सामग्री के विशिष्ट प्रतिरोध को क्या निर्धारित करता है। प्रतिरोधकता पर तापमान का प्रभाव

इस तथ्य के बावजूद कि यह विषय पूरी तरह से तुच्छ लग सकता है, इसमें मैं वोल्टेज हानि की गणना और धाराओं की गणना पर एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रश्न का उत्तर दूंगा। शार्ट सर्किट... मुझे लगता है कि आप में से कई लोगों के लिए यह वही खोज होगी जो मेरे लिए थी।

मैंने हाल ही में एक बहुत ही रोचक GOST का अध्ययन किया है:

GOST R 50571.5.52-2011 लो-वोल्टेज विद्युत प्रतिष्ठान। भाग 5-52। विद्युत उपकरणों का चयन और स्थापना। बिजली की तारें।

यह दस्तावेज़ वोल्टेज हानि और राज्यों की गणना के लिए एक सूत्र प्रदान करता है:

पी सामान्य परिस्थितियों में कंडक्टरों की प्रतिरोधकता है, सामान्य परिस्थितियों में तापमान पर प्रतिरोधकता के बराबर लिया जाता है, यानी 20 डिग्री सेल्सियस पर 1.25 प्रतिरोधकता, या तांबे के लिए 0.0225 ओम मिमी 2 / मीटर और एल्यूमीनियम के लिए 0.036 ओम मिमी 2 / मीटर;

मुझे कुछ भी समझ नहीं आया =) जाहिर है, वोल्टेज हानि की गणना करते समय और शॉर्ट-सर्किट धाराओं की गणना करते समय, हमें सामान्य परिस्थितियों में, कंडक्टरों के प्रतिरोध को ध्यान में रखना चाहिए।

यह ध्यान देने योग्य है कि सभी तालिका मान 20 डिग्री के तापमान पर दिए गए हैं।

सामान्य स्थितियां क्या हैं? मैंने सोचा 30 डिग्री सेल्सियस।

आइए भौतिकी को याद करें और गणना करें कि तांबे (एल्यूमीनियम) का प्रतिरोध किस तापमान पर 1.25 गुना बढ़ जाएगा।

R1 = R0

R0 - 20 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिरोध;

R1 - T1 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिरोध;

टी0 - 20 डिग्री सेल्सियस;

α = 0.004 प्रति डिग्री सेल्सियस (तांबा और एल्यूमीनियम लगभग समान हैं);

१.२५ = १ + α (T1-T0)

T1 = (1.25-1) / α + T0 = (1.25-1) / 0.004 + 20 = 82.5 डिग्री सेल्सियस।

जैसा कि आप देख सकते हैं, यह 30 डिग्री बिल्कुल नहीं है। जाहिर है, सभी गणना अधिकतम के साथ की जानी चाहिए अनुमेय तापमानकेबल। इन्सुलेशन के प्रकार के आधार पर केबल का अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 70-90 डिग्री है।

सच कहूं तो मैं इससे असहमत हूं, क्योंकि यह तापमान व्यावहारिक रूप से विद्युत स्थापना के आपातकालीन मोड से मेल खाता है।

अपने कार्यक्रमों में, मैंने तांबे की प्रतिरोधकता निर्धारित की - 0.0175 ओम · मिमी 2 / मी, और एल्यूमीनियम के लिए - 0.028 ओम · मिमी 2 / मी।

यदि आपको याद है, तो मैंने लिखा था कि शॉर्ट-सर्किट धाराओं की गणना के लिए मेरे कार्यक्रम में, परिणाम तालिका मूल्यों से लगभग 30% कम है। वहां, चरण-शून्य लूप प्रतिरोध की गणना स्वचालित रूप से की जाती है। मैंने त्रुटि खोजने की कोशिश की लेकिन मैं नहीं कर सका। जाहिर है, गणना की अशुद्धि कार्यक्रम में प्रयुक्त प्रतिरोधकता में निहित है। और हर कोई प्रतिरोधकता पूछ सकता है, इसलिए यदि आप उपरोक्त दस्तावेज़ से प्रतिरोधकता का संकेत देते हैं तो कार्यक्रम के लिए कोई प्रश्न नहीं होना चाहिए।

