Удельное сопротивление меди, алюминия, нихрома, стали и других проводников

Что означают показатели удельного сопротивления?

Чтобы сравнить удельное сопротивление различных материалов, от таких предметов, как медь и алюминий, до других металлов и веществ, включая висмут, латунь и даже полупроводники, необходимо использовать стандартное измерение.

Единицей удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) является Ом·м.

Единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2, изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление 1 Ом.

Следовательно, удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, изготовленного из этого вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2

Ослабление винтов клеммной колодки вследствие повышения температуры

Для клеммных колодок, которые должны выдерживать высокие температуры, влияние температуры является критическим параметром, недостаточно учитываемым в действующих стандартах. Самый ответственный момент – ослабить клеммные зажимы.

Этот фактор способствует увеличению контактного сопротивления между клеммным зажимом и проводом, что приводит к локальному нагреву вплоть до воспламенения находящихся рядом горючих материалов. Это ослабление имеет четыре причины:

Деформация концевого зажима при его расширении ослабляет притяжение. Эта деформация обычно обратима при понижении температуры и может компенсироваться упругостью клеммного зажима или пружиной, помещенной между клеммным винтом и проводом.

Деформация концевого зажима из-за изменения кристаллической структуры металла, аналогичного отжигу. Этот тип деформации обычно необратим.

Деформация медной проволоки, которая становится вязкой при нагревании. Эта деформация обычно необратима, но ее можно избежать, используя термостойкие проволоки, например никелевые.

Ослабление зажимного винта в результате последовательных циклов нагрева и охлаждения между разными материалами.

Есть два решения, которые можно реализовать по отдельности или вместе.

Вставьте гибкий кусок металла между винтом и проволокой.

Используйте автоматическую систему блокировки винтов, вызванную деформацией зажимного хомута при затягивании.

Среднее изменение момента затяжки болтов блока сцепления после кратковременного* скачка температуры. Момент затяжки при 20°С принят за 100 % (хомуты затягиваются на стальном стержне с максимальным номинальным диаметром, допустимым для хомута)

При температурах выше 600°C нельзя использовать винты из никелированной стали даже в течение короткого времени, так как окисление винта приводит к его блокировке. При более высоких температурах можно использовать только винты из нержавеющей стали или никеля, которые сохраняют свою работоспособность, поэтому при необходимости их можно снять и заменить.

Среднее изменение момента затяжки винтов соединительного блока после длительного воздействия температуры 230°C. Момент затяжки при 20°C принимается за 100.)

Винты из никелированной стали, используемые на стальных или латунных хомутах, выдерживают постоянную температуру 230°C без блокировки и без аномального окисления

Соединение медных и алюминиевых проводов

В последнее время в быту и промышленности стали использовать электрооборудование все большей мощности. В советское время провода в основном изготавливались из дешевого алюминия. К сожалению, его эксплуатационные характеристики уже не соответствуют новым требованиям.

Поэтому сегодня в быту и в промышленности очень часто алюминиевые провода меняют на медные. Основное преимущество последних, помимо тугоплавкости, заключается в том, что их электропроводящие свойства не снижаются в ходе окислительного процесса.

Часто при модернизации электрических сетей приходится соединять алюминиевые и медные провода. Вы не можете сделать это напрямую. На самом деле электропроводность алюминия и меди не слишком сильно отличается.

Но только для самих этих металлов. Оксидные пленки алюминия и меди имеют разные свойства. Из-за этого проводимость в месте соединения значительно снижается. Пленка окисления алюминия гораздо более устойчива, чем медь.

Поэтому соединение этих двух типов проводников следует производить только через специальные переходники. Это могут быть, например, хомуты, содержащие пасту, защищающую металлы от появления окиси. Этот вариант переходников обычно используется при соединении проводов на улице.

Отводные зажимы чаще используются внутри помещений. В их конструкцию входит специальная пластина, исключающая прямой контакт алюминия и меди. При отсутствии таких проводников в бытовых условиях вместо прямой скрутки проводов рекомендуется использовать в качестве промежуточной «перемычки» шайбу и гайку».

