 |
|
Электрическое сопротивление и проводимость
При наличии электрического тока в проводниках движущиеся свободные электроны, сталкиваясь с ионами кристаллической решетки, испытывают противодействие своему движению. Это противодействие количественно оценивается сопротивлением цепи. По закону Ома для участка цепи, I=U/R, откуда R = U/I. За единицу сопротивления принято сопротивление такого участка цепи, в котором устанавливается ток в 1 А при напряжении в 1 В:
[R] =1 В/1 А= 1 Ом (2.11)
Более крупными единицами сопротивления являются килоОм (кОм): 1 кОм = 103 Ом; мегаОм (МОм); 1 МОм = 106 Ом.
В §2.4 была получена формула, выражающая зависимость сопротивления R от геометрии и свойств материала проводника:
R = ρl/S (2.12)
Преобразовав формулу (2.12), получим ρ = RS/l.
По определению, удельное сопротивление ρ численно равно сопротивлению проводника длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м2 при температуре 20° С.
Единица удельного сопротивления Ом-м. Значение ρ для металлов при такой единице очень мало. Поэтому для удобства расчетов поперечное сечение проводника берут в квадратных миллиметрах. Тогда единицей ρ будет Ом·мм2/м.
Значения удельных сопротивлений некоторых материалов приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
| Материал | Удельное электрическое сопротивление ρ при температуре  С, Ом·мм2 /м
| Среднее значение температурного коэффициента сопротивления α в диапазоне измерения температуры 0-100°С, 1/°С |
| Медь | 0,0175 | 0,004 |
| Бронза | 0,021-0,4 | 0,004 |
| Алюминий | 0,029 | 0,004 |
| Вольфрам | 0,056 | 0,00464 |
| Латунь | 0,07-0,08 | 0,002 |
| Сталь | 0,13-0,25 | 0,006 |
| Константан | 0,4-0,51 | 0,000005 |
| Манганин | 0,42 | 0,000006 |
| Нихром | 1,1 | 0,00015 |
| Хромаль | 1,3 | 0,00004 |
| Фехраль | 1,4 | 0,00028 |
При расчете электрических цепей иногда удобнее пользоваться ие сопротивлением, а величиной, обратной сопротивлению, т. е. электрической проводимостью:
(2.13)
где 
- удельная проводимость.
Единицей электрической проводимости является сименс (См):
[g] = l/l Ом=1 См. (2.14)
 |
Элементы электрической цепи, характеризующиеся сопротивлением R, называют резистивными (рис. 2.4). Они могут быть проволочными и непроволочными. Проволочные резисторы и реостаты изготовляют из материалов с большим удельным сопротивлением. При этом обеспечивается нужное сопротивление при относительно малых габаритах.
Рисунок 2.4 Внешний вид резистора и реостата
Реостат обеспечивает получение переменного сопротивления, значение которого регулируется изменением положения подвижного контакта реостата.