Posebna odpornost vodnikov: baker, aluminij, jeklo

Kasneje je bilo ugotovljeno, da je odpornost mesta odvisna od njegovih geometrijskih značilnosti, kot sledi: R = ρl / S,

kjer je l dolžina prevodnika, S je njegova prečni prerez, in ρ je določen koeficient sorazmernosti.

Tako je upor določa geometrijo omenjenega vodnika kot tudi parametre, kot so specifične upornosti (v nadaljevanju - z Y ..) - tako imenovana ta dejavnik. Če vzamemo dva vodnika z istega oddelka in dolžino in jih v verigi, v času, nato pa z merjenjem toka in upornosti, lahko vidite, da se bodo podatki v dveh primerih drugačna. Torej, specifično električni upor - to je značilnost materiala, iz katerega je izdelan dirigent, in če je še bolj natančen, potem je pomembno.

Prevodnost in odpornost

ZDA kaže sposobnost snovi, da prepreči prehod toka. Toda v fiziki obstaja tudi obratna količina - prevodnost. Prikazuje sposobnost vodenja električnega toka. Izgleda takole:

σ = 1 / ρ, kjer je ρ specifična odpornost snovi.

Če govorimo o prevodnosti, jo določimo z značilnostmi nosilcev polnjenja v tej snovi. Torej, v kovinah so prosti elektroni. Na zunanji lupini ni več kot tri, zato je bolj ugodno, da jih atom "daje", kar se zgodi, ko kemijske reakcije s snovmi na desni strani periodne tabele. V situaciji, ko imamo čisto kovino, ima kristalno strukturo, v kateri so ti zunanji elektroni pogosti. Nosijo polnjenje, če na kovine nanesejo električno polje.

V raztopinah nosilci polnjenja so ioni.

Če govorimo o takih snoveh kot silicij, potem po svojih lastnostih polprevodnik in dela na drugačen način, vendar več o tem kasneje. V tem času bomo razumeli, kakšne so razlike med takšnimi vrstami snovi, kot so:

1. Dirigenti;
2. Polprevodniki;
3. Dielektriki.

Dirigenti in dielektriki

Obstajajo snovi, ki skoraj ne vodijo toka. Imenujejo se dielektriki. Takšne snovi lahko polarizirajo v električnem polju, to je, da se lahko njihove molekule obračajo na to področje, odvisno od tega, kako so v njih razporejene elektronov. Ker pa ti elektroni niso prosti, ampak služijo za povezavo med atomi, ne vodijo toka.

Prevodnost dielektrijev je skoraj nič, čeprav med njimi ni idealnih (to je enako abstrakcija kot absolutno črno telo ali idealen plin).

Pogojna meja koncepta "dirigent" je ρ<10>

Med tema dvema razredoma obstajajo snovi, imenovane polprevodniki. Vendar je njihova izolacija v ločenem skupine snovi povezana samo z njihovim vmesnim stanjem v liniji "prevodnosti - odpornost", kot z značilnostmi prevodnosti pod različnimi pogoji.

Odvisnost od okoljskih dejavnikov

Prevodnost ni povsem konstantna. Podatki v tabelah, iz katerih se vzame ρ za izračune, obstajajo pri normalnih okoljskih pogojih, to je pri temperaturi 20 stopinj. V resnici je težko izbrati takšne idealne pogoje za delovanje verige, pravzaprav v ZDA (in s tem prevodnost) odvisna od naslednjih dejavnikov:

1. temperatura;
2. tlak;
3. prisotnost magnetnih polj;
4. svetloba;
5. agregatno stanje.

Različne snovi imajo svoj urnik za spreminjanje tega parametra v različnih pogojih. Tako je feromagnetni material (železo, nikelj), da poveča svojo trenutno smer sovpada s smerjo magnetnih silnic. Kar se tiče temperature, razmerje je skoraj linearno (tam tudi koncept temperaturnim koeficientom upora, in je tudi vrednost tabelarni). Vendar je smer te odvisnosti drugačna: v kovine povečuje z naraščajočo temperaturo, medtem elemente redkih zemelj in elektrolitske raztopine povečuje - in to je znotraj iste agregatnem stanju.