लेकिन वोल्टेज के नुकसान की गणना के कार्यक्रमों में, मुझे सबसे अधिक बदलाव करने होंगे। इससे गणना परिणामों में 25% की वृद्धि होगी। हालांकि विद्युत कार्यक्रम में, वोल्टेज नुकसान लगभग मेरे जैसा ही है।

यदि आप पहली बार इस ब्लॉग पर आए हैं, तो आप पेज पर मेरे सभी कार्यक्रमों से खुद को परिचित कर सकते हैं

आपकी राय में, किस तापमान पर वोल्टेज हानि पर विचार किया जाना चाहिए: 30 या 70-90 डिग्री पर? क्या कोई है नियमोंइस प्रश्न का उत्तर कौन देगा?

किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता क्या है? उत्तर देने के लिए सरल शब्दों मेंइस प्रश्न के लिए, आपको भौतिकी पाठ्यक्रम को याद करने और इस परिभाषा के भौतिक अवतार को प्रस्तुत करने की आवश्यकता है। पदार्थ के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, और यह बदले में, कुछ बल के साथ धारा के पारित होने में हस्तक्षेप करता है।

किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता की अवधारणा

यह वह मान है, जो दर्शाता है कि पदार्थ कितनी दृढ़ता से धारा के साथ हस्तक्षेप करता है, वह है प्रतिरोधकता (लैटिन अक्षर "आरओ")। इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में, प्रतिरोध ohms . में व्यक्त किया गयामीटर से गुणा किया जाता है। गणना का सूत्र है: "प्रतिरोध को क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र से गुणा किया जाता है और कंडक्टर की लंबाई से विभाजित किया जाता है।"

प्रश्न उठता है: "प्रतिरोध का पता लगाने के लिए एक और प्रतिरोध का उपयोग क्यों किया जाता है?" इसका उत्तर सरल है, दो अलग-अलग मात्राएँ हैं - प्रतिरोधकता और प्रतिरोध। दूसरा दिखाता है कि पदार्थ इसके माध्यम से प्रवाह को रोकने में कितना सक्षम है, और पहला लगभग वही दिखाता है, केवल वह आता हैअब पदार्थ के बारे में नहीं सामान्य विवेक, लेकिन एक विशिष्ट लंबाई और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र वाले कंडक्टर के बारे में, जो इस पदार्थ से बने होते हैं।

व्युत्क्रम मान जो किसी पदार्थ की विद्युत संचारित करने की क्षमता को दर्शाता है उसे विद्युत चालकता कहा जाता है और वह सूत्र जिसके द्वारा विशिष्ट प्रतिरोध की गणना की जाती है वह सीधे विशिष्ट चालकता से संबंधित होता है।

तांबे का अनुप्रयोग

चालकता की गणना में प्रतिरोधकता का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विद्युत प्रवाहविभिन्न धातु। इन गणनाओं के आधार पर, निर्माण, उपकरण बनाने और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले विद्युत कंडक्टरों के निर्माण के लिए एक विशेष धातु का उपयोग करने की सलाह पर निर्णय लिया जाता है।

धातु प्रतिरोध तालिका

क्या कोई विशिष्ट टेबल हैं? जो धातुओं के संचरण और प्रतिरोध के बारे में उपलब्ध जानकारी को संक्षेप में प्रस्तुत करता है, एक नियम के रूप में, इन तालिकाओं की गणना कुछ शर्तों के लिए की जाती है।

विशेष रूप से, यह व्यापक रूप से जाना जाता है धातु एकल क्रिस्टल की प्रतिरोध तालिकाबीस डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, साथ ही धातुओं और मिश्र धातुओं के प्रतिरोध की एक तालिका।

इन तालिकाओं का उपयोग तथाकथित आदर्श स्थितियों में विभिन्न डेटा की गणना करने के लिए किया जाता है, विशिष्ट उद्देश्यों के लिए मूल्यों की गणना करने के लिए, आपको सूत्रों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

