• o'tkazgichlar;
• dielektriklar (izolyatsion xususiyatlarga ega);
• yarimo'tkazgichlar.

Elektron va oqim

Elektr tokining zamonaviy kontseptsiyasi u moddiy zarralar - zaryadlardan iborat degan taxminga asoslanadi. Ammo har xil fizikaviy va kimyoviy tajribalar bu zaryad tashuvchilar bir o'tkazgichda har xil turdagi bo'lishi mumkinligini ta'kidlash uchun asos beradi. Va zarrachalarning bu heterojenligi oqim zichligiga ta'sir qiladi. Elektr tokining parametrlari bilan bog'liq hisob-kitoblar uchun ma'lum jismoniy miqdorlar qo'llaniladi. Ular orasida o'tkazuvchanlik va qarshilik muhim o'rin tutadi.

• O'tkazuvchanlik o'zaro qarshilik bilan bog'liq teskari munosabat.

Ma'lumki, elektr zanjiriga qo'llaniladigan ma'lum bir kuchlanish mavjud bo'lganda, unda elektr toki paydo bo'ladi, uning kattaligi ushbu zanjirning o'tkazuvchanligi bilan bog'liq. Bu fundamental kashfiyot bir vaqtlar nemis fizigi Georg Om tomonidan qilingan. O'shandan beri Om qonuni deb nomlangan qonun qo'llanila boshlandi. uchun mavjud turli xil variantlar zanjirlar. Shuning uchun ular uchun formulalar bir-biridan farq qilishi mumkin, chunki ular butunlay boshqa shartlarga mos keladi.

Har bir elektr zanjirida o'tkazgich mavjud. Agar unda bir turdagi zaryad tashuvchi zarracha mavjud bo'lsa, o'tkazgichdagi oqim ma'lum bir zichlikka ega bo'lgan suyuqlik oqimiga o'xshaydi. U quyidagi formula bilan aniqlanadi:

Aksariyat metallar bir xil turdagi zaryadlangan zarrachalarga mos keladi, buning natijasida elektr toki mavjud. Metalllar uchun o'ziga xoslikni hisoblash elektr o'tkazuvchanligi quyidagi formula bo'yicha ishlab chiqariladi:

O'tkazuvchanlikni hisoblash mumkin bo'lganligi sababli, elektr qarshiligini aniqlash endi oson. Supero'tkazuvchilarning qarshiligi o'tkazuvchanlikning o'zaro ta'siri ekanligi yuqorida aytib o'tilgan edi. Demak,

Ushbu formulada elektr qarshiligini ifodalash uchun yunon alifbosining r (rho) harfi ishlatiladi. Ushbu belgi ko'pincha texnik adabiyotlarda qo'llaniladi. Shu bilan birga, siz o'tkazgichlarning qarshiligini hisoblash uchun ishlatiladigan biroz boshqacha formulalarni ham topishingiz mumkin. Agar hisob-kitoblar uchun metallarning klassik nazariyasi va ulardagi elektron o'tkazuvchanlik ishlatilsa, qarshilik quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Biroq, bitta "lekin" bor. Metall o'tkazgichdagi atomlarning holatiga elektr maydoni tomonidan amalga oshiriladigan ionlanish jarayonining davomiyligi ta'sir qiladi. Supero'tkazuvchilarga bitta ionlashtiruvchi ta'sir ko'rsatgan holda, undagi atomlar bitta ionlanishni oladi, bu atomlar kontsentratsiyasi va erkin elektronlar o'rtasida muvozanat hosil qiladi. Va bu konsentratsiyalarning qiymatlari teng bo'ladi. Bunday holda, quyidagi bog'liqliklar va formulalar sodir bo'ladi:

O'tkazuvchanlik va qarshilikning og'ishlari

Keyinchalik, qarshilikka teskari bog'liq bo'lgan o'ziga xos o'tkazuvchanlik nimaga bog'liqligini ko'rib chiqamiz. Moddaning qarshiligi ancha mavhum fizik miqdordir. Har bir o'tkazgich ma'lum bir namuna shaklida mavjud. Bu ichki tuzilishda turli xil aralashmalar va nuqsonlar mavjudligi bilan tavsiflanadi. Ular Mattissen qoidasiga muvofiq qarshilikni aniqlaydigan ifodaning alohida shartlari sifatida hisobga olinadi. Bu qoida, shuningdek, haroratga qarab o'zgarib turadigan namunaning kristall panjarasining tugunlarida harakatlanuvchi elektronlar oqimining tarqalishini ham hisobga oladi.

Turli xil aralashmalar va mikroskopik bo'shliqlarning qo'shilishi kabi ichki nuqsonlarning mavjudligi ham qarshilikni oshiradi. Namunalardagi aralashmalar miqdorini aniqlash uchun materiallarning qarshiligi namunaviy materialning ikki harorati uchun o'lchanadi. Bir harorat qiymati xona harorati, ikkinchisi esa suyuq geliyga to'g'ri keladi. Xona haroratidagi o'lchov natijasini suyuq geliy haroratidagi natija bilan bog'lash orqali materialning strukturaviy mukammalligini va uning kimyoviy tozaligini ko'rsatadigan koeffitsient olinadi. Koeffitsient b harfi bilan belgilanadi.

Agar qattiq eritma strukturasi buzilgan metall qotishmasi elektr tokining o'tkazuvchisi sifatida qaralsa, qoldiq qarshilik qiymati qarshilikdan sezilarli darajada katta bo'lishi mumkin. Noyob tuproq elementlari, shuningdek, o'tish elementlari bilan bog'liq bo'lmagan ikki komponentli metall qotishmalarining bu xususiyati maxsus qonun bilan qoplangan. Bu Nordxaym qonuni deb ataladi.

Elektronikada zamonaviy texnologiyalar tobora ko'proq miniatyuraga o'tmoqda. Va shunchalik ko'pki, tez orada mikrosxema o'rniga "nanosircuit" so'zi paydo bo'ladi. Bunday qurilmalardagi o'tkazgichlar juda nozik bo'lib, ularni metall plyonkalar deb atash to'g'ri bo'ladi. Ko'rinib turibdiki, kino namunasi o'zining qarshiligida kattaroq o'tkazgichdan ko'proq farq qiladi. Filmdagi metallning kichik qalinligi undagi yarimo'tkazgich xususiyatlarining paydo bo'lishiga olib keladi.

Metallning qalinligi va ushbu materialdagi elektronlarning erkin yo'li o'rtasidagi mutanosiblik paydo bo'la boshlaydi. Elektronlarning harakatlanishi uchun ozgina joy qolmoqda. Shuning uchun ular bir-birining harakatiga tartibli ravishda aralasha boshlaydi, bu esa qarshilikning kuchayishiga olib keladi. Metall plyonkalar uchun qarshilik tajribalar asosida olingan maxsus formula yordamida hisoblanadi. Formula plyonkalarning qarshiligini o'rgangan olim Fuchs sharafiga nomlangan.

Filmlar bir nechta namunalarning xususiyatlari bir xil bo'lishi uchun takrorlash qiyin bo'lgan juda o'ziga xos shakllanishlardir. Filmlarni baholashda maqbul aniqlik uchun maxsus parametr qo'llaniladi - o'ziga xos sirt qarshiligi.

Rezistorlar mikrosxemalar tagidagi metall plyonkalardan hosil bo'ladi. Shu sababli, qarshilikni hisoblash mikroelektronikada juda talab qilinadigan vazifadir. Qarshilik qiymatiga harorat aniq ta'sir qiladi va u bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionallik bilan bog'liq. Ko'pgina metallar uchun bu bog'liqlik ma'lum bir harorat oralig'ida qandaydir chiziqli qismga ega. Bunday holda, qarshilik quyidagi formula bilan aniqlanadi:

Metallarda elektr toki kontsentratsiyasi nisbatan yuqori bo'lgan ko'p miqdordagi erkin elektronlar tufayli yuzaga keladi. Bundan tashqari, elektronlar metallarning katta issiqlik o'tkazuvchanligini ham aniqlaydi. Shu sababli, elektr o'tkazuvchanligi va issiqlik o'tkazuvchanligi o'rtasida eksperimental ravishda oqlangan maxsus qonun bilan bog'liqlik o'rnatildi. Ushbu Wiedemann-Franz qonuni quyidagi formulalar bilan tavsiflanadi:

Supero'tkazuvchanlikning ajoyib istiqbollari

Biroq, eng hayratlanarli jarayonlar suyuq geliyning texnik jihatdan erishilishi mumkin bo'lgan minimal haroratida sodir bo'ladi. Bunday sovutish sharoitida barcha metallar amalda o'z qarshiligini yo'qotadi. Suyuq geliy haroratiga qadar sovutilgan mis simlar oddiy sharoitlardan ko'ra ko'p marta ko'proq oqim o'tkazishga qodir. Agar bu amalda mumkin bo'lsa, iqtisodiy samara bebaho bo'lar edi.

