/(1+at1) R2/R1=(1+at2)/(1+at1) 1,25=(1+at2)/(1+at1) 1,25 (1+at1)=1+at2 t2=(1,25 (1+at1) -1)/a=(1,25 (1+0,0043*20) -1)/0,0043=83 Вроде тот же резульатат))

R0 — сопротивление проводника при 0 град. цельсия
А R1 — при одном градусе цельсия)

«удельное сопротивление проводников в нормальных условиях, взятое равным удельному сопротивлению при температуре в нормальных условиях» масло масляное какое-то. В «Руководстве по устройству электроустановок» от Schneider Electric, например, в качестве удельных сопротивлений берутся те же значения 0.0225 и 0.036, и там везде, где они упоминаются, тоже пишут о том, что это значения при нормальных рабочих условиях, хотя что это за условия — не указывается. Всегда считал, что это берутся значения для каких-то наихудших вариантов (мало ли что там у них за медь такая в кабелях на Западе). Сам всегда считал для 35 градусов, а удельное сопротивление для меди беру от кабеля ВВГнг — 0.0185. Кстати, в том же госте в формуле потери напряжения для трехфазной цепи коэф. b берется равным единице, хотя в том же пособии от Schneider Electric это значение равняется корню из 3. Вот и думай теперь, кто прав, а кто виноват. Но я почему-то больше верю ребятам с Запада.

У меня в программах тоже заложен 1,73. Думаю в этом ГОСТе ошибка. Понабирают по объявлению. а потом пишут ГОСТы)))

Я уверен на 99%, что ГОСТы в нашей стране пишутся студентами (далеко не отличниками) под «присмотром» 80-летних профессоров в обмен на халявные зачеты. В наше время, когда у всех под рукой есть интернет, нужно всегда просматривать несколько источников информации по одной и той же теме, в том числе и западных.

«65 градусов — это наибольшая допустимая температура кабеля» Длительно допустимая 70 градусов для ПВХ изоляции. А аварийный режим для кабеля допускает перегрузку до 1,15. Я беру 20*10^-9 Ом*м для меди и 33*10^-9 Ом*м для алюминия. Точно не помню, но если не ошибаюсь, такие значения у Кноринга приняты.

Посмотрел в книгу Кноринга: для меди 1/53=0,01887 Ом*мм2/м; для алюминия 1/32=0,03125 Ом*мм2/м

Странно. Я давно, когда эксельку по Кнорингу составлял, пометил 30,5*10^6 и 50*10^6 См/м для алюминия и меди соответственно. Возможно другое издание. Самой книги у меня не сохранилось. Но вполне возможно, что эти значения я получил решая обратную задачу, по коэффициенту С. Т.к. такие значения дают соответствующие значения С. Например для меди при трехфазной группе, если принять y=53*10^6 См/м, то коэффициент С получается 76,5, тогда как 50*10^6 Cм/м дает 72,2, тогда как в таблице это значение 72.

В общем из всего этого можно сделать один вывод — в разных источниках предлагаются разные значения сопротивления для разных расчетных условий. Кто какие значения хочет, те и берет.

И это мы еще значения сопротивлений нулевой последовательности не рассматривали

По поводу коэффициента. И в ГОСТе правильно и у Шнайдера. Весь вопрос в том, что вы посчитали. Там, где у Шнайдера корень из трех, это дельта линейного напряжения. Чтобы в проценты перевести они и делят на линейное. По ГОСТовской формуле получите дельту на проводнике. Чтобы в проценты ее перевести нужно делить на фазное.

«Рекомендации по расчету сопротивления цепи фаза-нуль» главэлектромонтаж, москва, 1986. Сопротивления подсчитывались при температуре проводов и кабелей 65 градусов

Для расчета КЗ я согласен, а вот для расчета потери напряжения. есть сомнения.

65 градусов — это наибольшая допустимая температура кабеля, то есть по факту — температура при аварийном режиме работы, никак не нормальные рабочие условия. Даже если мы подставим 65 в формулу выше, получим соотношение R1/R0=1.18. Что подразумевалось под значением 1.25 в ГОСТе, если при 1.18 уже как бы авария, остается только догадываться. Возьмем ГОСТ 28249-93, приложение 2 «Увеличение активного сопротивления кабелей». Цитата: «Значения коэффициента, учитывающего увеличение активного сопротивления медного кабеля при нагреве его током КЗ, определяют в зависимости от сечения кабеля, тока КЗ и продолжительности КЗ по кривым (таким-то)». На кривых сечения кабелей начинаются от 16 кв.мм, и при токе КЗ менее 10 кА с сечением меньше 16 кв.мм. кривые отсутствуют, а значит коэффициент стремится к 1, и уж никак не к 1.18, и тем более не к 1.25. По правилам безопасности, автомат должен отключать защищаемую линию от КЗ за время меньше 0.4 с, по факту же по время-токовым характеристикам время отключения составляет не более 0.02 с. Как за такое время кабель может нагреться даже до 65 градусов? То есть мы должны заведомо в расчетах тока КЗ брать увеличенное сопротивление кабеля, тем самым уменьшая ток КЗ в линии, что может повлечь за собой несоответствие номинала автомата сечению кабеля. Ведь так?

