Aparato eléctrico

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§ 4. La resistencia eléctrica y la conductividad

La naturaleza física de la resistencia eléctrica. Cuando el movimiento de los electrones libres en un conductor que encuentren en su camino con iones positivos 2 (ver. Fig. 10a), los átomos y moléculas de una sustancia de la que el conductor y los transmite de su energía.

La energía de los electrones que se mueven como resultado de su colisión con átomos y moléculas se libera y se disipa como calor, el conductor de calefacción parcialmente. A pesar del hecho de que los electrones chocan con las partículas del conductor, superar cierta resistencia al movimiento, que decir, que los conductores tienen una resistencia eléctrica. Si la resistencia del conductor es pequeño, es corriente relativamente débil se calienta; Si es mayor que, el conductor puede sobrecalentarse.

Conecte el suministro de electricidad a una estufa eléctrica, casi nada de calor, ya que su resistencia es pequeña, y el azulejo en espiral que tiene una gran resistencia está al rojo vivo. Aún más se calienta la bombilla de filamento.

Por unidad de resistencia adoptado ohmios. 1-ohm tiene un conductor por el que pasa corriente de 1 A a una diferencia de potencial en los extremos (voltaje) igual a 1 V. 1Sresistor es una columna de mercurio 106,3 cm de longitud y área de sección transversal de 1 mm2 a 0 ° C practicar a menudo resistencia medida en miles de metros – kiloomah (ohmios) o millones de m – megaohmios (Mohmio). Resistencia denotado por la letra R (r).

Conductividad. Cada conductor se puede no sólo caracteriza por su resistencia, sino también el llamado conductividad – la capacidad de conducir una corriente eléctrica. La conductividad de la recíproca de la resistencia. La unidad de conductividad se llama Siemens (ver). Ver 1/1 es igual a 1 ohm.

Conductividad designada por la letra G (g). Y Entonces,

La resistividad y conductividad eléctrica. Los átomos de diferentes sustancias tienen el paso de una corriente eléctrica resistencia desigual. En la capacidad de las sustancias individuales para conducir la corriente eléctrica puede ser juzgado por su resistividad eléctrica r .. Por la magnitud que caracteriza la resistividad generalmente tomar la resistencia de un cubo con borde de 1 m. La resistividad eléctrica se mide en ohmios * m. Para evaluar la conductividad eléctrica de los materiales utilizados y el concepto de conductividad eléctrica específica? = 1 /. Conductividad eléctrica específica se mide en Siemens por metro (S / m) (cubo conductividad de 1 m).

A menudo, la resistividad eléctrica expresada en ohmios-cm (ohm * cm), y la conductividad eléctrica – en Siemens por centímetro (S / cm). En donde 1 Ohm * cm = 10 -2 ohm · m, y 1 / cm 2 Véase = 10 / m.

Materiales conductores se utilizan principalmente en la forma de alambres, barras o tiras, el área de sección transversal que se expresa habitualmente en milímetros cuadrados, y la longitud – medida en metros. Por lo tanto, la resistividad eléctrica de dichos materiales y conductividad eléctrica, y se introdujo otras unidades. * Medido en ohmios mm2 / m (resistencia longitud del conductor de 1 m y un área de sección transversal de 1 mm 2), y. – En el L * m / 2 mm (la conductividad de la longitud del conductor de 1 m y un área de sección transversal de 1 mm 2).

Debido a que la mayoría de los metales tienen una plata de alta conductividad, y cobre como su estructura atómica hace que sea fácil de mover los electrones libres, seguido de un oro, cromo, aluminio, manganeso, tungsteno y similares. Un hierro peor conductora y acero.

Los metales puros siempre conducen la electricidad mejor que sus aleaciones. Por lo tanto se utiliza ventajosamente en cobre eléctrico es muy limpio, que contiene sólo el 0,05% de impurezas. Por el contrario, en los casos en que el material necesario con alta resistencia (por diferentes dispositivos de calefacción, resistencias, etc.), aleaciones especiales: constantán, manganina, nicrom, Fecral.

