Spesifikk motstand av kobber. Fysikken i prosessen

Ofte i elektroteknisk litteratur er det en oppfatning av "elektrisk resistivitet av kobber". Og ufrivillig spør spørsmålet, hva er det?

Begrepet "motstand" for enhver lederer kontinuerlig forbundet med forståelsen av prosessen med strømmen av elektrisk strøm gjennom den. Siden talen i denne artikkelen er viet til kobbermotstand, bør dens egenskaper og egenskapene til metaller også vurderes.

Når det gjelder metaller, er det ufrivilligdu husker at de alle har en viss struktur - et krystallgitter. Atomer er ved knutepunktene i en slik gitter og utfører periodiske svingninger med hensyn til dem. Avstandene og plasseringene til disse noderne avhenger av kreftene av samspillet mellom atomer med hverandre (frastøtning og tiltrekning), og er forskjellige for forskjellige metaller. Og rundt atomene i deres baner roterer elektronene. De er også i balanse i banen. Bare denne kraften av tiltrekning til atom og sentrifugal. Har du bilde deg selv? Du kan kalle det, på noen måter, statisk.

Og legg til dynamikken nå. Et elektrisk felt begynner å virke på et stykke kobber. Hva skjer inne i dirigenten? Elektroner, revet av styrken av det elektriske feltet fra deres baner, haster til sin positive pol. Her du og den rettede bevegelsen av elektroner, eller rettere, den elektriske strømmen. Men på vei til bevegelsen snubler de seg over atomer ved krystallgitterets knuter og elektroner som fortsatt roterer rundt sine atomer. I dette tilfellet mister de sin energi og endrer bevegelsesretningen. Nå blir betydningen av uttrykket "lederens motstand" noe tydeligere? Disse gitteratomer og elektroner som roterer rundt dem, motstår retningsbevising av elektroner som er revet av det elektriske feltet fra deres baner. Men konceptet motstand hos en dirigent kan kalles en generell egenskap. Nærmere bestemt karakteriserer hver leder resistiviteten. Kobber også. Denne egenskapen er individuell for hvert metall, siden det bare avhenger av form og dimensjoner av krystallgitteret og til en viss grad på temperaturen. Når temperaturen på lederen stiger, utfører atomene en mer intens svingning på gitterstedene. Og elektronene roterer rundt knutepunktene i høyere hastighet og i baner med større radius. Og selvfølgelig møtes de frie elektronene mer motstand når de beveger seg. Dette er fysikken i prosessen.

Resistiviteten av kobber er standardverdi. Verdiene av denne parameteren for alle metaller og andre stoffer målt ved 20 ° C kan lett bli funnet i referansetabellen. For kobber er det 0,0175 ohm * mm2 / m. Av de metaller som er mest forekommende i naturen, er denne verdien nær bare i verdi til aluminium. På ham er det 0,0271 Ohm * mm2 / m. Den spesifikke motstanden av kobber i sin verdi er andre bare til sølv, hvis verdi er 0,016 ohm * mm2 / m. Dette fører til at den brukes i elektrisk utstyr ved fremstilling av kraftkabler, ulike typer ledere, for trykt installasjon av elektroniske enheter. Uten kobbertråd er det umulig å skape krafttransformatorer og motorer for små husholdningsapparater som har egenskapen til energibesparende. I dette tilfellet øker kravene til kjemisk renhet av stoffet vesentlig, siden i tilstedeværelsen av til og med 0,02% av aluminium, øker kobberens resistivitet med 10%. Slik kobber anses imidlertid teknisk ren, og det er mulig å lage en rekke bestemte produkter fra den.

Uten kjennskap til verdiene av resistivitetDet er umulig å beregne leders generelle motstand i henhold til deres størrelse og form ved utforming og design av elektrisk utstyr. For å beregne den totale motstanden til lederen bruker vi formelen R = p * l / S, hvor forkortelsene indikerer følgende:

R er den totale motstanden til lederen;

p er resistiviteten til metallet;

Jeg er lengden på dirigenten;

S er lederens tverrsnittsareal.

For elektrotekniske behov er det justertEn bred produksjon av metaller som aluminium og kobber, hvis spesifikke motstand er ganske liten. Av disse metaller produseres kabler og ulike typer ledninger, som er mye brukt i konstruksjon, for fremstilling av husholdningsapparater, fremstilling av dekk, vikling av transformatorer og andre elektriske produkter.