Kas ir elektriskā pretestība un kā tā ir atkarīga no temperatūras

No tajā notiekošā elektromagnētiskā procesa viedokļa jebkuru elektriskās ķēdes elementu vai sekciju galvenokārt raksturo spēja vadīt strāvu vai kavēt strāvas pāreju. Šo ķēdes elementu īpašību vērtē pēc to elektriskā vadītspēja vai apgrieztā vadītspējas vērtība - elektriskā pretestība.

Lielākā daļa elektrisko ierīču sastāv no vadošām daļām, kas izgatavotas no metāla vadītājiem, parasti ir aprīkotas ar izolācijas pārklājumu vai apvalku. Diriģenta elektriskā pretestība ir atkarīga no tā ģeometriskajiem izmēriem un materiāla īpašībām. Elektriskās pretestības vērtība ir vienāda ar

R = ρl / s = l / (γs)

kur l - vadītāja garums, m; s — vadītāja šķērsgriezuma laukums, mm²; ρ — vadītspēja, omi·mm²/m; γ — īpatnējā vadītspēja, m / omi·mm

Elektriskā pretestība

Pretestībā un vadītspējā tiek ņemtas vērā diriģenta materiāla īpašības un dotas 1 m gara vadītāja pretestības un vadītspējas vērtības un 1 mm šķērsgriezuma laukums.².

Izturības ziņā ρ Visus materiālus var iedalīt trīs grupās:

• vadītāji - metāli un to sakausējumi (ρ 0,015 līdz 1,2 omi·mm²/m);

• elektrolīti un pusvadītāji (ρ no 10² līdz 20⁶ om·mm²/m);

• dielektriķi vai izolatori (ρ no 10¹⁰ līdz 20¹¹ om·mm²/m).

Elektriskās ierīcēs tiek izmantoti materiāli ar mazu un lielu pretestību. Ja tiek prasīts, lai ķēdes elementam būtu neliela pretestība (piemēram, savienojošajiem vadiem), tam jābūt izgatavotam no vadītājiem ar mazu vērtību ρ - ar apmēram 0,015–0,03, piemēram, varš, sudrabs, alumīnijs.

Citām ierīcēm, gluži pretēji, jābūt ar ievērojamu pretestību (elektriskās kvēlspuldzes, sildīšanas ierīces utt.), Tāpēc to strāvu nesošajiem elementiem jābūt izgatavotiem no materiāliem ar augstu pretestību ρ, kas parasti pārstāv metāla sakausējumus. Tie ietver, piemēram, manganīnu, konstantu, nihromu ρ no 0,1 līdz 1,2.

Elektriskās pretestības atkarība no temperatūras

Elektriskās pretestības vērtība ir atkarīga arī no vadītāja temperatūras, kas var mainīties, ja vadītāju silda ar elektrisko strāvu vai apkārtējās vides temperatūras izmaiņām. Mainot vadītāja temperatūru, mainās tā pretestība. Iepriekšminētās p vērtības dažiem materiāliem ir spēkā temperatūrā

Pretestības neatkarību no temperatūras aptuveni izsaka šādi:

R_t^o = R₂₀^par·[1+α·(t^o-20°)]

R_t^o - vadītāja pretestība temperatūrā t^o, R₂₀^par- tas pats 20 ° C temperatūrā, omu; α Vai elektriskās pretestības temperatūras koeficients, parādot stieples pretestības relatīvās izmaiņas, kad tā tiek uzkarsēta par 1 ° C.

No šī izteiciena izriet daudzums α ir vienāds ar

α = (R_t^o - R₂₀^par) / (R₂₀^par·(t^o-20°))

Lielākajai daļai metālu un to sakausējumu vērtība α > 0, t.i., karsējot, to pretestība palielinās un otrādi.

Tīra metāla elektroinstalācijai vērtības ir diapazonā no 0,0037 līdz 0,0065 uz 1 ° C. Lielas pretestības sakausējumiem α ir ļoti mazas, desmitiem un simtiem reižu mazākas nekā tīra metāla vadītājiem. Tā, piemēram, manganīnam α = 0,000015 pie ° C.

Vērtības α pusvadītājiem elektrolīti ir negatīvi, 0,02. Arī elektriskās pretestības temperatūras koeficients ir negatīvs, un tā absolūtajā vērtībā ir desmit reizes lielāks par α metāliem.

Pretestības atkarība no temperatūras tiek plaši izmantota temperatūras mērīšanas tehnoloģijā, izmantojot tā sauktopretestības termometripar kuruαvajadzētu būt lielam. Gluži pretēji, daudzās ierīcēs tiek izmantoti materiāli ar mazu vērtībuα lai izslēgtu temperatūras svārstību ietekmi uz šo ierīču rādījumiem.

Diriģenta pretestības izmaiņu aprēķināšanas piemērs sildot: Kā aprēķināt kvēlspuldzes kvēldiega temperatūru nominālajā režīmā

Maiņstrāvas pretestība

Tā paša vadītāja pretestība maiņstrāvai būs lielāka nekā līdzstrāvai. Tas ir saistīts ar tā saukto fenomenu virsmas efektskas sastāv no tā, ka maiņstrāva tiek pārvietota no diriģenta centrālās daļas uz perifēriskajiem slāņiem. Tā rezultātā strāvas blīvums iekšējos slāņos būs mazāks nekā ārējos.

