Шта је електрични отпор и како зависи од температуре

Са становишта електромагнетског процеса који се у њему одвија, било који елемент или одјељак електричног круга првенствено се одликује способношћу да проводи струју или да спријечи пролазак струје. Ово својство елемената круга процењује њихово електрична проводљивост или вредност реверзне проводљивости - електрични отпор.

Већина електричних уређаја састоји се од проводљивих делова израђених од металних проводника, обично опремљених са изолацијским премазом или омотачем. Електрични отпор проводника зависи од његових геометријских димензија и својстава материјала. Вредност електричног отпора једнака је

Р = ρл / с = л / (γс)

где л - дужина проводника, м; с — површина попречног пресека проводника, мм²; ρ — проводљивост, охм·мм²/м; γ — специфична проводљивост, м / охм·мм

Електрични отпори

Отпорност и проводљивост узимају у обзир својства материјала проводника и дају вредности отпора и проводљивости проводника дужине 1 м и површину попречног пресека 1 мм².

У погледу отпорности ρ Сви материјали се могу поделити у три групе:

• проводници - метали и њихове легуре (ρ 0,015 до 1,2 ома·мм²/м);

• електролити и полуводичи (ρ од 10² до 20⁶ ом·мм²/м);

• диелектричари или изолатори (ρ од 10¹⁰ до 20¹¹ ом·мм²/м).

У електричним уређајима користе се материјали са малим и великим отпором. Ако је потребно да елемент круга има мали отпор (на пример, прикључне жице), треба да буду направљени од проводника мале вредности ρ - реда 0,015-0,03, на пример бакар, сребро, алуминијум.

Насупрот томе, други уређаји треба да имају значајан отпор (електричне лампе са жарном нити, грејни уређаји, итд.), Па њихови елементи за ношење струје морају да буду израђени од материјала високог отпора ρ, обично представљају легуре метала. Ту спадају, на пример, манганин, константан, нихроме, који су важни ρ од 0,1 до 1,2.

Температурна зависност електричног отпора

Вредност електричног отпора такође зависи од температуре проводника, која може варирати услед загревања проводника електричном струјом или услед промене температуре околине. Када се температура проводника промени, мења се и његов отпор. Горе наведене п вредности за неке материјале важе на температури

Неовисност отпора од температуре приближно се изражава на следећи начин:

Р_т^о = Р₂₀^{отприлике}·[1+α·(т^о-20°)]

Р_т^о - отпор проводника на температури т^о, Р₂₀^{отприлике}- исто код температуре од 20 ° Ц, охм; α Да ли је температурни коефицијент електричног отпора, показује релативну промену отпора жице када се загрева за 1 ° Ц.

Из овог израза и квантитета α је једнако

α = (Р_т^о - Р₂₀^{отприлике}) / (Р₂₀^{отприлике}·(т^о-20°))

За већину метала и њихових легура вредност α > 0, тј. Када се загреју, њихов отпор се повећава и обрнуто.

За ожичење од чистог метала вредности се крећу од 0,0037 до 0,0065 по 1 ° Ц. За легуре високе отпорности α има врло мале вредности, десетине и стотине пута мање од оних чистих металних проводника. Тако, на пример, за манганин α = 0.000015 на ° Ц.

Вредности α за полуводиче, електролити су негативни, реда 0,02. Температурни коефицијент електричног отпора је такође негативан и у својој апсолутној вредности је десет пута већи од α за метале.

Зависност отпорности од температуре нашироко се користи у технологији за мјерење температура помоћу тзвтермометри за отпорностза којеαтреба да буде велико. У већини уређаја, напротив, користе се материјали ниске вредностиα да би се искључио утицај температурних флуктуација на очитања ових уређаја.

Пример израчуна промене отпора проводника када се загрева: Како израчунати температуру жаруље са жарном нити у номиналном режиму

АЦ Ресистанце

Отпор истог проводника наизменичну струју биће већи него код истосмерне струје. То је због феномена тзв површински ефекаткоја се састоји у чињеници да се наизменична струја помера из централног дела проводника у периферне слојеве. Као резултат тога, густина струје у унутрашњим слојевима ће бити мања него у спољним.