Cabe señalar que en la técnica, excepto se utilizan los conductores metálicos y no metálicos. Estos líderes incluyen, por ejemplo, el carbón usados ​​para producir cepillos de máquinas eléctricas, electrodos para proyectores y otros. Conductor de electricidad es de la tierra, los tejidos vivos de plantas, animales y seres humanos.

Llevar a cabo la madera bruta de electricidad y muchos otros materiales aislantes cuando está mojado.

La resistencia eléctrica de un conductor depende no sólo del material del conductor, y su longitud l y el área de la sección transversal s. (La resistencia eléctrica como la resistencia ejercida en el movimiento de la tubería de agua, que es dependiente de la sección de tubo cuadrado y su longitud.)

Resistencia conductor lineal

Si la resistividad. expresada en ohmios * mm / m, con el fin de obtener la resistencia del conductor en Omaha, la longitud debe ser sustituido en la fórmula (5) en metros, y el área de la sección transversal – en milímetros cuadrados.

Resistencia frente a la temperatura. La conductividad eléctrica de los materiales depende de su temperatura. En los conductores metálicos por calentamiento de la medida y la velocidad de las oscilaciones de los átomos en la red cristalina de los aumentos de metal, lo que resulta en un aumento de la resistencia y de que proporcionan un flujo de electrones.

Tras el enfriamiento, lo contrario sucede fenómeno movimiento oscilatorio caótico de los átomos en los sitios de la red cristalina se reduce, la resistencia del flujo de electrones se reduce y la conductividad eléctrica de los conductores aumenta.

En la naturaleza, sin embargo, hay algunas aleaciones:. Resistente, constantán, manganin, y otros en los que un determinado rango de temperatura, la resistencia eléctrica varía relativamente poco. Tales aleaciones se utilizan en la técnica para hacer varios resistores utilizados en algunos dispositivos y aparatos de compensación de temperatura para su trabajo.

El grado de cambio de la resistencia del conductor cuando cambia la temperatura es juzgado por un denominado coeficiente de resistencia y la temperatura. Esta relación es un aumento relativo de la resistencia de un conductor con un aumento en su temperatura en 1 ° C Tabla. 1 muestra los valores del coeficiente de temperatura de la resistencia a los materiales conductores más comúnmente utilizados.

La resistencia de un conductor metálico Rt a cualquier temperatura t

en la que R0 – Resistencia del conductor a alguna temperatura inicial t0

t- t0 – El cambio en la temperatura.

Propiedades de los conductores metálicos para aumentar su resistencia cuando el calentamiento se utiliza a menudo en la tecnología moderna para medir la temperatura. Por ejemplo, los motores de tracción cuando se ensayan después de la reparación de la temperatura de calentamiento de los devanados se determina mediante la medición de la resistencia en el estado frío y luego bajo carga durante un período fijo (generalmente dentro de 1 hora).

La investigación de las propiedades de los metales en profundidad (muy fuerte) de enfriamiento, los científicos han descubierto un fenómeno notable: cerca del cero absoluto (- 273,16 ° C) algunos metales pierden casi totalmente la resistencia eléctrica. Ellos son conductores perfectos, capaces de mucho tiempo para pasar una corriente en un circuito cerrado sin ninguna influencia de una fuente de energía eléctrica. Este fenómeno se llama la superconductividad. Actualmente prototipos de las líneas eléctricas y maquinaria eléctrica, que utilizan el fenómeno de la superconductividad.

Estas máquinas tienen un peso mucho menor y las dimensiones en comparación con la maquinaria de uso general y el trabajo con muy alta eficiencia. Líneas eléctricas en este caso se pueden hacer de cables de muy pequeña área de la sección transversal. En el futuro en ingeniería eléctrica será más y más utilizaron este fenómeno.

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