Elektro-Hausgeräte

§ 4. Der Widerstand und die Leitfähigkeit

Die physikalische Natur des elektrischen Widerstandes. Bei der Bewegung der freien Elektronen in einem Leiter, die sie treffen auf ihrem Weg in die positiven Ionen 2 (s. Fig. 10a), die Atome und Moleküle einer Substanz aus dem der Leiter und überträgt sie von ihrer Energie.

Die Energie des sich bewegenden Elektronen in einer Kollision der Atome und Moleküle teilweise extrahiert und als Wärme Heizleiters abgeführt. Angesichts der Tatsache, daß die Elektronen kollidieren mit den Teilchen des Leiters Überwindung einiger Widerstand zu sagen, daß die Leiter einen elektrischen Widerstand. Wenn der Widerstand des Leiters klein ist, ist es relativ schwachen Strom heizt; Falls größer, kann der Leiter überhitzen.

Schließen Sie die Versorgungs Strom an eine elektrische Kochplatte, fast keine Wärme, da ihr Widerstand ist klein, und die Spirale Fliesen, hat eine hohe Beständigkeit, red hot. Noch beheizten Glühbirne.

Die Einheit des Widerstandes angenommen th. 1 Ohm hat eine Leiter durch welchen Strom von 1 A bei einer Potentialdifferenz an den Enden (Spannung) von 1 V. Die Standardwiderstand von 1 Ohm ist die Quecksilber Länge 106,3 cm und einen Querschnitt 1 mm2 bei 0 ° C kiloomah (k) oder Millionen von m — — Megaohm (MW) der Praxis oft Widerstand wird von Tausenden von Metern gemessen. Widerstand mit dem Buchstaben R (r) bezeichnet.

Leitfähigkeit. Die Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten — Jeder Leiter kann nicht nur durch seine Beständigkeit der so genannten Leitfähigkeit charakterisiert werden, aber auch. Die Leitfähigkeit der Kehrwert des Widerstands. Die Einheit der Leitfähigkeit wird als Siemens (siehe). See gleich 1 Ohm 1/1.

Leitfähigkeit durch den Buchstaben G (g) bezeichnet. So

Der spezifische elektrische Widerstand und Leitfähigkeit. Atome verschiedener Substanzen haben den Durchgang von elektrischem Strom ungleich Beständigkeit. Auf die Fähigkeit der einzelnen Substanzen elektrischen Strom leiten kann durch ihren elektrischen Widerstand r beurteilt werden .. Für die Größe, die die Widerstandsfähigkeit haben normalerweise die Beständigkeit eines Würfels mit einer Kanten von 1 m. Der spezifische elektrische Widerstand wird in Ohm gemessen * m. Um die elektrische Leitfähigkeit der verwendeten Materialien und das Konzept der Beurteilung spezifische elektrische Leitfähigkeit? = 1 /. Spezifische elektrische Leitfähigkeit in Siemens pro Meter (N / m) (Leitfähigkeit Würfel von 1 m) gemessen.

Oft ist der elektrische Widerstand, ausgedrückt in Ohm-Zentimeter (Ohm · cm) und die elektrische Leitfähigkeit — in Siemens pro Zentimeter (S / cm). Also 1 Ohm * cm = 10 -2 Ohm · m und 1 / cm = 10 cm 2 / m.

M — Leitermaterialien werden vorwiegend in Form von Drähten, Stangen oder Streifen, die Querschnittsfläche, die üblicherweise in Quadratmillimetern ausgedrückt wird und die Länge verwendet. Daher ist für den spezifischen elektrischen Widerstand dieser Materialien und elektrische Leitfähigkeit eingeführt und anderen Einheiten. in Ohm mm2 / m (Widerstandsleiter Länge von 1 m und eine Querschnittsfläche von 1 mm 2), gemessen. — Die L * m / mm 2 (Leitfähigkeit Leiterlänge von 1 m und eine Querschnittsfläche von 1 mm 2).

Da die meisten Metalle eine hohe Leitfähigkeit Silber und Kupfer wegen ihrer atomaren Struktur macht es einfach, die freien Elektronen, gefolgt von Gold, Chrom, Aluminium, Mangan, Wolfram und dergleichen zu bewegen. Ein weniger leitfähigen Eisen und Stahl.

Reine Metalle sind immer leiten Strom besser als deren Legierungen. Daher wird die elektrische Nutzung meist sehr reinem Kupfer, die nur 0,05% Verunreinigungen. Umgekehrt wird in Fällen, in denen die notwendige Material mit hohem Widerstand (für verschiedene Heizgeräte, Dimmer, etc.), Sonderlegierungen: Konstantan, Manganin, Nichrome, Fechral.