Тако се, наизменичном струјом, користи попречни пресек проводника, у потпуности. Међутим, на фреквенцији од 50 Хз, разлика у отпорности на директне и наизменичне струје је незнатна и може се занемарити у пракси.

Зове се отпор једносмерних проводникаохмичкии наизменична струја -активни отпор. Охмички и активни отпори зависе од материјала (унутрашње структуре), геометријских димензија и температуре проводника. Поред тога, у завојницама са челичном језгром, на вредност активног отпора утиче губитак челика.

Активни отпори укључују електричне жаруље са жарном нити, пећи са електричним отпором, разне грејне уређаје, реостате и жице, где се електрична енергија готово у потпуности претвара у топлину.

Поред активног отпора, у круговима наизменичних струја постоје индуктивни и капацитивни отпори (види -Шта је индуктивно и капацитивно оптерећење?).

Отпорност на изолацију

Поузданост електричне мреже и опреме у великој мјери зависи од квалитета изолације између живих дијелова различитих фаза, као и између дијелова под напоном и тла.

Квалитет изолације карактерише величина његове отпорности. Дефиниција ове вредности обично је ограничена током контролних испитивања мрежа и инсталација са напоном мањим од 1000 В. За инсталације са вишим напоном додатно се одређују електрична снага и диелектрични губици.

Овисно о стању мреже (мрежа с искљученим или укљученим пријемницима напајања, било да је под напоном или не), користе се различити склопни кругови за мјерне уређаје и методе за израчун вриједности изолацијског отпора. У ову сврху се најчешће користе мегаохметри и волтметри.

Задатак одређивања отпорности изолације је специфичан и обиман по обиму, па зато, да бисте га проучили, препоручујемо вам да погледате овај чланак:Како се користи мегаохметар

За шта се израчунава жица за грејање?

Електрични отпор утиче за грејање жица и каблова. Жице које повезују извор енергије са пријемницима треба да дају напајање пријемницима са малим губитком напона и енергије, али истовремено не би требало да се греју струјом која пролази кроз њих изнад дозвољене температуре.

Прекорачење дозвољених вредности температуре доводи до оштећења изолације жица и, као последица тога, до кратког споја, тј. До наглог повећања тренутне вредности у кругу. Према томе, израчунавање жица омогућава вам да одредите површину попречног пресека у којој ће губитак напона и загревање жица бити у границама нормале.

Обично се проверава пресек жица и каблова за грејање према табелама дозвољених струјних оптерећења од ПУЕ Ако попречни пресек не одговара условима грејања, требало би да изаберете већи пресек који удовољава тим захтевима.

Отпорне јединице за грејање

Главни елементи електричних пећи су електрични гријачи и топлотна изолација који спречавају губитак топлоте у околном простору. Неметални материјали отпорни на топлоту са високом отпором (угљен, графит, карборундум) и метални материјали (ницхроме, константан, фецхрал, итд.) Користе се као материјали за електричне грејне елементе.

Материјали велике отпорности ρ омогућава дизајнирање грејних елемената са великом површином пресека и површине, као и избор материјала са малим коефицијентом експанзије α, обезбеђује непроменљивост геометријских димензија елемента када се загреју.

Грејни елементи направљени од графитног материјала израђени су у облику шипки са цевастим или чврстим пресеком. Метални грејни елементи израђени су у облику жице или траке.

Употреба осигурача

Да бисте заштитили жице електричног круга од струје веће од дозвољених вредности, применитепрекидачи иосигурачи разне врсте. У принципу, осигурач је део електричног круга са ниском термичком стабилношћу.

Уметак осигурача обично се израђује у облику кратког проводника малог пресека направљеног од материјала добре проводљивости (бакар, сребро) или проводника са релативно великим отпором (олово, калај). Ако се струја повећа изнад вредности за коју је предвиђен осигурач, последњи се сагорева и искључује део круга или колектор струје који штити.

Погледајте такође:Напон, отпор, струја и снага су главне електричне величине