तांबा। इसकी विशेषताएं और गुण

पदार्थ और गुणों का विवरण

कॉपर एक धातु है जिसे मानव जाति द्वारा बहुत पहले खोजा गया था और लंबे समय से विभिन्न तकनीकी उद्देश्यों के लिए भी इसका उपयोग किया जाता है। ताँबा उच्च विद्युत चालकता के साथ एक बहुत ही निंदनीय और तन्य धातु है, जो इसे विभिन्न तारों और कंडक्टरों के निर्माण के लिए बहुत लोकप्रिय बनाता है।

तांबे के भौतिक गुण:

• गलनांक - 1084 डिग्री सेल्सियस;
• क्वथनांक - 2560 डिग्री सेल्सियस;
• घनत्व 20 डिग्री - 8890 किलोग्राम प्रति घन मीटर;
• 20 डिग्री के निरंतर दबाव और तापमान पर विशिष्ट गर्मी - 385 kJ / J * kg
• विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध - 0.01724;

कॉपर ग्रेड

इस धातु को कई समूहों या ग्रेडों में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक के अपने गुण और उद्योग में इसके अनुप्रयोग हैं:

1. ग्रेड M00, M0, M1 केबल और कंडक्टर के उत्पादन के लिए उत्कृष्ट हैं, जब इसे रीमेल्ट किया जाता है, तो ऑक्सीजन ओवरसैचुरेशन को बाहर रखा जाता है।
2. M2 और M3 ग्रेड सस्ते विकल्प हैं जो छोटे पैमाने के उत्पादों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और छोटे पैमाने पर अधिकांश तकनीकी और औद्योगिक कार्यों को पूरा करते हैं।
3. M1, M1f, M1r, M2p, M3r ब्रांड महंगे कॉपर ग्रेड हैं जो विशिष्ट उपभोक्ता के लिए विशिष्ट आवश्यकताओं और अनुरोधों के साथ निर्मित होते हैं।

आपस में टिकट कई मायनों में भिन्न:

तांबे के गुणों पर अशुद्धियों का प्रभाव

अशुद्धता उत्पाद के यांत्रिक, तकनीकी और प्रदर्शन गुणों को प्रभावित कर सकती है।

अंत में, इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि तांबा अद्वितीय गुणों वाली एक अनूठी धातु है। इसका उपयोग मोटर वाहन उद्योग, विद्युत उद्योग के लिए तत्वों के निर्माण, विद्युत उपकरणों, उपभोक्ता वस्तुओं, घड़ियों, कंप्यूटरों और बहुत कुछ में किया जाता है। इसकी कम प्रतिरोधकता के साथ, यह धातु कंडक्टर और अन्य विद्युत उपकरण बनाने के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री है। इस संपत्ति के साथ, तांबा केवल चांदी से आगे है, लेकिन इसकी उच्च लागत के कारण, इसे विद्युत उद्योग में समान अनुप्रयोग नहीं मिला है।

14.04.2018

तांबे, एल्यूमीनियम, उनके मिश्र धातुओं और लोहे (स्टील) से बने कंडक्टर विद्युत प्रतिष्ठानों में प्रवाहकीय भागों के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

कॉपर सबसे अच्छी प्रवाहकीय सामग्री में से एक है। 20 डिग्री सेल्सियस पर तांबे का घनत्व 8.95 ग्राम / सेमी 3 है, पिघलने बिंदु 1083 डिग्री सेल्सियस है। कॉपर रासायनिक रूप से थोड़ा सक्रिय है, लेकिन आसानी से नाइट्रिक एसिड में घुल जाता है, और ऑक्सीकरण की उपस्थिति में ही पतला हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड में घुल जाता है। एजेंट (ऑक्सीजन)। हवा में, तांबा जल्दी से गहरे रंग के ऑक्साइड की एक पतली परत से ढक जाता है, लेकिन यह ऑक्सीकरण धातु में गहराई से प्रवेश नहीं करता है और आगे जंग के खिलाफ सुरक्षा के रूप में कार्य करता है। कॉपर खुद को बिना गर्म किए फोर्जिंग और रोलिंग के लिए अच्छी तरह से उधार देता है।

निर्माण के लिए प्रयुक्त इलेक्ट्रोलाइटिक तांबा 99.93% शुद्ध तांबे वाले सिल्लियों में।

