Удельное сопротивление медного провода таблица: Какое сопротивление медного провода сечением 1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0 квадрата?

Содержание

Сопротивление медных проводов - Энциклопедия по машиностроению XXL

Таблица 1.7 Изменение сопротивления медных проводов при нагревании

Удельное сопротивление медного провода  [c.227]

Обмотка регулятора напряжения выполнена из медного провода. Известно, что сопротивление меди увеличивается при нагревании. А так как при работе генератора обмотка регулятора напряжения нагревается, ее сопротивление возрастает, что приводит к увеличению напряжения генератора. Увеличение напряжения генератора влечет за собой перезаряд аккумуляторной батареи и сокращение срока службы других потребителей. С целью сохранения постоянства регулируемого напряжения при изменении температуры обмотки регулятора в его цепь вводят последовательно сопротивление температурной компенсации СТК, между сердечником и ярмом ставят магнитный шунт или применяют подвеску якорька на термобиметаллической пластине. Сопротивление температурной компенсации выполняют из нихромовой проволоки и подбирают так, чтобы оно было равно сопротивлению медного провода обмотки, чем добиваются снижения роста сопротивления обмотки регулятора напряжения примерно наполовину.  

[c.60]

Переходное сопротивление медных проводов на участке провод — наконечник для заделок, выполненных способом холодного обжатия, должно соответствовать величинам, указанным в табл. 103.  [c.203]

Допустимые величины переходных сопротивлений медных проводов, заделанных в наконечники  [c.204]

Изменение сопротивления медных проводов при нагревании (сопротивление при 15°С принято за единицу)  [c.281]

Алюминий обладает пониженными по сравнению с медью свойствами — как механическими, так и электрическими. При одинаковых сечении и длине электрическое сопротивление алюминиевого провода больше, чем медного, в 0,028 0,0172 = 1,63 раза. Следовательно, чтобы получить алю. миниевый провод такого же электрического сопротивления, как и медный, нужно взять его сечение в 1,63 раза большим, т. е. диаметр должен быть в 1/1,63 1,3 раза больше диаметра медного провода. Отсюда понятно, что если ограничены габариты, то замена меди алюминием затруднена. Если же сравнить по массе два отрезка алюминиевого и медного проводов одной длины и одного и того же сопротивления, то окажется, что алюминиевый провод хотя и толще медного, но легче его приблизительно в два раза  

[c.201]

В работах [3—8] представлены результаты испытаний отрезков луженого медного провода № 16 длиной около 40 см с изоляцией из различных полимерных материалов толщиной около 0,4 мм. До и после экспозиции измерялось электрическое сопротивление изоляции и проводилось испытание на пробой при напряжении 1000 В в течение 10 с. Большинство образцов было экспонировано в 0,15 или 0,9 м над донными отложениями. Часть образцов испытывалась в ненапряженном состоянии (прямые отрезки), а другие в согнутом виде (напряженное состояние). В качестве изолирующих материалов были использованы полиэтилен, поливинилхлорид, силиконовый и бутадиенстирольный каучуки, а также неопрен.  [c.466]


Электрическое сопротивление термопары компенсационных и медных проводов R , при использовании в качестве вторичного прибора милливольтметра рекомендуется измерять уравновешенным мостом типа ММВ на месте производства испытаний.  
[c.157]

Медный провод, заключенный в оболочке термометра, имеет диаметр 0,05—0,07 мм и сопротивление, равное 100 ом при 0° изменение сопротивления этого провода с изменением температуры и служит для определения последней. Оболочка должна быть непроницаема для воды и воздуха. Место вывода проводника из оболочки изолируется шеллаком.  [c.68]

Чтобы получить высокое значение крутящего момента, стартеры должны потреблять большой ток. Для этого обмотки якоря и обмотки возбуждения у них изготовляются из медного провода большого сечения (10— 15 Mie) н малой длины. Сопротивление их мало, поэтому при включении стартера и при торможении якоря, когда в его обмотке не индуктируется обратная э. д. с., крутящий момент достигает высокого значения, чем облегчается пуск двигателя. Чтобы пропускать большой ток, ш,етки стартера выполнены из материала, который состоит из меди (90%), свинца (6%) и графита (4%).  

[c.153]

Для измерения напряжения или э. д. с. источника вольтметр необходимо включить непосредственно к зажимам источника, а для того, чтобы ток в приборе был возможно меньшей величины, сопротивление вольтметра делают большим. Обмотка рамки хотя и выполнена проводником малого сечения, но сопротивление ее недостаточно и последовательно с катушкой включают дополнительное сопротивление, которое изготовляют из константановой или манганиновой проволоки. Это делают с целью уменьшить влияние температуры на точность показаний вольтметра. Из 6 известно, что нри повышении температуры сопротивление медного проводника увеличивается и, следовательно, при том же напряжении в сети вольтметр по мере нагревания обмотки из медной проволоки стал бы показывать меньшую величину. При добавочном сопротивлении из константана юти манганина, температурный коэффициент которого очень мал, влияние температуры па показания будет вызываться главным образом обмоткой рамки, сделанной из медного провода.  

[c.55]

Удельное сопротивление р алюминия (см. табл. 1.1) примерно в 1,63 раза больше р меди. Поэтому замена меди алюминием не всегда возможна, особенно в радиоэлектронике. Однако если сравнить по массе два отрезка алюминиевого и медного проводов одной и той же длины и одного и того же сопротивления, то окажется, что алюминиевый провод хотя и толще медного, но легче его приблизительно в 2 раза. Поэтому для изготовления проводов одной и той же проводимости на единицу длины алюминий выгоднее меди в том случае, если тонна алюминия дороже тонны меди не более чем в два раза. Важно и то, что алюминий менее дефицитен, чем медь.  [c.22]

Если сравнить по весу алюминиевый и медный провода одной и той же длины и одинакового электрического сопротивления, то окажется, что алюминиевый провод, хотя и более толстый по сравнению с медным, будет все же легче (приблизительно в 2 раза), чем медный.[c.207]

Для соединения используем медный провод длиной 4 м и сечением 1 мм сопротивление его равно  [c.160]

Кроме того, при сварке медных проводов структура металла не меняется, получающееся монолитное соединение имеет большее сечение по сравнению с сечением провода, а поэтому и отношение сопротивления сварного соединения к сопротивлению целого участка медного провода на равной длине, как правило, меньше единицы ( / деф 1).  [c.47]

Медь также быстро реагирует с серой и с соединениями, легко отщепляющими серу. Практическое значение имеет коррозия медных проводов, изолированных вулканизированной резиной, содержащей сернистые соединения. Срок службы медных проводов, покрытых вулканизированной резиной, весьма мал, так как вследствие образования сернистой меди рабочее сечение провода уменьшается, а следовательно, увеличивается его сопротивление, и, кроме того, в месте образования сернистого включения провод становится хрупким. Для предупреждения такого разрушения медный провод перед покрытием вулканизированной резиной защищают слоем олова.  [c.85]


Катушка зажигания представляет собой высоковольтный трансформатор, содержащий две индуктивно связанные обмотки, намотанные на общий сердечник из электротехнической стали. Первичная (низковольтная) обмотка имеет, как правило, 150. . . 300 витков медного провода сопротивлением 0,4... 3 Ом, а вторичная (высоковольтная) — в 50. . . 150 раз больше витков с большим сопротивлением от одного до десятков кОм.  
[c.211]

Значения расчетных сопротивлений 2ф для трехфазных ВЛ напряжением 3—10 кв с медными проводами  [c.465]

Как видно, алюминий обладает по сравнению с медью пониженными свойствами как механическими, так и электрическими. При одинаковых сечении и длине сопротивление алюминиевого провода больше, чем медного, в 0,0285 0,0175 = 1,68 раза. Следовательно, чтобы получить алюминиевый провод такого же сопротивления, как и медный, нужно взять его сечение в 1,68 раза большим, т. е. диаметр в l/l, 68 1,3 больше диаметра медного провода. Отсюда понятно, что, если мы ограничены габаритами, замена меди алюминием затруднена так, для обмоток электрических машин и аппаратов алюминий находит себе применение редко. В этом случае играет роль и то обстоятельство, что стоимость изоляции, зависящая от периметра сечения проводника, в случае алюминия будет выше, чем в случае меди.  

[c.281]

Если же сравнить по весу два отрезка алюминиевого и медного проводов одной и той же длины и одного и того же сопротивления, то окажется, что алюминиевый провод хотя и толще медного, но легче его приблизительно в два раза  [c.281]

Алюминий обладает по сравнению с медью пониженными свойствами — как механическими, так и электрическими. При одинаковых сечении и длине электрическое сопротивление алюминиевого провода больше, чем медного, в 0,028 0,0172 = 1,63 раза. Следовательно, чтобы получить алюминиевый провод такого же электрического сопротивления, как и медный, нужно взять его сечение в 1,63 раза большим, т. е. его диаметр должен быть в К1,63 1,3 больше диаметра медного провода. Отсюда понятно, что если мы ограничены габаритами, то замена меди алюминием затруднена.  [c.295]

Вычислить допустимую силу тока для медного провода d=2 мм, покрытого резиновой изоляцией толщиной 6=1 мм, при условии, что максимальная температура изоляции должна быть не выше 60° С, а на внешней поверхностн изоляции 40 С. Коэффициент теплопроводности резины =0,15 Вт/(м-°С). Электрическое сопротивление медного провода У = 0,005 Ом/м.  

[c.16]

Резистор СТК (см. рис. 18), выполненный из нихрома (Х15Н60), включают последовательно основной обмотке регулятора. При + 20°С сопротивление провода резистора СТК примерно равно сопротивлению медного провода обмотки. При повышении температуры сопротивление нихрома не будет повышаться. С увеличением температуры медного и нихромового проводников сопротивление цепи обмотки будет повышаться примерно на 12,5% только за счет нагрева медного проводника. Вместе с этим и напряжение генератора будет возрастать примерно на 12,5%.  [c.45]

Из этой диаграммы видно, что увеличению напряжения материала провода вдвое (с 10 до 20 кГ/лш ) соответствует увеличение нагрузки в 2,5 раза, увеличению напряжения в 3 раза (10—30 кГ1мм ) —возрастание нагрузки в 4,8 раза и т. д. Принимая временное сопротивление медного провода с учетом ослабления в зажиме равным  

[c.129]

Катушка реле-регулятора напряжения намотана медным проводом. Медь имеет довольно высокий положительный температурный коэффициент сопротивления [сопротивление медного проводе возрастает примерно на 0.4% при повышении температуры на 1°С]. Таким образом, с повышением температуры для сребатывания контактов потребуется приложить к катушке большее напряжение, т.е. напряжение на выходе генератора будет расти и аккумулятор может перезарядиться.  [c.49]

Свечение разрядников может появиться при пробое образна, ошибочной сборке схемы, а также в случае, если установлено слишком большое сопротивление / з по сравнению с необходимым для уравновешивания моста. При появлении свечения необходимо немедленно выключить установку. Периодически надлежит проверять исправность разрядников. Для этого последовательно с разрядником включают защитное сопротивление около 2000 Ом и определяют напряжение зажигания для неонового разрядника типа СН-2 это напряжение около 80 В. Периодически следует проверять сопротивление изоляции кабелей высокого напряжения, оно должно быть не ниже 10 МОм. Заземление всей схемы должно быть тщательно выполнено медным проводом сечением не менее 6 мм-. Трансформатор высокого напряжения, предназначенный для питания моста, конденсатор Со и испытуемый образец изоляционного материала должны быть помещены в щкаф или установлены за металличеекой заземленной оградой, исключающей возможность прикосновения к проводам и зажимам, находящимся под высоким напряжением. При напряжении до 50 кВ ограждения устанавливаются на расстоянии не менее 0,5 м от чаетей, находящихся под высоким напряжением. Дверца шкафа или ограждения должна быть снабжена такой блокировкой, что когда дверца открывается, блокировочное устройство размыкает цепь питания установки.
Экраны моста и соединительных кабелей должны быть надежно заземлены, так же как и корпус трансформатора высокого напряжения.  [c.61]
Обмоточные провода со сплошной стеклянной изоляцией получаются методом вытягивания тонкой металлической нити из разогретого токами высокой частоты прутка металла, находящегося в стеклянной трубке, и относятся к классу микропроводов. Провода с манганиновой жилой (диаметр 3—100 мкм) имеют марку ПССМ и используются в основном для приготовления резисторов. Медные провода марки ПМС имеют диаметр 5—200 мкм, а толщина изоляции составляет 1—35 мкм. Провода со сплошной стеклянной изоляцией оценивают по погонному электрическому сопротивлению и температурному коэффициенту сопротивления. В соответствии с этими параметрами они подразделяются на восемь групп и три класса.  [c.254]

Каждому физическому объекту присущ ряд свойств, бопьшинство из которых удобно выражать чиспами. Например, если мы имеем дело с куском медного провода, то к числу таких свойств в первую очередь следует отнести его диаметр, длину, массу, электропроводность, температурный коэффициент расширения и электрическое сопротивление, Некоторые свойства объекта труднее поддаются количественному описанию. В данном случае можно указать, например, на цвет, блеск или способность противостоять многократным изгибам. Однако и для всех этих свойств можно определить соответствующие количественные характеристики. Без их знания мы практически не можем описать объект так, чтобы это описание позволяло достаточно точное его воспроизведение.  [c.5]

При термообработке внутренних цилиндрических поверхностей малого диаметра (меньше 50 мм) и большой длины одновитковые индукторы применять нерационально активное сопротивление длинных токоподводящих шин становится соизмеримым с эквивалентным активным сопротивлением индуктирующего провода. В таких случаях стремятся использовать двух- или трехвитковые индукторы (рис. 8-16). Здесь индуктирующий провод 4 имеет два витка. Магнитопровод 6 из феррита (индуктор предназначен для нагрева током 440 кгц) служит для вытеснения тока к нагреваемой поверхности. Охлаждающая жидкость подается через штуцер / по внешнему токоподводу 2, соетоящему из двух концентрических медных труб, и через штуцер 8 по внутреннему токопроводу 7, затем она выходит через отверстия 5 на закаливаемую поверхность. Сечение индуктирующего провода должно быть доетаточно велико,  [c.137]

Отложения оксидов металлов в трубе обнаруживают при помощи индукционного датчика, представляющего собой постоянный магнит с обмоткой медного провода (оператор водит прибором по поверхности исследуемого трубопровода). При прохождении участка с металлооксидными отложениями магнитное сопротивление цепи магнит - трубопровод уменьщается, что приводит к изменению напряженности магнитного поля магнита и сопровождается возникновением в обмотке магнита ЭДС индукции, поступающей на вход двухкаскадного транзисторного усилителя постоянного тока, и усиленный импульс регистрируется микроамперметром. Отклонение стрелки прибора зависит от толщины слоя отложения и скорости движения датчика по трубопроводу. Однако из-за малой длительности импульса индуктируемой ЭДС, наличия омического сопротивления обмотки магнита и инерционности подвижной части микроамперметра  [c.49]

Обычно протекторы размещают непосредственно на объекте защиты. Однако при использовании в грунте их для лучшей токоотдачи располагают отдельно и соединяют с объектом защиты при помощи кабеля. В данном случае кабель должен иметь особенно низкое омическое сопротивление, чтобы и без того малое напряжение защиты не было бы еще уменьшено омическим падением напряжения. Следовательно, при большой длине проводов поперечные сечения кабелей следует принимать достаточно большими. Обычно достаточно применить кабели с оболочкой NYM с поперечным сечением медного провода 2,5 мм . Иногда требуются более мощные кабели со спецпальной изоляцией, например NYY 4 мм . Подсоединительные кабели, укладываемые в грунте, должны иметь бросающуюся в глаза окраску, например белую. При прокладке в морской воде иногда как и в системах с наложением тока от постороннего источника могут потребоваться кабели, стойкие к повышенной температуре, маслу и морской воде.  [c.191]

Дело в том, что повышение мопгности электрогенератора ограничивается сильным нагревом обмоток. Тепло, выделяющееся в медных проводах генератора, надо отводить, а это очень затрудняется их электрической изоляцией. Для лучшего отвода тепла и уменьшения так называемых вентиляционных потерь — потерь энергии па сопротивление воздуха быстро вращающемуся ротору — роторы генераторов крупных машин помещают в водородную атмосферу. Являясь хорошим проводником тепла, водород быстро охлаждает верхние поверхности обмоток ротора. Но и при этих предосторожностях нагрев проводов обмоток очень значителен.  [c.48]

