התנגדות ספציפית של נחושת. הפיזיקה של התהליך

לעתים קרובות בספרות האלקטרוטכנית יש מושג של "התנגדות חשמלית של נחושת". ובאופן לא רצוני לשאול את השאלה, מה זה?

המושג "התנגדות" לכל מנצחמחובר באופן רציף להבנת תהליך זרימת זרם חשמלי דרכו. מאז הנאום במאמר זה מוקדש ההתנגדות של נחושת, אז המאפיינים שלה ואת המאפיינים של מתכות צריך גם להיחשב.

כשזה מגיע למתכות, זה לא רצוניאתה זוכר שלכולם יש מבנה מסוים - סריג קריסטל. האטומים נמצאים בצמתים של סריג כזה ולבצע תנודות תקופתיות ביחס אליהם. המרחקים והמיקומים של הצמתים האלה תלויים בכוחות האינטראקציה של אטומים זה עם זה (דחייה ומשיכה), והם שונים עבור מתכות שונות. ומסביב לאטומים במסלולם, האלקטרונים מסתובבים. הם גם נמצאים באיזון במסלול. רק כוח המשיכה הזה לאטום ולצנטריפוגלי. האם דמיינת את עצמך? אתה יכול לקרוא לזה, במובנים מסוימים, סטטי.

ועכשיו להוסיף את הדינמיקה. שדה חשמלי מתחיל לפעול על פיסת נחושת. מה קורה בתוך המנצח? אלקטרונים, קרועים על ידי כוח של שדה חשמלי מן המסלולים שלהם, למהר מוט חיובי שלה. הנה אתה ואת התנועה מכוונת של אלקטרונים, או ליתר דיוק, זרם חשמלי. אבל בדרך של תנועתם הם נתקלים באטומים בצמתים של סריג הבדולח ואלקטרונים שעדיין מסתובבים סביב האטומים שלהם. במקרה זה, הם מאבדים את האנרגיה שלהם ולשנות את כיוון התנועה. עכשיו את המשמעות של הביטוי "התנגדות של המנצח" הופך קצת יותר ברור? אטומי הסריג והאלקטרונים המסתובבים סביבם מתנגדים לתנועה כיוונית של אלקטרונים שנקרעו על ידי השדה החשמלי ממסלולם. אבל הרעיון של התנגדות של מנצח יכול להיקרא מאפיין כללי. באופן ספציפי יותר, כל מנצח מאפיין את ההתנגדות. נחושת גם כן. מאפיין זה הוא אינדיבידואלי עבור כל מתכת, שכן הוא תלוי רק על הצורה והממדים של הסריג הגבישי, ובמידה מסוימת על הטמפרטורה. כאשר הטמפרטורה של המנצח עולה, האטומים לבצע תנודה אינטנסיבית יותר באתרי הסריג. ואת האלקטרונים להסתובב סביב הצמתים במהירות גבוהה יותר במסלולים של רדיוס גדול יותר. וכמובן, האלקטרונים החופשיים נתקלים בהתנגדות רבה יותר כאשר הם נעים. זוהי הפיזיקה של התהליך.

ההתנגדות של נחושת היא סטנדרטיתערך. הערכים של פרמטר זה עבור כל המתכות וחומרים אחרים נמדדים ב 20 ° C ניתן למצוא בקלות בטבלה התייחסות. עבור נחושת, הוא 0.0175 אוהם * mm2 / m. המתכות הנפוצות ביותר בטבע, ערך זה קרוב ערך רק אלומיניום. עליו הוא 0,0271 Ohm * mm2 / m. ההתנגדות הספציפית של נחושת הערך שלה הוא השני רק כסף, אשר הערך הוא 0.016 אוהם * mm2 / m. זה גורם יישום רחב שלה בציוד חשמלי, בייצור של כבלי חשמל, סוגים שונים של מנצחים, עבור התקנה מודפסת של מכשירים אלקטרוניים. ללא חוטי נחושת, זה בלתי אפשרי ליצור שנאים כוח ומנועים עבור מכשירי חשמל ביתיים קטנים שיש להם רכוש של חיסכון באנרגיה. במקרה זה, הדרישות טוהר כימי של החומר מוגברת באופן משמעותי, שכן בנוכחות של אפילו 0.02% של אלומיניום, ההתנגדות של נחושת הוא גדל ב -10%. נחושת כזו, לעומת זאת, נחשב נקי מבחינה טכנית, וניתן לעשות כמה מוצרים מסוימים ממנו.

ללא ידיעת ערכי ההתנגדותלא ניתן לחשב את ההתנגדות הכוללת של המוליכים לפי גודלם וצורתם בעת תכנון ועיצוב של ציוד חשמלי. כדי לחשב את ההתנגדות הכוללת של המוליך, אנו משתמשים בנוסחה R = p * l / S, שבה הקיצורים מציינים את הדברים הבאים:

R היא ההתנגדות הכוללת של המנצח;

p הוא התנגדות של המתכת;

אני אורך המנצח;

S הוא אזור חתך של המנצח.

עבור הצרכים של כדור electrotechnical זה מותאםייצור רחב של מתכות כגון אלומיניום ונחושת, אשר ההתנגדות הספציפית שלהם היא די קטנה. של מתכות אלה, כבלים וסוגים שונים של חוטים מיוצרים, אשר נמצאים בשימוש נרחב בבנייה, לייצור של מכשירי חשמל ביתיים, ייצור של צמיגים, סלילה של שנאים ומוצרי חשמל אחרים.