Меню

Сопротивление металлического провода уменьшается если



Как изменяется сопротивление при нагреве металлов

Как измеряется сопротивление при нагреве металловВ школьном курсе физики описано, как изменяется сопротивление проводников при нагреве — оно увеличивается.

Коэффициент относительного увеличения удельного сопротивления при нагреве для большинства металлов близок к 1/273 =0,0036 1/°С (отличия находятся в пределах 0,0030 — 0,0044). А как изменяется сопротивление металла при его плавлении?

На рис.1 показан график изменения удельного сопротивления меди при нагреве. Как видно, при температуре плавления наблюдается скачок сопротивления в 2,07 раза.

Таким образом, от нормальной температуры (20°С) до температуры плавления удельное сопротивление меди увеличивается в 5,3 раза (коэффициент К1), при плавлении увеличивается еще в 2,07 раза (коэффициент К2), а всего в 10,82 раза (коэффициент КЗ = К1К2).

График изменения удельного сопротивления меди при нагреве

Рис. 1. График изменения удельного сопротивления меди при нагреве.

Эти коэффициенты приведены для различных металлов в таблице, где В — сопротивление километрового отрезка провода из данного металла сечением 1 мм2, Тпл — температура плавления металла (металлы расположены в порядке возрастания сопротивления).

* Ввиду особых свойств никеля данные не приводятся (см. ниже).

** Данных обнаружить не удалось.

*** Нормальной температурой для ртути считается температура плавления (-39°С).

Для никеля удельное сопротивление ведет себя весьма необычно (рис.2). Вначале оно нарастает, но только до температуры 358°С, а затем резко уменьшается и при температуре выше 400°С становится меньше, чем при комнатной температуре.

График изменения удельного сопротивления никеля при нагреве

Рис. 2. График изменения удельного сопротивления никеля при нагреве.

Весьма необычным металлом является висмут. У него удельное сопротивление при плавлении резко уменьшается, причем так, что сопротивление расплавленного металла ниже, чем у твердого при комнатной температуре.

Можно еще обратить внимание на высокое значение коэффициента К1 для вольфрама. Вот почему у лампочек накаливания сопротивление нити накала в момент включения во много раз меньше, чем в рабочем режиме (отчего они чаще всего и перегорают).

Статья была опубликована в журнале «РА-Электрик»

Источник

Зависимость электрического сопротивления от сечения, длины и материала проводника

Сопротивление различных проводников зависит от материала, из которого они изготовлены.

Можно проверить это практически на следующем опыте.

zavisimost-soprotivleniya-ot-materiala

Рисунок 1. Опыт, показывающий зависимость электрического сопротивления от материала проводника

Читайте также:  Каким цветом маркируют провода

Подберем два или три проводника из различных материалов, возможно меньшего, но одинакового поперечного сечения, например, один медный, другой стальной, третий никелиновый. Укрепим на планке два зажима а и б на расстоянии 1 —1,5 м один от другого (рис. 1) и подключим к ним аккумулятор через амперметр. Теперь поочередно между зажимами а и б будем на 1—2 сек включать сначала медный, потом стальной и, наконец, никелиновый проводник, наблюдая в каждом случае за отклонением стрелки амперметра. Нетрудно будет заметить, что наибольший по величине ток пройдет по медному проводнику, а наименьший — по никелиновому.

Из этого следует, что сопротивление медного проводника меньше , чем стального, а сопротивление стального проводника меньше , чем никелинового.

Таким образом, электрическое сопротивление проводника зависит от материала, из которою он изготовлен.

Для характеристики электрического сопротивления различных материалов введено понятие о так называемом удельном сопротивлении.

Определение: Удельным сопротивлением называется сопротивление проводника длиной в 1 м и сечением в 1 мм 2 при температуре +20 С°.

Удельное сопротивление обозначается буквой ρ («ро») греческого алфавита.

Каждый материал, из которого изготовляется проводник, обладает определенным удельным сопротивлением. Например, удельное сопротивление меди равно 0,0175 Ом*мм 2 /м, т. е. медный проводник длиной 1 м и сечением 1 мм 2 обладает сопротивлением 0,0175 Ом.

Ниже приводится таблица удельных сопротивлений материалов, наиболее часто применяемых в электротехнике.

Удельные сопротивления материалов, наиболее часто применяемых в электротехнике

Материал Удельное сопротивление, Ом*мм 2 /м
Серебро 0,016
Медь 0,0175
Алюминий 0,0295
Железо 0,09-0,11
Сталь 0,125-0,146
Свинец 0,218-0,222
Константан 0,4-0,51
Манганин 0,4-0,52
Никелин 0,43
Вольфрам 0,503
Нихром 1,02-1,12
Фехраль 1,2
Уголь 10-60

Любопытно отметить, что например, нихромовый провод длиною 1 м обладает примерно таким же сопротивлением, как медный провод длиною около 63 м (при одинаковом сечении).

Разберем теперь, как влияют размеры проводника , т. е. длина и поперечное сечение, на величину его сопротивления.