В состав установки для измерений посредством акалориметра входят следующие части, изображенные на рис. 75 термостат В на этой схеме — ледяная ванна, состоящая из стеклянного колокола, перевернутого своим тубусом вниз, на который надета резиновая трубка для спуска излишней воды акалориметр V, дифференциальная термопара bM tNuM"d, состоящая из медных проволок uM"d и bM t и константановой проволоки tNu, присоединяемая в точках Ь тл. йк. медным проводам, ведущим через ключ 5 и регулируемый (грубо) магазин сопротивлений или реостат R к гальванометру G часы или секундомер Н,  [c. 235]

Медные ТС. Обычная медь, поставляемая системой снабжения и торговли в виде проволоки и проводов всех требуемых размеров, не дефицитна, дешева, чиста и гомогенна — вполне удовлетворяет всем требования.м, предъявляе.мым к материалу чувствительных элементов ТС для измерения умеренных температур. Существенный практический недостаток меди — при температуре выше 300 °С она начинает активно окисляться. Поэтому медь применяется в чувствительных элементах ТС для измерения температур не выше 200 °С. Изоляционные покрытия медных проводов — лак или шелк — также не выдерживают влияния высоких температур. К числу недостатков меди следует отнести и ее малое удельное сопротивление (р = 1,7 х X 10 Ом м).  [c.138]

Температурная компенсация регуляторов напряжения. Обмотка регулятора напряжения ОРН изготовляется из медного провода. В результате нагревания обмотки током сопротивление ее повышается, так как медь обладает положительным температурным коэффициентом сопротивления. Для притяжения вибратора требуется онределенная сила электромагнита, которая, помимо прочих условий, зависит от числа ампер-витков. Так как обмотка ОРН в нагретом состоянии имеет сопротивление больше, то для того, чтобы ток достигал прежней величины, при которой работал регулятор до нагрева, необходимо к зажимам подвести выше напряжение, и регулятор напряжения, снабженный обмоткой ОРН из медного проводника, будет повышать поддерживаемое напряжение по мере нагревания обмотки.  [c.202]

Из оксидированного алюминия изготовляют различные катушки, работающие при высокой температуре возможность нагрузки провода большей плотностью тока при малой толщине изоляции позволяет во многих случаях заменять медь алюминием, несмотря на, его более высокое удельное сопротивление (медь — 0,0172, алюминий — 0,028 ом мм 1м). Для получения медного провода с весьма высокой пагревостойкостью изоляции иногда покрывают медь алюминием, а затем поверхность алюминия оксидируют.  [c. 548]

Питание часового механизма производится от окисно-ртут-ного элемента напряжением 1,42 в. Катушка элетромагнита намотана медным проводом диаметром 0,014 мм с рядовой намоткой и имеет около 2000 витков сопротивлением 3250 ом, она потребляет ток 0,5 ма.  [c.281]



Удельное сопротивление меди – jelectro.ru

Одним из самых распространённых металлов для изготовления проводов является медь. Её электросопротивление минимальное из доступных по цене металлов. Оно меньше только у драгоценных металлов (серебра и золота) и зависит от разных факторов.

Формула вычисления сопротивления проводника

Что такое электрический ток

На разных полюсах аккумулятора или другого источника тока есть разноимённые носители электрического заряда. Если их соединить с проводником, носители заряда начинают движение от одного полюса источника напряжения к другому. Этими носителями в жидкости являются ионы, а в металлах – свободные электроны.

Определение. Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

Удельное сопротивление

Удельное электрическое сопротивление – это величина, определяющая электросопротивление эталонного образца материала. Для обозначения этой величины используется греческая буква “р”. Формула для расчета:

p=(R*S)/l.

Эта величина измеряется в Ом*м. Найти её можно в справочниках, в таблицах удельного сопротивления или в сети интернет.

Свободные электроны по металлу двигаются внутри кристаллической решётки. На сопротивление этому движению и удельное сопротивление проводника влияют три фактора:

  • Материал. У разных металлов различная плотность атомов и количество свободных электронов;
  • Примеси. В чистых металлах кристаллическая решётка более упорядоченная, поэтому сопротивление ниже, чем в сплавах;
  • Температура. Атомы не находятся на своих местах неподвижно, а колеблются. Чем выше температура, тем больше амплитуда колебаний, создающая помехи движению электронов, и выше сопротивление.

На следующем рисунке можно увидеть таблицу удельного сопротивления металлов.

Удельное сопротивление металлов

Интересно. Есть сплавы, электросопротивление которых падает при нагреве или не меняется.

Проводимость и электросопротивление

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

R=(p*l)/S.

Кроме электросопротивления, в некоторых формулах используется понятие “проводимость”. Это величина, обратная сопротивлению. Обозначается она “g” и рассчитывается по формуле:

g=1/R.

Проводимость жидкостей

Проводимость жидкостей отличается от проводимости металлов. Носителями зарядов в них являются ионы. Их количество и электропроводность растут при нагревании, поэтому мощность электродного котла растёт при нагреве от 20 до 100 градусов в несколько раз.

Интересно. Дистиллированная вода является изолятором. Проводимость ей придают растворенные примеси.

Электросопротивление проводов

Самые распространенные металлы для изготовления проводов – медь и алюминий. Сопротивление алюминия выше, но он дешевле меди. Удельное сопротивление меди ниже, поэтому сечение проводов можно выбрать меньше. Кроме того, она прочнее, и из этого металла изготавливаются гибкие многожильные провода.

В следующей таблице показывается удельное электросопротивление металлов при 20 градусах. Для того чтобы определить его при других температурах, значение из таблицы необходимо умножить на поправочный коэффициент, различный для каждого металла. Узнать этот коэффициент можно из соответствующих справочников или при помощи онлайн-калькулятора.

Сопротивление проводов

Выбор сечения кабеля

Поскольку у провода есть сопротивление, при прохождении по нему электрического тока выделяется тепло, и происходит падение напряжения. Оба этих фактора необходимо учитывать при выборе сечения кабелей.

Выбор по допустимому нагреву

При протекании тока в проводе выделяется энергия. Её количество можно рассчитать по формуле электрической мощности:

P=I²*R.

В медном проводе сечением 2,5мм² и длиной 10 метров R=10*0.0074=0.074Ом. При токе 30А Р=30²*0,074=66Вт.

Эта мощность нагревает токопроводящую жилу и сам кабель. Температура, до которой он нагревается, зависит от условий прокладки, числа жил в кабеле и других факторов, а допустимая температура – от материала изоляции. Медь обладает большей проводимостью, поэтому меньше выделяемая мощность и необходимое сечение. Определяется оно по специальным таблицам или при помощи онлайн-калькулятора.

Таблица выбора сечения провода по допустимому нагреву

Допустимые потери напряжения

Кроме нагрева, при прохождении электрического тока по проводам происходит уменьшение напряжения возле нагрузки. Эту величину можно рассчитать по закону Ома:

U=I*R.

Справка. По нормам ПУЭ оно должно составлять не более 5% или в сети 220В – не больше 11В.

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

В сети 220В напряжение подаётся по двум проводам: фазному и нулевому, поэтому расчёт производится по двойной длине кабеля. В кабеле из предыдущего примера оно составит U=I*R=30A*2*0.074Ом=4,44В. Это немного, но при длине 25 метров получается 11,1В – предельно допустимая величина, придётся увеличивать сечение.

Максимально допустимая длина кабеля данного сечения

Электросопротивление других металлов

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

  • Железо. Удельное сопротивление стали выше, но она прочнее, чем медь и алюминий. Стальные жилы вплетаются в кабеля, предназначенные для прокладки по воздуху. Сопротивление железа слишком велико для передачи электроэнергии, поэтому при расчёте сечения жилы не учитываются. Кроме того, оно более тугоплавкое, и из него изготавливаются вывода для подключения нагревателей в электропечах большой мощности;
  • Нихром (сплав никеля и хрома) и фехраль (железо, хром и алюминий). Они обладают низкой проводимостью и тугоплавкостью. Из этих сплавов изготавливаются проволочные резисторы и нагреватели;
  • Вольфрам. Его электросопротивление велико, но это тугоплавкий металл (3422 °C). Из него изготавливаются нити накала в электролампах и электроды для аргонно-дуговой сварки;
  • Константан и манганин (медь, никель и марганец). Удельное сопротивление этих проводников не меняется при изменениях температуры. Применяются в претензионных приборах для изготовления резисторов;
  • Драгоценные металлы – золото и серебро. Обладают самой высокой удельной проводимостью, но из-за большой цены их применение ограничено.

Индуктивное сопротивление

Формулы для расчёта проводимости проводов справедливы только в сети постоянного тока или в прямых проводниках при низкой частоте. В катушках и в высокочастотных сетях появляется индуктивное сопротивление, во много раз превышающее обычное. Кроме того, ток высокой частоты распространяется только по поверхности провода. Поэтому его иногда покрывают тонким слоем серебра или используют литцендрат.

Справка. Литцендрат – это многожильный провод, каждая жила в котором изолирована от остальных. Это делается для увеличения поверхности и проводимости в сетях высокой частоты.

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

Видео

Оцените статью:

Электрическое сопротивление r (Ом) 1м проволоки (провода.

..) в зависимости от ее диаметра d и материала.

Электрическое сопротивление r (Ом) 1м проволоки (провода...) в зависимости от ее диаметра d или сечения и материала при 20 °С.

Электрическое сопротивление r (Ом) 1м проволоки (провода...) в зависимости от ее диаметра d и материала при 20 °С..
d, мм

сечение, мм2

Материал проволоки

алюминиевая

медная

вольфрамовая

стальная

никелиновая

нихромовая

0,05

0,001963

13,68

8,66

28

51

204

510

0,10

0,00785

3,42

2,16

7,0

12,7

51

128

0,30

0,0707

0,379

0,240

0,778

1,41

5,41

14,14

0,50

0,1963

0,137

0. 087

0,280

0,51

2,04

5,10

0.70

0,3847

0,0695

0,044

0,143

0,260

1,04

2,60

1,0

0,785

0,0341

0,0216

0,070

0,127

0,51

1,28

1,2

1,130

0,0237

0,0150

0,0486

0,088

0,354

0,884

1,4

1,539

0,0174

0,0110

0,0357

0,065

0,260

0,650

1,6

2,0

0,0134

0,0085

0,0273

0,0497

0,199

0,498

1,8

2,54

0,0106

0,0067

0,0216

0,0393

0,157

0,393

2,0

3,14

0,0085

0,0054

0,0175

0,0318

0,127

0,318

2,6

5,31

0,0055

0,0035

0,0112

0,0204

0,081

0,204

3,0

7,07

0,0038

0,0024

0,078

0,0141

0,057

0,142

Вычислите сопротивление алюминиевого кабеля длиной 10 км

Данная статья поможет вам рассчитать сопротивление провода. Расчет можно выполнить по формулам, либо по данным таблицы "сопротивление проводов", которая приведена ниже.

То как влияет материал проводника учитывается при помощи удельного сопротивления, которое принято обозначать буквой греческого алфавита ρ и являет собой сопротивление проводника сечением 1 мм 2 и длинной 1 м. У серебра наименьшее удельное сопротивление ρ = 0,016 Ом•мм 2 /м. Ниже приводятся значения удельного сопротивления для нескольких проводников:

  • Сопротивление провода для серебра — 0,016,
  • Сопротивление провода для свинеца — 0,21,
  • Сопротивление провода для меди — 0,017,
  • Сопротивление провода для никелина — 0,42,
  • Сопротивление провода для люминия — 0,026,
  • Сопротивление провода для манганина — 0,42,
  • Сопротивление провода для вольфрама — 0,055,
  • Сопротивление провода для константана — 0,5,
  • Сопротивление провода для цинка — 0,06,
  • Сопротивление провода для ртути — 0,96,
  • Сопротивление провода для латуни — 0,07,
  • Сопротивление провода для нихрома — 1,05,
  • Сопротивление провода для стали — 0,1,
  • Сопротивление провода для фехрали -1,2,
  • Сопротивление провода для бронзы фосфористой — 0,11,
  • Сопротивление провода для хромаля — 1,45

Так как в состав сплавов входят разные количества примесей, то удельное сопротивление может изменятся. 2

  • где d — это диаметр провода.

Измерить диаметр провода можно микрометром либо штангенциркулем,но если их нету под рукой,то можно плотно намотать на ручку (карандаш) около 20 витков провода, затем измерить длину намотанного провода и разделить на количество витков.

Для определения длинны провода,которая нужна для достижения необходимого сопротивления,можно использовать формулу:

1.Если данные для провода отсутствуют в таблице,то берется некоторое среднее значение.Как пример ,провод из никелина который имеет диаметр 0,18 мм площадь сечения равна приблизительно 0,025 мм2, сопротивление одного метра 18 Ом, а допустимый ток 0,075 А.

2.Данные последнего столбца,для другой плотности тока, необходимо изменить. Например при плотности тока 6 А/мм2, значение необходимо увеличить вдвое.

Пример 1. Давайте найдем сопротивление 30 м медного провода диаметром 0,1 мм.

Решение. С помощью таблицы берем сопротивление 1 м медного провода, которое равно 2,2 Ом. Значит, сопротивление 30 м провода будет R = 30•2,2 = 66 Ом.

Расчет по формулам будет выглядеть так: площадь сечения : s= 0,78•0,12 = 0,0078 мм2. Поскольку удельное сопротивление меди ρ = 0,017 (Ом•мм2)/м, то получим R = 0,017•30/0,0078 = 65,50м.

Пример 2. Сколько провода из манганина у которого диаметр 0,5 мм нужно чтобы изготовить реостат, сопротивлением 40 Ом?

Решение. По таблице выбираем сопротивление 1 м этого провода: R= 2,12 Ом: Чтобы изготовить реостат сопротивлением 40 Ом, нужен провод, длина которого l= 40/2,12=18,9 м.

Расчет по формулам будет выглядеть так. Площадь сечения провода s= 0,78•0,52 = 0,195 мм 2 . Длина провода l = 0,195•40/0,42 = 18,6 м.

Ответ или решение 1

ρ = 0,028 Ом *мм 2 /м.

l = 2 км = 2000 м.

S = 2 см 2 = 0,02 мм 2 .

Сопротивление R однородного цилиндрического проводника определяется формулой: R = ρ *l /S, где ρ — удельное сопротивление вещества, из которого сделан провод, l — длина провода, S — площадь поперечного сечения провода.

R = 0,028 Ом *мм 2 /м *2000 м /0,02 мм 2 = 2800 Ом.

Ответ: сопротивление алюминиевого кабеля составляет R = 2800 Ом.

Алюминиевый провод имеет длину сто метров и площадь поперечного сечения четыре квадратных миллиметра.
Необходимо: определить сопротивление алюминиевого провода

Формула для расчёта величины электрического сопротивления провода имеет вид

,

где (Ом×мм 2 )/м – удельное сопротивление алюминия

Подставив в формулу числовые значения физических величин, рассчитаем значение сопротивления алюминиевого провода

Ом

Ответ: сто метров алюминиевого провода сечением четыре квадратных миллиметра имеет сопротивление ноль целых семь десятых Ома

Таблица мощности проводов: рассмотрим подробно


Использование полезной работы электрического тока, уже является чем-то обыденным, незаменимым и само собой разумеющимся. Действительно, с тех пор, когда были получены первые токи от первой батарейки, великим ученым Алессандро Вольтом, в далеком 1800 году, прошло всего-то два столетия. Однако теперь сеть проводов, электрических соединений буквально пронизывает все и вся на поверхности земли и в наших домах. Если всю эту сеть нескончаемых проводов представить себе со стороны, то это будет подобно нервной или кровеносной системе в нашем организме. Роль всех этих проводов для современного общества, пожалуй, не менее значима, чем функция одной из вышеупомянутых систем живого организма. Что же, раз это так важно и серьезно, то при выборе проводов и кабелей, для создания нашей собственной коммуникативной электрической сети стоит подходить с особым вниманием и придирчивостью. Дабы она работала стабильно, без сбоев и отказов. Что же в себя включает данный выбор проводов и кабелей? Во-первых, это определиться с применяемым для проводки материалом, будь то медь или алюминий. Во-вторых, определиться с количеством жил в проводнике, 2 или 3. В-третьих, необходимо подобрать сечения жил исходя из тока, которые будет проходить по проводам, то есть исходя из мощности нагрузки. В-четвертых, выбрать провод исходя из расчетного значения, ближайшее большее сечение по типоряду относительного расчетного. О мелочах и того можно говорить намного больше сказанного, поэтому пока остановимся на этом, и попытаемся все же раскрыть тему нашей статьи о расчете и выборе провода или кабеля исходя из мощности нагрузки.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Не смотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется. Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию. Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Какая проводка лучше – сравнение медной и алюминиевой электропроводки

При планировании электромонтажных работ в доме или квартире, может возникнуть вопрос о том, что же лучше: медная или алюминиевая проводка?