Таблица удельных сопротивлений проводников

Расчет заземления

В некоторых случаях расходы не учитываются. Военная и космическая техника создается с использованием проводников из драгоценных металлов. Такие решения помогают уменьшить сечение и вес, повысить устойчивость к радиации и другим спецвоздействиям.

Данные для расчета электрических параметров проводников с учетом изменения температуры

Материал	Удельное сопротивление (в омах на мм кв./м), измеренное при комнатной температуре (+0°C)	Поправочный температурный коэффициент (PC)
Медь	0,0176	0,004
Алюминий	0,0278	0,0045
Стали	0,13	0,0063
Никелин	0,43-0,45	0,0072
Латунь	0,04	0,002
Нихром	0,98	0,0003
Вольфрам	0,0612	0,00047

Использование проволоки из нержавеющей стали помогает повысить прочность при оптимизации затрат. Для улучшения антикоррозийных свойств используются специальные присадки. Они увеличивают сопротивление стального проводника почти в 10 раз, по сравнению с медным аналогом.

В любом случае особое значение имеют конкретные условия в процессе использования, а также назначение продукции. Никель, например, проявляет ферромагнитные свойства при экстремально низких температурах ниже пороговой «точки Кюри» (-358 0°С). Кремний, из которого делают микросхемы и транзисторы, имеет особые полупроводниковые параметры.

Удельное сопротивление различных проводников

В любом случае ρ используется в расчетах при нормальных условиях. Вот таблица, где можно сравнить это свойство для разных металлов:

металл	удельное сопротивление, Ом·м	температурный коэффициент, 1/°С* 10^-3
медь	1,68*10^-8	3,9
алюминий	2,82*10^-8	3,9
железо	1*10^-7	5
серебряный	1,59*10^-8	3,8
золото	2,44*10^-8	3.4
магний	4,4*10^-8	3,9
банка	1,09*10^-7	4,5
свинец	2,2*10^-7	3,9
цинк	5,9*10^-8	3,7

Как видно из таблицы, лучшим проводником является серебро. И только затраты препятствуют массовому использованию в кабельном производстве. Алюминий W также мал, но меньше, чем золото. Из таблицы становится понятно, почему провода в домах либо медные, либо алюминиевые.

В таблице не указан никель, который, как мы уже говорили, имеет несколько необычную кривую Y. С от температуры. Удельное сопротивление никеля после повышения температуры до 400 градусов начинает не расти, а падать. Он также интересно ведет себя в других сплавах замещения. Вот как ведет себя сплав меди и никеля в зависимости от процентного содержания того и другого:

А на этом интересном графике показано сопротивление сплавов цинка с магнием:

В качестве материалов для изготовления реостатов используются сплавы высокого сопротивления, вот их свойства:

сплав	удельное сопротивление
манганин	4,82*10^-7
постоянная	4,9*10^-7
нихром	1,1*10^-6
фехраль	1,2*10^-6
устный	1,2*10^-6

Это сложные сплавы, состоящие из железа, алюминия, хрома, марганца, никеля.

В случае с углеродистой сталью оно составляет около 1,7*10^-7 Ом·м.

Отличие У с разными проводниками определяет их применение. Так, в производстве кабелей широко применяются медь и алюминий, а в качестве контактов в ряде радиотехнических изделий — золото и серебро. Высокоомные проводники нашли свое место среди производителей электроприборов (точнее, для этого они и были созданы).

Изменение этого параметра в зависимости от условий окружающей среды легло в основу таких устройств, как датчики магнитного поля, термисторы, тензодатчики и фоторезисторы.

Удельное электрическое сопротивление

Сопротивление в омах проводника длиной 1 м и сечением 1 мм² называется удельным сопротивлением

и обозначается греческой буквой ρ (ро).

В таблице 1 приведены удельные сопротивления некоторых проводников.

Таблица 1

Удельное сопротивление разных проводников

Из таблицы видно, что железный провод длиной 1 м и сечением 1 мм² имеет сопротивление 0,13 Ом. Чтобы получить сопротивление 1 Ом, нужно взять 7,7 м такого провода. Серебро имеет самое низкое удельное сопротивление. Сопротивление 1 Ом можно получить, взяв 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм². Серебро — лучший проводник, но цена серебра препятствует его широкому использованию. После серебра в таблице идет медь: 1 м медного провода сечением 1 мм² имеет сопротивление 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление 1 Ом, нужно взять 57 м такого провода.

Химически чистая, получаемая рафинированием, медь нашла широкое применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и приборов. Алюминий и железо также широко используются в качестве проводников.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где г

— сопротивление проводника в Омах; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника, мкм; S — сечение проводника в мм².

Пример 1

Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм².

Пример 2

Рассчитайте сопротивление 2 км алюминиевого провода сечением 2,5 мм².

По формуле сопротивления можно легко определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.

Пример 3

Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление 30 Ом из никелевой проволоки сечением 0,21 мм². Определите желаемую длину кабеля.

Пример 4

Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если сопротивление равно 25 Ом.

Пример 5

Провод сечением 0,5 мм² и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

По таблице удельных сопротивлений находим, что такое сопротивление имеет свинец.

Выше было сказано, что сопротивление проводников зависит от температуры. Проведем следующий эксперимент. Наматываем несколько метров тонкой металлической проволоки в виде спирали и превращаем эту спираль в цепь аккумулятора. Чтобы измерить силу тока в цепи, включите амперметр. При нагреве змеевика в пламени горелки видно, что показания амперметра уменьшатся. Это показывает, что сопротивление металлической проволоки увеличивается при нагреве.

У некоторых металлов при нагревании на 100° сопротивление увеличивается на 40 — 50%. Есть сплавы, которые незначительно изменяют свое сопротивление при нагревании. Некоторые специальные сплавы практически не изменяют свое сопротивление при изменении температуры.

Сопротивление металлических проводников с повышением температуры увеличивается, сопротивление электролитов (жидких проводников), угля и некоторых твердых веществ, наоборот, уменьшается.

Способность металлов изменять свое сопротивление при изменении температуры используется для создания термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой платиновую проволоку, намотанную на слюдяной каркас. Поместив, например, термометр в печь и измерив сопротивление платиновой проволоки до и после нагревания, можно определить температуру в печи.

Изменение сопротивления проводника при его нагревании, приходящееся на 1 Ом начального сопротивления и 1° температуры, называется температурным коэффициентом сопротивления

и обозначается буквой α.

Если при температуре t

0 сопротивление проводника r 0 , а при температуре trt , то температурный коэффициент сопротивления равен

Примечание.

Эта формула может быть рассчитана только в определенном диапазоне температур (примерно до 200°C).

Приведем значения температурного коэффициента сопротивления α для некоторых металлов (табл. 2).

Таблица 2

Значения температурного коэффициента для некоторых металлов

Из формулы температурного коэффициента сопротивления определяем rt

рт

= г0 .

Пример 6

Определить сопротивление железной проволоки, нагретой до 200 °С, если сопротивление при 0 °С равно 100 Ом.

рт

= r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 Ом.

Пример 7

Термометр сопротивления из платиновой проволоки в комнате с температурой 15°С имел сопротивление 20 Ом. Термометр помещали в печь и через некоторое время измеряли сопротивление. Оно оказалось равным 29,6 Ом. Определить температуру в духовке.

Проводимость и электросопротивление

Поскольку размеры кабелей измеряются в метрах (длина) и мм² (сечение), удельное электрическое сопротивление имеет размерность Ом мм²/м. Зная размеры кабеля, сопротивление рассчитывается по формуле:

R=(р*1)/с.

Помимо электрического сопротивления, в некоторых формулах используется понятие «проводимость». Это взаимное сопротивление. Обозначается «г» и рассчитывается по формуле:

г=1/р.

Проводимость жидкостей

Проводимость жидкостей отличается от проводимости металлов. Носителями заряда в них являются ионы. Количество и электропроводность увеличиваются при нагреве, поэтому мощность электродного котла увеличивается в несколько раз при нагреве от 20 до 100 градусов.

Электросопротивление проводов

Наиболее распространенными материалами для проводов являются медь и алюминий. Сопротивление алюминия выше, но он дешевле меди. Удельное сопротивление меди ниже, поэтому сечение провода можно выбрать меньшее. Кроме того, он прочнее, и из этого металла делают гибкие многопроволочные провода.

В таблице ниже показано удельное электрическое сопротивление металлов при 20 градусах. Для его определения при других температурах значение из таблицы необходимо умножить на поправочный коэффициент, свой для каждого металла. Узнать этот коэффициент можно из соответствующих справочников или воспользовавшись онлайн-калькулятором.

Параметры, определяющие сопротивление проводника

В предыдущих уроках мы уже затрагивали вопрос о том, как электрическое сопротивление влияет на силу тока в цепи, но не обсуждали, от каких именно факторов зависит сопротивление проводника. На сегодняшнем уроке мы узнаем о параметрах проводника, определяющих его сопротивление, и узнаем, как Георг Ом исследовал сопротивление проводников в своих экспериментах.

Для того чтобы получить зависимость силы тока в цепи от сопротивления Ом, пришлось провести большое количество опытов, в которых необходимо было изменить сопротивление проводника. В связи с этим перед ним встала задача изучения сопротивления проводника в зависимости от его отдельных параметров.

В первую очередь Георг Ом обратил внимание на зависимость сопротивления проводника от длины, о которой уже вскользь упоминалось в предыдущих уроках. Он сделал вывод, что с увеличением длины проводника сопротивление также увеличивается прямо пропорционально.

Кроме того, было установлено, что на сопротивление влияет и сечение проводника, то есть площадь фигуры, которая получается поперечным сечением. При этом чем больше площадь сечения, тем меньше сопротивление. Отсюда можно сделать вывод, что чем толще провод, тем меньше сопротивление. Все эти факты были получены эмпирическим путем.

Помимо геометрических параметров, на сопротивление проводника также влияет величина, характеризующая тип материала, из которого изготовлен проводник. В своих опытах Ом использовал проводники из разных материалов.

При использовании медных проводов сопротивление было как-то одно, серебряных – другое, железных – третье и т д. Величина, характеризующая род вещества в этом случае, называется удельным сопротивлением.

Таким образом, можно получить следующие зависимости для сопротивления проводника (рис. 1):

1. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника, которая измеряется в СИ им;

2. Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника, которую мы будем измерять в мм2 из-за его малости;

3. Сопротивление зависит от удельного сопротивления вещества (читается «ro»), которое является табличной величиной и обычно измеряется в .

Читайте также: Триоды — принцип работы, устрйство и разновидности

Выбор сечения кабеля

Сопротивление медной проволоки

Поскольку провод имеет сопротивление, при прохождении по нему электрического тока выделяется тепло и происходит падение напряжения. Оба эти фактора необходимо учитывать при выборе сечения кабеля.

Выбор по допустимому нагреву

При протекании тока по проводнику выделяется энергия. Количество можно рассчитать по формуле для электрической мощности:

P=I²*R.

В медном проводе сечением 2,5 мм² и длиной 10 метров R=10*0,0074=0,074Ом. При токе 30А Р = 30² * 0,074 = 66Вт.

Эта сила нагревает проводник и сам кабель. Температура, до которой он нагревается, зависит от условий прокладки, количества жил в кабеле и других факторов, а допустимая температура зависит от материала изоляции. Медь имеет более высокую проводимость, поэтому выходная мощность и требуемое сечение меньше. Его определяют по специальным таблицам или с помощью онлайн-калькулятора.

Таблица выбора сечения кабеля для допустимого нагрева

Допустимые потери напряжения

Помимо нагрева, при прохождении электрического тока по проводам вблизи нагрузки снижается напряжение. Это значение можно рассчитать по закону Ома:

У=И*Р.