Длительно-допустимый ток нагревает изоляцию до допустимой температуры: 70°C (см. табл. 52.1 ГОСТ Р 50571.5.52-2011). Чем меньше допустимая температура изоляции, тем меньше длительно-допустимый ток. Значения вспомогательных таблиц удельных потерь напряжения для расчёта через момент нагрузки (Ма, кВт/км) в литературе приведены при допустимой температуре изоляции 65°C, что соответствует ранее применяемым типам изоляции. Если расчёт по формуле приложения G выполнить при коэффициенте увеличения удельного сопротивления проводников 1,18, то результат, полученный обоими методами, будет отличаться только во втором знаке после запятой. Формула (31) приложения 3 ГОСТ 28249-93 (в которой в качестве расчётной температуры нагрева проводников принимают 65°C) только подтверждает формулу приложения G ГОСТ Р 50571.5.52-2011.

Удельное сопротивление меди при 20°C равно 0,0175 Ом*мм2/м, которое округлили до 0,018 и умножили на 1,25, получив 0,0225 Ом*мм2/м. Табличные значения в ГОСТ Р 50571.5.52-2011 приведены для нормальных условий: при температуре проводников 70°C для PVC и 90°C для XLPE или EPR; и окружающей температуры 30°C в воздухе, 20°C в земле. Допустимые температуры нагрева токопроводящих жил (ТПЖ) кабеля приведены в таблице 18 ГОСТ 31996-2012, где для материала изоляции кабеля из ПВХ-пластиката (например, ВВГнг(А) -LS) и полимерной композиции без галогенов (например, ППГнг(А) -HF) длительно допустимая t=70°C, в режиме перегрузки t=90°C, а для СПЭ t=90 и 130°C соответственно; так же указаны допустимые температуры при КЗ. В справочнике по электрооборудованию ABB в таблицах приведены сопротивление на единицу длины медных кабелей при при 80°C. Противоречия отсутствуют.

В книге Кнорринг Г. М. — Справочная книга для проектирования электрического освещения (1992 г.) написано следующее: Фактическое сечение жил проводов за счет скрутки и удлинения несколько меньше указанных в паспорте, и при расчетах сетей предполагается учитывать этот факт, принимая для меди 53 м/(Ом*мм2), а для алюминия — 32 м/(Ом*мм2) (вместо 55,56 и 33,9).

ГОСТ 22483-2012 ТПЖ кабелей, проводов и шнуров. Жилы подразделены на шесть классов, для которых нормировано электрическое сопротивление. Вместе с тем, точные расчёты требуют значительного времени, поэтому на практике используют номограммы и таблицы при определённых допусках, с достаточной практической точностью.

Мое мнение что надо учитывать удельное сопротивление при максимально возможных температурах кабеля, так как смысл расчета потерь напряжения, обеспечить во всем диапазоне нормируемые параметры, утрируя например кабель у вас нагрелся до 60 градусов что для него нормально, а вы рассчитываете потери с данными кабеля при 30 градусов и следовательно потери больше нормируемых, с оговоркой что считается минимально возможные отклонение напряжения в аварийном режиме ±10% по ГОСТ, если расчет ведется как обычно на ± 5%, то можно брать и сопротивление при 30 градусах.

Всем привет. Справочная книга под редакцией Г.М. Кнорринга 1976г. Формула «12-17», «12-18» стр.346 и таблица «12-9» стр.349. И все вопросы будут сняты.

«и 0,036 Ом · мм2/м для алюминия;» — это с какого перепуг сия цифра возникла? Явно кто это писал в детстве были проблемы с арифметикой. Для алюминия плотность должно принимать 2*0,028=0,056 Ом*мм2/м.

Не могли бы вы чем-либо подтвердить свои цифры?

По идее, действительно необходимо увеличить плотность кабеля на 1,25 — поправка на скрутку жил. Тогда получаем удельное сопротивление расчетной цепи 2*1,25*0,028=0,07 Ом*мм2/м.