В данной статье мы разберемся какой материал следует применять при разводке электрического кабеля в жилых помещениях и рассмотрим все плюсы и минусы медных и алюминиевых проводников.

Сравнение алюминиевых и медных проводов по техническим характеристикам

Для того, чтобы понять, чем отличается медь и алюминий, нужно рассмотреть и сравнить их технические характеристики.

Свойства проводников

Основными электрическими свойствами материала проводников являются их удельное электрическое сопротивление, теплопроводность и температурный коэффициент сопротивления. К механическим свойствам можно отнести вес, прочность, удлинение перед разрывом и срок службы в режиме нормальной работы.

Удельное электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление – это способность материала оказывать сопротивление электрическому току при его протекании через проводник. Эта характеристика вычисляется по формуле:

Ρ = r⋅S/l,

где l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения, r – сопротивление.

Для сравнения:

Материал проводникаУдельное электрическое сопротивление, Ом·мм²/м

Медь0,0175
Алюминий0,0300

Как видно из этой таблицы, у меди удельное сопротивление ниже и, соответственно, она меньше нагревается и лучше проводит электрический ток.

Теплопроводность

Теплопроводность – это свойство проводника, которое показывает количество тепла, которое проходит в единицу времени через слой вещества. Для расчёта электрического кабеля данная характеристика является достаточно важной, так как от неё зависит безопасная эксплуатация электропроводки. Чем выше теплопроводность материала, тем он меньше нагревается и лучше отдает лишнее тепло.

Для сравнения:

Материал проводникаТеплопроводность, Вт/(м·К)

Медь401
Алюминий202—236

Температурный коэффициент сопротивления

При нагревании различных материалов их электропроводимость изменяется. Характеристикой, которая показывает это изменение называется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Это значение выявляют с помощью специального измерителя ТКС и берут среднее значение этого коэффициента.

Обратите внимание! Температурный коэффициент сопротивления — это отношение относительного изменения сопротивления к изменению температуры. Обозначается α.

Для сравнения:

Материал проводникаТемпературный коэффициент сопротивления, 10-3/K

Медь4,0
Алюминий4,3

Чем меньше температурный коэффициент сопротивления, тем большей стабильностью обладает проводник.

Вес и электропроводимость проводника

Медь намного тяжелее алюминия. Её плотность составляет 8900 кг/м³, а плотность алюминия 2700 кг/м³. Это означает, что проводник из меди будет тяжелее аналогичного по размеру алюминиевого провода в 3,4 раза.

Важно понимать, что электропроводимость меди более чем на 50% выше, чем у алюминия и, соответственно, чтобы проводник из алюминия мог провести такой же ток он должен быть больше медного на 50%.

Поэтому эффективнее использовать медный проводник, чем кабель из алюминиевого материала.

Удлинение перед разрывом и прочность

Электрический кабель может работать в различных режимах и условиях эксплуатации, поэтому при выборе проводника очень важно учитывать его стойкость к механическим нагрузкам. Сопротивление на разрыв – характеристика, которая учитывает прочность материала и противодействие разрушающей нагрузке.

Для сравнения:

Материал проводникаПредел прочности на разрыв, кг/м²

Медь27 – 44,9
Алюминий8 – 25

Исходя из анализа таблицы хорошо видно, что медь обладает высокой стойкостью к механическому воздействию и существенно превосходит алюминий по такой характеристике.

Срок службы

Срок службы электрической проводки зависит от условий эксплуатации и окружающей среды. Принято считать, что срок службы алюминиевого кабеля в нормальных условиях работы составляет 20-30 лет. В то же время медная проводка служит значительно дольше и срок её службы может достигать до 50 лет.

Какой материал для электропроводки нужно выбирать для квартиры

В советские времена в жилых помещениях обычным явлением было применение электропроводки из алюминия. Это происходило по тому, что в жилых домах не было высоких нагрузок на электрическую сеть ввиду небольшой мощности и малого количества электрических приборов.

С развитием техники и появлением огромного разнообразия мощных электроприборов, которые используются в домашних условиях, существенно повысились требования к качеству и материалам для электрического кабеля.

В современных реалиях устройство проводки из алюминиевого материала практически не применяется, так как согласно ПУЭ электрическая проводка в жилых помещениях должна выполняться из меди!

Интересный факт! Не многие знают, но чуть ранее до алюминиевой проводки, в сталинские времена, в квартирах использовалась медная проводка.

Преимущества и недостатки алюминиевой электропроводки

Основными преимуществами электрической проводки из алюминия являются:

  1. Небольшая масса: плотность алюминия ниже и соответственно ниже его масса. При прокладке простых сетей с множеством кабелей, но небольшими нагрузками – это будет удобным преимуществом.
  2. Небольшая цена: алюминий дешевле меди в несколько раз, поэтому изделия из такого материала также отличаются низкой ценой.
  3. Стойкость к окислению: при отсутствии контакта с окружающей средой служит долго и не разрушается от окисления.

Какой провод, кабель выбрать для прокладки проводки (моножилу или многожильный)

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой. Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу. Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди. В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше. Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Срок службы алюминиевой проводки в квартирах

Нет ни одного механизма или сооружения, которые служили бы вечно (за исключением египетских пирамид). Электропроводка не является исключением.

По утверждениям фирм, выпускающих провода различного назначения, задекларированный срок службы алюминиевой проводки в квартирах составляет 25 лет, при этом медные провода могут эксплуатироваться до 35 лет.

По истечении этого срока электропроводка подлежит замене. Это не значит, что при удовлетворительном состоянии проводов и скруток такую работу необходимо выполнять немедленно, но её желательно запланировать на ближайший капитальный или косметический ремонт.

Выбираем провод (кабель) из меди или алюминия (документ ПЭУ)

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот. Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться. Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…». (До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускается использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами) Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал. Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт. Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Как рассчитать сечение по току?

Табличные значения не могут учесть индивидуальных особенностей устройства и эксплуатации сети. Специфика у таблиц среднестатистическая. Не приведены в них параметры максимально допустимых для конкретного кабеля токов, а ведь они отличаются у продукции с разными марками. Весьма поверхностно затронут в таблицах тип прокладки. Дотошным мастерам, отвергающим легкий путь поиска по таблицам, лучше воспользоваться способом расчета размера сечения провода по току. Точнее по его плотности.

Допустимая и рабочая плотность тока

Начнем с освоения азов: запомним на практике выведенный интервал 6 — 10. Это значения, полученные электриками многолетним «опытным путем». В указанных пределах варьирует сила тока, протекающего по 1 мм² медной жилы. Т.е. кабель с медной сердцевиной сечением 1 мм² без перегрева и оплавления изоляции предоставляет возможность току от 6 до 10 А спокойно достигать ожидающего его агрегата-потребителя. Разберемся, откуда взялась и что означает обозначенная интервальная вилка.

Согласно кодексу электрических законов ПУЭ 40% отводится кабелю на неопасный для его оболочки перегрев, значит:

  • 6 А, распределенные на 1 мм² токоведущей сердцевины, являются нормальной рабочей плотностью тока. В данных условиях проводник работать может бесконечно долго без каких-либо ограничений по времени;
  • 10 А, распределенные на 1 мм² медной жилы, протекать по проводнику могут краткосрочно. Например, при включении прибора.

Потоку энергии 12 А в медном миллиметровом канале будет изначально «тесно». От тесноты и толкучки электронов увеличится плотность тока. Следом повысится температура медной составляющей, что неизменно отразиться на состоянии изоляционной оболочки.

Обратите внимание, что для кабеля с алюминиевой токоведущей жилой плотность тока отображает интервал 4 – 6 Ампер, приходящийся на 1 мм² проводника.

Выяснили, что предельная величина плотности тока для проводника из электротехнической меди 10 А на площадь сечения 1 мм², а нормальные 6 А. Следовательно:

  • кабель с жилой сечением 2,5 мм² сможет транспортировать ток в 25 А всего лишь несколько десятых секунды во время включения техники;
  • он же бесконечно долго сможет передавать ток в 15А.

Приведенные выше значения плотности тока действительны для открытой проводки. Если кабель прокладывается в стене, в металлической гильзе или в пластиковом кабель канале, указанную величину плотности тока нужно помножить на поправочный коэффициент 0,8. Запомните и еще одну тонкость в организации открытого типа проводки. Из соображений механической прочности кабель с сечением меньше 4 мм² в открытых схемах не используют.

Изучение схемы расчета

Суперсложных вычислений снова не будет, расчет провода по предстоящей нагрузке предельно прост.

  • Сначала найдем предельно допустимую нагрузку. Для этого суммируем мощность приборов, которые предполагаем одновременно подключать к линии. Сложим, например, мощность стиральной машины 2000 Вт, фена 1000 Вт и произвольно какого-либо обогревателя 1500 Вт. Получили мы 4500 Вт или 4,5 кВт.
  • Затем делим наш результат на стандартную величину напряжения бытовой сети 220 В. Мы получили 20,45…А, округляем до целого числа, как положено, в большую сторону.
  • Далее вводим поправочный коэффициент, если в нем есть необходимость. Значение с коэффициентом будет равно 16,8, округленно 17 А, без коэффициента 21 А.
  • Вспоминаем о том, что рассчитывали рабочие параметры мощности, а нужно еще учесть предельно допустимое значение. Для этого вычисленную нами силу тока умножаем на 1,4, ведь поправка на тепловое воздействие 40%. Получили: 23,8 А и 29,4 А соответственно.
  • Значит, в нашем примере для безопасной работы открытой проводки потребуется кабель с сечением более 3 мм², а для скрытого варианта 2,5 мм².

Не забудем о том, что в силу разнообразных обстоятельств порой включаем одновременно больше агрегатов, чем рассчитывали. Что есть еще лампочки и прочие приборы, незначительно потребляющие энергию. Запасемся некоторым резервом сечения на случай увеличения парка бытовой техники и с расчетами отправимся за важной покупкой.

Сколько примерно потребляют бытовые приборы, и как это отразиться на выборе, расчете сечения кабеля

Итак, мы уже определились с маркировкой кабеля, что это должна быть моножила, также с тем, что это должна быть медь, да и про подводимую мощность кабеля мы тоже «заикнулись» не просто так. Ведь именно исходя из показателя проводимой мощности, будет рассчитываться провод, кабель на его применяемое сечение. Здесь все логично, прежде чем что-то рассчитать, надо исходить из начальных условий задачи. Этому нас научили еще в школе, исходные данные определяют основные пути решения. Что же, тоже самое можно сказать про расчет сечения медного провода, для расчета его сечения необходимо знать с какими токами или мощностями он будет работать. А для того чтобы нам знать токи и мощности, мы сразу должны знать, что именно будет подключено в нашей квартире, где лампочка, а где телевизор. Где компьютер, а куда мы включим зарядное устройство для телефона. Нет, конечно, со временем исходя из жизненных обстоятельств, что-то может поменяться, но нет кардинально, то есть примерная суммарная потребляемая мощность для всех наших помещений останется прежняя. Лучше всего сделать так, нарисовать план квартиры и там расставить и развешать все электроприборы, которые вам встретятся и которые запланированы. Скажем так.

Здесь неплохо было сориентироваться, сколько какой прибор потребляет. Именно для этого мы и приведем для вас таблицу ниже.

Онлайн калькулятор для определения силы тока по потребляемой мощности
Потребляемая мощность, Вт:
Напряжение питания, В:

Подытожим данный абзац, мы должны представлять какие токи, мощности подводимые проводами и кабелями, должны быть обеспечены, для того, чтобы рассчитать необходимое нам сечение и выбрать подходящее. Об этом как раз далее.

Можно ли скручивать медный провод с алюминиевым

Начнем с того, что можно ли соединять алюминиевые провода с медными, и не приведёт такое соединение к пожару? Ответ да, можно. Но давайте сперва ознакомимся с этими материалами.

Если задаться вопросом какая проводка лучше, медная или алюминиевая, то выбор конечно за медной. Это выходит из технической характеристики меди, сечение алюминиевого провода в тех же условиях приходится брать больше. Есть и минусы, медь дороже. Отличить медный провод от алюминиевого легче по цвету, медь имеет красноватый оттенок, алюминий — серый, белый.

Посмотрев на электротехнические показатели металлов, отпадает вопрос в том, что лучше проводит ток. Вот некоторые сведения:

  • Удельное сопротивление: медь – 0,017 Ом·мм²/м, алюминий – 0,028 Ом·мм²/м.
  • Теплоёмкость: меди — 0,385 Дж/гК, алюминия – 0,9 Дж/гК.
  • Упругость материала: меди – 0,8%, алюминия – 0,6%.

Так почему нельзя скручивать медные и алюминиевые провода, ведь скрутка, особенно при небольшом сечении, является самым дешёвым вариантом в плане как средств, так и времени? Все дело в том что, эти материалы при соединении создают гальваническую пару.

Гальваническая пара — 2 металла разного рода, соединение которых между собой приведёт к повышенной коррозии. Именно такой гальванической парой являются медь и алюминий. Электрохимические потенциалы двух металлов слишком разные, поэтому скорая коррозия увеличит сопротивление в месте соединения и последует его нагрев. Более подробно о совместимости металлов указано в ГОСТ 9.005-72. Ниже привожу таблицу с некоторыми данными по металлам:

Гальваническая совместимость мелталов

Добиться качественного контакта двух проводников можно разными способами (пайкой, применением простой клеммной колодки, более дорогих клемм WAGO или обыкновенного болта с гайкой).

Общепринятые сечения медных проводов для проводки в квартире по сечению

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства. Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2. Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Основные причины замены алюминиевой проводки

Менять ли алюминиевую проводку на медную зависит от разных факторов, но есть ситуации, в которых это следует сделать немедленно, не дожидаясь капитального ремонта квартиры или дома:

  • наличие оплавленных участков изоляции;
  • обрыв электропроводки;
  • появление токов утечки, приводящих к срабатыванию УЗО при отключенных электроприборах;
  • возгорание проводов в переходных коробках;
  • подключение электроприборов большой мощности, таких как бойлер или стиральная машина.

Во всех этих случаях допускается замена аварийного участка электропроводки с прокладкой отдельных участков проводки открытым способом.

Выбор сечения провода исходя из количества коммуникаций в доме (квартире) (типовые схемы проводки)

О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, приброшенный во все комнаты, от которого идут отводы. Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.

Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)

Как рассчитать трехфазную проводку?

На расчет допустимого сечения кабеля влияет тип сети. Если мощность потребления одинакова, допустимые токовые нагрузки на жилы кабеля для трехфазной сети будут меньше, чем для однофазной.

Для питания трехжильного кабеля при U = 380 В применяется формула:

I = P/(√3∙U∙cos φ).

Коэффициент мощности можно найти в характеристиках электроприборов или он равен 1, если нагрузка активная. Максимально допустимый ток для медных проводов, а также алюминиевых при трехфазном напряжении указывается в таблицах.

Подводя итог о выборе сечения провода (кабеля) в зависимости от силы тока (мощности)

Если вы прочитали всю нашу статью, и все наши выкладки, то наверняка уже осознали насколько сложно и одновременно просто выбрать алюминиевый или медный провод, по сечению исходя из токовой нагрузки и мощности. Да, расчет сечения потребует знания множества формул, поправок на материал и температуру, при этом если воспользоваться справочными таблицами, которые мы и привели, то все просто и понятно. Что же, кроме выбора сечения провода необходимо будет правильно соединить между собой провода, использовать соответствующие автоматы, УЗО, розетки и выключатели. Не забывать про особенности схемы подключения проводки в квартире. Все это скажется на выборе сечения провода в вашем конкретном случае. И только в этом случае, когда вы учтете все факторы, воспользуетесь справочными материалами, правильно смонтируете все элементы, можно будет говорить о том, что все сделано как надо!