तांबे की विद्युत चालकता अशुद्धियों की मात्रा और प्रकार पर और कुछ हद तक यांत्रिक और गर्मी उपचार पर निर्भर करती है। 20 डिग्री सेल्सियस पर 0.0172-0.018 ओम x मिमी2 / मी है।

कंडक्टरों के निर्माण के लिए, विशिष्ट गुरुत्व के साथ नरम, अर्ध-कठोर या कठोर तांबे का उपयोग किया जाता है, क्रमशः 8.9, 8.95 और 8.96 ग्राम / सेमी 3।

जीवित भागों के कुछ हिस्सों के निर्माण के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातुओं में तांबा... निम्नलिखित मिश्र धातुओं का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

पीतल जस्ता के साथ तांबे का एक मिश्र धातु है, जिसमें मिश्र धातु में कम से कम 50% तांबा होता है, जिसमें अन्य धातुओं के योजक होते हैं। पीतल 0.031 - 0.079 ओम x मिमी2 / मी। 72% से अधिक तांबे की सामग्री के साथ पीतल - मकबरा के बीच भेद (उच्च लचीलापन, विरोधी जंग और विरोधी घर्षण गुण हैं) और एल्यूमीनियम, टिन, सीसा या मैंगनीज एडिटिव्स के साथ विशेष पीतल।

पीतल संपर्क

कांस्य विभिन्न धातुओं के योजक के साथ तांबे और टिन का मिश्र धातु है। मिश्र धातु में कांस्य के मुख्य घटक की सामग्री के आधार पर, उन्हें टिन, एल्यूमीनियम, सिलिकॉन, फॉस्फोरस, कैडमियम कहा जाता है। कांस्य की प्रतिरोधकता 0.021 - 0.052 ओम x मिमी 2 / मी।

पीतल और कांसे में अच्छे यांत्रिक और भौतिक रासायनिक गुण होते हैं। वे कास्टिंग और दबाव द्वारा संसाधित करना आसान है, वे वायुमंडलीय जंग के प्रतिरोधी हैं।

एल्युमिनियम - इसके गुणों से तांबे के बाद दूसरी प्रवाहकीय सामग्री।गलनांक 659.8 डिग्री सेल्सियस। 20 डिग्री के तापमान पर एल्यूमीनियम का घनत्व 2.7 ग्राम / सेमी 3 है। एल्युमिनियम को कास्ट करना और अच्छी तरह से काम करना आसान है। १०० - १५० डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, एल्यूमीनियम जाली और नमनीय होता है (इसे ०.०१ मिमी मोटी तक की चादरों में लुढ़काया जा सकता है)।

एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता अशुद्धियों पर अत्यधिक निर्भर है और यांत्रिक और गर्मी उपचार पर बहुत कम है। एल्यूमीनियम की संरचना जितनी शुद्ध होगी, इसकी विद्युत चालकता उतनी ही अधिक होगी और रासायनिक हमले के लिए बेहतर प्रतिरोध होगा। प्रसंस्करण, रोलिंग और एनीलिंग एल्यूमीनियम की यांत्रिक शक्ति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। एल्युमीनियम की कोल्ड वर्किंग इसकी कठोरता, लोच और तन्य शक्ति को बढ़ाती है। एल्यूमीनियम की प्रतिरोधकता 20 डिग्री सेल्सियस 0.026 - 0.029 ओम x मिमी 2 / मी पर।

तांबे को एल्यूमीनियम से बदलते समय, चालकता के संबंध में कंडक्टर के क्रॉस-सेक्शन को बढ़ाया जाना चाहिए, अर्थात 1.63 गुना।

समान चालकता के साथ, एक एल्यूमीनियम कंडक्टर तांबे की तुलना में 2 गुना हल्का होगा।

कंडक्टरों के निर्माण के लिए, एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है जिसमें कम से कम 98% शुद्ध एल्यूमीनियम होता है, सिलिकॉन 0.3% से अधिक नहीं, लोहा 0.2% से अधिक नहीं होता है

जीवित भागों के भागों के निर्माण के लिए उपयोग करें अन्य धातुओं के साथ एल्यूमीनियम मिश्र धातु, उदाहरण के लिए: Duralumin - तांबा और मैंगनीज के साथ एल्यूमीनियम का एक मिश्र धातु।

