Електрични отпор жица

Појам електричног отпора и проводљивости

Свако тело кроз које протиче електрична струја има одређени отпор. Својство проводног материјала да спречи пролазак електричне струје кроз њега назива се електрични отпор.

Електронска теорија на овај начин објашњава природу електричног отпора металних проводника. Слободни електрони, када се крећу дуж жице, небројено пута наилазе на атоме и друге електроне на свом путу и, у интеракцији са њима, неизбежно губе део своје енергије. Електрони ионако доживљавају отпор свом кретању. Различити метални проводници са различитим атомским структурама имају различит отпор на електричну струју.

Потпуно исто објашњава отпор течних проводника и гасова проласку електричне струје. Међутим, не смемо заборавити да у овим супстанцама не електрони, већ наелектрисане честице молекула наилазе на отпор током свог кретања.

Отпор се означава латиничним словима Р или р.

Ом се узима као јединица електричног отпора.

Охм је отпор стуба живе висине 106,3 цм са попречним пресеком од 1 мм2 на температури од 0 ° Ц.

Ако је, на пример, електрични отпор жице 4 ома, онда се пише овако: Р = 4 ома или р = 4 тх.

За мерење отпора велике вредности усвојена је јединица која се зове мегохм.

Један мегохм је једнак милион ома.

Што је већи отпор жице, она лошије проводи електричну струју, и обрнуто, што је мањи отпор жице, струја лакше пролази кроз ову жицу.

Дакле, за карактеристике проводника (са становишта проласка електричне струје кроз њега) може се узети у обзир не само његов отпор, већ и вредност инверзна отпору и названа проводљивост.

Електрична проводљивост назива се способност материјала да пропушта електричну струју кроз себе.

Пошто је проводљивост реципрочна вредност отпора, она се изражава као 1 /Р, проводљивост се означава латиничним словом г.

Утицај материјала проводника, његових димензија и температуре околине на вредност електричног отпора

Отпор различитих жица зависи од материјала од којег су направљене. За карактеризацију електричног отпора различитих материјала користи се концепт тзв Отпор.

Отпор се назива отпором жице дужине 1 м и површине попречног пресека од 1 мм2. Отпор се означава грчким словом р. Сваки материјал од којег је направљен проводник има свој специфични отпор.

На пример, отпор бакра је 0,017, односно бакарна жица дужине 1 м и попречног пресека од 1 мм2 има отпор од 0,017 ома. Отпор алуминијума је 0,03, отпор гвожђа је 0,12, отпор константана је 0,48, а отпор нихрома је 1-1,1.

Прочитајте више о томе овде: Шта је електрични отпор?

Отпор жице је директно пропорционалан њеној дужини, односно, што је жица дужа, то је већи њен електрични отпор.

Отпор жице је обрнуто пропорционалан њеној површини попречног пресека, односно, што је жица дебља, то је њен отпор мањи, и обрнуто, што је жица тања, то је њен отпор већи.

Да бисте боље разумели овај однос, замислите два пара комуникационих судова, један пар судова има танку спојну цев, а други дебелу. Јасно је да када се једна од посуда (сваки пар) напуни водом, њено преношење у другу посуду кроз дебелу цев ће се одвијати много брже него кроз танку, тј. дебела цев ће имати мањи отпор протоку воде. Слично, лакше је да електрична струја прође кроз дебелу жицу него кроз танку, односно прва има мањи отпор од друге.

Електрични отпор проводника једнак је специфичном отпору материјала од којег је направљен овај проводник, помноженом са дужином проводника и подељеном површином површине попречног пресека диригент:

Р = п л / С,

где је — Р — отпор жице, охм, л — дужина жице у м, Ц — површина попречног пресека жице, мм2.

Површина попречног пресека округле жице израчуната по формули:

С = Пи кд2 / 4

где је Пи константна вредност једнака 3,14; д — пречник жице.

И овако се одређује дужина жице:

л = С Р / п,

Ова формула омогућава одређивање дужине жице, њеног попречног пресека и отпора, ако су познате друге количине укључене у формулу.

Ако је потребно одредити површину попречног пресека жице, онда формула води до следећег облика:

С = п л / Р

Трансформишући исту формулу и решавајући једнакост у смислу п, налазимо отпор жице:

Р = Р С / л

Последњу формулу треба користити у случајевима када су отпор и димензије проводника познати, али је његов материјал непознат, а штавише, тешко га је одредити по изгледу. Да бисте то урадили, потребно је одредити отпор жице и, користећи табелу, пронаћи материјал са таквим отпором.

Други фактор који утиче на отпорност жица је температура.

Утврђено је да се са повећањем температуре отпор металних жица повећава, а са смањењем смањује. Ово повећање или смањење отпора за чисте металне проводнике је скоро исто и у просеку износи 0,4% на 1 °Ц... Отпор течних проводника и угља опада са повећањем температуре.

Електронска теорија структуре материје даје следеће објашњење за повећање отпора металних проводника са повећањем температуре.Када се загрева, проводник добија топлотну енергију, која се неизбежно преноси на све атоме супстанце, услед чега се повећава интензитет њиховог кретања. Повећано кретање атома ствара већи отпор усмереном кретању слободних електрона, због чега расте отпор проводника. Са смањењем температуре стварају се бољи услови за усмерено кретање електрона и смањује се отпор проводника. Ово објашњава занимљив феномен — суперпроводљивост метала.

Суперпроводљивост Смањење отпора метала на нулу се дешава на огромној негативној температури -273° ° Такозвана апсолутна нула. На температури од апсолутне нуле, чини се да се атоми метала замрзавају на месту, потпуно неометани кретањем електрона.