Сечение проводов для разных условий эксплуатации

Сечения проводов удобно измерять в квадратных миллиметрах. Если грубо оценивать допустимый ток, мм2 медного провода пропускает через себя 10 А, при этом не перегреваясь.

В кабеле соседние провода греют друг друга, поэтому для него надо выбирать толщину жилы по таблицам или с поправкой. Кроме того, размеры берут с небольшим запасом в сторону увеличения, а после выбирают из стандартного ряда.

Проводка может быть открытой и скрытой. В первом варианте она прокладывается снаружи по поверхностям, в трубах или в кабель-каналах. Скрытая проходит под штукатуркой, в каналах или трубах внутри конструкций. Здесь условия работы более жесткие, поскольку в закрытых пространствах без доступа воздуха кабель нагревается сильней.

Для разных условий эксплуатации вводятся коэффициенты поправки, на которые следует умножать расчетный длительно допустимый ток в зависимости от следующих факторов:

  • одножильный кабель в трубе длиной более 10 м: I = In х0,94;
  • три одножильных кабеля в одной трубе: I = In х0,9;
  • прокладка в воде с защитным покрытием типа Кл: I = In х1,3;
  • четырехжильный кабель равного сечения: I = In х0,93.

Пример

При нагрузке в 5 кВт и напряжении 220 В сила тока через медный провод составит 5 х 1000 / 220 = 22,7 А. Его сечение составит 22,7 / 10 = 2,27 мм2. Этот размер обеспечит допустимый ток для медных проводов по нагреву. Поэтому здесь следует взять небольшой запас 15 %. В результате сечение составит S = 2,27 + 2,27 х 15 / 100 = 2,61 мм2. Теперь к этому размеру следует подобрать стандартное сечение провода, которое составит 3 мм.

Провода контактные из меди и ее сплавов. Технические условия – РТС-тендер


ГОСТ 2584-86

Группа Е41



ОКП 35 1310, 35 1313

Дата введения 1988-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством путей сообщения СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.Я.Берент, канд. техн. наук; В.Д.Черников, канд. техн. наук; В.Н.Антропов, канд. техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 июня 1986 г. N 1920

3. ВЗАМЕН ГОСТ 2584-75

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

__________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 859-2001, здесь и далее. - Примечание "КОДЕКС".

5. Ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта от 14.09.92 N 1173

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (март 1998 г.) с Изменением N 1, утвержденным в январе 1989 г. (ИУС 4-89)


Настоящий стандарт распространяется на контактные провода из меди и ее сплавов, применяемые в воздушной контактной сети для передачи энергии электрическому транспорту.

Стандарт устанавливает требования к проводам, изготовляемым для нужд народного хозяйства и экспорта.

1. ТИПЫ И РАЗМЕРЫ

1.1. Типы проводов, коды ОКП, условия применения должны соответствовать указанным в табл.1.

Таблица 1

Обозначение типа провода

Код ОКП

Наименование провода

Условия применения

Допустимая температура, °С

Допустимое напряжение, МПа (кгс/мм)

МК

351312

Медный круглый

90

117,6 (12)

МФ

351313

Медный, фасонный

95

117,7 (12)

МФО

-

Медный фасонный, овальный

95

117,6 (12)

НлФ

-

Из низколегированной меди, фасонный

110

127,4 (13)

НлФО

-

Из низколегированной меди, фасонный, овальный

110

127,4 (13)

БрФ

351360

Бронзовый, фасонный

130

137,2 (14)

БрФО

-

Бронзовый, фасонный, овальный

130

137,2 (14)


Примечание. Допустимая температура указана с учетом возможного нагрева проводов в течение всего срока их службы.

1.2. Марка провода, количество легирующих элементов и примеси должны соответствовать указанным в табл.2.

Таблица 2

Марка провода

Количество, %

легирующего элемента

примеси

НлМг0,05Ф
НлМг0,05ФО

0,04-0,06 магний

Не более чем в меди марки M1 по ГОСТ 859 по виду и количеству присутствующих элементов

НлЦр0,05Ф
НлЦр0,05ФО

0,04-0,06 цирконий

НлОл0,04Ф
НлОл0,04ФО

0,03-0,06 олово

БрМг0,25Ф
БрМг0,25ФО

0,2-0,30 магний

БрКд1,0Ф
БрКд1,0ФО

0,8-1,1 кадмий

БрМгЦр0,15-0,15Ф

0,1-0,2 магний

БрМгЦр0,15-0,15ФО

0,1-0,2 цирконий

БрЦр0,5Ф
БрЦр0,5ФО

0,4-0,6 цирконий



Допускается по согласованию с потребителем изготовлять бронзовые провода и провода из низколегированной меди с двумя или несколькими легирующими элементами. Электрические и механические параметры их должны быть не ниже параметров проводов из магниевой бронзы и низколегированной магнием меди, указанных в настоящем стандарте.

1.3. Номинальные сечения, номинальные диаметры и расчетная масса круглых проводов должны соответствовать указанным в табл.3.

Таблица 3

Номинальное сечение, мм

Номинальный диаметр, мм

Расчетная масса 1 км провода, кг

30

6,2

261

40

7,1

356

50

8,0

445

65

9,1

578

85

10,4

755

100

11,3

890



Предельные отклонения от номинальных диаметров провода:

минус 0,05 мм - для провода диаметром до 9,1 мм;

минус 0,06 мм - для провода диаметром 10,4 мм и выше.

1.4. Номинальные сечения, размеры, предельные отклонения и расчетная масса фасонных и фасонных овальных проводов должны соответствовать указанным на черт.1 и 2 и в табл.4. Предельные отклонения сечения провода должны быть от плюс 2 до минус 1%. Отклонения расчетной массы проводов определяют предельными отклонениями по сечению.

1.5. Строительная длина провода должна быть, м:

1850-5500 для сечения 30 мм;

1400-4200 " " 40 мм;

1100-3300 " " 50 мм;

1000-2500 " " 65 мм;

1400-2000 " " 85 мм;

1400-1900 " " 100 мм;

1400-1800 " " 120 мм;

1400-1600 " " 150 мм.

Для проводов сечением 85 мм и более допускается в партии 3% проводов длиной не менее 700 м.

Примеры условных обозначений:

провода марки МФ сечением 100 мм:

Провод МФ-100 ГОСТ 2584-...

провода марки НлОл 0,04 ФО сечением 100 мм:

Провод НлОл 0,04 ФО - 100 ГОСТ 2584-...

провода марки БрЦр 0,5 ФО - сечением 100 мм:

Провод БрЦр 0,5 ФО - 100 ГОСТ 2584-...

Примечание. По согласованию с потребителем допускается сдача проводов любыми длинами.

Черт.1


Черт.2


Примечание. Допуски, указанные в скобках, относятся к бронзовым и низколегированным проводам.

Таблица 4

Номинальное сечение провода, мм

Размеры провода, мм

Расчетная масса 1 км провода, кг

фасонного

фасонного овального

А

Н

С

R

А

Н

С

R

R

65

10,19±0,20

9,30±0,08

0,5

5,3

-

-

-

-

-

578

85

11,76±0,22

10,80±0,10

1,3

6,0

-

-

-

-

-

755

100

12,81±0,25

11,80±0,11

1,8

6,5

14,92±0,30

10,50±0,10

13

20

1,8

890

120

13,90±0,30

12,90±0,12

2,4

7,0

16,10±0,32

11,50±0,11

17

25

2,3

1068

150

15,50±0,32

14,50±0,13

3,2

7,8

18,86±0,35

12,50±0,12

27

36

2,3

1335


Примечание. Размеры без допусков применяют для построения профиля, размеры с допусками применяют для проверки проводов и валок.

1.4, 1.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Провода должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

2.2. Контактные провода должны быть изготовлены из катодов по ГОСТ 546 с их расплавлением, а для бронзовых и низколегированных проводов с дополнительным легированием расплава, или катанки по нормативно-технической документации.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3. Провода марок МК, МФ, МФО, НлОл 0,04Ф и НлОл 0,04ФО должны быть без стыков на всей строительной длине.

У бронзовых проводов всех марок и проводов из низколегированной меди марок НлМг 0,05Ф, НлМг 0,05ФО, НлЦр 0,05Ф, НлЦр 0,05ФО число стыков, выполненных пайкой или сваркой, на 1 т провода должно быть не более четырех.

2.4. Поверхность провода по всей длине должна быть ровной, без трещин, превышающих по глубине 0,2 мм для медных проводов и 0,5 мм для низколегированных и бронзовых проводов. Число допускаемых дефектов не должно превышать один на 2 м длины провода. Наплывы в пазу провода, образующиеся при остановке волочильной машины, вызванной технологической необходимостью, значением не более 0,20 мм от номинального значения не являются браковочным признаком.

Риски, идущие по всей длине провода, не должны превышать по глубине 0,1 мм, а число их на периметре провода не должно быть более 3.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.5. Механические параметры проводов, за исключением относительного удлинения провода марки МК, должны соответствовать значениям, указанным в табл.5 и 6. Для проводов марки МК относительное удлинение должно быть не менее 3,6%, а число перегибов - не менее четырех.

Таблица 5

Номинальное сечение провода, мм

Временное сопротивление при растяжении, МПа (кгс/мм), не менее

Относительное удлинение, %, не менее

Число перегибов в плоскости симметрии до полного разрушения, не менее

Радиус валика при испытании на перегиб, мм

Предель-
ное откло-
нение радиуса, мм

Число скручиваний фасонного провода вокруг оси до разрушения, не менее

для медного провода

для провода из низколе-
гированной меди

для медного провода

для провода из низколеги-
рованной меди

30

396,0 (40,5)

-

-

-

3

10

±1,5

-

40

387,1 (39,5)

-

-

-

3

10

-

50

387,1 (39,5)

-

-

-

3

10

-

65

372,4 (38,0)

382,2 (39,0)

3,0

3,0

3

13

4

85

367,5 (37,5)

377,3 (38,6)

3,5

3,0

3

16

4

100

362,6 (37,0)

377,3 (38,5)

4,0

3,5

3

16

4

120

357,7 (36,5)

367,5 (37,5)

4,0

3,5

3

18

4

150

352,8 (36,0)

362,6 (37,0)

4,0

3,5

3

20

4



Таблица 6

Номи-
нальное сечение провода, мм

Временное сопротивление при растяжении легированных проводов, МПа (кгс/мм), не менее

Относи-
тельное удли-
нение провода, %, не менее

Число перегибов в плоскости симметрии до полного разрушения, не менее

Радиус валика при испы-
тании на перегиб, мм

Предель-
ные откло-
нения радиуса, мм

Число скручиваний
провода вокруг оси до разрушения, не менее

кадмием

магнием

цирко-
нием

магнием и цирконием

65

431,2 (44)

421,4 (43)

441 (45)

431,2 (44)

3,0

3

13

±1,5

5

85

431,2 (44)

421,4 (43)

441 (45)

431,2 (44)

3,0

3

16

5

100

421,4 (43)

411,6 (42)

431,2 (44)

421,4 (43)

3,5

3

16

5

120

411,6 (42)

401,8 (41)

421,4 (43)

411,6 (42)

4

3

18

5

150

401,8 (41)

392 (40)

411,6 (42)

401,8 (41)

4

3

20

5



Паяные или сварные стыки проводов должны иметь значения временного сопротивления растяжению не менее 97% от значений временного сопротивления целого провода. Механические параметры медных проводов и из низколегированной меди должны соответствовать требованиям, указанным в табл.5, бронзовых проводов в табл.6. Допустимое значение износа контактных проводов указано в приложении.

2.6. Удельное электрическое сопротивление проводов постоянному току, пересчитанное на температуру 20 °С должно быть не более указанного в табл.7.

Таблица 7

Марка провода

Удельное электрическое сопротивление, мОм·м

МК, МФ, МФО

0,0177

НлОл 0,04Ф, НлОл 0,04ФО

0,0179

НлМг 0,05Ф, НлМг 0,05ФО, НлЦр 0,05Ф, НлЦр 0,05ФО

0,0185

БрКд 1,0Ф, БрКд 1,0ФО

0,0205

БрЦр 0,5Ф, БрЦр 0,5ФО

0,0200

БрМгЦр 0,15-0,15Ф, БрМгЦр 0,15-0,15ФО

0,0215

БрМг 0,25Ф, БрМг 0,25ФО

0,0220

2.7. Срок службы должен быть не менее 6 лет для медных проводов, 8,5 лет для проводов из низколегированной меди и 15 лет для бронзовых проводов.

3. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

3.1. Для проверки соответствия проводов требованиям настоящего стандарта устанавливают приемо-сдаточные, периодические и типовые испытания.

3.2. Приемо-сдаточные испытания

3.2.1. Провода предъявляют к приемке партиями. За партию принимают провода одного типа и сечения, одновременно предъявляемого к приемке. Минимальный размер партии 1,4 т, максимальный - 30 т.

3.2.2. Приемо-сдаточные испытания проводов проводят в объеме, указанном в табл.8.

Таблица 8

Вид испытания или проверки

Пункт

Объем выборки, %

технических требований

методов испытаний

Проверка конструктивных размеров (за исключением размеров 5,7 и 8,05)

1.3, 1.4

4.1

15%, но не менее трех барабанов от партии

Проверка размеров 5,7 и 8,05

1.4

4.1

100

Проверка строительных длин

1.5

4.3

100

Проверка расчетной массы проводов

1.4

4.1

100

Проверка качества поверхности

2.4

4.5

100

Проверка механических свойств:

временное сопротивление при растяжении, относительное удлинение

2.5

4.6

15%, но не менее трех барабанов от партии медного провода, 15% от партии для проводов из низколегированной меди и бронзовых проводов

стойкость к перегибам

2.5

4.6

То же

стойкость к скручиванию

2.5

4.6

"

Определение удельного электрического сопротивления

2.6

4.7

5%, но не менее одного барабана от партии для медных проводов, 15% от партии для проводов из низколегированной меди и бронзы

Проверка качества намотки провода на барабан

5.3

4.8

100

Проверка упаковки, маркировки

5.2-5.5

4.8

100



При получении неудовлетворительных результатов проверки по пп.1.3; 1.4; 2.5; 2.6 проводят повторные испытания на удвоенной выборке, взятой от той же партии.

Результаты повторной проверки распространяются на всю партию.

3.2.3. Проверку стыков (мест пайки или сварки) по п.2.5 проводят на образцах (той же пластической деформации, что и целый провод), полученных волочением в процессе производства. Отбирают 3% образцов со стыками от числа стыков в партии (по 1% для каждого вида испытаний).

Допускается изготовителю проверку по п.1.5, 2.4 проводить в процессе производства.

Требования по п.2.3 обеспечиваются технологией изготовления.

3.2.2, 3.2.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

3.3. Периодические испытания проводов на соответствие содержания легирующих элементов и примесей по п.1.2 проводят два раза в год на одной строительной длине, прошедшей приемо-сдаточные испытания.

3.4. Типовые испытания на соответствие требованиям настоящего стандарта проводят на не менее чем 5% строительных длин проводов от партии, но не менее двух строительных длин, прошедших приемо-сдаточные испытания.

3.5. Потребитель проводит входной контроль на 10% барабанов с проводом, но не менее трех барабанов. За партию принимают количество провода одного типа и сечения. В каждый барабан вкладывают документ о качестве.

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному показателю по нему проводят повторную проверку на удвоенной выборке барабанов, взятых от той же партии.

Результаты повторной проверки распространяются на всю партию.

4. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Проверку конструктивных размеров проводов по пп.1.3-1.5 проводят по ГОСТ 12177.

Проверку размера 5,70 мм фасонных проводов по п.1.4 проводят специальным игольчатым микрометром с точностью до 0,01 мм.

Измерение размеров провода проводят на образцах, не имеющих кривизны, отрезанных от верхнего конца провода на барабане.

Сечения фасонных и фасонных овальных проводов по п.1.4 определяют делением значений массы образца на его длину и плотность. Длина образца должна быть не менее 100 мм. Погрешность измерения должна быть не более 0,1 мм. Торцы образца должны быть перпендикулярны его продольной оси.