सिलुमिन सिलिकॉन, मैग्नीशियम, मैंगनीज के मिश्रण के साथ एल्यूमीनियम से बना एक हल्का कास्टिंग मिश्र धातु है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में अच्छे कास्टिंग गुण और उच्च यांत्रिक शक्ति होती है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में निम्नलिखित का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है एल्यूमीनियम मिश्र धातु:

AD ब्रांड का गढ़ा एल्यूमीनियम मिश्र धातु, एल्यूमीनियम कम से कम 98.8 और अन्य अशुद्धियाँ 1.2 तक।

एल्युमीनियम गढ़ा मिश्र धातु ग्रेड AD1, जिसमें कम से कम 99.3 का एल्यूमीनियम और 0.7 तक की अन्य अशुद्धियाँ हों।

एल्यूमीनियम गढ़ा मिश्र धातु ग्रेड AD31, एल्यूमीनियम 97.35 - 98.15 और अन्य अशुद्धियाँ 1.85 - 2.65।

AD और AD1 ग्रेड के मिश्र धातु का उपयोग आवास के निर्माण के लिए किया जाता है और हार्डवेयर क्लैंप के लिए मर जाता है। विद्युत कंडक्टरों के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रोफाइल और टायर AD31 ग्रेड मिश्र धातु से बने होते हैं।

गर्मी उपचार के परिणामस्वरूप एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बने उत्पाद उच्च परम शक्ति और उपज शक्ति (रेंगना) प्राप्त करते हैं।

लोहा - गलनांक 1539 ° C। लोहे का घनत्व 7.87 है। आयरन एसिड में घुल जाता है, हैलोजन और ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत हो जाता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में विभिन्न ग्रेड के स्टील का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए:

कार्बन स्टील्स कार्बन और अन्य धातुकर्म अशुद्धियों के साथ लोहे के निंदनीय मिश्र धातु हैं।

कार्बन स्टील्स का विशिष्ट प्रतिरोध 0.103 - 0.204 ओम x मिमी 2 / मी है।

मिश्र धातु इस्पात - क्रोमियम, निकल और अन्य तत्वों के कार्बन स्टील एडिटिव्स के अतिरिक्त मिश्र धातु।

स्टील्स अच्छे हैं।

मिश्र धातुओं के साथ-साथ सोल्डर के निर्माण और प्रवाहकीय धातुओं के कार्यान्वयन के लिए, निम्नलिखित का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

कैडमियम एक निंदनीय धातु है। कैडमियम का गलनांक 321°C होता है। प्रतिरोधकता 0.1 ओम x मिमी 2 / मी। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, कैडमियम का उपयोग कम पिघलने वाले सेलर्स की तैयारी के लिए और धातुओं की सतह पर सुरक्षात्मक कोटिंग्स (कैडमियम चढ़ाना) के लिए किया जाता है। इसके विरोधी जंग गुणों में, कैडमियम जस्ता के करीब है, लेकिन कैडमियम कोटिंग्स कम छिद्रपूर्ण हैं और जस्ता की तुलना में पतली परत में लागू होती हैं।

निकल - गलनांक 1455 ° C। निकल प्रतिरोधकता 0.068 - 0.072 ओम x मिमी 2 / मी। सामान्य तापमान पर, यह वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत नहीं होता है। निकल का उपयोग मिश्र धातुओं में और धातुओं की सतह के सुरक्षात्मक कोटिंग (निकल चढ़ाना) के लिए किया जाता है।

टिन - गलनांक 231.9 ° C। टिन का विशिष्ट प्रतिरोध 0.124 - 0.116 ओम x मिमी 2 / मी है। टिन का उपयोग धातुओं के एक सुरक्षात्मक कोटिंग (टिनिंग) को उनके शुद्ध रूप में और अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातु के रूप में टांका लगाने के लिए किया जाता है।

सीसा - गलनांक 327.4 ° C। विशिष्ट प्रतिरोध 0.217 - 0.227 ओम x मिमी 2 / मी। एसिड प्रतिरोधी सामग्री के रूप में अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातुओं में लेड का उपयोग किया जाता है। इसे टांका लगाने वाली मिश्र धातुओं (सोल्डर्स) में जोड़ा जाता है।

