Què és la resistència elèctrica?
El corrent elèctric I en qualsevol substància es crea pel moviment de partícules carregades en una determinada direcció a causa de l'aplicació d'energia externa (diferència de potencial U). Cada substància té propietats individuals que afecten el flux de corrent en ella de diferents maneres. Aquestes propietats s'avaluen mitjançant la resistència elèctrica R.
Georg Ohm va determinar empíricament els factors que afecten la magnitud de la resistència elèctrica d'una determinada substància fórmula de la seva dependència de tensió i corrent que porta el seu nom. La unitat SI de la resistència porta el seu nom. 1 ohm és el valor de resistència mesurat a 0 °C per a una columna homogènia de mercuri de 106,3 cm de llarg amb una àrea de secció transversal d'1 mm2.
Definició
Per tal d'avaluar i aplicar a la pràctica materials per a la producció d'aparells elèctrics, es va introduir el terme «Resistència del conductor»... L'adjectiu afegit «específic» indica el coeficient d'ús del valor de referència de volum acceptat per a la substància en qüestió. Això permet avaluar els paràmetres elèctrics de diferents materials.
En aquest cas, es té en compte que la resistència del cable augmenta amb un augment de la seva longitud i una disminució de la seva secció transversal. El sistema SI utilitza el volum d'un cable homogeni d'1 metre de llargada i 1 m2 de secció transversal... En els càlculs tècnics, s'utilitza una unitat de volum desfasada però convenient fora del sistema, que consisteix en una longitud d'1 metre i una superfície. d'1 mm.2... La fórmula de la resistència ρ es mostra a la figura.
Per determinar les propietats elèctriques de les substàncies, s'introdueix una altra característica: la conductivitat específica b. És inversament proporcional al valor de la resistència, determina la capacitat del material per conduir el corrent elèctric: b = 1 / p.
Com depèn la resistència de la temperatura
La conductivitat d'un material es veu afectada per la seva temperatura. Els diferents grups de substàncies no es comporten igual quan s'escalfen o es refreden. Aquesta propietat es té en compte per als cables elèctrics que funcionen a l'aire lliure en temps calent i fred.
El material i la resistència específica del conductor es seleccionen tenint en compte les condicions del seu funcionament.
L'augment de la resistència dels cables al pas del corrent durant l'escalfament s'explica pel fet que a mesura que augmenta la temperatura del metall, augmenta la intensitat del moviment dels àtoms i els portadors de càrregues elèctriques en totes direccions, la qual cosa crea obstacles innecessaris. al moviment de partícules carregades en una direcció i redueix el valor del seu flux.
Si la temperatura del metall disminueix, les condicions per al pas del corrent milloren.Quan es refreda a una temperatura crítica, el fenomen de la superconductivitat apareix en molts metalls, quan la seva resistència elèctrica és pràcticament nul·la. Aquesta propietat s'utilitza àmpliament en electroimants d'alta potència.
L'efecte de la temperatura sobre la conductivitat dels metalls és utilitzat per la indústria elèctrica en la fabricació de làmpades incandescents normals. Els seus fil de nicrom quan passa el corrent, s'escalfa a tal estat que emet un flux lluminós. En condicions normals, la resistència del nicrom és d'aproximadament 1,05 ÷ 1,4 (ohm ∙ mm2) / m.
Quan la bombeta s'encén sota tensió, travessa el filament un gran corrent que escalfa molt ràpidament el metall, al mateix temps que augmenta la resistència del circuit elèctric limitant el corrent d'arrencada al valor nominal necessari per obtenir il·luminació. . D'aquesta manera, es realitza una simple regulació de la intensitat de corrent mitjançant una espiral de nicrom, no cal utilitzar balasts complexos utilitzats en fonts LED i fluorescents.
Com és la resistència dels materials utilitzats en enginyeria
Els metalls preciosos no fèrrics tenen les millors propietats de conductivitat elèctrica. Per tant, els contactes crítics dels dispositius elèctrics estan fets de plata. Però això augmenta el preu final de tot el producte. L'opció més acceptable és utilitzar metalls més barats. Per exemple, la resistència del coure igual a 0,0175 (ohm ∙ mm2) / m és molt adequada per a aquests propòsits.
Metalls nobles: or, plata, platí, pal·ladi, iridi, rodi, ruteni i osmi, anomenats principalment per la seva alta resistència química i la seva bella aparença en joieria.A més, l'or, la plata i el platí tenen una alta plasticitat, i els metalls del grup del platí són refractaris i, com l'or, és químicament inert. Aquests avantatges dels metalls preciosos es combinen.
Els aliatges de coure amb bona conductivitat s'utilitzen per fer derivacions que limiten el flux de grans corrents a través del capçal de mesura de potents amperímetres.
La resistència de l'alumini 0,026 ÷ 0,029 (ohm ∙ mm2) / m és lleugerament superior a la del coure, però la producció i el preu d'aquest metall és inferior. També és més lleuger. Això explica el seu ampli ús en electricitat per a la producció de cables externs i nuclis de cable.
La resistència del ferro 0,13 (ohm ∙ mm2) / m també permet el seu ús per transmetre corrent elèctric, però això comporta majors pèrdues de potència. Els aliatges d'acer han augmentat la resistència. Per tant, els fils d'acer es teixeixen als conductors aèries d'alumini de les línies elèctriques d'alta tensió dissenyades per suportar càrregues de ruptura.
Això és especialment cert quan es forma gel als cables o a les fortes ràfegues de vent.
Alguns aliatges, per exemple la constantina i la nichelina, tenen característiques resistives tèrmicament estables dins d'un determinat rang. La resistència elèctrica de Nickeline pràcticament no canvia de 0 a 100 graus centígrads. Per tant, les bobines del reòstat estan fetes de níquel.
En els instruments de mesura, s'utilitza àmpliament la propietat d'un canvi estricte dels valors de resistència del platí respecte a la seva temperatura. Si un corrent elèctric d'una font de tensió estabilitzada passa per un cable de platí i es calcula el valor de la resistència, indicarà la temperatura del platí.Això permet graduar l'escala en graus corresponents als valors d'ohms. Aquest mètode permet mesurar la temperatura amb una precisió de fraccions de grau.
De vegades, per resoldre problemes pràctics, cal conèixer la resistència general o específica del cable... Amb aquesta finalitat, els directoris de productes de cable proporcionen els valors de la resistència inductiva i activa d'un sol nucli per a cada valor de la secció transversal. S'utilitzen per calcular les càrregues permeses, la calor generada, determinar les condicions de funcionament permeses i triar una protecció efectiva.
La conductivitat específica dels metalls es veu afectada per com es processen. L'ús de pressió per a la deformació plàstica altera l'estructura de la xarxa cristal·lina, augmenta el nombre de defectes i augmenta la resistència. Per reduir-lo, s'utilitza recuit de recristal·lització.
L'estirament o la compressió dels metalls provoca una deformació elàstica en ells, a partir de la qual disminueixen les amplituds de les vibracions tèrmiques dels electrons i la resistència disminueix una mica.
A l'hora de dissenyar sistemes de presa de terra, cal tenir-los en compte resistència del sòl… Es diferencia per definició del mètode anterior i es mesura en unitats SI — Ohms. Metre. Amb la seva ajuda s'avalua la qualitat de distribució del corrent elèctric dins del sòl.
Dependència de la resistència del sòl de la humitat i la temperatura del sòl:
La conductivitat del sòl es veu afectada per molts factors, com ara la humitat del sòl, la densitat, la mida de les partícules, la temperatura, la concentració de sals, àcids i bases.