Массу образца определяют взвешиванием на весах с погрешностью не более 0,1 г. Расчетную массу провода определяют умножением плотности материала на фактическое сечение и длину провода.

Плотность меди, бронзы и низколегированной меди принимают равной 8,9 г/см.

4.2. Содержание легирующих элементов и примесей в меди контролируют значениями удельного электросопротивления и временного сопротивления при растяжении провода.

4.3. Строительную длину провода (п.1.5) измеряют по ГОСТ 12177 или взвешиванием барабана до и после намотки с последующим делением полученной разницы на расчетную массу провода, указанную в табл.3, 4.

4.4. Проверку проводов на соответствие требованию п.2.3 проводят внешним осмотром в процессе производства.

4.5. Отсутствие кривизны провода, наличие дефектов на его поверхности определяют осмотром наружных витков. Величину дефектов определяют измерением их размера.

При плотном соприкосновении соседних витков на барабане между ними в местный зазор не должен проходить щуп диаметром 1,0 мм.

4.6. Проверку механических параметров (п.2.5) проводят на отрезанных от конца провода образцах с длиной испытуемой части 250 мм, а для испытания на перегиб - длиной 300-350 мм.

Определение временного сопротивления при растяжении и относительного удлинения проводят по ГОСТ 10446 с расчетной длиной 250 мм.

Испытание провода сечением до 150 мм включительно на скручивание проводят по методике ГОСТ 1545 при скорости вращения не более 30 мин, а на перегиб - по методике ГОСТ 1579 с радиусом валика в соответствии с табл.5, 6 и зажатием фасонного провода в губках, обеспечивающим совпадение оси симметрии сечения провода с плоскостью перегиба.

4.3.-4.6. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4.7. Электрическое сопротивление постоянному току (п.2.6) измеряют по ГОСТ 7229. Удельное электрическое сопротивление рассчитывают по фактическому сечению провода.

4.8. Проверку проводов на соответствие требованиям пп.5.1-5.5, правильность намотки, упаковки, маркировки, отсутствие перекручивания (нарушение перпендикулярности оси профиля фасонного провода и оси барабана), проводят внешним осмотром.

5. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

5.1. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение проводов - по ГОСТ 18690.

Допускается частичная обшивка барабана. По согласованию изготовителя с потребителем допускается обшивку барабана не производить.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.2. Маркировку легированных проводов наносят на тару или на провод. Отличительные знаки провода устанавливают по согласованию изготовителя и потребителя.

5.3. Провода должны быть намотаны на деревянные барабаны номером 14 Б по ГОСТ 5151. При намотке провода контактная поверхность его должна быть обращена к оси барабана. Перекручивание и нарушение порядка в рядах намотки не допускается.

Осевые отверстия барабанов с контактным проводом должны быть снабжены металлическими втулками по ГОСТ 5151.

5.4. Маркировка барабанов должна наноситься на обе щеки по ГОСТ 14192 с дополнением, указанным ниже:

- марка провода и его сечение в квадратных миллиметрах;

- длина в метрах;

- номер барабана;

- дата изготовления;

- товарный знак завода-изготовителя;

- масса брутто и нетто в килограммах;

- обозначение настоящего стандарта.

5.5. Перевозка барабанов с проводом должна производиться транспортом любого вида. Условия транспортирования являются такими же, как условия хранения 5 ГОСТ 15150.

5.6. Хранение барабанов с проводом в части воздействия климатических факторов проводят в условии 2 ГОСТ 15150.

6. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

6.1. Изготовитель гарантирует соответствие проводов требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий транспортирования, хранения и эксплуатации.

Гарантийный срок эксплуатации 5 лет для медных проводов, 6,5 лет для проводов из низколегированной меди и 10 лет для бронзовых контактных проводов с момента ввода их в эксплуатацию.

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ИЗНОСА КОНТАКТНЫХ ПРОВОДОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное


Допустимое значение износа контактных проводов на 10000 проходов токоприемников, оборудованных медными токосъемными пластинами, в зависимости от тока, потребляемого электроподвижным составом, указано в таблице.

Марка провода

Допустимое значение износа проводов, мм, не более,
в зависимости от потребляемого тока А

до 1000

от 1000 до 2000

св. 2000

МФ-100

0,300

0,650

1,000

НлФ-100

0,225

0,522

0,765

БрМг0,25Ф

0,150

0,400

0,700

БрЦр0,5Ф

0,075

0,300

0,500

БрКд1Ф

0,130

0,350

0,600




Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 1998

Медь | Силовые кабели

Страница 30 из 45

V. МАТЕРИАЛЫ КАБЕЛЯ
§ 35. Медь
Больше половины мировой добычи меди падает на США, а остальное на Мексику, Японию, Австралию, Испанию, СССР. Насколько высоко участие в потреблении этой меди электротехнической промышленности, получающей свою медь почти исключительно через кабельную промышленность, показывает тот факт, что в США около 35—40% всей меди идет на различные нужды электротехники. Добыча меди в СССР до самого последнего времени была сравнительно незначительной, мы удовлетворяли только около 30% своей потребности в меди для кабельной промышленности за счет меди советского происхождения, остальное мы импортировали, главным образом, из Америки. В последнее время вошли в строй наши новые заводы, в частности, огромный Электролитный завод в Пышме около Свердловска, который существенно изменил положение. Кроме того, строятся громадные рудники Балхашстроя, которые удовлетворят всю нашу не только настоящую, но и будущую потребность.
Основным поставщиком нашей электролитной меди является в данный момент Кыштымский завод на Урале, его медь очень хорошего качества, часто значительно превосходящего качество меди многих импортных марок. Медь, идущая из разных источников, обладает и разным качеством, лучшие мировые марки меди — это американские BER и DRW, много хуже американская марка LNS и очень плоха немецкая марка NA.
Наша кабельная промышленность в настоящее время потребляет в год около 32 000 t меди, однако это далеко не удовлетворяет потребности нашей страны, которую на данный момент нужно оценить приблизительно в три раза больше.
Для изготовления медной проволоки медь идет в форме так называемых вайербарсов — медных болванок особой формы, имеющих в сечении форму трапеции. Так как на форму вайербарса рассчитывается калибровка прокатных станов, т. е. число проходов и форма ручьев прокатных валков, кабельные заводы могут, вообще говоря, пользоваться только одним типом вайербарса, для каждого же нового типа нужно делать специальные прокатные валки. У нас на форму и размеры медных вайербарсов имеется ОСТ 5800. Для специальных целей иногда употребляют вайербарсы тяжелого типа, сечение которых достигает размера 150 X 150 мм., в нашем ОСТ 5800 предусмотрен тип тяжелого вайербарса размерами 110Х110 мм. Медные вайербарсы всегда отливаются в горизонтальном положении, чтобы облегчить выход газов из металла, чем и обусловливается трапецоидальная форма сечения вайербарса. Верхняя поверхность этого вайербарса, соприкасающаяся с воздухом вовремя застывания, обладает неровной поверхностью и называется „рожей", она богата закисью меди и может содержать большое количество газовых пузырей. Вайербарсы с вогнутой поверхностью рожи хуже вайербарсов с выпуклой рожей, так как первая содержит большее количество закиси меди, кроме того, при прокате вогнутая поверхность легко дает плену на проволоке. Для очень ответственных изделий, например, для эмаль-проволоки, рожу обычно сострагивают, что иногда влечет за собой отход до 10 % меди.
Форма вайербарсов по ОСТ 5800 изображена на фиг. 141, а конструктивные размеры вайербарсов даны в табл. 26.
Таблица 26
Размеры и веса вайербарсов

С точки зрения как готового продукта, так и производства важны следующие свойства меди:

  1. структура медных вайербарсов;
  2. удельное сопротивление;


Фиг. 141. Форма и основные размеры медных вайербарсов.

  1. физические свойства: сопротивление разрыву, удельный вес, коэффициент линейного расширения, удлинение при разрыве, модуль упругости и т. п.; 4) химический состав.

Желательно, чтобы структура меди была по возможности мелкозернистой.
По Wunder’y 1150] крупнозернистая структура с ясно выраженными игольчатыми кристаллами, направленными перпендикулярно к поверхности вайербарса, способна образовывать трещины при прокате. Температура плавления меди 1 083° С, температура кипения 2 310°С.
Удельная теплоемкость меди 0,09244 cal/кг°C или 3,50 Wsec/cм3 °C при 170°С; 0,09422 cal/кг°С при 100°С; 0,09846 cal/кг°С при80°С; коэффициент линейного расширения меди 0,000017.
Международный стандарт фиксирует условную так называемую „образцовую" медь, удельное сопротивление которой принято равным 0,01724 мм2/м при 20° С в отожженном виде. Национальные стандарты на проводниковую медь фиксируют всегда максимальное удельное сопротивление медной проволоки, причем среднее сопротивление обычно на 2—3 % ниже этого максимального. Нужно сказать, что не только в меди разного происхождения, но даже в меди из разных вайербарсов одной и той же плавки обычно бывают значительные (3—5 %) колебания омического сопротивления, что обусловливается, главным образом, различным содержанием в них закиси меди. В зависимости от различных условий национальные стандарты дают цифры удельного сопротивления, не вполне между собой согласующиеся. Так, для мягко отожженной медной проволоки наш ОСТ 420 на основании анализа обширного опытного материала дает цифру в 0,01748 2-мм/м при 20°С, последние нормы Союза германских электротехников для тех же условий 0,01752, американские нормы ASTM — 0,01754 как максимум. За среднюю величину удельного сопротивления медной отожженной проволоки при 20°С можно принять 0,01720, причем обычный предел колебаний от 0,01700 до 0,01740. Для твердотянутой проволоки (неотожженной) удельное сопротивление увеличивается на 2—3%; ОСТ 421 для твердотянутой проволоки дает как максимум 0,01784 Q-мм’/м, нормы ASTM от 0,01771 до 0,01791 в зависимости от диаметра проволоки, ибо, чем толще проволока, тем меньше сказывается влияние нагартовки и тем ниже удельное сопротивление.
Интересно отметить, что английские нормы BESA № 125 дают удельное сопротивление меди при 16° С в зависимости от разрывной прочности проволоки, а именно
(260)
где Р—процент возрастания омического сопротивления твердотянутой проволоки по отношению к сопротивлению мягко отожженной проволоки;
Т—разрывное усилие в тоннах на 1 кв. дюйм.
Величина удельного сопротивления меди зависит от температуры, и обычно омическое сопротивление при температуре t вычисляется по следующей формуле:
(261)

R, — сопротивление медной проволоки при t3 С; а — температурный коэффициент сопротивления.
По различным стандартам, существовавшим до введения международного стандарта на медь, величина а принималась равной от 0,00393 до 0,00428; по международному стандарту она принята равной 0,00393 для 20°С. Для величины г, —удельного сопротивления провода при t°C — можно пользоваться формулой
(262)
где г —удельное сопротивление при 20° С.
Пересчет удельного сопротивления по формуле (262) принят как в ОСТ 420 и 421, так и в нормах Союза германских электротехников.
В еще большей степени, чем удельное сопротивление, от нагартовки медной проволоки зависит прочность медной проволоки на разрыв и удлинение при разрыве.
Таблица 21
Изменения физических свойств медной проволоки в зависимости от числа протяжек



протяжек

Диаметр после протяжек

Сечение

Разрывная прочность в кг/мм2

Удлинение %

Проводимость %

I

5,57

24,42

32,7

4,36

97.7

2

4,62

16.77

36,9

3,3

97.3

3

3,97

12,32

39,2

3,15

96,3

4

3,37

8.98

41,2

2,31

96,2

5

2,71

6,23

40,6

2,04

96,0

6

2.26

4,00

42,5

2,22

97,4

7

1,96

3,04

43,4

1,35

97,4

8

1,73

2,33

44,2

1,45

96,8

9

1,51

1,73

45.2

1,50

96,6

10

1,47

1,74

45,9

1,92

96,0

В табл. 27 приведены цифры изменения разрывного усилия на 1 мм3 сечения, удлинения и проводимости в процентах для медной проволоки согласно опыту, снятому для случайной медной проволоки, причем протяжка велась с катанки, имевшей диаметр 7 мм (в таблице не отмечено). Вообще говоря, разрыв мягко отожженной проволоки колеблется в пределах 18—23 кг/мм2, нормально 21 кг/мм2, а для твердотянутой проволоки в зависимости от диаметра от 36 до 46 кг/мм2, по ОСТ 421 не менее 38 кг/мм2. Еще больше колеблется от степени нагартовки величина удлинения при разрыве, которая для мягко отожженной проволоки находится в пределах от 10 до 35% в зависимости от диаметра проволоки. Чем меньше диаметр, тем меньше удлинение, ибо температура отжига для тонкой проволоки во избежание ее сваривания берется ниже, чем для толстой проволоки. Для твердотянутой проволоки удлинение при разрыве колеблется от 0,8 до 3,8%. На величину удлинения влияет способ ее определения, что необходимо иметь в виду при сравнении цифр различных норм.
Содержание меди в электролитических вайербарсах колеблется от 99,88 до 99,98%. Американские нормы ASTM требуют содержания меди не менее 99,88%, считая при этом серебро за медь. Английский стандарт BESA № 198, требуя минимального содержания меди 99,88%. Дает, кроме того, следующие наивысшие допустимые цифры загрязнений:
Мышьяк.................................................... 0%
Кислород.......................................... 0,075%
Свинец ..............................................  0,02%
Железо........................................... 0,05%
Висмут............................................. 0.001%
Никель.............................................. 0,007%
Другие примеси................................ 0,005%
Загрязнения посторонними металлами очень сильно влияют или на электрические или механические свойства меди, иногда и на то и на другое вместе. Влияние главнейших загрязнений заключается в следующем:

  1. Серебро на проводимость влияет очень слабо, а именно в пределах содержания серебра от 0,001 до 0,002% проводимость меди повышается на 0,3%. при дальнейшем увеличении содержания серебра проводимость меди уменьшается, причем это уменьшение доходит до 1,2% при 0,2% серебра. Разрывная прочность при присадке серебра заметно увеличивается, например, 0,4% серебра увеличивает разрывную прочность для медной проволоки диаметром 2,3 мм на 13—14%,
  2. Кислород присутствует в меди в виде закиси Си20, которая остается химически устойчивой даже при температуре плавления меди. На разрывную прочность медной проволоки начинает влиять примесь от 0,45% Си,0, а ковкость меди начинает уменьшаться при 0,9% Си2О. Примесь закиси меди имеет сравнительно слабое влияние на механические и физические свойства меди. На проводимость меди кислород влияет двояко, а именно до 0,05% кислорода в меди увеличивает ее проводимость, что объясняется, вероятно, тем, что кислород в таких количествах окисляет примеси посторонних металлов и тем улучшает проводимость. Дальнейшее увеличение содержания кислорода понижает проводимость, и при 0,2% она с величины 101,5% как максимума при 0,05% кислорода спускается до 98%. Закись меди увеличивает склонность вайербарсов к растрескиванию во время проката, так как она располагается в межкристаллическом пространстве. Наш проект ОСТ на медь, разработанный взамен ОСТ 308, допускает присутствие кислорода не свыше 0,06%.
  3. Свинец влияет, главным образом, на механические свойства меди, причем это влияние зависит от количества присутствующего в меди кислорода, а именно, чем больше кислорода в меди, тем большее количество свинца допустимо в ней. Если медь почти свободна от кислорода, то при 0,05% свинца медь становится красноломкой, в присутствии же кислорода медь может содержать свинца до 0,2% и хорошо обрабатываться. Обычно принимают, что содержание свинца до 0,1% делает медь лучше обрабатываемой. Согласно Addix’y 0,01% свинца уже влияет на электрическую проводимость. Свинец легко попадает в медь при переплавке отходов кабельных заводов.
  4. Висмут является одной из самых вредных примесей. Меньше чем 0,02% висмута уже делает медь красноломкой, содержание в меди выше 0,005% висмута не позволяет вытягивать из меди проволоки. Вредное влияние на удлинение замечается уже при 0,002% висмута, причем останавливаются обычно на допуске висмута не свыше 0,003%. Присутствие мышьяка и сурьмы до некоторой степени исправляет дурное влияние висмута. На проводимость висмут оказывает лишь небольшое влияние. В нашей меди висмута нет или же он присутствует в шихте лома, содержащего висмут. Такой лом может надолго заразить обычные отходы кабельного производства, делая отливаемую из этих отходов медь негодной. В импортных медях, главным образом английских, висмут имеется.
  5. Железо делает медь хрупкой и твердой, но в меньшей степени, чем свинец. Железо сильно влияет на проводимость: 0,05% железа уменьшает проводимость на 6%. Поэтому обычно стараются не обрабатывать меди и железа на одних и тех же волочильных станках и в одной и той же мастерской. Железо легко попадает в переплавку с отходами кабельного производства. Проект нашего ОСТ допускает примесь железа не более 0,007%.

c) Марганец. Сплав марганца с медью дает марганцовистую бронзу. При содержании 2— 3% марганца в меди увеличивается разрывная прочность и предел упругости медной проволоки при несущественном увеличении твердости. При 12—15% марганца сплав становится хрупким. Марганец служит раскислителем меди, так как он восстанавливает закись меди и тем улучшает ее механические свойства. Другими видами хороших раскислителей являются кремний, фосфор и в особенности бор в виде борида алюминия. Раскислители при плавке обычно выгорают.