Bundan ham hayratlanarlisi yuqori haroratli o'tkazgichlarning kashf etilishi edi. Oddiy sharoitlarda bu turdagi keramika o'z qarshiligida metallardan juda uzoqda edi. Ammo suyuq geliydan taxminan uch o'n daraja yuqori haroratda ular o'ta o'tkazgichga aylandi. Metall bo'lmagan materiallarning bunday xatti-harakatining kashf etilishi tadqiqot uchun kuchli rag'batga aylandi. Supero'tkazuvchanlikni amaliy qo'llashning eng katta iqtisodiy oqibatlari tufayli bu yo'nalishga juda katta moliyaviy resurslar tashlandi va keng ko'lamli tadqiqotlar boshlandi.

Ammo hozircha, ular aytganidek, "narsalar hali ham mavjud" ... Seramika materiallari amaliy foydalanish uchun yaroqsiz bo'lib chiqdi. Supero'tkazuvchanlik holatini saqlab qolish uchun sharoitlar shu qadar katta xarajatlarni talab qildiki, uni ishlatishdan barcha foyda yo'q qilindi. Ammo o'ta o'tkazuvchanlik bilan tajribalar davom etmoqda. Taraqqiyot bor. Supero'tkazuvchanlik allaqachon 165 daraja Kelvin haroratda erishilgan, ammo bu talab qiladi Yuqori bosim. Bunday maxsus shart-sharoitlarni yaratish va saqlash yana ushbu texnik yechimdan tijorat maqsadlarida foydalanishni rad etadi.

Qo'shimcha ta'sir qiluvchi omillar

Hozirgi vaqtda hamma narsa o'z yo'lida davom etmoqda va mis, alyuminiy va boshqa ba'zi metallar uchun qarshilik ularning simlar va kabellarni ishlab chiqarish uchun sanoat ishlatilishini ta'minlashda davom etmoqda. Xulosa qilib aytganda, elektr tokining o'tishi paytida undagi yo'qotishlarga nafaqat o'tkazgich materialining qarshiligi va atrof-muhit harorati ta'sir qilishi haqida bir oz ko'proq ma'lumot qo'shish kerak. Supero'tkazuvchilarning geometriyasi yuqori kuchlanish chastotalarida va yuqori oqimlarda foydalanilganda juda muhimdir.

Bunday sharoitda elektronlar simning yuzasiga yaqin joyda to'planishga moyil bo'ladi va uning o'tkazgich sifatida qalinligi o'z ma'nosini yo'qotadi. Shuning uchun simdan faqat o'tkazgichning tashqi qismini yasash orqali simdagi mis miqdorini asosli ravishda kamaytirish mumkin. Supero'tkazuvchilarning qarshiligini oshirishning yana bir omili deformatsiyadir. Shuning uchun, ba'zi elektr o'tkazuvchan materiallarning yuqori ishlashiga qaramasdan, muayyan sharoitlarda ular paydo bo'lmasligi mumkin. Muayyan vazifalar uchun to'g'ri o'tkazgichlar tanlanishi kerak. Quyida keltirilgan jadvallar bunga yordam beradi.

Qarshilik metallarning elektr tokining o'tishiga qarshilik ko'rsatish qobiliyatining o'lchovidir. Bu qiymat Ohm-metrda (Ohm⋅m) ifodalanadi. Qarshilik belgisi yunoncha r (rho) harfidir. Yuqori qarshilik bu materialning elektr zaryadining yomon o'tkazuvchanligini anglatadi.

Qarshilik

Elektr qarshiligi kuchlanish orasidagi nisbat sifatida aniqlanadi elektr maydoni metall ichidagi oqim zichligiga:

Qayerda:
r - metall qarshiligi (Om⋅m),
E - elektr maydon kuchi (V/m),
J - metalldagi elektr toki zichligi qiymati (A/m2)

Agar metalldagi elektr maydon kuchi (E) juda yuqori bo'lsa va oqim zichligi (J) juda kichik bo'lsa, bu metallning yuqori qarshilikka ega ekanligini anglatadi.

Qarshilikning o'zaro nisbati elektr o'tkazuvchanligi bo'lib, u materialning elektr tokini qanchalik yaxshi o'tkazishini ko'rsatadi:

s - materialning o'tkazuvchanligi, siemens boshiga metrda (S/m).

Elektr qarshiligi

Komponentlardan biri bo'lgan elektr qarshiligi ohm (Ohm) bilan ifodalanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, elektr qarshiligi va qarshilik bir xil narsa emas. Qarshilik - bu materialning xususiyati, elektr qarshilik esa ob'ektning xossasidir.

Rezistorning elektr qarshiligi uning shakli va u ishlab chiqarilgan materialning qarshiligining kombinatsiyasi bilan belgilanadi.

Misol uchun, uzun va ingichka simdan yasalgan simli qarshilik bir xil metallning qisqa va qalin simidan qilingan qarshilikdan yuqori qarshilikka ega.

Shu bilan birga, yuqori qarshilikka ega bo'lgan materialdan tayyorlangan simli o'ralgan qarshilik past qarshilikka ega bo'lgan rezistorga qaraganda ko'proq elektr qarshilikka ega. Va bularning barchasi ikkala rezistor ham bir xil uzunlikdagi va diametrli simdan yasalganiga qaramasdan.

Buni ko'rsatish uchun suv quvurlar orqali pompalanadigan gidravlik tizimga o'xshatishimiz mumkin.

• Quvur qanchalik uzun va ingichka bo'lsa, suvga chidamliligi shunchalik yuqori bo'ladi.
• Qum bilan to'ldirilgan quvur suvga qumsiz quvurga qaraganda ko'proq qarshilik ko'rsatadi.

Simga qarshilik

Tel qarshiligining miqdori uchta parametrga bog'liq: metallning qarshiligi, simning uzunligi va diametri. Sim qarshiligini hisoblash formulasi:

Qayerda:
R - sim qarshiligi (Ohm)
r - metall qarshiligi (Ohm.m)
L - sim uzunligi (m)
A - simning tasavvurlar maydoni (m2)

Misol sifatida, 1,10 × 10-6 Ohm.m qarshilikka ega nikromli simli rezistorni ko'rib chiqing. Tel uzunligi 1500 mm va diametri 0,5 mm. Ushbu uchta parametrga asoslanib, biz nikromli simning qarshiligini hisoblaymiz:

R=1,1*10 -6 *(1,5/0,000000196) = 8,4 Ohm

Nichrom va konstantan ko'pincha qarshilik materiallari sifatida ishlatiladi. Quyidagi jadvalda siz eng ko'p ishlatiladigan metallarning qarshiligini ko'rishingiz mumkin.

Yuzaki qarshilik

Sirt qarshiligi qiymati sim qarshiligi bilan bir xil tarzda hisoblanadi. Bunday holda, tasavvurlar maydoni w va t ning mahsuloti sifatida ifodalanishi mumkin:

Yupqa plyonkalar kabi ba'zi materiallar uchun qarshilik va plyonka qalinligi o'rtasidagi bog'liqlik varaqning qarshiligi RS deb ataladi:

bu erda RS ohm bilan o'lchanadi. Ushbu hisoblash uchun plyonka qalinligi doimiy bo'lishi kerak.

Ko'pincha rezistor ishlab chiqaruvchilari elektr toki uchun yo'lni oshirish uchun qarshilikni oshirish uchun filmga yo'llarni kesib tashlashadi.

Rezistiv materiallarning xossalari

Metallning qarshiligi haroratga bog'liq. Ularning qiymatlari odatda xona harorati (20 ° C) uchun berilgan. Haroratning o'zgarishi natijasida qarshilikning o'zgarishi harorat koeffitsienti bilan tavsiflanadi.