Es sollte angemerkt werden, dass im Stand der Technik, mit Ausnahme der metallischen Leitern verwendet werden, und nicht-metallischen. Diese Manager umfassen beispielsweise Kohlebürsten verwendet werden, um der Elektromaschinen, Elektroden für Projektoren und anderen. Der elektrische Leiter herzustellen ist eine Schicht der Erde, die lebende Gewebe von Pflanzen, Tieren und Menschen.

Elektrischen Strom leiten Rohholz und viele andere Dämmstoffe bei Nässe.

Der elektrische Widerstand eines Leiters hängt nicht nur von dem Material des Leiters, und die Länge L und der Querschnittsfläche s. (Beständigkeit wie Widerstand durch die Bewegung des Wassers in dem Rohr, die abhängig von der Vierkantrohre und ihre Länge ausgeübt wird.)

Resistance linearen Leiter

Wenn Widerstand. in Ohm ausgedrückt * mm / m, um die Widerstandsleiter in Omaha zu erhalten, seine Länge muß in die Formel (5) in Metern und Querschnittsfläche ersetzt werden — in Quadratmillimetern.

Die Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur. Die elektrische Leitfähigkeit der Materialien hängt von ihrer Temperatur. Die metallischen Leiter durch Erhitzen des Umfangs und der Geschwindigkeit der Schwingungen der Atome im Kristallgitter der Metall zunimmt, was zu einem erhöhten Widerstand und dass sie einen Strom von Elektronen.

Nach dem Abkühlen kehrt sich das Phänomen chaotischen Schwingungsbewegung der Atome in dem Kristallgitter reduziert wird, wird der Widerstand des Flusses von Elektronen reduziert und die elektrische Leitfähigkeit der Leiter zunimmt.

In der Natur gibt es jedoch einige Legierungen. Fechral, ​​Konstantan, Manganin und andere, die in einem bestimmten Temperatur elektrischer Widerstand sich relativ wenig. Solche Legierungen sind in der Technik verwendet werden, um verschiedene Widerstände in Vorrichtungen und einige Vorrichtungen verwendet werden, um für den Temperatureffekt auf deren Leistung kompensiert werden.

Der Grad der Änderung der Leiterwiderstand mit der Temperatur wird durch eine sogenannte Temperaturwiderstandskoeffizienten a beurteilt. Dieses Verhältnis ist eine relative Erhöhung des Widerstandes eines Leiters mit einer Erhöhung der Temperatur um 1 ° C Tabelle. 1 zeigt die Werte der Temperaturkoeffizienten des Widerstands zu den am häufigsten verwendeten leitfähigen Materialien.

Der Widerstand eines metallischen Leiters Rt bei einer beliebigen Temperatur T

wobei R0 — Leiterwiderstand zu einem bestimmten Anfangstemperatur t0

t- t0 — Die Änderung in der Temperatur.

Property metallischen Leitern, um ihren Widerstand zu erhöhen, wenn Heizung wird oft in der modernen Technik zur Messung der Temperatur verwendet. Beispielsweise wird bei der Prüfung der Fahrmotoren renoviert Heiztemperatur der Wicklungen durch Messen ihrer Widerstands im kalten Zustand und bei Arbeitslast für einen bestimmten Zeitraum (in der Regel innerhalb von 1 Stunde) bestimmt.

Untersuchung der Eigenschaften von Metallen in tief (sehr stark) Kühlung, fanden die Wissenschaftler ein bemerkenswertes Phänomen: in der Nähe von dem absoluten Nullpunkt (- 273,16 ° C) einige Metalle ihren elektrischen Widerstand fast vollständig verlieren. Sie sind ideal Leiter, der fähig ist für eine lange Zeit, um einen Strom in einem geschlossenen Kreislauf ohne Einwirkung eines elektrischen Energiequelle bestehen. Dieses Phänomen wird als Supraleitung. Zur Zeit Prototypen von Stromleitungen und elektrischen Maschinen, die das Phänomen der Supraleitung zu verwenden.

Solche Maschinen haben einen viel weniger Gewicht und Abmessungen im Vergleich zu der Maschinen für allgemeine Zwecke und arbeiten mit sehr hohem Wirkungsgrad. Stromleitungen können in diesem Fall mit einer sehr kleinen Leiterquerschnitt ausgeführt werden. In der Zukunft in der Elektrotechnik wird mehr und mehr verwendet dieses Phänomen.

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