  1. Никель в количестве до 0,3% не действует на механические свойства меди, 2—3% его сильно повышают твердость и прочность на разрыв медной проволоки.
  2. Мышьяк является очень вредной примесью. При содержании 0,5% мышьяка механические свойства меди не страдают, при 0,8% мышьяка медь еще может быть протянута в тончайшую проволоку, но 1% мышьяка делает медь красноломкой. Обычно считают 0,6% мышьяка пределом для хороших механических свойств меди. Но на электрическую проводимость меди мышьяк влияет исключительно сильно: 0,0013% мышьяка вызывает падение проводимости на 1%.
  3. Сурьма. Действие сурьмы на механические свойства меди подобно влиянию мышьяка. Для хороших механических качеств меди не допускается примесь сурьмы свыше 0,05%.

j) Сера может присутствовать в меди в виде Cu2S. При 0,5% серы медь становится хладноломкой, при 0,1% серы медь трескается при прокатке. При переработке отходов кабельного производства сера может попадать в медь вместе с резиновой изоляцией проводов, в которой сера всегда содержится.
к) Алюминий является одной из самых вредных примесей по влиянию на проводимость: 0,015% алюминия понижают проводимость меди на 6%.

  1. Цинк по Addiks’y в количестве не более 0,005% на электропроводность меди не влияет.

м) Олово допускается только в виде следов из-за сильного влияния на электропроводность. Олово благоприятно влияет на механические свойства меди (оловянистые бронзы).
п) Фосфор исключительно сильно влияет на проводимость меди больше, чем все остальные примеси: 0,003% фосфора уменьшают проводимость на 6%. Он служит энергичным раскислителем меди, например, в фосфористой бронзе.
Большей частью действия отдельных примесей на медь складываются. Исключение представляет свинец, который исправляет влияние мышьяка, образуя мышьяковистый свинец.

Калькулятор сопротивления проводов

Этот калькулятор сопротивления проводов может быстро вычислить электрические свойства конкретного провода - его сопротивление и проводимость. Сопротивление описывает, насколько сильно данный кабель препятствует прохождению электрического тока, а проводимость измеряет способность провода проводить его. С ними также связаны две физические величины - удельное электрическое сопротивление и электропроводность. Прочитав приведенный ниже текст, вы, например, узнаете, как можно оценить сопротивление провода, используя формулу сопротивления (так называемый закон Пуйе).

В настоящее время одним из наиболее часто используемых проводников является медь, которую можно найти почти в каждом электрическом устройстве. Прочтите, если вы хотите узнать, что такое проводимость меди и удельное сопротивление меди, а также какие единицы удельного сопротивления и единицы проводимости использовать. Вы также можете рассчитать падение напряжения на конкретном проводе - в этом случае попробуйте наш калькулятор падения напряжения!

Единицы удельного сопротивления и электропроводности

Удельное сопротивление ρ , в отличие от сопротивления, является внутренним свойством материала.Это значит, что неважно, толстая или тонкая, длинная или короткая проволока. Удельное сопротивление всегда будет одинаковым для конкретного материала, а единицы удельного сопротивления - «омметр» ( Ом * м ). Чем выше удельное сопротивление, тем труднее протекать току через провод. Вы можете проверить наш калькулятор скорости дрейфа, чтобы узнать, насколько быстро проходит электричество.

С другой стороны, у нас есть проводимость σ , которая строго связана с удельным сопротивлением.В частности, он определяется как обратное: σ = 1 / ρ . Как и удельное сопротивление, это внутреннее свойство материала, но единицы проводимости - «сименс на метр» ( См / м ). Электрический ток может плавно течь по проводу при высокой проводимости.

В некоторых материалах при очень низких температурах мы можем наблюдать явление, называемое сверхпроводимостью. Сопротивление в сверхпроводнике резко падает до нуля, и, таким образом, проводимость приближается к бесконечности.Можно сказать, что это идеальный дирижер. Сверхпроводимость также связана с левитацией, которую мы описали в нашем калькуляторе магнитной проницаемости.

Формула проводимости и формула сопротивления

И проводимость, и сопротивление зависят от геометрических размеров провода. В нашем калькуляторе сопротивления проводов используется следующая формула сопротивления:

R = ρ * L / A

где

  • R - сопротивление в Ом,
  • ρ - удельное сопротивление материала в Ом * м,
  • L - длина провода,
  • A - площадь поперечного сечения провода.

Вы также можете использовать этот калькулятор сопротивления проводов для оценки проводимости, так как:

G = σ * A / L

где

  • G - проводимость в сименсах (S),
  • σ - проводимость в См / м,
  • L и A сохраняют то же значение.

В расширенном режиме вы можете напрямую изменять значения удельного сопротивления ρ и проводимости σ .Комбинируя два приведенных выше уравнения с соотношением ρ = 1 / σ , мы получаем аналогичную связь между сопротивлением и проводимостью:

R = 1 / G

Вы уже рассчитали сопротивление вашего провода? Попробуйте наш калькулятор последовательных резисторов и параллельный калькулятор резисторов, чтобы узнать, как можно рассчитать эквивалентное сопротивление различных электрических цепей.

Электропроводность меди и удельное сопротивление меди

Такие материалы, как медь и алюминий, имеют низкий уровень удельного сопротивления, что делает эти материалы идеальными для производства электрических проводов и кабелей.(-8) Ом * м . Таблица удельного сопротивления проводов

- Ганада

Термисторы сопротивления Сверхпроводимость и температура.

Сопротивление проводника постоянному току обучения электротехнике.

Таблица удельного сопротивления Физика Учебное пособие по физике Закон Ома.

Таблица эквивалентных проводов AWG и сопротивления на фут.

Удельное сопротивление материалов во влажных и сухих условиях.

Сделай сам Поиск.

Таблица размеров электропроводки Избавьтесь от электрической схемы.

Physics Reference Table Таблица удельного сопротивления Elcho.

Что такое удельное электрическое сопротивление Электропроводность.

Электрическое сопротивление медных и алюминиевых проводов.

Сопротивление.

Решенный Таблица 30 2 Удельное сопротивление и проводимость.

Решено с использованием таблицы 20 1 в тексте значений рез.

Объемные свойства меди по плотности и удельному сопротивлению.

Металлы для тонких проводов Критерии выбора Охлаждение электроники.

Введение в электричество и электронику.

Решено Подключен ТЭН из вольфрамовой проволоки.

Электросопротивление и проводимость Википедия.

Сопротивление и сопротивление меди и электричества.

Ishwar Group Ishwar Metal Industries Ishwar Cables Pvt.

Калькулятор сопротивления проводов Omni.

Удельное сопротивление нихромовой проволоки по отношению к длине нихромовой проволоки.

Litz Wire Litz Design.

15 Таблица сопротивления никель-хромовой проволоки.

Схема электрического сопротивления проводника а.

Расчет удельного сопротивления падению напряжения Электрооборудование.

Таблица удельного сопротивления для электроники обычных материалов.

Учебное пособие по удельному сопротивлению и электропроводности.

Как работают резисторы Что внутри резистора.

Криогенные свойства меди.

Awg Wire Gauges Текущие рейтинги.

Руководство по резистору электрического сопротивления.

Таблица 2 - Средняя длина свободного пробега электронов в металлах.

Объемные свойства меди по плотности и удельному сопротивлению.

Таблица размеров электропроводки Избавьтесь от электрической схемы.

Удельное сопротивление горных пород и минералов Скачать таблицу.

Как работают сверхпроводники Объясните это.

Учебная серия по электричеству и электронике ВМФ Neets.

Диаграмма удельного электросопротивления нихромовой проволоки, изготовленная компанией «Корекс».

Mycableengineering Com Bs 7671 Падение напряжения.

9 4 Либретексты по сопротивлению и физике сопротивления.

Решено Проволока 26 длиной 2 м и диаметром 6 00 мм имеет R.

Электропроводность раствора Энди Коннелли.

Awg Диаграмма удельного электрического сопротивления и проводимости.

Электропроводность и проводящие элементы.

1 2 Типичные диапазоны удельной проводимости для горных пород и.

Влияние отказоустойчивости и удельного сопротивления грунта на.

Удельное объемное сопротивление пластмассы.

Найти сопротивление данного провода с помощью измерительного моста и.

Температурная зависимость материала для исследования удельного сопротивления.

Объемные свойства меди: плотность и удельное сопротивление

Плотность и удельное сопротивление материалов называются объемными свойствами: их величина не зависит от размера или формы конкретного образца - только от самого материала.

Когда мы говорим, что медь тяжелее алюминия, мы сравниваем их плотности. Аналогичным образом, когда мы говорим, что медь является лучшим проводником, чем алюминий, мы сравниваем их удельное сопротивление.

Этот электронный источник посвящен расчету плотности и удельного сопротивления материалов с использованием аналогичных математических методов.

Плотность

Два блока ниже одинакового размера, но медный имеет большую массу, чем алюминиевый. Это потому, что медь имеет более высокую плотность, чем алюминий. Плотность - это масса единицы объема вещества.

Ученым нравится буква ρ (Ро). Он используется для обозначения плотности, удельного сопротивления и многих других научных вещей.Он всегда используется в нижнем регистре, потому что верхний регистр такой же, как у P .

Сохранение пропорций
Мы знаем, что чем больше объем куба, тем больше масса. Математически это можно записать так:

м ∝ V (масса пропорциональна объему)

Чтобы вычислить точную массу из объема, нам нужно знать плотность ρ (греческий символ Rho) и указать это в выражении.Плотность - это масса в кг 1 м 3 материала.

Для меди ρ = 8940 (кг · м -3 ). Для алюминия ρ = 2700 (кг · м -3 ).
Алюминий имеет менее одной трети плотности меди (что делает его пригодным для строительства самолетов).

Теперь пропорциональность можно изменить в уравнение.

m = ρ V

Плотность ρ зависит от того, из какого вещества сделан куб. ρ - коэффициент пропорциональности, который преобразует ∝ в =

.

Преобразование уравнения дает:

ρ = м / В

Это показывает, что единицами измерения плотности являются кг / м 3 (или кг / м -3 ).

Удельное сопротивление

При вычислении удельного сопротивления используется тот же математический подход.

Чтобы понять эту часть, вам необходимо знать закон Ома:

R = V / I (сопротивление = вольт на ампер).

Мысленный эксперимент с медными и алюминиевыми проводами

Если длина верхнего провода L и площадь поперечного сечения A имеют сопротивление R, то о следующих двух проводах можно сказать две вещи.

Следующий провод длиной 2L будет иметь удвоенное сопротивление, чем 2R.Это похоже на добавление двух кусков верхнего провода последовательно.

Следовательно:

R ∝ L (сопротивление пропорционально длине).

Третий провод имеет длину L, но в два раза больше площади поперечного сечения, 2А. Это то же самое, что и параллельное добавление двух частей верхнего провода. Сопротивление будет R / 2.

Следовательно:

R ∝ 1 / A (сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения).

Объединение обеих пропорциональностей дает:

R ∝ L / A

Та же математика работает для алюминия или любого проводника, но если мы хотим вычислить фактическое сопротивление, нам нужно знать, насколько материал резистентен к электрическому току.Нам нужно знать удельное сопротивление меди и алюминия. Удельное сопротивление - это мера того, насколько сложно заставить электрический ток течь в любом материале. Медь - отличный проводник, поэтому у нее НИЗКОЕ сопротивление.

Добавление члена удельного сопротивления дает:

R = ρ (L / A)

ρ снова является константой пропорциональности, поэтому становится =
Перестановка дает:

ρ = R (A / L)

Это показывает, что единицы удельного сопротивления равны Ом • м (Омметры).Однако не паникуйте! Вам не нужно разбираться в устройстве. Если вы используете омметр как единицу измерения удельного сопротивления, метр как единицу измерения длины и метр 2 как единицу площади, уравнение удельного сопротивления даст ответ для сопротивления в омах.

Перевернутое сопротивление
Удельное сопротивление - это мера того, насколько плох проводник. Если вы посмотрите на таблицу, вы увидите, что материалы с высоким удельным сопротивлением являются изоляторами. Противоположность удельному сопротивлению - это проводимость.Это дается буквой сигма и является обратной величиной удельного сопротивления:

.

Электропроводность, σ = 1 / ρ

4.4: Удельное сопротивление и сопротивление - Physics LibreTexts

Что движет током? Мы можем думать о различных устройствах, таких как батареи, генераторы, розетки и т. Д., Которые необходимы для поддержания тока. Все такие устройства создают разность потенциалов и называются источниками напряжения. Когда источник напряжения подключен к проводнику, он прикладывает разность потенциалов В , которая создает электрическое поле.Электрическое поле, в свою очередь, воздействует на свободные заряды, вызывая ток. Величина тока зависит не только от величины напряжения, но и от характеристик материала, через который протекает ток. Материал может сопротивляться потоку зарядов, и мера того, насколько материал сопротивляется потоку зарядов, известна как удельное сопротивление . Это удельное сопротивление грубо аналогично трению между двумя материалами, которые сопротивляются движению.

Удельное сопротивление

Когда к проводнику прикладывается напряжение, создается электрическое поле \ (\ vec {E} \), и заряды в проводнике ощущают силу, создаваемую электрическим полем.Полученная плотность тока \ (\ vec {J} \) зависит от электрического поля и свойств материала. Эта зависимость может быть очень сложной. В некоторых материалах, включая металлы при данной температуре, плотность тока приблизительно пропорциональна электрическому полю. В этих случаях плотность тока можно смоделировать как

\ [\ vec {J} = \ sigma \ vec {E}, \]

, где \ (\ sigma \) - электропроводность . Электропроводность аналогична теплопроводности и является мерой способности материала проводить или передавать электричество.{-1} \).

Электропроводность - это внутреннее свойство материала. Другим неотъемлемым свойством материала является удельное сопротивление или электрическое сопротивление . Удельное сопротивление материала - это мера того, насколько сильно материал противостоит прохождению электрического тока. Символ удельного сопротивления - строчная греческая буква ро, \ (\ rho \), а удельное сопротивление - величина, обратная удельной электропроводности:

.

\ [\ rho = \ dfrac {1} {\ sigma}. \]

Единицей измерения удельного сопротивления в системе СИ является ом-метр \ ((\ Omega \ cdot m \).Мы можем определить удельное сопротивление через электрическое поле и плотность тока.

\ [\ rho = \ dfrac {E} {J}. \]

Чем больше удельное сопротивление, тем большее поле необходимо для создания заданной плотности тока. Чем ниже удельное сопротивление, тем больше плотность тока, создаваемого данным электрическим полем. Хорошие проводники обладают высокой проводимостью и низким удельным сопротивлением. Хорошие изоляторы обладают низкой проводимостью и высоким удельным сопротивлением. В таблице \ (\ PageIndex {1} \) перечислены значения удельного сопротивления и проводимости для различных материалов.{11} \)

Материалы, перечисленные в таблице, разделены на категории проводников, полупроводников и изоляторов на основе широких групп удельного сопротивления. У проводников наименьшее удельное сопротивление, а у изоляторов наибольшее; полупроводники имеют промежуточное удельное сопротивление. Проводники имеют разную, но большую плотность свободных зарядов, тогда как большинство зарядов в изоляторах связаны с атомами и не могут двигаться. Полупроводники являются промежуточными, имеют гораздо меньше свободных зарядов, чем проводники, но обладают свойствами, из-за которых количество свободных зарядов сильно зависит от типа и количества примесей в полупроводнике.Эти уникальные свойства полупроводников находят применение в современной электронике, о чем мы поговорим в следующих главах.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): плотность тока, сопротивление и электрическое поле для токоведущего провода

Рассчитайте плотность тока, сопротивление и электрическое поле 5-метрового медного провода диаметром 2,053 мм (калибр 12), по которому течет ток \ (I - 10 \, мА \).