Masalan, termistorlar (termistorlar) haroratni o'lchash uchun bu xususiyatdan foydalanadilar. Boshqa tomondan, aniq elektronikada bu juda istalmagan ta'sir.
Metall plyonkali rezistorlar mukammal harorat barqarorligi xususiyatlariga ega. Bunga nafaqat materialning past qarshiligi tufayli, balki qarshilikning o'zi mexanik dizayni tufayli erishiladi.

Rezistorlar ishlab chiqarishda juda ko'p turli xil materiallar va qotishmalar qo'llaniladi. Nikrom (nikel va xrom qotishmasi) yuqori qarshilik va yuqori haroratlarda oksidlanishga chidamliligi tufayli ko'pincha simli rezistorlar tayyorlash uchun material sifatida ishlatiladi. Uning kamchiligi shundaki, uni lehimlab bo'lmaydi. Konstantan, boshqa mashhur material, lehimlash oson va past harorat koeffitsientiga ega.

Ko'p odamlar Ohm qonuni haqida eshitgan, ammo hamma ham bu qonunni bilmaydi. O'qish maktab fizikasi kursidan boshlanadi. Ular fizika va elektrodinamika fakultetida batafsilroq o‘qitiladi. Bu bilim oddiy odam uchun foydali bo'lishi dargumon, lekin bu zarur umumiy rivojlanish, va ba'zilari uchun kelajakdagi kasb uchun. Boshqa tomondan, elektr energiyasi, uning tuzilishi va uydagi xususiyatlari haqidagi asosiy bilimlar o'zingizni zarardan himoya qilishga yordam beradi. Ohm qonuni elektr tokining asosiy qonuni deb bejiz aytilmagan. Uy ustasi ortiqcha kuchlanishning oldini olish uchun elektr energiyasi sohasida bilimga ega bo'lishi kerak, bu esa yukning oshishiga va yong'inga olib kelishi mumkin.

Elektr qarshiligi haqida tushuncha

Elektr zanjirining asosiy fizik kattaliklari - qarshilik, kuchlanish, tok kuchi o'rtasidagi bog'liqlik nemis fizigi Georg Simon Om tomonidan kashf etilgan.

Supero'tkazuvchilarning elektr qarshiligi uning elektr tokiga chidamliligini tavsiflovchi qiymatdir. Boshqacha qilib aytganda, elektr tokining o'tkazgichga ta'siri ostida elektronlarning bir qismi kristall panjaradagi o'z o'rnini tashlab, o'tkazgichning musbat qutbiga yo'naltiriladi. Ayrim elektronlar yadro atomi atrofida aylanishda davom etib, panjarada qoladi. Bu elektronlar va atomlar bo'shatilgan zarrachalarning harakatlanishiga to'sqinlik qiladigan elektr qarshilik hosil qiladi.

Yuqoridagi jarayon barcha metallar uchun amal qiladi, lekin ularda qarshilik boshqacha bo'ladi. Bu o'tkazgichning o'lchami, shakli va materiallarining farqiga bog'liq. Shunga ko'ra, kristall panjaraning o'lchamlari turli materiallar uchun turli shakllarga ega, shuning uchun ular orqali oqimning harakatiga elektr qarshiligi bir xil emas.

Ushbu kontseptsiyadan moddaning qarshiligining ta'rifi kelib chiqadi, bu har bir metall uchun alohida ko'rsatkichdir. Elektr qarshiligi (SER) - fizik kattalik bo'lib, yunoncha r harfi bilan belgilanadi va metallning u orqali elektr tokining o'tishini oldini olish qobiliyati bilan tavsiflanadi.

Mis o'tkazgichlar uchun asosiy materialdir

Moddaning qarshiligi formuladan foydalanib hisoblanadi, bu erda muhim ko'rsatkichlardan biri elektr qarshiligining harorat koeffitsienti hisoblanadi. Jadvalda 0 dan 100 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida ma'lum bo'lgan uchta metalning qarshilik qiymatlari mavjud.

Mavjud materiallardan biri sifatida temirning qarshiligini olsak, 0,1 Ohm ga teng bo'lsa, 1 Ohm uchun sizga 10 metr kerak bo'ladi. Kumush eng past elektr qarshiligiga ega, uning qiymati 1 ohm uchun 66,7 metrni tashkil qiladi. Muhim farq, ammo kumush qimmat metall bo'lib, uni hamma joyda ishlatish mumkin emas. Keyingi eng yaxshi ko'rsatkich mis bo'lib, bu erda 1 ohm uchun 57,14 metr talab qilinadi. Kumush bilan solishtirganda mavjudligi va narxiga ko'ra, mis elektr tarmoqlarida foydalanish uchun mashhur materiallardan biridir. Mis simning past qarshiligi yoki mis simning qarshiligi mis o'tkazgichni fan, texnologiyaning ko'plab sohalarida, shuningdek, sanoat va maishiy maqsadlarda ishlatishga imkon beradi.

Qarshilik qiymati

Qarshilik qiymati doimiy emas, u quyidagi omillarga qarab o'zgaradi:

• Hajmi. Supero'tkazuvchilar diametri qanchalik katta bo'lsa, u o'zidan ko'proq elektron o'tkazish imkonini beradi. Shuning uchun uning o'lchami qanchalik kichik bo'lsa, qarshilik shunchalik katta bo'ladi.
• Uzunlik. Elektronlar atomlar orqali o'tadi, shuning uchun sim qancha uzun bo'lsa, ular orqali ko'proq elektronlar o'tishi kerak. Hisob-kitoblarni amalga oshirishda simning uzunligi va o'lchamini hisobga olish kerak, chunki sim qanchalik uzun yoki ingichka bo'lsa, uning qarshiligi shunchalik katta bo'ladi va aksincha. Amaldagi uskunaning yukini hisoblamaslik simning haddan tashqari qizishi va yong'inga olib kelishi mumkin.
• Harorat. Ma'lumki, harorat turli yo'llar bilan moddalarning harakatiga katta ta'sir ko'rsatadi. Metall, boshqa hech narsa kabi, turli haroratlarda o'z xususiyatlarini o'zgartiradi. Misning qarshiligi to'g'ridan-to'g'ri misning qarshilik harorat koeffitsientiga bog'liq va qizdirilganda ortadi.
• Korroziya. Korroziyaning shakllanishi yukni sezilarli darajada oshiradi. Bu atrof-muhit ta'siri, namlik, tuz, axloqsizlik va boshqalarning namoyon bo'lishi tufayli sodir bo'ladi. Barcha ulanishlarni, terminallarni, burmalarni izolyatsiya qilish va himoya qilish, ko'chada joylashgan uskunalar uchun himoya o'rnatish, shikastlangan simlar, komponentlar va agregatlarni zudlik bilan almashtirish tavsiya etiladi.

Qarshilikni hisoblash

Turli maqsadlar va foydalanish uchun ob'ektlarni loyihalashda hisob-kitoblar amalga oshiriladi, chunki har bir insonning hayotiy ta'minoti elektr energiyasi bilan ta'minlanadi. Yoritish moslamalaridan tortib texnik jihatdan murakkab jihozlargacha hamma narsa hisobga olinadi. Uyda, ayniqsa, elektr simlarini almashtirish rejalashtirilgan bo'lsa, hisob-kitob qilish ham foydali bo'ladi. Xususiy uy-joy qurilishi uchun yukni hisoblash kerak, aks holda elektr simlarini "zamonaviy" yig'ish yong'inga olib kelishi mumkin.

Hisoblashning maqsadi - texnik parametrlarini hisobga olgan holda ishlatiladigan barcha qurilmalarning o'tkazgichlarining umumiy qarshiligini aniqlash. U R=p*l/S formulasi yordamida hisoblanadi, bunda:

R – hisoblangan natija;

p - jadvaldan qarshilik ko'rsatkichi;

l - simning uzunligi (o'tkazgich);

S - bo'lim diametri.

Birliklar

Jismoniy miqdorlar birliklarining xalqaro tizimida (SI) elektr qarshilik Ohm (Ohm) bilan o'lchanadi. SI tizimiga ko'ra qarshilikning o'lchov birligi moddaning qarshiligiga teng bo'lib, unda 1 m uzunlikdagi bitta materialdan yasalgan o'tkazgich 1 kv. m. 1 Ohm qarshilikka ega. Turli metallar uchun 1 ohm / m dan foydalanish jadvalda aniq ko'rsatilgan.

Qarshilikning ahamiyati

Qarshilik va o'tkazuvchanlik o'rtasidagi munosabatni o'zaro kattaliklar deb hisoblash mumkin. Qanaqasiga ko'proq ko'rsatkich bir o'tkazgich, ikkinchisining indikatori qanchalik past bo'lsa va aksincha. Shuning uchun, elektr o'tkazuvchanligini hisoblashda 1/r hisobi qo'llaniladi, chunki X ning teskarisi 1/X va aksincha. Maxsus ko'rsatkich g harfi bilan belgilanadi.

Elektrolitik misning afzalliklari

Mis afzallik sifatida past qarshilik ko'rsatkichi (kumushdan keyin) bilan cheklanmaydi. U o'ziga xos xususiyatlarga ega, ya'ni plastiklik va yuqori egiluvchanlik. Ushbu fazilatlar tufayli elektrolitik mis elektr jihozlari, kompyuter texnikasi, elektrotexnika va avtomobilsozlik sanoatida qo'llaniladigan kabellar ishlab chiqarish uchun yuqori darajadagi tozalikda ishlab chiqariladi.

Qarshilik indeksining haroratga bog'liqligi

Harorat koeffitsienti - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismining kuchlanishining o'zgarishiga va haroratning o'zgarishi natijasida metallning qarshiligiga teng bo'lgan qiymat. Ko'pgina metallar kristall panjaraning termal tebranishlari tufayli haroratning oshishi bilan qarshilikni oshiradi. Mis qarshiligining harorat koeffitsienti mis simning qarshiligiga ta'sir qiladi va 0 dan 100 ° S gacha bo'lgan haroratlarda 4,1 10− 3 (1/Kelvin) ni tashkil qiladi. Kumush uchun bir xil sharoitlarda bu ko'rsatkich 3,8 ni, temir uchun esa 6,0 ni tashkil qiladi. Bu misni o'tkazgich sifatida ishlatish samaradorligini yana bir bor isbotlaydi.

Elektr tokini o'tkazishga qodir bo'lgan moddalar va materiallar o'tkazgichlar deb ataladi. Qolganlari dielektriklar deb tasniflanadi. Ammo sof dielektriklar yo'q, ularning barchasi oqim o'tkazadi, lekin uning kattaligi juda kichik.

Ammo o'tkazgichlar ham tokni boshqacha o'tkazadilar. Georg Om formulasiga ko'ra, o'tkazgichdan o'tadigan oqim unga qo'llaniladigan kuchlanishning kattaligiga chiziqli proportsional va qarshilik deb ataladigan miqdorga teskari proportsionaldir.

Qarshilikning o'lchov birligi bu munosabatni kashf etgan olim sharafiga Ohm deb nomlangan. Ammo turli xil materiallardan yasalgan va bir xil geometrik o'lchamlarga ega bo'lgan o'tkazgichlar turli xil elektr qarshiligiga ega ekanligi ma'lum bo'ldi. Ma'lum uzunlik va kesimdagi o'tkazgichning qarshiligini aniqlash uchun qarshilik tushunchasi kiritildi - bu materialga bog'liq bo'lgan koeffitsient.

Natijada, ma'lum uzunlikdagi va kesimdagi o'tkazgichning qarshiligi teng bo'ladi

Qarshilik nafaqat qattiq materiallarga, balki suyuqliklarga ham tegishli. Ammo uning qiymati manba materialidagi aralashmalar yoki boshqa komponentlarga ham bog'liq. Toza suv dielektrik bo'lgan holda elektr tokini o'tkazmaydi. Ammo distillangan suv tabiatda mavjud emas, unda har doim tuzlar, bakteriyalar va boshqa aralashmalar mavjud. Ushbu kokteyl qarshilikka ega elektr tokining o'tkazgichidir.

Metalllarga turli xil qo'shimchalarni kiritish orqali yangi materiallar olinadi - qotishmalar, uning qarshiligi dastlabki materialdan farq qiladi, hatto unga foiz qo'shilishi ahamiyatsiz bo'lsa ham.

Qarshilikning haroratga bog'liqligi

Materiallarning qarshiligi xona haroratiga (20 ° C) yaqin haroratlar uchun ma'lumotnomalarda keltirilgan. Haroratning oshishi bilan materialning qarshiligi ortadi. Nima uchun bu sodir bo'lmoqda?

Elektr toki material ichida o'tkaziladi erkin elektronlar. Elektr maydoni ta'sirida ular o'z atomlaridan ajralib turadi va ular o'rtasida shu maydon tomonidan belgilangan yo'nalishda harakatlanadi. Moddaning atomlari kristall panjara hosil qiladi, uning tugunlari orasida elektronlar oqimi, shuningdek, "elektron gaz" deb ataladi. Harorat ta'sirida panjara tugunlari (atomlar) tebranadi. Elektronlarning o'zi ham to'g'ri chiziqda emas, balki murakkab yo'l bo'ylab harakatlanadi. Shu bilan birga, ular tez-tez atomlar bilan to'qnashib, ularning traektoriyasini o'zgartiradilar. Vaqtning ba'zi nuqtalarida elektronlar elektr tokining yo'nalishiga teskari yo'nalishda harakatlanishi mumkin.

Haroratning oshishi bilan atom tebranishlarining amplitudasi ortadi. Ular bilan elektronlarning to'qnashuvi tez-tez sodir bo'ladi, elektronlar oqimining harakati sekinlashadi. Jismoniy jihatdan bu qarshilikning ortishi bilan ifodalanadi.

Qarshilikning haroratga bog'liqligidan foydalanishga misol sifatida cho'g'lanma chiroqning ishlashini keltirish mumkin. Filament ishlab chiqarilgan volfram spirali yoqish paytida past qarshilikka ega. Yoqish paytidagi oqim uni tezda isitadi, qarshilik kuchayadi va oqim kamayadi va nominal bo'ladi.

Xuddi shu jarayon nikromli isitish elementlari bilan sodir bo'ladi. Shuning uchun kerakli qarshilikni yaratish uchun ma'lum bo'lgan kesmaning nikromli simining uzunligini aniqlash orqali ularning ish rejimini hisoblash mumkin emas. Hisoblash uchun sizga qizdirilgan simning qarshiligi kerak bo'ladi va ma'lumotnomalar xona harorati uchun qiymatlarni beradi. Shuning uchun nikromli spiralning oxirgi uzunligi eksperimental tarzda o'rnatiladi. Hisob-kitoblar taxminiy uzunlikni aniqlaydi va sozlashda ip qismini qism bo'yicha asta-sekin qisqartiradi.

Qarshilikning harorat koeffitsienti

Ammo barcha qurilmalarda emas, balki o'tkazgichlarning qarshiligining haroratga bog'liqligi foydalidir. O'lchash texnologiyasida elektron elementlarning qarshiligini o'zgartirish xatolikka olib keladi.

Materiallar qarshiligining haroratga bog'liqligini miqdoriy aniqlash uchun tushuncha qarshilikning harorat koeffitsienti (TCR). Bu harorat 1 ° C ga o'zgarganda materialning qarshiligi qanchalik o'zgarishini ko'rsatadi.

Elektron komponentlarni ishlab chiqarish uchun - o'lchash uskunalari sxemalarida ishlatiladigan rezistorlar, past TCR bo'lgan materiallar ishlatiladi. Ular qimmatroq, lekin qurilma parametrlari atrof-muhit haroratining keng diapazonida o'zgarmaydi.

Ammo yuqori TCSga ega bo'lgan materiallarning xususiyatlari ham qo'llaniladi. Ba'zi harorat sensorlarining ishlashi o'lchov elementi ishlab chiqarilgan materialning qarshiligidagi o'zgarishlarga asoslanadi. Buning uchun barqaror ta'minot kuchlanishini saqlab turishingiz va elementdan o'tadigan oqimni o'lchashingiz kerak. Standart termometrga nisbatan oqimni o'lchaydigan qurilma shkalasini kalibrlash orqali elektron harorat o'lchagich olinadi. Ushbu tamoyil nafaqat o'lchovlar uchun, balki haddan tashqari issiqlik sensorlari uchun ham qo'llaniladi. Transformatorlar yoki quvvat yarimo'tkazgich elementlarining sariqlarini haddan tashqari qizib ketishiga olib keladigan g'ayritabiiy ish sharoitlari yuzaga kelganda qurilmani o'chirib qo'yish.