Воспользуемся для этого схемой, изображенной на рис. 1. Включим между зажимами а и б для большей наглядности опыта проволоку из никелина. Заметив показание амперметра, отключим от зажима б проводник, которой соединяет прибор с минусом аккумулятора, и освободившимся концом проводника прикоснемся к никелиновой проволоке на некотором удалении от зажима а (рис. 2). Уменьшив таким образом длину проводника, включенного в цепь, нетрудно заметить по показанию амперметра, что ток в цепи увеличился.

Читайте также:  Длина троса для компенсации контактного провода

zavisimost-soprotivleniya-ot-dliny

Рисунок 2. Опыт, показывающий зависимость электрического сопротивления от длины проводника

Это говорит о том, что с уменьшением длины проводника сопротивление его уменьшается. Если же перемещать конец проводника по никелиновой проволоке вправо, т. е. к зажиму б, то, наблюдая за показаниями амперметра, можно сделать вывод, что с увеличением длины проводника сопротивление его увеличивается.

Таким образом, сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т. е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление..

Выясним теперь, как зависит сопротивление проводника от его поперечного сечения, т. е. от толщины.

Подберем для этого два или три проводника из одного и того же материала (медь, железо или никелин), но различного поперечного сечения и включим их поочередно между зажимами а и б, как указано на рис. 1.

Наблюдая каждый раз за показаниями амперметра, можно убедиться, что чем тоньше проводник, тем меньше ток в цепи, а следовательно, тем больше сопротивление проводника. И, наоборот, чем толще проводник, тем больше ток в цепи, а следовательно, тем меньше сопротивление проводника.

Значит, сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т. е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Чтобы лучше уяснить эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов (рис. 3), причем у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая.

sosudy-s-vodoj

Рисунок 3. Вода по толстой трубке перейдет быстрее, чем по тонкой

Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход ее в другой сосуд по толстой трубке произойдет гораздо быстрее, чем по тонкой. Это значит, что толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т. е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Читайте также:  Поменять провод от столба до дома

Обобщая результаты произведенных нами опытов, можно сделать следующий общий вывод:

электрическое сопротивление проводника равно удельному сопротивлению материала, из которого этот проводник сделан, умноженному на длину проводника и деленному на площадь его поперечного сечения..

Математически эта зависимость выражается следующей формулой:

soprotivlenie-provodnika-formula

где R—сопротивление проводника в Ом;

ρ — удельное сопротивление материала в Ом*мм 2 /м;

l — длина проводника в м;

S—площадь поперечного сечения проводника в мм 2 .

Примечание. Площадь поперечного сечения круглого проводника вычисляется по формуле

sechenie-provodnika-formula1

где π —постоянная величина, равная 3,14;

Указанная выше зависимость дает возможность определить длину проводника или его сечение, если известны одна из этих величин и сопротивление проводника.

Так, например, длина проводника определяется по формуле:

dlina-provodnika-formula

Если же необходимо определить площадь поперечного сечения проводника, то формула принимает следующий вид:

ploshchad-secheniya-provodnika-formula

Решив это равенство относительно ρ, получим выражение для определения удельного сопротивления проводника:

udelnoe-soprotivlenie-provodnika-formula

Последней формулой приходится пользоваться в тех случаях, когда известны сопротивление и размеры проводника, а его материал неизвестен и к тому же трудно определим по внешнему виду. Определив по формуле удельное сопротивление проводника, можно найти материал, обладающий таким удельным сопротивлением.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Источник

Как понизить сопротивление

Как понизить сопротивление

  • Как понизить сопротивление
  • Как понизить силу тока
  • Как уменьшить амперы
  • — инструменты для резки провода;
  • — таблица удельных сопротивлений;
  • — дополнительные сопротивления.
  • Как понизить токКак понизить ток
  • Как уменьшить вольтажКак уменьшить вольтаж
  • Как рассчитать падение напряженияКак рассчитать падение напряжения
  • Как изменить электрическую проводимостьКак изменить электрическую проводимость
  • Как выставить ток покояКак выставить ток покоя
  • Как ограничить силу токаКак ограничить силу тока
  • Как рассчитать сопротивление к светодиодуКак рассчитать сопротивление к светодиоду
  • Как понизить напряжение без трансформатораКак понизить напряжение без трансформатора
  • Как изменяется сопротивление полупроводников при изменении температурыКак изменяется сопротивление полупроводников при изменении температуры
  • Как уменьшить напряжениеКак уменьшить напряжение
  • Как подбирать сопротивления для светодиодовКак подбирать сопротивления для светодиодов
  • Как изменяется сила тока в резистореКак изменяется сила тока в резисторе
  • Как повышать и понижать напряжениеКак повышать и понижать напряжение
  • Как уменьшить сварочный токКак уменьшить сварочный ток
  • Как включать реостат в цепьКак включать реостат в цепь
  • Как понизить напряжение процессораКак понизить напряжение процессора
  • Как измерить сопротивление резистораКак измерить сопротивление резистора
  • Как определить первичную и вторичную обмоткуКак определить первичную и вторичную обмотку
  • Как измерить мощность трансформатораКак измерить мощность трансформатора
  • Как увеличить силу токаКак увеличить силу тока

Источник