Стратегия

Мы можем рассчитать плотность тока, сначала найдя площадь поперечного сечения провода, которая равна \ (A = 3.{-5} \ dfrac {V} {m}. \ End {align *} \]

Значение

Исходя из этих результатов, неудивительно, что медь используется для проводов, проводящих ток, потому что сопротивление довольно мало. Обратите внимание, что плотность тока и электрическое поле не зависят от длины провода, но напряжение зависит от длины.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Медные провода обычно используются для удлинителей и домашней электропроводки по нескольким причинам.2} \). Третья важная характеристика - пластичность. Пластичность - это мера способности материала вытягиваться в проволоку и мера гибкости материала, а медь обладает высокой пластичностью. Подводя итог, можно сказать, что проводник является подходящим кандидатом для изготовления проволоки, по крайней мере, с тремя важными характеристиками: низким удельным сопротивлением, высокой прочностью на разрыв и высокой пластичностью. Какие еще материалы используются для электромонтажа и в чем преимущества и недостатки?

Ответ

Серебро, золото и алюминий используются для изготовления проволоки.Все четыре материала обладают высокой проводимостью, серебро - самой высокой. Все четыре элемента легко сворачиваются в проволоку и обладают высоким пределом прочности на разрыв, хотя и не таким высоким, как медь. Очевидным недостатком золота и серебра является их стоимость, но серебряные и золотые провода используются для специальных применений, таких как провода для динамиков. Золото не окисляется, улучшая связи между компонентами. У алюминиевых проводов есть свои недостатки. Алюминий имеет более высокое удельное сопротивление, чем медь, поэтому требуется больший диаметр, чтобы соответствовать сопротивлению на длину медных проводов, но алюминий дешевле, чем медь, поэтому это не является серьезным недостатком.Алюминиевая проволока не обладает такой высокой пластичностью и прочностью на разрыв, как медная, но пластичность и прочность на разрыв находятся в допустимых пределах. Есть несколько проблем, которые необходимо решить при использовании алюминия, и следует соблюдать осторожность при выполнении соединений. Алюминий имеет более высокий коэффициент теплового расширения, чем медь, что может привести к ослаблению соединений и возможной опасности возгорания. Окисление алюминия не проводит и может вызвать проблемы. При использовании алюминиевых проводов необходимо использовать специальные методы, а компоненты, такие как электрические розетки, должны быть рассчитаны на прием алюминиевых проводов.

ФЭТ

Просмотрите это интерактивное моделирование, чтобы увидеть, как площадь поперечного сечения, длина и удельное сопротивление провода влияют на сопротивление проводника. Отрегулируйте переменные с помощью ползунков и посмотрите, станет ли сопротивление меньше или больше.

Температурная зависимость удельного сопротивления

Вернувшись к таблице \ (\ PageIndex {1} \), вы увидите столбец с надписью «Температурный коэффициент». Удельное сопротивление некоторых материалов сильно зависит от температуры.В некоторых материалах, таких как медь, удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. Фактически, в большинстве проводящих металлов удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. Повышение температуры вызывает повышенные колебания атомов в структуре решетки металлов, которые препятствуют движению электронов. В других материалах, таких как углерод, удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры. Во многих материалах зависимость является приблизительно линейной и может быть смоделирована с помощью линейного уравнения:

\ [\ rho \ приблизительно \ rho_0 [1 + \ alpha (T - T_0)], \]

, где \ (\ rho \) - удельное сопротивление материала при температуре T , \ (\ alpha \) - температурный коэффициент материала, а \ (\ rho_0 \) - удельное сопротивление при \ (T_0 \) , обычно принимается как \ (T_0 = 20.oC \).

Также обратите внимание, что температурный коэффициент \ (\ alpha \) отрицателен для полупроводников, перечисленных в таблице \ (\ PageIndex {1} \), что означает, что их удельное сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Они становятся лучшими проводниками при более высоких температурах, потому что повышенное тепловое перемешивание увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока. Это свойство уменьшения \ (\ rho \) с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках.

Сопротивление

Теперь рассмотрим сопротивление провода или компонента. Сопротивление - это мера того, насколько сложно пропустить ток через провод или компонент. Сопротивление зависит от удельного сопротивления. Удельное сопротивление является характеристикой материала, используемого для изготовления провода или другого электрического компонента, тогда как сопротивление является характеристикой провода или компонента.

Чтобы рассчитать сопротивление, рассмотрим участок проводящего провода с площадью поперечного сечения A , длиной L и удельным сопротивлением \ (\ rho \).Батарея подключается к проводнику, обеспечивая разность потенциалов \ (\ Delta V \) на нем (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Разность потенциалов создает электрическое поле, которое пропорционально плотности тока, согласно \ (\ vec {E} = \ rho \ vec {J} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): потенциал, обеспечиваемый батареей, прикладывается к сегменту проводника с площадью поперечного сечения \ (A \) и длиной \ (L \).

Величина электрического поля на отрезке проводника равна напряжению, деленному на длину, \ (E = V / L \), а величина плотности тока равна току, деленному на поперечную площадь сечения \ (J = I / A \).Используя эту информацию и вспоминая, что электрическое поле пропорционально удельному сопротивлению и плотности тока, мы можем видеть, что напряжение пропорционально току:

\ [\ begin {align *} E & = \ rho J \\ [4pt] \ dfrac {V} {L} & = \ rho \ dfrac {I} {A} \\ [4pt] V & = \ left (\ rho \ dfrac {L} {A} \ right) I. \ end {align *} \]

Определение: Сопротивление

Отношение напряжения к току определяется как сопротивление \ (R \):

\ [R \ Equiv \ dfrac {V} {I}.\]

Сопротивление цилиндрического сегмента проводника равно удельному сопротивлению материала, умноженному на длину, деленную на площадь:

\ [R \ Equiv \ dfrac {V} {I} = \ rho \ dfrac {L} {A}. \]

Единицей измерения сопротивления является ом, \ (\ Omega \). Для заданного напряжения чем выше сопротивление, тем ниже ток.

Резисторы

Обычным компонентом электронных схем является резистор. Резистор можно использовать для уменьшения протекания тока или обеспечения падения напряжения.На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показаны символы, используемые для резистора в принципиальных схемах цепи. Два обычно используемых стандарта для принципиальных схем предоставлены Американским национальным институтом стандартов (ANSI, произносится как «AN-см.») И Международной электротехнической комиссией (IEC). Обе системы обычно используются. Мы используем стандарт ANSI в этом тексте для его визуального распознавания, но отметим, что для более крупных и сложных схем стандарт IEC может иметь более четкое представление, что упрощает чтение.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): символы резистора, используемые в принципиальных схемах. (а) символ ANSI; (б) символ IEC.

Зависимость сопротивления материала и формы от формы

Резистор можно смоделировать как цилиндр с площадью поперечного сечения A и длиной L , сделанный из материала с удельным сопротивлением \ (\ rho \) (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)) . Сопротивление резистора \ (R = \ rho \ dfrac {L} {A} \)

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Модель резистора в виде однородного цилиндра длиной L и площадью поперечного сечения A .Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению трубы потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление. Чем больше его площадь поперечного сечения A , тем меньше его сопротивление.

Наиболее распространенным материалом для изготовления резистора является углерод. Углеродная дорожка намотана на керамический сердечник, к нему прикреплены два медных провода. Второй тип резистора - это металлопленочный резистор, который также имеет керамический сердечник. Дорожка сделана из материала оксида металла, который имеет полупроводниковые свойства, аналогичные углеродным.Опять же, в концы резистора вставляются медные провода. Затем резистор окрашивается и маркируется для идентификации. Резистор имеет четыре цветные полосы, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {4} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Многие резисторы напоминают рисунок, показанный выше. Четыре полосы используются для идентификации резистора. Первые две цветные полосы представляют собой первые две цифры сопротивления резистора. Третий цвет - множитель. Четвертый цвет обозначает допуск резистора.{-5} \, \ Omega \), а сверхпроводники вообще не имеют сопротивления при низких температурах. Как мы видели, сопротивление связано с формой объекта и материалом, из которого он состоит.

Сопротивление объекта также зависит от температуры, поскольку \ (R_0 \) прямо пропорционально \ (\ rho \). Для цилиндра мы знаем \ (R = \ rho \ dfrac {L} {A} \), поэтому, если L и A не сильно изменяются с температурой, R имеет ту же температурную зависимость, что и \ ( \ rho \).(Исследование коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, поэтому влияние температуры на L и A примерно на два порядка меньше, чем на \ (\ rho \).) Таким образом,

\ [R = R_0 (1 + \ alpha \ Delta T) \ label {Tdep} \]

- это температурная зависимость сопротивления объекта, где \ (R_0 \) - исходное сопротивление (обычно принимаемое равным \ (T = 20,00 ° C \), а R - сопротивление после изменения температуры \ (\ Дельта Т \).oC \).

Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление (Рисунок \ (\ PageIndex {5} \)). Один из наиболее распространенных термометров основан на термисторе, полупроводниковом кристалле с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для определения его температуры. Устройство небольшое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Эти знакомые термометры основаны на автоматическом измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.oC) \ right) \\ [5pt] & = 4.8 \, \ Omega \ end {align *} \]

Значение

Обратите внимание, что сопротивление изменяется более чем в 10 раз, когда нить накала нагревается до высокой температуры, а ток через нить накала зависит от сопротивления нити и приложенного напряжения. Если нить накаливания используется в лампе накаливания, начальный ток через нить накала при первом включении лампы будет выше, чем ток после того, как нить накала достигнет рабочей температуры.

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

Тензодатчик - это электрическое устройство для измерения деформации, как показано ниже. Он состоит из гибкой изолирующей основы, поддерживающей рисунок из проводящей фольги. Сопротивление фольги изменяется по мере растяжения основы. Как меняется сопротивление тензодатчика? Влияет ли тензодатчик на изменение температуры?

Ответ

Рисунок фольги растягивается по мере растяжения основы, а дорожки фольги становятся длиннее и тоньше.Поскольку сопротивление рассчитывается как \ (R = \ rho \ dfrac {L} {A} \), сопротивление увеличивается по мере того, как дорожки из фольги растягиваются. При изменении температуры меняется и удельное сопротивление дорожек фольги, изменяя сопротивление. Один из способов борьбы с этим - использовать два тензодатчика, один используется в качестве эталона, а другой - для измерения деформации. Два тензодатчика поддерживаются при постоянной температуре

Сопротивление коаксиального кабеля

Длинные кабели иногда могут действовать как антенны, улавливая электронные шумы, которые являются сигналами от другого оборудования и приборов.Коаксиальные кабели используются во многих случаях, когда требуется устранение этого шума. Например, их можно найти дома через кабельное телевидение или другие аудиовизуальные соединения. Коаксиальные кабели состоят из внутреннего проводника с радиусом \ (r_i \), окруженного вторым внешним концентрическим проводником с радиусом \ (r_0 \) (рисунок \ (\ PageIndex {6} \)). Пространство между ними обычно заполнено изолятором, например полиэтиленовым пластиком. Между двумя проводниками возникает небольшой ток радиальной утечки.Определите сопротивление коаксиального кабеля длиной L .

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Коаксиальные кабели состоят из двух концентрических проводников, разделенных изоляцией. Они часто используются в кабельном телевидении или других аудиовизуальных средствах связи.

Стратегия

Мы не можем использовать уравнение \ (R = \ rho \ dfrac {L} {A} \) напрямую. Вместо этого мы смотрим на концентрические цилиндрические оболочки толщиной dr и интегрируем.

Раствор

Сначала мы находим выражение для \ (dR \), а затем интегрируем от \ (r_i \) до \ (r_0 \),

\ [\ begin {align *} dR & = \ dfrac {\ rho} {A} dr \\ [5pt] & = \ dfrac {\ rho} {2 \ pi r L} dr, \ end {align *} \]

Объединение обеих сторон

\ [\ begin {align *} R & = \ int_ {r_i} ^ {r_0} dR \\ [5pt] & = \ int_ {r_i} ^ {r_0} \ dfrac {\ rho} {2 \ pi r L } dr \\ [5pt] & = \ dfrac {\ rho} {2 \ pi L} \ int_ {r_i} ^ {r_0} \ dfrac {1} {r} dr \\ [5pt] & = \ dfrac {\ rho} {2 \ pi L} \ ln \ dfrac {r_0} {r_i}.\ end {align *} \]

Значение

Сопротивление коаксиального кабеля зависит от его длины, внутреннего и внешнего радиусов, а также удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника. Поскольку это сопротивление не бесконечно, между двумя проводниками возникает небольшой ток утечки. Этот ток утечки приводит к ослаблению (или ослаблению) сигнала, передаваемого по кабелю.

Упражнение \ (\ PageIndex {3} \)

Сопротивление между двумя проводниками коаксиального кабеля зависит от удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника, длины кабеля и внутреннего и внешнего радиуса двух проводников.Если вы разрабатываете коаксиальный кабель, как сопротивление между двумя проводниками зависит от этих переменных?

Ответ

Чем больше длина, тем меньше сопротивление. Чем больше удельное сопротивление, тем выше сопротивление. Чем больше разница между внешним радиусом и внутренним радиусом, то есть чем больше соотношение между ними, тем больше сопротивление. Если вы пытаетесь максимизировать сопротивление, выбор значений для этих переменных будет зависеть от приложения.Например, если кабель должен быть гибким, выбор материалов может быть ограничен.

Phet: Цепь батарейного резистора

Просмотрите это моделирование, чтобы увидеть, как приложенное напряжение и сопротивление материала, через который протекает ток, влияют на ток через материал. Вы можете визуализировать столкновения электронов и атомов материала, влияющие на температуру материала.

Авторы и авторство

  • Сэмюэл Дж.Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами. Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

Таблица удельного электрического сопротивления и проводимости

Резистор имеет высокое электрическое сопротивление, а проводник - высокую проводимость. (Николас Томас)

Это таблица удельного электрического сопротивления и электропроводности нескольких материалов.Включены металлы, элементы, вода и изоляторы.

Удельное электрическое сопротивление, обозначаемое греческой буквой ρ (ро), является мерой того, насколько сильно материал препятствует прохождению электрического тока. Чем ниже удельное сопротивление, тем легче материал пропускает электрический заряд. Чем выше удельное сопротивление, тем труднее течь току. Материалы с высоким удельным сопротивлением представляют собой электрические резисторы.

Электропроводность - величина, обратная удельному сопротивлению.Электропроводность - это мера того, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Материалы с высокой электропроводностью являются электрическими проводниками. Электропроводность может быть представлена ​​греческой буквой σ (сигма), κ (каппа) или γ (гамма).

