Specifický elektrický odpor

Elektrický proud vzniká v důsledku uzavření obvodu s rozdílem potenciálu na svorkách. Polní síly ovlivňují volné elektrony a pohybují se podél vodiče. V průběhu této cesty se elektrony srazí s atomy a pošlou jim část své akumulované energie. Výsledkem je snížení jejich rychlosti. Ale díky vlivu elektrického pole opět nabírá na síle. Elektrony tak neustále zažívají odpor, proto je elektrický proud zahříván.

Vlastnost látky přeměňuje elektřinu na teplo během působení proudu a je elektrickým odporem a označuje se jako R, jeho měrnou jednotkou je Ohm. Velikost odporu závisí především na schopnosti různých materiálů vést proud.
Poprvé německý výzkumník R. Ohm prohlásil odpor.

Aby se zjistila závislost současné síly na odporu, známý fyzik provedl mnoho experimentů. Pro experimenty používal různé vodiče a obdržel různé indikátory.
První věc, kterou R. Om definoval - je, že odpor závisí na délce vodiče. To znamená, že pokud se délka vodiče zvýší, odpor se zvýší. V důsledku toho bylo toto spojení definováno jako přímo úměrné.

Druhá závislost je plocha průřezu. To by mohlo být určeno průřezem vodiče. Plocha obrázku vytvořeného na řezu je plocha průřezu. Zde se ukázalo, že spojení je nepřímo úměrné. Čím více byla průřezová plocha, tím menší byl odpor vodiče.

A třetí, důležitá hodnota, na které odpor závisí, je materiál. V důsledku toho, že Om používal v experimentech různé materiály, zjistil různé vlastnosti odporu. Všechny tyto experimenty a indikátory byly shrnuty v tabulce, ze které je vidět, různé hodnoty rezistivity různých látek.

Je známo, že nejlepší vodiče jsou kovy. A který z kovů je nejlepší vodiče? Tabulka ukazuje, že měď a stříbro mají nejmenší sílu. Měď je používána častěji kvůli nižším nákladům a stříbro se používá v nejdůležitějších a odpovědných zařízeních.

Látky s vysokou specifickou odolností v tabulce, špatně vodivý elektrický proud, a proto mohou být vynikajícími izolačními materiály. Látky mají tuto vlastnost do značné míry, jedná se o porcelán a ebonit.

Obecně je specifický elektrický odpor velmi důležitým faktorem, protože po stanovení jeho indexu můžeme zjistit, z jaké látky je vodič vyroben. K tomu je nutné měřit plochu průřezu, zjistit sílu proudu voltmetrem a ampérmetrem a také měřit napětí. Tímto způsobem se dozvíme hodnotu specifického odporu a pomocí tabulky se můžeme snadno dostat do látky. Ukazuje se, že odpor je ve formě otisků prstů hmoty. Kromě toho je odpor při plánování dlouhých elektrických obvodů důležitý: musíme tento indikátor znát, abychom udrželi rovnováhu mezi délkou a plochou.

Existuje vzorec, který určuje, že odpor je roven 1 ohmu, pokud je při napětí 1V jeho proudová síla rovna 1A. To znamená odpor jednotky a jednotkyDélka je tvořena určitou látkou a je odporem.

Rovněž je třeba poznamenat, že index měrného odporu přímo závisí na frekvenci látky. To znamená, že má nečistoty. Ano, přidání jednoho procenta manganu zvyšuje třikrát odolnost samotné látky - mědi.

Tato tabulka uvádí velikost specifického elektrického odporu některých látek.


Materiály s vysokou vodivostí

Měď
Jak jsme již řekli, měď se nejčastěji používá jako vodič. To je způsobeno nejen jeho nízkým odporem. Měď má takové výhody, jako je vysoká pevnost, odolnost proti korozi, snadné použití a dobrá obrobitelnost. Dobré třídy mědi jsou M0 a M1. V nich množství nečistot nepřesahuje 0,1%.

Vysoké náklady na kov a jeho obrovský nedávný deficit podněcuje výrobce k tomu, aby používali hliník jako vodič. Dále se používají slitiny mědi s různými kovy.
Hliník
Tento kov je mnohem lehčí než měď, ale hliník má velké hodnoty tepelné kapacity a teploty tání. V tomto ohledu potřebuje více energie než měď, aby se dostal do roztaveného stavu. Je však třeba vzít v úvahu skutečnost, že se jedná o nedostatek mědi.
Při výrobě elektrických výrobků se zpravidla používá hliník A1. Neobsahuje více než 0,5% nečistot. A kov nejvyšší frekvence je hliník třídy АВ0000.
Železo
Levnost a cenová dostupnost železa je ztmavena jeho vysokou hodnotouspecifickou sílu. Navíc se rychle zkoroduje. Z tohoto důvodu jsou ocelové vodiče často pokryty zinkem. Široce používaná tzv. Bimetal - tato ocel je chráněna pro ochranu mědi.
Natrium
Sodík je také dostupný a slibný materiál, ale jeho odolnost je téměř třikrát větší než měď. Kromě toho má kovový sodík vysokou chemickou aktivitu, která je povinna chránit takový vodič s těsnou ochranou. Musí chránit vodič před mechanickým poškozením, protože sodík je velmi měkký a křehký materiál.

Supravodivost
Níže uvedená tabulka ukazuje měrný odpor látek při teplotě 20 ° C. Indikace teploty není náhodná, protože specifický odpor přímo závisí na tomto indikátoru. To je způsobeno tím, že při zahřátí se zvyšuje rychlost atomů, což znamená, že se také zvýší pravděpodobnost jejich setkání s elektrony.


Je zajímavé, co se děje s odporem v podmínkách chlazení. Poprvé bylo chování atomů při velmi nízkých teplotách zaznamenáno R. Camerlingem-Onnesem v roce 1911. Ochladil rtuťový drát na 4K a zjistil pokles jeho odporu na nulu. Změna indexu odporu v některých slitinách a kovech při nízké teplotě, fyzik zvaný supravodivost.

Supravodiče se při ochlazování dostávají do stavu supravodivosti, a proto se jejich optické a strukturní charakteristiky nemění. Hlavní objev je, že elektrické a magnetické vlastnosti kovů v supravodivém stavu jsou silněliší se od svých vlastností v obvyklém stavu, stejně jako od vlastností ostatních kovů, které při snižování teploty nemohou do tohoto stavu přecházet.
Aplikace supravodičů se provádí hlavně při získávání magnetického pole, jehož síla dosahuje 107 A /m. Také vyvinul systémy supravodivých elektrických vedení.