Электрическое сопротивление и проводимость металлов

Электрическое сопротивление и проводимость металлов

К важнейшим характеристикам металлов относится их электрическая проводимость. Способность металлопроката проводить ток обуславливается электронным строением атомов элементов и температурными условиями эксплуатации. В зависимости от показателей проводимости тока различается и сфера применения конкретного вида металла.

Характеристики электрического сопротивления и проводимости металлов

Свойство материала противостоять прохождению сквозь него тока выражается в величине электрического сопротивления. Зависит оно от показателя удельного сопротивления металла. Параметр возрастает по мере увеличения температуры, что обуславливает интенсивное колебание атомов внутри кристаллической решетки и затрудняет тем самым движение заряда тока.

Обратной сопротивлению выступает величина удельной проводимости, характеризующая способность атомов пропускать заряженные частицы тока. Проводимость тока металлов обуславливается наличием в их атомах валентных электронов – свободных и подвижных частиц, расположенных на внешнем слое оболочки. Чем больше свободных электронов у металла, тем лучше его проводимость.

По характеристикам электропроводности металлы разделены на группы:

  • проводники – обладают высоким числом хаотично движущихся свободных электронов;
  • полупроводники – отличаются наличием пустых пространств в местах валентных электронов;
  • диэлектрики – характеризуются низким количеством свободных частиц и минимальной электропроводностью.

В применении металлопроката учитывается зависимость проводимости металлов от температуры. При нагревании проводника колебания атомов возрастают, что снижает электропроводность вещества. В полупроводниках и диэлектриках рост температуры приводит к увеличению числа заряженных частиц и пустых пространств, что отражается на повышении показателя проводимости. Изменение свойств металлов в зависимости от температуры отражает температурный коэффициент электросопротивления.

Таблица удельных сопротивлений и проводимости металлов и сплавов

Показатель удельного сопротивления, (Ом*мм 2 /2), t=20 С

Показатель удельной электропроводности, (См*м), t=20 С

Температурный коэффициент сопротивления α, (1/°С)*10 -3

Калькулятор сопротивлений проводов

Движение электронов зависит от однородности вещества и его структуры, которые влияют на распределение электронов в проводнике. При температурах жидкого гелия, которая равна (–273) градуса по Цельсию удельное сопротивление металлов уменьшается почти до полного исчезновения. При таких условиях, возникает эффект сверхпроводимости, структура металла не имеет тормозящего влияния на движение зарядов под действием электрического поля. Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро и является лучшим проводником. Сопротивление металлического проводника прямо пропорционально его длине, удельному сопротивлению и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.

ρ — удельное сопротивление (Ом × м),

L — длина проводника (м),

А — площадь поперечного сечения проводника (м 2 ),

D — диаметр (м),

Электросопротивление других металлов

Кроме меди и алюминия, в электротехнике используются другие металлы и сплавы:

  • Железо. Удельное сопротивление стали выше, но она прочнее, чем медь и алюминий. Стальные жилы вплетаются в кабеля, предназначенные для прокладки по воздуху. Сопротивление железа слишком велико для передачи электроэнергии, поэтому при расчёте сечения жилы не учитываются. Кроме того, оно более тугоплавкое, и из него изготавливаются вывода для подключения нагревателей в электропечах большой мощности;
  • Нихром (сплав никеля и хрома) и фехраль (железо, хром и алюминий). Они обладают низкой проводимостью и тугоплавкостью. Из этих сплавов изготавливаются проволочные резисторы и нагреватели;
  • Вольфрам. Его электросопротивление велико, но это тугоплавкий металл (3422 °C). Из него изготавливаются нити накала в электролампах и электроды для аргонно-дуговой сварки;
  • Константан и манганин (медь, никель и марганец). Удельное сопротивление этих проводников не меняется при изменениях температуры. Применяются в претензионных приборах для изготовления резисторов;
  • Драгоценные металлы – золото и серебро. Обладают самой высокой удельной проводимостью, но из-за большой цены их применение ограничено.

Индуктивное сопротивление

Формулы для расчёта проводимости проводов справедливы только в сети постоянного тока или в прямых проводниках при низкой частоте. В катушках и в высокочастотных сетях появляется индуктивное сопротивление, во много раз превышающее обычное. Кроме того, ток высокой частоты распространяется только по поверхности провода. Поэтому его иногда покрывают тонким слоем серебра или используют литцендрат.

Справка. Литцендрат – это многожильный провод, каждая жила в котором изолирована от остальных. Это делается для увеличения поверхности и проводимости в сетях высокой частоты.

Удельное сопротивление меди, гибкость, относительно невысокая цена и механическая прочность делают этот металл, вместе с алюминием, самым распространенным материалом для изготовления проводов.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий