Удельные сопротивленияМеталлы играют огромную роль в жизни людей. Без них невозможно существование промышленности. Также нельзя представить всю технику мира без таких важных соединений. Чтобы узнать применение металлов, учёные ввели характеристику, которая носит название удельное сопротивление. Через вещество пропускается электрический ток, а оно, в свою очередь, препятствует с какой-то силой прохождению тока.

Характеристика величины

Эта физическая величина позволяет определить способность вещества препятствовать прохождению электрического тока. Параметр измеряется в Ом·мм2/м. ​Электрическое сопротивление находится по формуле:

R=(ρ*l)/s

где R — электросопротивление проводника (Ом); ρ — удельное сопротивление Ом·мм2/м;

l — длина (м);

S — площадь поперечного сечения проводника (мм 2 )

Значения таблицы удельного сопротивления металлов указаны при температуре 20 градусов по Цельсию, поскольку это оптимальная температура для проводников для произведения расчетов электросопротивления.

Таблица значений удельного электросопротивления

Материал проводникаУдельное электрическое сопротивление, Ом·мм2/м
Серебро0,015
Медь0,0175
Золото0,023

Согласно таблице, значение удельного сопротивления меди равно 0,0175 Ом·мм2/м.

В настоящее время известно несколько классификаций металлов. Они подразделяются на чёрные и цветные. Во вторую группу входят:

  • медь;
  • свинец;
  • цинк;
  • золото;
  • платина;
  • серебро.
Читайте также:  Перфорированная панель для хранения металлических инструментов

Однако приведённых данных мало для того, чтобы определить применение меди. Её отличия от остальных металлов: она ковкая, обладает высокой электропроводимостью (59 500 000 См/м — из таблицы проводимости металлов) и низким удельным электросопротивлением.

Не стоит полагать, что этот металл является однообразным, поскольку существуют несколько его марок. Вследствие этого различно использование меди:

  • М00, М0, М1 — используются в производстве кабелей. Стоит отметить, что при её переплавке исключается возможность перенасыщения кислородом.
  • М2, М3 — отлично подходят для задач средней сложности.
  • М1р, М2р, М3р — далеко не дешевые марки. Они изготавливаются с исключительными требованиями.

Удельное сопротивление некоторых веществМарки различаются по таким характеристикам: вид поставки, наличие примесей, насыщение кислородом и показатель сопротивления. ​Например, у марок М1 и М2 должно быть низкое содержание примесей для пластичности. Однако кислород начинает отрицательно влиять на медь при повышении температуры окружающей среды.

Чтобы улучшить свойства материала для использования в отраслях тяжёлой промышленности, люди производят сплавы.

Например, латунь получают на основе меди, где по составу преобладает цинк, иногда с добавлением олова, марганца, железа и других элементов. Латунь нельзя отнести к бронзам.

Читайте также:  Вредны ли инфракрасных обогреватели для здоровья человека

В свою очередь, бронзой называют сплав меди, который производится обычно с оловом, выступающим основным компонентом. В эту группу также относятся медные сплавы с алюминием, свинцом.

Зависимость электрического сопротивления металлических проводников от температуры может быть выражена (в ограниченном интервале температур) формулой:

R (t) = R0 (1 + αT)

Для меди α=4,04*10^(-3), где α — температурный коэффициент электрического сопротивления.

Температурные коэффициенты

Таблица температурМедь — это второй популярный и недорогой металл в применении после алюминия. Широки её сферы использования: приборостроение, тяжёлая промышленность, электросети и т. д.

При токах, значение которых не превышает 10 ампер, применяют реостат. В качестве обмотки используют проволоку, изготовленную из сплава, обладающего высоким ρ и низким α. Например, константан.

Таблица температурных коэффициентов

ПроводникТемпературный коэффициент
Железо0,005671
Медь0,004041
Серебро0,003819

Проволоку можно наматывать плотно, если напряжение между соседними витками не более 1 вольта, без использования изоляции, благодаря наличию окалины, при быстром — не более трёх секунд — нагреве до высокой температуры (около 623 Кельвина). В приборах с минимальной погрешностью применяется манганин. Но различие заключается в том, что этот сплав менее термоустойчивый, чем константан.

Читайте также:  Изготовление станка для заточки ножей своими руками

Закон Ома для полной цепи

Этот закон был сформулирован Георгом Омом, немецким учёным, в 1826 году. Из него вытекают два следствия. Об источнике напряжения говорят, когда r<<R. В обратной ситуации используют словосочетание «источник тока».

J=E/(R+r),

где J — сила тока (измеряется в амперах),

E — электродвижущая сила (определяется в вольтах),

R — общее сопротивление цепи (Ом),

r — электросопротивление источника напряжения (Ом)

Закон Ома (J=U/R) можно представить и в таком виде:

J=UG, где G — проводимость

Единицей измерения является сименс, поскольку исследованиями занимался немецкий учёный Вернер фон Сименс в 1860 году. Решение обозначения такой физической величины было принято в 1971 году на XIV Генеральной конференции по мерам и весам.

Металлы — это уникальные вещества, которые необходимы в жизни современного общества. Знать физические характеристики очень нужно для обеспечения благоприятных условий всех отраслей промышленности, связанных с металлами.