По нормам ПУЭ оно должно быть не более 5% или в сети 220В — не более 11В.

Следовательно, чем длиннее кабель, тем больше должно быть сечение. Определить его можно по таблицам или с помощью онлайн-калькулятора. В отличие от выбора сечения по допустимому нагреву, потери напряжения не зависят от состояния прокладки и материала изоляции.

В сети 220В напряжение подается по двум проводам: фазе и нейтрали, поэтому расчет производится на удвоенную длину кабеля. В кабеле из предыдущего примера это будет U=I*R=30A*2*0,074 Ом=4,44 В. Это немного, но при длине 25 метров получается 11,1В — максимально допустимое значение, нужно увеличивать сечение.

Максимально допустимая длина кабеля для данного сечения

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление проводника, обозначаемое латинской буквой r, — это свойство тела или среды преобразовывать электрическую энергию в тепловую при прохождении через него электрического тока.

Переменное электрическое сопротивление, служащее для изменения тока в цепи, называется реостатом. На схемах реостаты обозначают так, как показано на рисунке 1, б.

В общем случае реостат изготавливают из провода с некоторым сопротивлением, намотанным на изолирующее основание. Ползунок или рычаг реостата ставят в определенное положение, в результате чего в цепь вводится нужное сопротивление.

Длинный проводник с малым сечением создает высокое сопротивление току. Короткие проводники с большим поперечным сечением имеют небольшое сопротивление току.

Если взять два проводника из разных материалов, но одинаковой длины и сечения, проводники будут проводить ток по-разному. Это показывает, что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника.

Температура проводника также влияет на его сопротивление. С повышением температуры сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Лишь некоторые специальные сплавы металлов (марганин, константан, никелин и др.) почти не изменяют своего сопротивления при повышении температуры.

Итак мы видим, что электрическое сопротивление проводника зависит от: 1) длины проводника, 2) сечения проводника, 3) материала проводника, 4) температуры проводника.

Единицей сопротивления является ом. Ом часто обозначается греческой заглавной буквой Ω (омега). Поэтому вместо того, чтобы писать «Сопротивление проводника 15 Ом», можно просто написать: r = 15 Ом. 1000 Ом называется 1 кОм (1 кОм или 1 кОм), 1 000 000 Ом называется 1 мегаом (1 мгОм или 1 МОм).

При сравнении сопротивления проводников из разных материалов необходимо брать определенную длину и сечение для каждого образца. Тогда мы сможем судить, какой материал лучше или хуже проводит электричество.

Электросопротивление других металлов

Текущее сопротивление: формула

Помимо меди и алюминия, в электротехнике используются и другие металлы и сплавы:

• Железо. Удельное сопротивление стали выше, но она прочнее меди и алюминия. Стальные жилы вплетаются в кабели, предназначенные для прокладки по воздуху. Сопротивление железа слишком велико для передачи электричества, поэтому жилы при расчете сечения не учитываются. Кроме того, он более тугоплавкий, из него делают провода для соединения нагревателей в мощных электропечах;
• Нихром (сплав никеля и хрома) и фехраль (железо, хром и алюминий). Имеют низкую электропроводность и рефрактерность. Из этих сплавов изготавливают проволочные резисторы и нагреватели;
• Вольфрам. Его электрическое сопротивление велико, но это тугоплавкий металл (3422 °C). Из него делают нити накала в электрических лампах и электроды для аргонно-дуговой сварки;
• Константан и манганин (медь, никель и марганец). Удельное сопротивление этих проводников не меняется при изменении температуры. Они используются в узлах потребности для производства резисторов;
• Драгоценные металлы — золото и серебро. У них самая высокая электропроводность, но из-за высокой цены их применение ограничено.

Достоинства и недостатки медных проводов

Медь является пластичным переходным металлом. Имеет золотисто-розовый цвет, встречается в природе в виде самородков. Он использовался людьми с древних времен – в его честь была названа целая эпоха.

В таблице указано удельное электрическое сопротивление стали и других металлов

Сегодня медные провода часто используются в электронных устройствах. Их преимущества включают в себя:

• Высокая электропроводность (металл занимает второе место по этому показателю, уступая только серебру). По сравнению с алюминием медный в 1,7 раза эффективнее: при том же сечении медный кабель пропускает больший ток.
• Сварку, пайку и лужение можно проводить без использования дополнительных материалов.
• Провода обладают хорошей эластичностью и гибкостью, их можно скручивать и гнуть без особых повреждений.

Медь лишь немного уступает серебру

Однако до недавнего времени медные провода проигрывали алюминиевым из-за ряда недостатков:

• Высокая плотность: медная проволока разных размеров будет весить больше, чем алюминиевая;
• Цена: алюминий в несколько раз дешевле;
• Медь окисляется на открытом воздухе: впрочем, на работу это не влияет и легко устраняется.

Таблица удельного сопротивления для распространенных проводников

В таблице ниже приведены значения удельного сопротивления для различных материалов, особенно металлов, используемых для обеспечения электропроводности.

Значения удельного сопротивления приведены для таких «популярных» материалов, как медь, алюминий, нихром, сталь, свинец, золото и другие.

Латунь	~0,6 – 0,9 х 10-7
Серебряный	1,59×10−8	34
Медь	1,68×10−8	56
Обожженная медь	1,72×10−8	7
Золото	2,44×10−8	3
Алюминий	2,65×10−8	3
Кальций	3,36×10−8
Вольфрам	5,60×10−8	3
Цинк	5,90×10−8
Кобальт	6,24×10−8
Никель	6,99×10−8
Рутений	7,10×10−8
Литий	9,28×10−8
Железо	9,70×10−8	3
Платина	1,06×10−7	3
Банка	1,09×10−7
Тантал	1,3×10−7
Галлий	1,40×10-7
Ниобий	1,40×10-7	8
Углеродистая сталь (1010)	1,43×10−7	9
Свинец	2,20×10−7	23
Галинстан	2,89×10−7	10
Титан	4,20×10−7
Электросталь	4,60×10−7	11
Манганин (сплав)	4,82×10−7	2
Константан (сплав)	4,90×10−7	2
Нержавеющая сталь	6,90×10−7
Меркурий	9,80×10−7	2
Марганец	1,44×10−6
Нихром (сплав)	1,10×10−6	23
Углерод (аморфный)	5×10−4 – 8×10−4	3
Углерод (графит) параллельно-базовая плоскость	2,5×10-6 – 5,0×10-6
Углерод (графит) перпендикулярно базисной плоскости	3×10−3
Арсенид галлия	от 10–3 до 108
Германий	4,6×10−1	34
Морская вода	2,1×10−1
Вода в бассейне	3,3×10-1 – 4,0×10-1
Питьевая вода	2×101 – 2×103
Кремний	2,3×103	23
Древесина (мокрая)	103-104
Деионизированная вода	1,8×105
Стекло	1011 — 1015	34
Углерод (алмаз)	1012
Твердая резина	1013	3
Воздух	109 — 1015
Дерево (сухое)	1014 — 1016
Сера	1015	3
Плавленый кварц	7,5×1017	3
ХЛОПАТЬ В ЛАДОШИ	1021
Тефлон	1023 — 1025

Можно видеть, что удельное сопротивление меди и удельное сопротивление латуни являются низкими, и, учитывая их стоимость по сравнению с серебром и золотом, они становятся экономичными материалами для использования во многих проводах.

Удельное сопротивление меди и простота ее использования привели к тому, что она очень часто использовалась в качестве материала для проводников на печатных платах.

Алюминий и особенно медь иногда используются из-за их низкого удельного сопротивления. Большинство проводов, используемых в настоящее время для межсоединений, изготовлены из меди, поскольку она обеспечивает низкое удельное сопротивление по разумной цене.

Удельное сопротивление золота также важно, потому что золото используется в некоторых важных приложениях, несмотря на его стоимость. Золотое покрытие часто встречается на высококачественных слаботочных контактах, где оно обеспечивает самое низкое контактное сопротивление. Золотое покрытие очень тонкое, но даже в этом случае оно способно придать контактам необходимые свойства.

Серебро имеет очень низкий уровень удельного сопротивления, но широко не используется из-за стоимости и из-за того, что оно тускнеет, что может привести к более высокому контактному сопротивлению.

Однако он используется в некоторых катушках радиопередатчиков, где низкое удельное электрическое сопротивление серебра снижает потери. При использовании для таких целей серебро обычно наносили только на существующую медную проволоку.

Покрытие проволоки серебром значительно снижает затраты по сравнению с сплошной серебряной проволокой без значительного снижения производительности.

Другие материалы в таблице удельного электрического сопротивления могут не иметь такого очевидного применения. Тантал указан в таблице, потому что он используется в конденсаторах — никель и палладий используются в концевых соединениях многих компонентов для поверхностного монтажа, таких как конденсаторы.

Кварц находит свое основное применение в качестве пьезоэлектрического резонансного элемента. Кварцевые кристаллы используются в качестве частотно-определяющих элементов во многих генераторах, где высокое значение добротности позволяет создавать схемы с очень стабильной частотой.

Точно так же они используются в высокоэффективных фильтрах. Кварц имеет очень высокий уровень удельного сопротивления и не является хорошим проводником электричества, что означает, что он классифицируется как диэлектрик.

Индуктивное сопротивление

Формулы для расчета проводимости действительны только в сети постоянного тока или в прямых проводниках с низкой частотой. В катушках и в высокочастотных сетях индуктивное сопротивление оказывается во много раз выше обычного.

Кроме того, высокочастотный ток распространяется только по поверхности провода. Поэтому иногда его покрывают тонким слоем серебра или используют литцендрат.

Ссылка. Литцендрат представляет собой многожильный провод, в котором каждая жила изолирована от остальных. Это делается для увеличения площади поверхности и проводимости в высокочастотных сетях.

Удельное сопротивление меди, гибкость, относительно невысокая цена и механическая прочность делают этот металл, наряду с алюминием, наиболее распространенным материалом для изготовления проводов.

Состав и структура железа

Железо является типичным металлом и химически активным. Вещество реагирует при нормальной температуре, а нагревание или повышение влажности сильно увеличивает реакционную способность. Железо разъедает на воздухе, горит в атмосфере чистого кислорода, а в виде мелкой пыли может также воспламеняться на воздухе.

Чистое железо ковкое, но в таком виде металл встречается очень редко. По сути, железо представляет собой сплав с небольшой долей примесей — до 0,8 %, который характеризуется мягкостью и ковкостью чистого вещества. Важное значение для народного хозяйства имеют сплавы с углеродом — сталь, чугун, нержавеющая сталь.

Железу присущ полиморфизм: существует целых 4 модификации, отличающиеся строением и параметрами решетки:

• α-Fe – существует от нуля до +769 С. Имеет объемно-центрированную кубическую решетку и является ферромагнетиком, то есть сохраняет намагниченность в отсутствие внешнего магнитного поля. +769 С – точка Кюри для металла;
• от +769 до +917 С появляется β-Fe. Она отличается от α-фазы только параметрами решетки. При этом почти все физические свойства сохраняются, за исключением магнитных: железо становится парамагнитным, то есть теряет способность намагничиваться и втягивается в магнитное поле. Металловедение не считает β-фазу отдельной модификацией. Поскольку переход не влияет на существенные физические свойства;
• в интервале от 917 до 1394 С – γ-модификация, для которой характерна гранецентрированная кубическая решетка;
• при температурах выше +1394 С возникает δ-фаза, для которой характерна объемно-центрированная кубическая решетка.

При высоком давлении, а также при легировании металла некоторыми добавками образуется ε-фаза с гексагональной плотноупакованной решеткой.

Температура фазовых переходов заметно меняется при легировании одним и тем же углеродом. По сути, сама способность железа образовывать столько модификаций служит основой для обработки стали в различных температурных условиях. Без таких переходов металл не получил бы такого распространения.