चांदी एक बहुत ही निंदनीय, तन्य धातु है। चांदी का गलनांक 960.5°C होता है। चांदी गर्मी और विद्युत प्रवाह का सबसे अच्छा संवाहक है।चांदी का विशिष्ट प्रतिरोध 0.015 - 0.016 ओम x मिमी 2 / मी है। चांदी का उपयोग धातुओं की सतह के सुरक्षात्मक कोटिंग (चांदी) के लिए किया जाता है।

सुरमा एक चमकदार भंगुर धातु है जिसका गलनांक 631 ° C होता है। सुरमा का उपयोग मिश्र धातुओं (मिलाप) को टांकने में योजक के रूप में किया जाता है।

क्रोमियम एक कठोर, चमकदार धातु है। गलनांक 1830 डिग्री सेल्सियस। यह सामान्य तापमान पर हवा में नहीं बदलता है। क्रोमियम का विशिष्ट प्रतिरोध 0.026 ओम x मिमी 2 / मी है। क्रोमियम का उपयोग मिश्र धातुओं में और धातु की सतहों के सुरक्षात्मक कोटिंग (क्रोम चढ़ाना) के लिए किया जाता है।

जिंक - गलनांक 419.4 डिग्री सेल्सियस। जिंक प्रतिरोधकता 0.053 - 0.062 ओम x मिमी 2 / मी। नम हवा में, जस्ता ऑक्सीकरण करता है, ऑक्साइड की एक परत के साथ कवर हो जाता है, जो बाद के रासायनिक प्रभावों के खिलाफ सुरक्षात्मक है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, जस्ता का उपयोग मिश्र धातुओं और सोल्डरों में एक योजक के रूप में किया जाता है, साथ ही धातु भागों की सतहों के सुरक्षात्मक कोटिंग (गैल्वनाइजिंग) के लिए भी किया जाता है।

जैसे ही बिजली ने वैज्ञानिकों की प्रयोगशालाओं को छोड़ दिया और व्यापक रूप से व्यवहार में लाया जाने लगा दिनचर्या या रोज़मर्रा की ज़िंदगी, उनके माध्यम से विद्युत प्रवाह के प्रवाह के संबंध में कुछ, कभी-कभी पूरी तरह से विपरीत, विशेषताओं वाली सामग्रियों की खोज के बारे में सवाल उठे।

उदाहरण के लिए, संचारित करते समय विद्युत ऊर्जालंबी दूरी पर, कम वजन विशेषताओं के संयोजन में जूल हीटिंग के कारण नुकसान को कम करने की आवश्यकताओं को तार सामग्री पर लगाया गया था। इसका एक उदाहरण स्टील कोर के साथ एल्यूमीनियम तारों से बनी परिचित हाई-वोल्टेज बिजली लाइनें हैं।

या, इसके विपरीत, कॉम्पैक्ट ट्यूबलर इलेक्ट्रिक हीटर बनाने के लिए, अपेक्षाकृत उच्च विद्युत प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध वाली सामग्री की आवश्यकता होती है। एक उपकरण का सबसे सरल उदाहरण जो समान गुणों वाली सामग्री का उपयोग करता है वह एक साधारण रसोई इलेक्ट्रिक स्टोव का बर्नर है।

इलेक्ट्रोड, प्रोब और प्रोब के रूप में जीव विज्ञान और चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले कंडक्टरों को उच्च रासायनिक प्रतिरोध और बायोमैटिरियल्स के साथ संगतता की आवश्यकता होती है, जो कम संपर्क प्रतिरोध के साथ संयुक्त होते हैं।

आविष्कारकों की एक पूरी आकाशगंगा विभिन्न देश: इंग्लैंड, रूस, जर्मनी, हंगरी और अमेरिका। थॉमस एडिसन ने फिलामेंट्स की भूमिका के लिए उपयुक्त सामग्रियों के गुणों का परीक्षण करने के लिए एक हजार से अधिक प्रयोग किए, एक प्लैटिनम सर्पिल के साथ एक दीपक बनाया। एडिसन लैंप, हालांकि उनके पास एक लंबी सेवा जीवन था, प्रारंभिक सामग्री की उच्च लागत के कारण व्यावहारिक नहीं थे।