Temperaturna odvisnost v polprevodnikih ni linearna, ampak hiperbolična in inverzna: s povečevanjem temperature poveča njihova prevodnost. To kvalitativno razlikuje prevodnike iz polprevodnikov. Tako je odvisnost od ρ odvisna od prevodnikov:

Tu je prikazana upornost bakra, platine in železa. Nekoliko drugačen graf za nekatere kovine, na primer živo srebro - ko se temperatura zniža na 4 K, izgubi skoraj v celoti (ta pojav se imenuje superprevodnost).

In za polprevodnike bo ta odvisnost takšna:

Ko tekočina preide v tekoče stanje ρ, se kovina poveča, vendar se vse skupaj obnaša drugače. Na primer, v staljenem bizmutu je nižja kot pri sobni temperaturi, v bakra pa je 10-krat večja od običajne. Nikelj prihaja iz linearnega grafa pri 400 stopinjah, po katerem p pada.

Toda za volfram je odvisnost od temperature tako visoka, da povzroči izgorevanje žarnic. Ko je vklopljen, tok segreje tuljavo in njen upor se poveča večkrat.

Tudi na. z. Zlitine so odvisne od tehnologije njihove proizvodnje. Torej, če imamo opravka s preprostim mehanske zmesi, upornost takega materiala se lahko izračuna glede na povprečje, vendar je pri nadomestnem zlitine (ko dodamo dva ali več elementov v kristalni mreži) bo različna, praviloma še bolj. Na primer, nichromova, iz katerih bo v spiralo electrotiles ima figuro tega parametra, ki je vodnik, ki so vključena v vezju segrejemo do rdečico (od tega, ker dejansko uporablja).

Tukaj je značilna ρ ogljikovih jekel:

Kot je razvidno, ko se približuje tališču, se stabilizira.

Posebna odpornost različnih vodnikov

Bodite tako, kot je mogoče, in v izračunih, ρ se uporablja v normalnih pogojih. Naredimo tabelo, na katero je mogoče te lastnosti primerjati za različne kovine:

Kot vidite iz tabele, je najboljši dirigent srebro. In samo njen strošek ga preprečuje, da se uporablja pri proizvodnji kabla. ZDA aluminij je tudi majhen, vendar manjši od zlata. Iz tabele postane jasno, zakaj je ožičenje v hišah bodisi baker ali aluminij.

V tabeli ni niklja, ki ima, kot smo že povedali, rahlo nenavaden graf odvisnosti od y. z. temperature. Specifična odpornost niklja po zvišanju temperature na 400 stopinj ne začne rasti, pač pa pade. Zanimivo je, da se obnaša v drugih nadomestnih zlitinah. Tako se obnaša zlitina bakra in niklja, odvisno od odstotnega razmerja obeh:

Ta zanimiv graf prikazuje odpornost cink-magnezijevih zlitin:

Zlahke odporne zlitine se uporabljajo kot materiali za izdelavo reostatov, tukaj so njihove značilnosti:

To so kompleksne zlitine, ki so sestavljene iz železa, aluminija, kroma, mangana, niklja.

Kar se tiče ogljikovih jekel, je približno 1,7 * 10 ^ -7 Ohm · m.

Razlika med y. z. različni vodniki določajo njihovo uporabo. Tako se pri proizvodnji kablov široko uporablja baker in aluminij, zlato in srebro pa se uporabljajo kot stiki v številnih izdelkih za radio-tehniko. Visoko odporni vodniki so našli svoje mesto med proizvajalci električnih naprav (natančneje, za to so bili ustvarjeni).

Variabilnost tega parametra v odvisnosti od okoljskih pogojev zagotovil podlago za takšne naprave, kot so magnetna polja senzorji, termistorja, merilnih lističev, fotouporih.