Elementlar elektrotexnikada ham qo'llaniladi, ular qarshilikni atrof-muhit haroratidan emas, balki ular orqali o'tadigan oqimdan o'zgartiradilar - termistorlar. Ulardan foydalanishga misol qilib televizor va monitorlarning katod nurlari quvurlari uchun demagnetizatsiya tizimlarini keltirish mumkin. Voltaj qo'llanilganda, rezistorning qarshiligi minimal bo'ladi va oqim u orqali demagnetizatsiya bobiniga o'tadi. Ammo xuddi shu oqim termistor materialini isitadi. Uning qarshiligi kuchayadi, bobindagi oqim va kuchlanishni kamaytiradi. Va u butunlay yo'qolguncha davom etadi. Natijada, lasanga silliq kamayib boruvchi amplitudali sinusoidal kuchlanish qo'llaniladi va uning bo'shlig'ida bir xil magnit maydon hosil bo'ladi. Natijada, trubka filamenti qizib ketganda, u allaqachon demagnetizatsiya qilingan. Va nazorat qilish davri qurilma o'chirilgunga qadar qulflangan bo'lib qoladi. Keyin termistorlar soviydi va yana ishlashga tayyor bo'ladi.

Supero'tkazuvchanlik hodisasi

Agar materialning harorati pasaysa nima bo'ladi? Qarshilik pasayadi. Haroratning pasayishi chegarasi bor, deyiladi mutlaq nol. Bu - 273 ° S. Bu chegaradan past haroratlar yo'q. Ushbu qiymatda har qanday o'tkazgichning qarshiligi nolga teng.

Mutlaq nolga teng bo'lganda, kristall panjaraning atomlari tebranishni to'xtatadi. Natijada, elektron bulut panjara tugunlari orasida ular bilan to'qnashmasdan harakat qiladi. Materialning qarshiligi nolga aylanadi, bu kichik tasavvurlar o'tkazgichlarida cheksiz katta oqimlarni olish imkoniyatini ochadi.

Supero'tkazuvchanlik hodisasi elektrotexnika rivojlanishi uchun yangi ufqlarni ochadi. Ammo uy sharoitida ushbu effektni yaratish uchun zarur bo'lgan juda past haroratni olish bilan bog'liq qiyinchiliklar mavjud. Muammolar hal etilgach, elektrotexnika rivojlanishning yangi bosqichiga o'tadi.

Hisoblashda qarshilik qiymatlaridan foydalanishga misollar

Biz isitish elementini tayyorlash uchun nikromli simning uzunligini hisoblash tamoyillari bilan allaqachon tanishdik. Ammo materiallarning qarshiligini bilish zarur bo'lgan boshqa holatlar mavjud.

Hisoblash uchun topraklama qurilmalarining konturlari tipik tuproqlarga mos keladigan koeffitsientlar qo'llaniladi. Agar zamin halqasi joylashgan joyda tuproq turi noma'lum bo'lsa, unda to'g'ri hisob-kitoblar uchun birinchi navbatda uning qarshiligi o'lchanadi. Shunday qilib, hisoblash natijalari aniqroq bo'ladi, bu esa ishlab chiqarish jarayonida sxema parametrlarini sozlash zaruratini yo'q qiladi: elektrodlar sonini qo'shib, topraklama qurilmasining geometrik o'lchamlarini oshirishga olib keladi.

Kabel liniyalari va shinalar ishlab chiqarilgan materiallarning qarshiligi ularning faol qarshiligini hisoblash uchun ishlatiladi. Keyinchalik, nominal yuk oqimida uni ishlating chiziq oxiridagi kuchlanish qiymati hisoblanadi. Agar uning qiymati etarli bo'lmasa, u holda o'tkazgichlarning kesimlari oldindan oshiriladi.

Uzunlik va masofani o'zgartirgich Massa konvertori Ommaviy va oziq-ovqat hajmini o'zgartiruvchi Hudud konvertori Hajm va birlik konvertori oshpazlik retseptlari Harorat konvertori Bosim, mexanik kuchlanish, Yang moduli konvertori Energiya va ish konvertori Quvvat konvertori Kuch konvertori Vaqt konvertori Chiziqli tezlikni o'zgartirgich Yassi burchakli issiqlik samaradorligi va yoqilg'i samaradorligini o'zgartirgich Turli xil sanoq tizimlaridagi raqamlarni o'zgartiruvchi Axborot miqdori o'lchov birliklarining konvertori Valyuta kurslari Ayollar kiyimi va poyafzalining oʻlchamlari Erkaklar kiyimi va poyafzalining oʻlchamlari Burchak tezligi va aylanish chastotasi konvertori Tezlashtiruvchi konvertori burchak tezlanishi Zichlik konvertori Maxsus hajm konvertori Inersiya momenti Konverter Kuch momenti konvertori moment konvertori konvertori o'ziga xos issiqlik yonish (massa bo'yicha) Yonish konvertorining energiya zichligi va solishtirma issiqligi (hajmi bo'yicha) Harorat farqi konvertori Issiqlik kengayish koeffitsienti Issiqlik qarshiligi konvertori Issiqlik o'tkazuvchanligini o'zgartiruvchisi Maxsus issiqlik sig'im konvertori Energiya ta'siri va issiqlik radiatsiya quvvat konvertori Zichlik konvertori issiqlik oqimi Issiqlik uzatish koeffitsienti konvertori Hajm oqimini o'zgartirgich Massa oqim tezligini o'zgartirgich Molar oqim tezligini o'zgartirgich Massa oqim zichligini o'zgartirgich Molyar kontsentratsiyani o'zgartirgich Eritmadagi massa konsentratsiyasini dinamik (mutlaq) qovushqoqlik konvertori Kinematik qovushqoqlikni o'zgartirgich Yuzaki kuchlanish konvertori Bug' o'tkazuvchanligini o'zgartirgich Suv bug'i oqimini o'zgartiruvchi tovush darajasi konvertor Mikrofon sezgirligi konvertori Konverter Ovoz bosimi darajasi (SPL) Tanlanishi mumkin bo'lgan mos yozuvlar bosimi yorug'lik konvertori bilan tovush bosimi darajasi konvertori Yorug'lik intensivligi konvertori Yoritish konvertori Kompyuter grafikasi Ruxsat etilganlik konvertori Chastota va to'lqin uzunligi konvertori Dioptri quvvati va fokus uzunligi dioptri quvvati va linzani kattalashtirish (× zaryad) Chiziqli zaryad zichligi konvertori Yuzaki zaryad zichligi konvertori Hajmi zaryad zichligi konvertori Elektr tokini o'zgartirgich Chiziqli oqim zichligi konvertori Yuzaki oqim zichligi konvertori Elektr maydon kuchini o'zgartirgich Elektrostatik potentsial va kuchlanish konvertori Elektr qarshilik konvertori Elektr qarshiligini o'zgartirgich Elektr o'tkazuvchanligini o'zgartiruvchi Elektr o'tkazuvchanligini o'zgartiruvchi Amerika simi o'lchagich konvertori dBm (dBm yoki dBmW), dBV (dBV), vatt va boshqa birliklardagi darajalar Magnitmotor kuchini o'zgartiruvchi Magnit maydon kuchini o'zgartiruvchi Magnit oqim konvertori Magnit induksion konvertor Radiatsiya. Ionlashtiruvchi nurlanish so'rilgan doza tezligini o'zgartiruvchi Radioaktivlik. Radioaktiv parchalanish konvertori Radiatsiya. EHM dozasi konvertori Radiatsiya. Yutilgan dozani o'zgartiruvchi o'nlik prefiksli konvertor Ma'lumotlarni uzatish tipografiyasi va tasvirni qayta ishlash birliklari Konverter yog'och hajmi birliklari Konverterni hisoblash molyar massa Davriy jadval kimyoviy elementlar D.I.Mendeleyev

1 ohm santimetr [Ohm sm] = 0,01 ohm metr [Ohm m]

Boshlang'ich qiymat

O'zgartirilgan qiymat

ohm metr ohm santimetr ohm dyuym mikroohm santimetr mikroohm dyuym abom santimetr statom boshiga santimetr circular mil ohm boshiga fut ohm kv. metr uchun millimetr

Elektr qarshiligi haqida ko'proq ma'lumot

Umumiy ma'lumot

Elektr toki olimlarning laboratoriyalarini tark etishi bilanoq amaliyotga keng joriy etila boshlandi Kundalik hayot, ular orqali elektr tokining oqimiga nisbatan ma'lum, ba'zan butunlay qarama-qarshi xususiyatlarga ega bo'lgan materiallarni izlash haqida savol tug'ildi.

Misol uchun, elektr energiyasini uzoq masofalarga uzatishda, simli material past og'irlik xususiyatlari bilan birgalikda Joule isitish tufayli yo'qotishlarni minimallashtirish uchun talab qilingan. Po'lat yadroli alyuminiy simlardan tayyorlangan yuqori kuchlanishli elektr uzatish liniyalari bunga misoldir.

Yoki, aksincha, ixcham quvurli elektr isitgichlarni yaratish uchun nisbatan yuqori elektr qarshiligi va yuqori issiqlik barqarorligi bo'lgan materiallar kerak edi. Shu kabi xususiyatlarga ega bo'lgan materiallardan foydalanadigan qurilmaning eng oddiy misoli oddiy oshxona elektr pechining burneridir.

Biologiya va tibbiyotda elektrodlar, zondlar va zondlar sifatida ishlatiladigan o'tkazgichlar yuqori kimyoviy qarshilik va biomateriallar bilan mos kelishi, past kontakt qarshiligi bilan birlashtirilgan.

U o'z sa'y-harakatlarini cho'g'lanma lampa kabi hozir tanish bo'lgan qurilmani yaratishga hissa qo'shdi butun galaktika turli mamlakatlardan ixtirochilar: Angliya, Rossiya, Germaniya, Vengriya va AQSh. Tomas Edison filamentlarning roli uchun mos bo'lgan materiallarning xususiyatlarini sinab ko'rgan mingdan ortiq tajribalarni o'tkazib, platina spirali bilan chiroq yaratdi. Edison lampalari, garchi ular uzoq xizmat qilish muddatiga ega bo'lsalar-da, manba materialining yuqori narxi tufayli amaliy emas edi.

Nisbatan arzon, o'tga chidamli volfram va molibdendan yuqori qarshilikka ega bo'lgan filament materiallari sifatida foydalanishni taklif qilgan rossiyalik ixtirochi Lodyginning keyingi ishi topildi. amaliy foydalanish. Bundan tashqari, Lodygin akkor chiroq tsilindrlaridan havo chiqarishni taklif qildi, uni inert yoki olijanob gazlar bilan almashtirdi, bu esa zamonaviy akkor lampalarning yaratilishiga olib keldi. Arzon va bardoshli elektr lampalarni ommaviy ishlab chiqarishning kashshofi General Electric kompaniyasi bo'lib, Lodygin o'z patentlariga bo'lgan huquqlarni bergan va keyinchalik kompaniyaning laboratoriyalarida uzoq vaqt muvaffaqiyatli ishlagan.

Ushbu ro'yxatni davom ettirish mumkin, chunki insonning qiziquvchan ongi shu qadar ixtirochiki, ba'zida ma'lum bir texnik muammoni hal qilish uchun unga hozirgacha misli ko'rilmagan xususiyatlarga ega yoki bu xususiyatlarning ajoyib kombinatsiyasiga ega materiallar kerak bo'ladi. Tabiat endi bizning ishtahamizga mos kela olmaydi va butun dunyo olimlari tabiiy o'xshashi bo'lmagan materiallarni yaratish poygasiga qo'shilishdi.

Tabiiy va sintez qilingan materiallarning eng muhim xususiyatlaridan biri bu elektr qarshiligidir. Ushbu xususiyat sof shaklda qo'llaniladigan elektr moslamasiga misol qilib, bizning elektr va elektron jihozlarimizni ruxsat etilgan qiymatlardan oshib ketadigan oqim ta'siridan himoya qiluvchi sug'urta hisoblanadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, bu materialning qarshiligini bilmasdan tayyorlangan standart sigortalar uchun uy qurilishi o'rnini bosuvchi moddalar bo'lib, ba'zida nafaqat elektr zanjirlarining turli elementlarining yonishiga, balki uylarda yong'inlarga va avtoulovlarda simlarning yong'inlariga ham sabab bo'ladi.

Xuddi shu narsa elektr tarmoqlaridagi sigortalarni almashtirish uchun ham amal qiladi, agar pastroq darajadagi sug'urta o'rniga yuqori ish oqimi darajasiga ega sug'urta o'rnatilgan bo'lsa. Bu elektr simlarining haddan tashqari qizib ketishiga va natijada dahshatli oqibatlarga olib keladigan yong'inlarga olib keladi. Bu, ayniqsa, ramka uylari uchun to'g'ri keladi.

Tarixiy ma'lumotnoma

Maxsus elektr qarshilik tushunchasi mashhur nemis fizigi Georg Omning ishlari tufayli paydo bo'ldi, u nazariy jihatdan asoslab berdi va ko'plab tajribalar orqali oqim kuchi, batareyaning elektromotor kuchi va batareyaning barcha qismlarining qarshiligi o'rtasidagi bog'liqlikni isbotladi. sxema, shu tariqa uning nomi bilan atalgan elementar elektr zanjiri qonunini kashf etdi. Om oqim oqimining kattaligining qo'llaniladigan kuchlanish kattaligiga, o'tkazgich materialining uzunligi va shakliga, shuningdek, o'tkazuvchi vosita sifatida ishlatiladigan material turiga bog'liqligini o'rgandi.

Shu bilan birga, biz o'tkazgichning elektr qarshiligining uning uzunligi va ko'ndalang kesimi maydoniga bog'liqligini birinchi bo'lib aniqlagan ingliz kimyogari, fizigi va geologi ser Xamfri Devi ishini hurmat qilishimiz kerak. elektr o'tkazuvchanligining haroratga bog'liqligini ham qayd etdi.

Elektr toki oqimining materiallar turiga bog'liqligini o'rganib, Ohm o'zi uchun mavjud bo'lgan har bir o'tkazuvchan material faqat unga xos bo'lgan oqim oqimiga qarshilikning o'ziga xos xususiyatiga ega ekanligini aniqladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, Om davrida bugungi kunda eng keng tarqalgan o'tkazgichlardan biri - alyuminiy - ayniqsa qimmatbaho metall maqomiga ega edi, shuning uchun Om o'zini mis, kumush, oltin, platina, rux, qalay, qo'rg'oshin va temir bilan tajribalar bilan cheklab qo'ydi. .

Oxir oqibat, Ohm metallardagi oqim oqimining tabiati yoki ularning qarshiligining haroratga bog'liqligi haqida mutlaqo hech narsa bilmasdan, asosiy xarakteristikasi sifatida materialning elektr qarshiligi tushunchasini kiritdi.

Maxsus elektr qarshiligi. Ta'rif

Elektr qarshiligi yoki oddiygina qarshilik - bu o'tkazuvchan materialning asosiy jismoniy xarakteristikasi bo'lib, u moddaning elektr tokining oqishini oldini olish qobiliyatini tavsiflaydi. U yunoncha r harfi (rho talaffuzi) bilan belgilanadi va Georg Ohm tomonidan olingan qarshilikni hisoblashning empirik formulasi asosida hisoblanadi.

yoki, bu yerdan

Bu erda R - Ohmdagi qarshilik, S - m²/da maydon, L - m da uzunlik

Elektr qarshiligining o'lchami Xalqaro tizim SI birliklari ohm m da ifodalangan.

Bu 1 m uzunlikdagi o'tkazgichning qarshiligi va 1 m² / 1 ohm tasavvurlar maydoni.

Elektrotexnikada hisob-kitoblarning qulayligi uchun Ohm mm² / m da ifodalangan elektr qarshilik qiymatining hosilasidan foydalanish odatiy holdir. Eng keng tarqalgan metallar va ularning qotishmalari uchun qarshilik qiymatlarini tegishli ma'lumotnomalarda topish mumkin.

1 va 2-jadvallarda eng keng tarqalgan turli xil materiallarning qarshilik qiymatlari ko'rsatilgan.

Jadval 1. Ayrim metallarning qarshiligi

Jadval 2. Umumiy qotishmalarning qarshiligi

Turli muhitlarning o'ziga xos elektr qarshiliklari. Hodisalar fizikasi

Metallar va ularning qotishmalari, yarim o'tkazgichlar va dielektriklarning elektr qarshiligi

Bugungi kunda bilimlar bilan qurollangan holda, biz tabiiy va sintez qilingan har qanday materialning kimyoviy tarkibi va kutilayotgan jismoniy holatidan kelib chiqqan holda elektr qarshiligini oldindan hisoblashimiz mumkin.

Ushbu bilim bizga materiallarning imkoniyatlaridan yaxshiroq foydalanishga yordam beradi, ba'zida juda ekzotik va noyobdir.

Ustun g'oyalar tufayli, fizika nuqtai nazaridan qattiq moddalar kristall, polikristal va amorf moddalarga bo'linadi.

Qarshilikni texnik hisoblash yoki uni o'lchash ma'nosida eng oson yo'li amorf moddalardir. Ular aniq kristalli tuzilishga ega emas (garchi ularda bunday moddalarning mikroskopik qo'shimchalari bo'lishi mumkin bo'lsa-da), kimyoviy tarkibida nisbatan bir hil va ma'lum bir materialga xos xususiyatlarni namoyish etadi.

Bir xil kimyoviy tarkibga ega nisbatan kichik kristallar to'plamidan hosil bo'lgan polikristalli moddalar uchun xususiyatlarning harakati amorf moddalarning xatti-harakatlaridan unchalik farq qilmaydi, chunki elektr qarshiligi, qoida tariqasida, ajralmas kümülatif xususiyat sifatida aniqlanadi. berilgan material namunasi.

Vaziyat yanada murakkab kristalli moddalar, ayniqsa, ularning kristallarining simmetriya o'qlariga nisbatan turli xil elektr qarshiligi va boshqa elektr xususiyatlariga ega bo'lgan yagona kristallar bilan. Bu xususiyat kristalli anizotropiya deb ataladi va texnologiyada, xususan, kvarts osilatorlarining radio sxemalarida keng qo'llaniladi, bu erda chastota barqarorligi ma'lum bir kvarts kristaliga xos bo'lgan chastotalar hosil bo'lishi bilan aniq belgilanadi.

Har birimiz kompyuter, planshet, mobil telefon yoki smartfon egasi, jumladan, iWatchgacha bo'lgan elektron soatlar egalari ham kvarts kristalining egasimiz. Bundan biz elektronikada kvarts rezonatorlaridan o'nlab milliardlab foydalanish ko'lamini aniqlashimiz mumkin.

Bundan tashqari, ko'plab materiallarning, ayniqsa yarimo'tkazgichlarning qarshiligi haroratga bog'liq, shuning uchun mos yozuvlar ma'lumotlari odatda o'lchov haroratida, odatda 20 ° C da beriladi.

Elektr qarshiligining haroratga doimiy va yaxshi o'rganilgan bog'liqligiga ega bo'lgan platinaning o'ziga xos xususiyatlari, shuningdek, yuqori toza metallni olish imkoniyati keng haroratda unga asoslangan datchiklarni yaratish uchun zarur shart bo'lib xizmat qildi. diapazon.

Metalllar uchun qarshilikning mos yozuvlar qiymatlarining tarqalishi namunalarni tayyorlash usullari va berilgan namunadagi metallning kimyoviy tozaligi bilan belgilanadi.

Qotishmalar uchun mos yozuvlar qarshiligi qiymatlarida ko'proq tarqalish namunalarni tayyorlash usullari va qotishma tarkibining o'zgaruvchanligi bilan bog'liq.

Suyuqliklarning o'ziga xos elektr qarshiligi (elektrolitlar)

Suyuqliklarning qarshiligini tushunish termal dissotsiatsiya va kationlar va anionlarning harakatchanligi nazariyasiga asoslanadi. Masalan, Yerdagi eng keng tarqalgan suyuqlik - oddiy suvda, uning ba'zi molekulalari harorat ta'sirida ionlarga parchalanadi: H+ kationlari va OH- anionlari. Oddiy sharoitlarda suvga botirilgan elektrodlarga tashqi kuchlanish qo'llanilganda, yuqorida ko'rsatilgan ionlarning harakati tufayli oqim paydo bo'ladi. Ma'lum bo'lishicha, molekulalarning butun birlashmalari suvda - klasterlarda hosil bo'ladi, ba'zan H+ kationlari yoki OH-anionlari bilan birlashadi. Shuning uchun ionlarning ta'siri ostida klasterlar tomonidan o'tkazilishi elektr kuchlanish Bu shunday bo'ladi: bir tomondan qo'llaniladigan elektr maydoni yo'nalishi bo'yicha ionni qabul qilgan holda, klaster boshqa tomondan shunga o'xshash ionni "tashlaydi". Suvda klasterlarning mavjudligi buni juda yaxshi tushuntiradi ilmiy fakt taxminan 4 °C haroratda suv eng katta zichlikka ega. Suv molekulalarining aksariyati vodorod va ta'siri tufayli to'plangan kovalent aloqalar, amalda kvazikristal holatda; termal dissotsiatsiya minimal bo'lib, zichligi pastroq bo'lgan (muz suvda suzadi) muz kristallarining shakllanishi hali boshlanmagan.

Umuman olganda, suyuqliklarning qarshiligi haroratga ko'proq bog'liq, shuning uchun bu xususiyat har doim 293 K haroratda o'lchanadi, bu 20 ° S haroratga to'g'ri keladi.

Suvga qo'shimcha ravishda, eruvchan moddalarning kationlari va anionlarini yaratishi mumkin bo'lgan ko'plab boshqa erituvchilar mavjud. Bunday eritmalarning qarshiligini bilish va o'lchash ham katta amaliy ahamiyatga ega.

Uchun suvli eritmalar tuzlar, kislotalar va ishqorlar, eritmaning qarshiligini aniqlashda erigan moddaning konsentratsiyasi muhim rol o'ynaydi. Masalan, 18 °C haroratda suvda erigan turli moddalarning qarshilik qiymatlari ko'rsatilgan quyidagi jadval:

3-jadval. 18 °C haroratda suvda erigan turli moddalarning qarshilik qiymatlari

Jadval ma'lumotlari qisqacha jismoniy va texnik ma'lumotnomadan olingan, 1-jild, - M.: 1960 y.

Izolyatorlarning solishtirma qarshiligi

Nisbatan yuqori qarshilikka ega bo'lgan turli xil moddalarning butun sinfi elektrotexnika, elektronika, radiotexnika va robototexnika sohalarida katta ahamiyatga ega. Ulardan qat'iy nazar agregatsiya holati, qattiq, suyuq yoki gaz bo'ladimi, bunday moddalar izolyatorlar deb ataladi. Bunday materiallar elektr davrlarining alohida qismlarini bir-biridan ajratish uchun ishlatiladi.

Qattiq izolyatorlarning namunasi - tanish moslashuvchan elektr lenta, buning yordamida biz turli xil simlarni ulashda izolyatsiyani tiklaymiz. Ko'pchilik elektr uzatish liniyalari uchun chinni suspenziya izolyatorlari, aksariyat elektron mahsulotlar, keramika, shisha va boshqa ko'plab materiallarga kiritilgan elektron komponentlarga ega tekstolit plitalari bilan tanish. Plastmassa va elastomerlarga asoslangan zamonaviy qattiq izolyatsion materiallar turli xil kuchlanishli elektr tokini turli xil qurilmalar va asboblarda ishlatishni xavfsiz qiladi.