Таблица удельного сопротивления и проводимости при 20 ° C

4 40 6,9 909 66 5 × 10 От −4 до 8 × 10 −4
Материал ρ (Ом • м) при 20 ° C
Удельное сопротивление
σ (См / м) при 20 ° C
Электропроводность
Серебро 1.59 × 10 −8 6,30 × 10 7
Медь 1,68 × 10 −8 5,96 × 10 7
отожженная медь 904 8 5,80 × 10 7
Золото 2,44 × 10 −8 4,10 × 10 7
Алюминий 2,82 909 10 4 10 7
Кальций 3.36 × 10 −8 2,98 × 10 7
Вольфрам 5,60 × 10 −8 1,79 × 10 7 10241
Цинк 5904 1,69 × 10 7
Никель 6,99 × 10 -8 1,43 × 10 7
Литий 9,2-8 909 1,024 902 9,2-8 909 1,024 902 7
Утюг 1.0 × 10 −7 1.00 × 10 7
Платина 1,06 × 10 −7 9,43 × 10 6
Tin40 −1,09 9,17 × 10 6
Углеродистая сталь (10 10 ) 1,43 × 10 -7
Свинец 2,2 × 10 9 4 905 10 6
Титан 4.20 × 10 −7 2,38 × 10 6
Текстурированная электротехническая сталь 4,60 × 10 −7 2,17 × 10 6
90 Манганин 904,8 -7 2,07 × 10 6
Константан 4,9 × 10 -7 2,04 × 10 6
Нержавеющая сталь 1.45 × 10 6
Меркурий 9,8 × 10 −7 1,02 × 10 6
Нихром 1,10 × 10 −6
GaAs 5 × 10 −7 до 10 × 10 −3 5 × 10 −8 до 10 3
Углерод (аморфный) 1.От 25 до 2 × 10 3
Углерод (графит) 2,5 × 10 −6 до 5,0 × 10 −6 // базисная плоскость
3,0 × 10 −3 базальная плоскость
От 2 до 3 × 10 5 // базисная плоскость
3,3 × 10 2 базальная плоскость
Углерод (алмаз) 1 × 10 12 ~ 10 −13
Германий 4,6 × 10 −1 2,17
Морская вода 2 × 10 −1 4.8
Питьевая вода 2 × 10 1 до 2 × 10 3 5 × 10 −4 до 5 × 10 −2
Кремний 40 6,40 × 10 2 1,56 × 10 −3
Дерево (влажное) 1 × 10 3 до 4 10 −4 до 10 -3
Деионизированная вода 1,8 × 10 5 5,5 × 10 −6
Стекло 10 × 10 10 до 10 × 10 14 10 −11 до 10 −15
Твердая резина 1 × 10 13 10 −14
Древесина (сушка в печи) 1 × 10 14 до 16 10 −16 до 10 -14
Сера 1 × 10 15 10 −16 9 0241
Воздух 1.3 × 10 16 до 3,3 × 10 16 3 × 10 −15 до 8 × 10 −15
Парафиновый воск 1 × 10 17 10 −18
Плавленый кварц 7,5 × 10 17 1,3 × 10 −18
ПЭТ 10 × 10 20 10 −21 904 904 9016 Temp 10 × 10 22 до 10 × 10 24 10 −25 до 10 −23

Факторы, влияющие на электрическую проводимость

Есть три основных фактора, которые влияют на проводимость или удельное сопротивление материала:

  1. Площадь поперечного сечения: Если поперечное сечение материала велико, он может позволить большему току проходить через него.Точно так же тонкое поперечное сечение ограничивает ток. Например, толстая проволока имеет большее поперечное сечение, чем тонкая проволока.
  2. Длина проводника: Короткий проводник позволяет току течь с большей скоростью, чем длинный провод. Это похоже на попытку провести через коридор множество людей по сравнению с дверью.
  3. Температура: Повышение температуры заставляет частицы вибрировать или больше двигаться. Увеличение этого движения (повышение температуры) снижает проводимость, потому что молекулы с большей вероятностью будут мешать прохождению тока.При экстремально низких температурах некоторые материалы становятся сверхпроводниками.

Ссылки

  • Гленн Элерт (ред.). «Удельное сопротивление стали». Сборник фактов по физике.
  • Данные о свойствах материала MatWeb.
  • Оринг, Милтон (1995). Engineering Materials scienc e, Volume 1 (3-е изд.). п. 561.
  • Pawar, S.D .; Муругавел, П .; Лал, Д. М. (2009). «Влияние относительной влажности и давления на уровне моря на электропроводность воздуха над Индийским океаном». Журнал геофизических исследований 114: D02205.

Часть 2: Резисторы и сопротивления

2.1 Сопротивление и закон Ома

Электрическое сопротивление немного похоже на трение, и электроны, протекающие по проводам, теряют энергию, преодолевая сопротивление. Все проводники имеют некоторое сопротивление, и чем больше сопротивление, тем большее количество энергии рассеивается в нем при движении электронов и, следовательно, тем больше энергии требуется для перемещения электронов по цепи.Следовательно, если источник постоянного напряжения подключен к цепи с низким общим сопротивлением, будет течь больше тока (то есть кулонов заряда в секунду), чем если бы тот же источник питания был подключен к цепи с более высоким сопротивлением.

Некоторые электрические компоненты, такие как водонагреватели, имеют большое сопротивление, так что большая часть электрической энергии преобразуется в тепло при протекании через них тока. С другой стороны, провода и кабели должны иметь низкое сопротивление, чтобы при подаче электроэнергии из одного места в другое не терялось много энергии.

Единицей измерения сопротивления (R) является ом (Ω), а один ом - это сопротивление, которое вызывает падение на один вольт при протекании тока в один ампер. Для металлического проводника, который остается при постоянной температуре, применяется закон Ома:

Компоненты в цепях, которые имеют фиксированное сопротивление, обычно показаны в виде простой рамки, как показано на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1: простая схема, содержащая батарею и резистор.

Пример

Электрический нагреватель используется в источнике питания 240 В, потребляет ток 12 А.Его сопротивление:

2.2 Удельное сопротивление

(также известное как удельное сопротивление)

Когда электроны проходят через провод, они испытывают сопротивление и теряют энергию. Чем дальше по проводу они протекают, тем больше энергии они теряют, поэтому мы можем сказать, что общее сопротивление провода пропорционально его длине.

Поскольку электроны равномерно распределены по проводу и поскольку ток - это скорость, с которой заряд проходит через любую точку на этом проводе, мы можем видеть, что для обеспечения любого конкретного тока электроны в более широком проводе должны будут проходить меньшее расстояние. чем электроны в более узком проводе (рисунок 2.2). Таким образом, можно сказать, что сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника. Следовательно, более толстые провода имеют меньшее сопротивление на метр и вызывают меньшие потери энергии в виде тепла.

Рисунок 2.2: Влияние диаметра проволоки на ток.

Объединив две предыдущие концепции, мы получили:

, где l, - длина провода, a - площадь поперечного сечения, а α означает пропорционально.

Удельное сопротивление (ρ) материала определяется как сопротивление между противоположными гранями куба из этого материала с заданной длиной стороны.Значение ρ очень мало для большинства проводников и обычно выражается в микроомах (мкОм) для куба длиной 1 метр, выраженном в мкОм. Например, алюминий имеет удельное сопротивление 0,0285 мкОм. Таким образом, удельное сопротивление проволоки пропорционально удельному сопротивлению материала, из которого она сделана. Мы можем объединить удельное сопротивление с предыдущим уравнением, чтобы получить:

Обратите внимание, что сопротивление, вычисленное по этому уравнению, будет дано в тех же единицах сопротивления, что и для удельного сопротивления (т. Е. МкОм). Кроме того, l, и a должны быть в тех же единицах длины, что и ρ, так что, если ρ выражено в мкОм, , то должно быть в м, а , а должно быть в м 2 .В таблице 2.1 приведены удельные сопротивления некоторых металлов.

Таблица 2.1: Удельное сопротивление некоторых металлов.
Удельное сопротивление
мкОм мкОм · см мкОм · мм
Медь (отожженная) 0,0172 1,72 17,2
Медь (жесткая) 0,0178 1,78 17,8
Алюминий 0.0285 2,85 28,5
Олово 0,114 11,4 11,4
Серебристый 0,0163 1,63 16,3
Латунь 0,06-0,09 6-9 100
Утюг 0,1 10,0 100
Свинец 0,219 21,9 219

Пример

Рассчитайте сопротивление 1000 м 16 мм 2 одиночный отожженный медный провод.
Из таблицы: ρ = 17,2 мкОм мм (поскольку площадь поперечного сечения дана в мм 2 )


Все провода и кабели имеют некоторое сопротивление, поэтому всегда будет потеря энергии и падение напряжения внутри. Тонкие провода сильно нагреваются и могут перегореть, если по ним проходит слишком большой ток, они также могут вызвать такое большое падение напряжения, что оборудование может не работать должным образом. Однако толстые провода уменьшают эти явления, поскольку они содержат больше меди, они будут значительно дороже, чем тонкие провода.

Обычно рекомендуется, чтобы падение напряжения в кабелях составляло не более 4% от напряжения питания. Это означает падение 9,6 В для источника питания 240 В или падение 4 В для источника питания 110 В. Обратите внимание, что вы можете измерить падение напряжения на длине кабеля, только когда в нем протекает ток.

Пример

Двойной кабель 2,5 мм 2 MI питает нагреватель, который потребляет ток 20А. Если длина кабеля 100 м, рассчитайте падение напряжения в нем и частичные разряды на нагревателе, если напряжение питания составляет 240 В.Какой должна быть минимальная площадь поперечного сечения заменяемого кабеля, если падение напряжения не превышает 9,6 В.

Кабели

MI имеют жесткие медные жилы, поэтому ρ = 17,8 мкОм (таблица 2.1). Поскольку это сдвоенный кабель, общая длина жилы составляет 200 м.

Сопротивление кабеля:

Падение напряжения на кабеле:

ПД через нагреватель:

Обратите внимание, что это падение на 28,5 В или 11,9%. Для падения 9,6В:

Сопротивление кабеля:

Минимальная площадь поперечного сечения:

Это нестандартный размер, поэтому можно использовать 10 мм 2 .Такой кабель рассчитан на ток 77А, хотя нам требуется только 20А. Поэтому при выборе кабелей необходимо учитывать падение напряжения и номинальный ток.

2.3 Температура и сопротивление

Когда источник питания 2 В подключен к лампе 60 Вт, 240 В, он потребляет ток 25 мА, его сопротивление, таким образом, составляет:

Когда та же лампочка подключена к правильному источнику питания 240 В, она раскалена добела и потребляет ток 250 мА, а ее сопротивление составляет:

Таким образом, мы видим, что больший ток привел к сильному нагреву лампы и ее сопротивление увеличилось в 12 раз.

Чтобы учесть изменение сопротивления с температурой, используется температурный коэффициент сопротивления e (α). α для материала при 0 ° C - это изменение сопротивления образца этого материала с сопротивлением 1 Ом при повышении температуры от 0 ° C до 1 ° C. Вопросы усложняются еще и потому, что непросто измерить сопротивление проводника при 0 ° C, поэтому значение α часто указывается для повышения температуры от 20 ° C до 21 ° C. В таблице 2.2 приведены температурные коэффициенты некоторых металлов.

Таблица 2.2: Температурный коэффициент некоторых металлов.
* Углерод имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления, что означает, что в отличие от большинства металлов его сопротивление уменьшается с повышением температуры.
Температурный коэффициент сопротивления
(/ ° C при 0 ° C) (/ ° C при 20 ° C)
Медь +0,0043 +0,00396
Алюминий +0.0040 +0,00370
Латунь +0,0010 +0,00098
Утюг +0,0066 +0,00583
Никель-хром +0,00017 +0,000169
Углерод * -0,0005 -0,00047
Серебристый +0,0041 +0,00379

Из приведенной выше таблицы видно, что при повышении температуры с 20 ° C до 21 ° C сопротивление медного резистора 1 Ом увеличится до 1.00396 Ом. Таким образом:

где:
R t = общее сопротивление проводника при T (Ом)
R 0 = сопротивление проводника при 0 ° C (Ω)
α = температурный коэффициент сопротивления
T = температура (° C)

А:

где:
R 20 = сопротивление проводника при 20 ° C (Ом)

Если сопротивление проводника неизвестно при температуре, для которой известно α, можно использовать следующий метод:

R 1 = сопротивление проводника при температуре T 1
R 2 = сопротивление проводника при температуре T 2

Разделение:

Отсюда:

Таким образом, значение 0 рэнд было исключено из уравнения.

Пример

Обмотка двигателя постоянного тока изготовлена ​​из отожженной меди и имеет сопротивление 500 Ом при 15 ° C. Какой ток будет протекать при рабочей температуре 35 ° C, если поле PD 300V? (α = 0,0043 / ° C для отожженной меди при 0 ° C)


Изменение сопротивления в зависимости от температуры может иметь серьезные последствия. Рассмотрим лампу мощностью 60 Вт, подключенную к источнику питания 240 В, ее сопротивление в холодном состоянии составляет 80 Ом, а ток, потребляемый при включении, будет:

По мере нагрева лампы сопротивление быстро увеличивается, и ток снижается до 250 мА.Кратковременный «переходный процесс», который протекает при включении лампы, часто приводит к ее перегоранию при первом включении. Также, если цепочка лампочек приводится в действие от одного переключателя, тока может хватить, чтобы пережечь чувствительный предохранитель.

Резисторы серии 2,4 и параллели

Электрические компоненты можно соединять между собой двумя основными способами: параллельно и последовательно.

Когда резисторы соединены в серию (рисунок 2.3), часть напряжения питания падает на каждый резистор, и каждый резистор рассеивает часть общей энергии от каждого кулоновского заряда.Общее сопротивление (R T ) цепи (без учета сопротивления проводов) представляет собой сумму сопротивлений, и одинаковый ток течет через каждый резистор.

Рисунок 2.3: Три резистора последовательно.

Падение напряжения на каждом резисторе определяется по формуле:

Общее сопротивление:

Напряжение питания:

Ток, протекающий через каждый резистор, определяется по формуле:

Когда резисторы подключаются по схеме параллельно , напряжение на каждом резисторе одинаковое, поскольку любые два компонента, подключенные к одной и той же точке в цепи, должны иметь одинаковое напряжение (рисунок 2.4). Ток, протекающий через каждый резистор, составляет часть общего тока (I T ). Обратное к общему сопротивлению является суммой обратных сопротивлений.

Рисунок 2.4: Три резистора, включенных параллельно.

Ток через каждый резистор:

Суммарный ток:

Следовательно:

Если разделить на U, получим:

На рис. 2.5 показано, как можно упростить схемы, содержащие как параллельные, так и последовательные резисторы.

Рисунок 2.5: два блока резисторов можно упростить, суммируя резисторы.

После расчета общего сопротивления (рисунок 2.5) мы можем рассчитать общий ток:

Мы можем рассчитать падение напряжения на каждой группе резисторов:

Теперь мы можем рассчитать ток в каждом резисторе:

Во втором блоке резисторов ток будет разделен поровну, так как каждый резистор имеет сопротивление 12 Ом, следовательно:

Базовая электротехника

Сопротивление и реактивность на км медных и алюминиевых кабелей ~ Learning Electrical Engineering

Пользовательский поиск

Для расчета падения напряжения в кабеле в таблице ниже приведены значения реактивного сопротивления и сопротивления для медных и алюминиевых кабелей:

Значения для медных кабелей

Размер кабеля, S (мм2) Одножильный кабель Двухжильные / трехжильные кабели
R (Ом / км) при 80 ° C X (Ом / км) при 80 ° C R (Ом / км) при 80 ° C X (Ом / км) при 80 ° C
1.5 14,8 0,168 15,1 0,118
2,5 8,91 0,156 9,08 0,109
4 5,57 0,143 5,68 0,101
6 3,71 0,135 3.78 0,0955
10 2,24 0,119 2,27 0,0861
16 1,41 0,112 1,43 0,0817
25 0,889 0,106 0,907 0,0813
35 0.641 0,101 0,654 0,0783
50 0,473 0,101 0,483 0,0779
70 0,328 0,0965 0,334 0,0751
95 0,326 0,0975 0.241 0,0762
120 0,188 0,0939 0,191 0,074
150 0,153 0,0928 0,157 0,0745
185 0,123 0,0908 0,125 0,0742
240 0.0943 0,0902 0,0966 0,0752
300 0,0761 0,0895 0,078 0,075

Значения для
Алюминиевые кабели
Размер кабеля, S (мм2) Одножильный кабель Двухжильные / трехжильные кабели
R (Ом / км) при 80 ° C X (Ом / км) при 80 ° C R (Ом / км) при 80 ° C X (Ом / км) при 80 ° C
1.5 24,384 0,168 24,878 0,118
2,5 14,680 0,156 14,960 0,109
4 9,177 0,143 9,358 0,101
6 6,112 0,135 6.228 0,0955
10 3,691 0,119 3,740 0,0861
16 2,323 0,112 2,356 0,0817
25 1,465 0,106 1.494 0,0813
35 1.056 0,101 1,077 0,0783
50 0,779 0,101 0,796 0,0779
70 0,540 0,0965 0,550 0,0751
95 0,389 0,0975 0.397 0,0762
120 0,310 0,0939 0,315 0,074
150 0,252 0,0928 0,259 0,0745
185 0,203 0,0908 0,206 0,0742
240 0.155 0,0902 0,159 0,0752
300 0,125 0,0895 0,129 0,075
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *