Specifikt motstånd av koppar. Processens fysik
Ofta i den elektrotekniska litteraturen finns det en uppfattning om "elektrisk resistivitet av koppar". Och oavsiktligt frågar frågan, vad är det?
Begreppet "motstånd" för någon ledareär kontinuerligt kopplad till förståelsen av processen för flödet av elektrisk ström genom den. Eftersom talet i denna artikel ägnas åt kopparresistens, bör dess egenskaper och metallernas egenskaper också övervägas.
När det gäller metaller är det ofrivilligtdu kommer ihåg att de alla har en viss struktur - en kristallgitter. Atomer ligger vid noderna i en sådan gitter och utför periodiska svängningar med avseende på dem. Avstånden och placeringen av dessa noder beror på krafterna för interaktion mellan atomer med varandra (avstängning och attraktion) och skiljer sig åt olika metaller. Och runt atomerna i deras banor roterar elektronerna. De är också i balans i banan. Endast denna kraft av attraktion till atomen och centrifugalen. Har du bildat dig själv? Du kan kalla det, på vissa sätt, statiska.
Och lägg till nu dynamiken. Ett elektriskt fält börjar fungera på en bit koppar. Vad händer inom ledaren? Elektroner, som rivs av det elektriska fältets styrka från sina banor, rusa till sin positiva pol. Här är du och den riktade rörelsen av elektroner, eller snarare, den elektriska strömmen. Men på vägen för sin rörelse snubblar de på atomer vid kristallgitters nodar och elektroner som fortfarande roterar runt sina atomer. I det här fallet förlorar de sin energi och ändrar rörelseriktningen. Nu blir meningen med frasen "ledarens motstånd" något tydligare? Dessa gitteratomer och elektroner som roterar runt dem motstår riktning av elektroner som rivs av det elektriska fältet från sina banor. Men konceptet motstånd hos en dirigent kan kallas en allmän egenskap. Mer specifikt karakteriserar varje ledare resistiviteten. Koppar också. Denna egenskap är individuell för varje metall, eftersom den bara beror bara på kristallgitterets form och dimensioner och till viss del på temperaturen. När ledarens temperatur stiger, utför atomerna en mer intensiv svängning vid gitterplatserna. Och elektronerna roterar runt noderna med högre hastighet och i banor med en större radie. Och naturligtvis möter de fria elektronerna mer motstånd när de rör sig. Detta är processens fysik.
Kopparens resistivitet är standardvärde. Värdena för denna parameter för alla metaller och andra ämnen uppmätta vid 20 ° C kan lätt hittas i referenstabellen. För koppar är det 0,0175 ohm * mm2 / m. Av de metaller som är mest förekommande i naturen är detta värde nära i värde endast för aluminium. Hos honom är det 0,0271 Ohm * mm2 / m. Det specifika motståndet av koppar i dess värde är andra än silver, vars värde är 0,016 ohm * mm2 / m. Detta medför stor tillämpning i elektrisk utrustning, vid tillverkning av elkabelar, olika typer av ledare, för tryckt installation av elektroniska apparater. Utan koppartråd är det omöjligt att skapa strömtransformatorer och motorer för små hushållsapparater som har energibesparing. I detta fall ökas kraven på ämnets kemiska renhet väsentligt, eftersom resistansen hos koppar ökas med 10% i närvaro av till och med 0,02% aluminium. Sådan koppar anses emellertid vara tekniskt ren och det är möjligt att göra ett antal vissa produkter från den.
Utan kunskap om resistivitetens värdenDet är omöjligt att beräkna ledarens övergripande motstånd beroende på storlek och form vid konstruktion och design av elektrisk utrustning. För att beräkna ledarens totala motstånd använder vi formeln R = p * l / S, där förkortningarna anger följande:
R är ledarens totala motstånd
p är metallets resistivitet;
l är ledarens längd
S är ledarens tvärsnittsarea.
För behov av elektroteknisk sfär är det justeraten bred produktion av metaller som aluminium och koppar, vars specifika motstånd är ganska liten. Av dessa metaller tillverkas kablar och olika typer av trådar, som används i stor utsträckning vid konstruktion, för tillverkning av hushållsapparater, tillverkning av däck, lindning av transformatorer och andra elektriska produkter.