Qattiq izolyatorlarga qo'shimcha ravishda keng qo'llanilishi Elektrotexnikada yuqori qarshilikka ega suyuqlik izolyatorlari topiladi. Elektr tarmoqlarining quvvat transformatorlarida suyuq transformator moyi o'rashlarning burilishlarini ishonchli izolyatsiya qilib, o'z-o'zidan indüksiyon EMF tufayli burilishlarning buzilishini oldini oladi. Yog 'kalitlarida moy oqim manbalarini almashtirishda yuzaga keladigan elektr yoyini o'chirish uchun ishlatiladi. Kondensator moyi yuqori bo'lgan ixcham kondansatörlarni yaratish uchun ishlatiladi elektr xususiyatlari; Ushbu yog'larga qo'shimcha ravishda, tabiiy kastor yog'i va sintetik yog'lar suyuq izolyator sifatida ishlatiladi.

Oddiy atmosfera bosimida barcha gazlar va ularning aralashmalari elektrotexnika nuqtai nazaridan juda yaxshi izolyatorlardir, ammo asil gazlar (ksenon, argon, neon, kripton) o'zlarining inertligi tufayli yuqori qarshilikka ega bo'lib, ularda keng qo'llaniladi. texnologiyaning ba'zi sohalari.

Ammo eng keng tarqalgan izolyator havo bo'lib, asosan molekulyar azot (og'irligi bo'yicha 75%), molekulyar kislorod (og'irligi bo'yicha 23,15%), argon (og'irligi bo'yicha 1,3%), karbonat angidrid, vodorod, suv va turli xil asil gazlarning ba'zi aralashmalari. U odatiy maishiy yorug'lik kalitlari, o'rni asosidagi oqim kalitlari, magnit startlar va mexanik kalitlarda oqim oqimini izolyatsiya qiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, gazlar yoki ularning aralashmalari bosimining atmosfera bosimidan past bo'lishi ularning elektr qarshiligining oshishiga olib keladi. Bu ma'noda ideal izolyator vakuumdir.

Turli tuproqlarning elektr qarshiligi

Elektr o'rnatishdagi baxtsiz hodisalar paytida odamni elektr tokining zararli ta'siridan himoya qilishning eng muhim usullaridan biri bu himoya topraklama qurilmasi.

Bu elektr qurilmalarining korpusini yoki korpusini himoya topraklama qurilmasiga ataylab ulashdir. Odatda, topraklama 2,5 metrdan ortiq chuqurlikda erga ko'milgan po'lat yoki mis chiziqlar, quvurlar, novdalar yoki burchaklar shaklida amalga oshiriladi, bu voqea sodir bo'lgan taqdirda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qurilma bo'ylab oqim oqimini ta'minlaydi - korpus yoki korpus - o'zgaruvchan tok manbaining tuproqli - neytral simi. Ushbu sxemaning qarshiligi 4 ohmdan oshmasligi kerak. Bunday holda, favqulodda vaziyat moslamasining tanasidagi kuchlanish odamlar uchun xavfsiz bo'lgan qiymatlarga tushiriladi va avtomatik kontaktlarning zanglashiga olib keladigan himoya vositalari u yoki bu tarzda favqulodda vaziyat moslamasini o'chiradi.

Himoya topraklama elementlarini hisoblashda, juda katta farq qilishi mumkin bo'lgan tuproqning qarshiligini bilish muhim rol o'ynaydi.

Malumot jadvallaridagi ma'lumotlarga muvofiq, topraklama moslamasining maydoni tanlanadi, topraklama elementlarining soni va butun qurilmaning haqiqiy dizayni undan hisoblanadi. Himoya topraklama qurilmasining strukturaviy elementlari payvandlash orqali ulanadi.

Elektr tomografiyasi

Elektr qidiruv ishlari yer yaqinidagi geologik muhitni o'rganadi va turli xil sun'iy elektr va elektromagnit maydonlarni o'rganish asosida ruda va metall bo'lmagan foydali qazilmalar va boshqa ob'ektlarni qidirish uchun ishlatiladi. Elektr qidiruvining alohida holati bu elektr tomografiyasi (Elektr qarshiligi tomografiyasi) - tog' jinslarining xususiyatlarini ularning qarshiligi bo'yicha aniqlash usuli.

Usulning mohiyati shundaki, elektr maydon manbaining ma'lum bir pozitsiyasida turli zondlarda kuchlanish o'lchovlari olinadi, so'ngra maydon manbai boshqa joyga ko'chiriladi yoki boshqa manbaga o'tkaziladi va o'lchovlar takrorlanadi. Dala manbalari va dala qabul qiluvchi zondlar sirt va quduqlarga joylashtiriladi.

Keyin olingan ma'lumotlar kompyuterda qayta ishlashning zamonaviy usullaridan foydalangan holda qayta ishlanadi va izohlanadi, bu ma'lumotlarni ikki o'lchovli va uch o'lchovli tasvirlar ko'rinishida tasavvur qilish imkonini beradi.

Elektr tomografiyasi juda aniq qidiruv usuli bo'lib, geologlar, arxeologlar va paleozoologlarga bebaho yordam beradi.

Foydali qazilma konlarining paydo bo'lish shaklini va ularning tarqalish chegaralarini aniqlash (belgilash) foydali qazilmalarning tomir konlarining paydo bo'lishini aniqlashga imkon beradi, bu ularni keyingi o'zlashtirish xarajatlarini sezilarli darajada kamaytiradi.

Arxeologlar uchun bu qidiruv usuli qadimiy dafnlarning joylashuvi va ulardagi artefaktlarning mavjudligi haqida qimmatli ma'lumotlarni beradi va shu bilan qazish ishlariga sarflanadigan xarajatlarni kamaytiradi.

Paleozoologlar qadimgi hayvonlarning toshga aylangan qoldiqlarini qidirish uchun elektr tomografiyasidan foydalanadilar; ularning ishlarining natijalarini tabiatshunoslik muzeylarida tarixdan oldingi megafauna skeletlarining ajoyib rekonstruksiyalari shaklida ko'rish mumkin.

Bundan tashqari, elektr tomografiya muhandislik inshootlarini qurish va undan keyingi ekspluatatsiya qilishda qo'llaniladi: baland binolar, to'g'onlar, dambalar, qirg'oqlar va boshqalar.

Amaliyotda qarshilikning ta'riflari

Ba'zan, amaliy muammolarni hal qilish uchun biz moddaning tarkibini aniqlash vazifasiga duch kelishimiz mumkin, masalan, polistirol ko'pikni kesish uchun sim. Bizda bizga noma'lum bo'lgan turli xil materiallardan mos diametrli ikkita bobinli sim bor. Muammoni hal qilish uchun ularning elektr qarshiligini topish kerak, so'ngra topilgan qiymatlardagi farqdan yoki qidirish jadvalidan foydalanib, sim materialini aniqlash kerak.

Biz lenta o'lchovi bilan o'lchaymiz va har bir namunadan 2 metr simni kesib tashlaymiz. Mikrometr yordamida d₁ va d₂ simlarning diametrlarini aniqlaymiz. Multimetrni qarshilikni o'lchashning pastki chegarasiga ochib, biz R₁ namunasining qarshiligini o'lchaymiz. Biz boshqa namuna uchun protsedurani takrorlaymiz va uning qarshiligini o'lchaymiz R₂.

Keling, simlarning tasavvurlar maydoni formula bo'yicha hisoblanganligini hisobga olamiz

S = p d 2 /4

Endi elektr qarshiligini hisoblash formulasi quyidagicha ko'rinadi:

r = R p d 2 /4 L

Olingan L, d₁ va R₁ qiymatlarini yuqoridagi maqolada keltirilgan qarshilikni hisoblash formulasiga almashtirib, biz birinchi namuna uchun r₁ qiymatini hisoblaymiz.

r 1 = 0,12 ohm mm 2 / m

Olingan L, d₂ va R₂ qiymatlarini formulaga almashtirib, biz ikkinchi namuna uchun r₂ qiymatini hisoblaymiz.

r 2 = 1,2 ohm mm 2 / m

r₁ va r₂ qiymatlarini yuqoridagi 2-jadvaldagi mos yozuvlar ma'lumotlari bilan taqqoslab, biz birinchi namunaning materiali po'latdir, ikkinchisi esa nikrom bo'lib, undan to'sar ipini qilamiz.

O'lchov birliklarini bir tildan boshqa tilga tarjima qilish sizga qiyinchilik tug'diradimi? Hamkasblar sizga yordam berishga tayyor. TCTerms-da savol qoldiring va bir necha daqiqa ichida siz javob olasiz.