Питомий електричний опір | формула, об’ємне, таблиця

Питомий електричний опір є фізичною величиною, яка показує, в якому ступені матеріал може чинити опір проходженню через нього електричного струму. Деякі люди можуть переплутати цю характеристику зі звичайним електричним опором. Незважаючи на схожість понять, різниця між ними полягає в тому, що питомий стосується речовин, а другий термін відноситься виключно до провідників і залежить від матеріалу їх виготовлення.

Зворотною величиною даного матеріалу є питома електрична провідність. Чим вище цей параметр, тим краще проходить струм по речовині. Відповідно, чим вище опір, тим більше втрат передбачається на виході.

Формула розрахунку і величина вимірювання

Розглядаючи, в чому вимірюється питомий електричний опір, також можна простежити зв’язок з не питомою, так як для позначення параметра використовуються одиниці Ом · м. Сама величина позначається як ρ. З таким значенням можна визначати опір речовини в конкретному випадку, виходячи з його розмірів. Ця одиниця виміру відповідає системі СІ, але можуть зустрічатися і інші варіанти. У техніці періодично можна побачити застаріле позначення Ом · мм 2 / м. Для перекладу з цієї системи в міжнародного не буде потрібно використовувати складні формули, так як 1 Ом · мм2 / м дорівнює 10-6 Ом · м.

Формула питомої електричного опору виглядає наступним чином:

R = (ρ · l) / S, де:

  • R – опір провідника;
  • Ρ – питомий опір матеріал;
  • l – довжина провідника;
  • S – переріз провідника.

Залежність від температури

Питомий електричний опір залежить від температури. Але все групи речовин виявляють себе по-різному при її зміні. Це необхідно враховувати при розрахунку проводів, які будуть працювати в певних умовах. Наприклад, на вулиці, де значення температури залежать від пори року, необхідні матеріали з меншою схильністю змін в діапазоні від -30 до +30 градусів Цельсія. Якщо ж планується застосування в техніці, яка буде працювати в одних і тих же умовах, то тут також потрібно оптимізувати проводку під конкретні параметри. Матеріал завжди підбирається з урахуванням експлуатації.

В номінальної таблиці питомий електричний опір береться при температурі 0 градусів Цельсія. Підвищення показників даного параметра при нагріванні матеріалу обумовлено тим, що інтенсивність пересування атомів в речовині починає зростати. Носії електричних зарядів хаотично розсіюються в усіх напрямках, що призводить до створення перешкод при пересуванні частинок. Величина електричного потоку знижується.

При зменшенні температури умови проходження струму стають краще. При досягненні певної температури, яка для кожного металу буде відрізнятися, з’являється надпровідність, при якій розглянута характеристика майже досягає нуля.

Відмінності в параметрах часом досягають дуже великих значень. Ті матеріали, які мають високі показники, можуть використовувати в якості ізоляторів. Вони допомагають захищати проводку від замикання і ненавмисного контакту з людиною. Деякі речовини взагалі не застосовні для електротехніки, якщо у них високе значення цього параметра. Цьому можуть заважати інші властивості. Наприклад, питома електрична провідність води не матиме великого значення для даний сфери. Тут наведені значення деяких речовин з високими показниками.

Матеріали з високим питомим опором ρ (Ом · м)
Бакеліт 1016
бензол 1015 … 1016
папір 1015
вода дистильована 104
вода морська 0.3
дерево сухе 1012
земля волога 102
Кварцові скло 1016
гас 1011
мармур 108
парафін 1015
парафінове масло 1014
плексиглас 1013
полістирол 1016
поліхлорвініл 1013
поліетилен 1012
силіконове масло 1013
Слюда 1014
Скло 1011
трансформаторне масло 1010
Фарфор 1014
шифер 1014
ебоніт 1016
Бурштин 1018

Більш активно в електротехніці застосовуються речовини з низькими показниками. Найчастіше це метали, які служать провідниками. У них також спостерігається багато відмінностей. Щоб дізнатися питомий електричний опір міді або інших матеріалів, варто подивитися в довідкову таблицю.

Матеріали з низьким питомим опором ρ (Ом · м)
алюміній 2.7 · 10-8
вольфрам 5.5 · 10-8
графіт 8.0 · 10-6
Залізо 1.0 · 10-7
золото 2.2 · 10-8
іридій 4.74 · 10-8
константан 5.0 · 10-7
лита сталь 1.3 · 10-7
магній 4.4 · 10-8
манганін 4.3 · 10-7
мідь 1.72 · 10-8
молібден 5.4 · 10-8
нейзильбер 3,3 · 10-7
нікель 8.7 · 10-8
Ніхром 1.12 · 10-6
олово 1.2 · 10-7
платина 1.07 · 10-7
ртуть 9.6 · 10-7
свинець 2.08 · 10-7
срібло 1.6 · 10-8
сірий чавун 1.0 · 10-6
вугільні щітки 4.0 · 10-5
цинк 5.9 · 10-8
нікелін 0,4 · 10-6

Питомий об’ємний електричний опір

Даний параметр характеризує можливість пропускати струм через об’єм речовини. Для вимірювання необхідно докласти потенціал напруги з різних сторін матеріалу, виріб з якого буде включено в електричний ланцюг. На нього подається струм з номінальними параметрами. Після проходження вимірюються дані на виході.

Використання в електротехніці

Зміна параметра при різних температурах широко застосовується в електротехніці. Найбільш простим прикладом є лампа розжарювання, де використовується нихромовая нитку. При нагріванні вона починає світитися. При проходженні через неї струму вона починає нагріватися. З ростом нагріву зростає і опір. Відповідно, обмежується початковий струм, який потрібен був для отримання освітлення. Ніхромовий спіраль, використовуючи той же принцип, може стати регулятором на різних апаратах.

Широке застосування торкнулося і благородних металів, які мають відповідними характеристиками для електротехніки. Для відповідальних схем, яким потрібна швидкодія, підбираються срібні контакти. Вони володіють високою вартістю, але з урахуванням відносно невеликої кількості матеріалів їх застосування цілком виправдано. Мідь поступається сріблу по провідності, але має більш доступною ціною, завдяки чому її частіше використовують для створення проводів.

В умовах, де можна використовувати гранично низькі температури, застосовуються надпровідники. Для кімнатної температури і вуличної експлуатації вони не завжди доречні, так як при підвищенні температури їх провідність почне падати, тому для таких умов лідерами залишаються алюміній, мідь і срібло.

На практиці враховується багато параметрів і цей є одним з найбільш важливих. Всі розрахунки проводяться ще на стадії проектування, для чого і використовуються довідкові матеріали.

Читайте також:

Ссылка на основную публикацию