Tādējādi ar maiņstrāvu diriģenta šķērsgriezums tiek izmantots nepilnīgi. Tomēr ar frekvenci 50 Hz pretestības atšķirība pret tiešu un mainīgu strāvu ir nenozīmīga, un praksē to var atstāt novārtā.

Tiek saukta līdzstrāvas vadītāja pretestībaomu, un maiņstrāva -aktīva pretestība. Omiskā un aktīvā pretestība ir atkarīga no vadītāja materiāla (iekšējās struktūras), ģeometriskajiem izmēriem un temperatūras. Turklāt ruļļos ar tērauda serdi aktīvās pretestības vērtību ietekmē tērauda zudumi.

Pie aktīvās pretestības pieder elektriskās kvēlspuldzes, elektriskās pretestības krāsnis, dažādas sildīšanas ierīces, reostati un vadi, kur gandrīz pilnībā elektriskā enerģija tiek pārveidota siltumā.

Papildus aktīvajai pretestībai maiņstrāvas ķēdēs ir arī induktīvā un kapacitīvā pretestība (sk.Kas ir induktīvā un kapacitīvā slodze?).

Izolācijas pretestība

Elektriskā tīkla un aprīkojuma uzticamība lielā mērā ir atkarīga no izolācijas kvalitātes starp dažādu fāžu dzīvajām daļām, kā arī starp dzīvajām daļām un zemi.

Izolācijas kvalitāti raksturo tās pretestības lielums. Šīs vērtības definīciju parasti ierobežo kontroles testos tīkliem un iekārtām, kuru spriegums ir mazāks par 1000 V. Augstāka sprieguma instalācijām papildus nosaka arī elektrisko stiprību un dielektriskos zaudējumus.

Atkarībā no tīkla stāvokļa (tīkls ar izslēgtiem vai ieslēgtiem enerģijas uztvērējiem, ar spriegumu vai bez tā) tiek izmantotas dažādas mērīšanas ierīču komutācijas shēmas un izolācijas pretestības vērtības aprēķināšanas metodes. Šim nolūkam visplašāk izmantotie megaohmmetri un voltmetri.

Izolācijas pretestības noteikšanas uzdevums ir specifisks un apjomīgs, tāpēc, lai to izpētītu, ieteicams atsaukties uz šo rakstu:Kā lietot megaohmetru

Kāds ir vadu aprēķins apkurei?

Elektriskā pretestība ietekmē vadu un kabeļu sildīšanai. Vadi, kas savieno enerģijas avotu ar uztvērējiem, nodrošina strāvas padevi uztvērējiem ar nelielu sprieguma un enerģijas zudumu, bet tajā pašā laikā tos nevajadzētu sildīt ar strāvu, kas iet caur tiem virs pieļaujamās temperatūras.

Atļauto temperatūras vērtību pārsniegšana noved pie vadu izolācijas bojājuma un tā rezultātā notiek īssavienojums, t.i., straujš strāvas vērtības pieaugums ķēdē. Tāpēc vadu aprēķins ļauj noteikt šķērsgriezuma laukumu, kurā sprieguma zudumi un vadu sildīšana būs normālās robežās.

Parasti tiek pārbaudīts vadu un kabeļu šķērsgriezums apkurei saskaņā ar pieļaujamo strāvas slodžu tabulām no PUE. Ja šķērsgriezums neatbilst apkures apstākļiem, jums vajadzētu izvēlēties lielāku šķērsgriezumu, kas atbilst šīm prasībām.

Pretestības sildīšanas vienības

Elektrisko kurtuvju galvenie elementi ir elektriski sildelementi un siltumizolācijas ierīce, kas novērš siltuma zudumus apkārtējā telpā. Par elektrisko sildīšanas elementu materiāliem izmanto karstumizturīgus nemetāliskus materiālus ar augstu pretestību (ogles, grafīts, karborunds) un metāliskos materiālus (nihromu, konstantu, fehrālu utt.).

Materiāli ar augstu pretestību ρ ļauj projektēt sildelementus ar lielu šķērsgriezuma laukumu un virsmu, kā arī materiālu izvēli ar nelielu izplešanās koeficientu α, nodrošina elementa ģeometrisko izmēru nemainību sildot.

No grafīta veida materiāliem izgatavoti sildelementi ir izgatavoti stieņu veidā ar cauruļveida vai cietu sekciju. Metāla sildelementi ir izgatavoti stieples vai lentes formā.

Drošinātāju izmantošana

Lai aizsargātu elektriskās ķēdes vadus no strāvas, kas pārsniedz pieļaujamās vērtības, izmantojietslēdži undrošinātāji dažādi veidi. Drošinātājs principā ir elektriskās ķēdes posms ar zemu termisko stabilitāti.

Drošinātāja ieliktni parasti izgatavo kā mazu šķērsgriezuma īsu vadītāju, kas izgatavots no materiāla ar labu vadītspēju (varš, sudrabs) vai no vadītāja ar salīdzinoši augstu pretestību (svins, alva). Ja strāva palielinās virs vērtības, kurai ir paredzēts drošinātājs, tā izdeg un izslēdz ķēdes sekciju vai strāvas kolektoru, kuru tā aizsargā.

Skatīt arī:Galvenie elektriskie lielumi ir spriegums, pretestība, strāva un jauda