रूसी आविष्कारक लॉडगिन के बाद के कार्यों, जिन्होंने अपेक्षाकृत सस्ते दुर्दम्य टंगस्टन और मोलिब्डेनम का उपयोग फिलामेंट्स के रूप में उच्च प्रतिरोधकता के साथ करने का प्रस्ताव रखा, व्यावहारिक अनुप्रयोग पाया। इसके अलावा, लॉडगिन ने गरमागरम लैंप के सिलेंडरों से हवा को बाहर निकालने का सुझाव दिया, इसे निष्क्रिय या महान गैसों से बदल दिया, जिससे आधुनिक गरमागरम लैंप का निर्माण हुआ। किफायती और टिकाऊ के बड़े पैमाने पर उत्पादन में अग्रणी बिजली के लैंपजनरल इलेक्ट्रिक कंपनी बन गई, जिसके लिए लॉडगिन ने अपने पेटेंट के अधिकार स्थानांतरित कर दिए और फिर कंपनी की प्रयोगशालाओं में लंबे समय तक सफलतापूर्वक काम किया।

इस सूची को जारी रखा जा सकता है, क्योंकि जिज्ञासु मानव मन इतना आविष्कारशील है कि कभी-कभी, एक निश्चित तकनीकी समस्या को हल करने के लिए, उसे अभूतपूर्व गुणों वाली सामग्री या इन गुणों के अविश्वसनीय संयोजनों की आवश्यकता होती है। प्रकृति अब हमारी भूख के साथ नहीं रह सकती है और दुनिया भर के वैज्ञानिक ऐसी सामग्री बनाने की दौड़ में शामिल हो गए हैं जिनका कोई प्राकृतिक एनालॉग नहीं है।

यह एक सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग डिवाइस के लिए विद्युत उपकरणों के आवरण या आवास का जानबूझकर कनेक्शन है। आमतौर पर, ग्राउंडिंग स्टील या तांबे की स्ट्रिप्स, पाइप, रॉड या कोनों के रूप में जमीन में दबी हुई 2.5 मीटर से अधिक की गहराई तक की जाती है, जो आपात स्थिति में सर्किट के साथ करंट का प्रवाह सुनिश्चित करती है। उपकरण - आवास या आवरण - जमीन - स्रोत का तटस्थ तार प्रत्यावर्ती धारा... इस सर्किट का प्रतिरोध 4 ओम से अधिक नहीं होना चाहिए। इस मामले में, आपातकालीन उपकरण के मामले पर वोल्टेज उन मूल्यों तक कम हो जाता है जो मनुष्यों के लिए सुरक्षित हैं, और स्वचालित सुरक्षा उपकरण विद्युत सर्किटएक तरह से या किसी अन्य में, आपातकालीन उपकरण बंद कर दिया जाता है।

तत्वों की गणना करते समय रक्षक पृथ्वीमिट्टी की प्रतिरोधकता के ज्ञान द्वारा एक आवश्यक भूमिका निभाई जाती है, जो व्यापक सीमाओं के भीतर भिन्न हो सकती है।

संदर्भ तालिकाओं के डेटा के अनुसार, ग्राउंडिंग डिवाइस के क्षेत्र का चयन किया जाता है, ग्राउंडिंग तत्वों की संख्या और पूरे डिवाइस के वास्तविक डिज़ाइन की गणना की जाती है। सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग डिवाइस के संरचनात्मक तत्वों का कनेक्शन वेल्डिंग द्वारा किया जाता है।

इलेक्ट्रोटोमोग्राफी

विद्युत अन्वेषण निकट-सतह के भूवैज्ञानिक वातावरण का अध्ययन करता है, जिसका उपयोग विभिन्न कृत्रिम विद्युत और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के अध्ययन के आधार पर अयस्क और गैर-धातु खनिजों और अन्य वस्तुओं की खोज के लिए किया जाता है। विद्युत अन्वेषण का एक विशेष मामला विद्युत प्रतिरोधकता टोमोग्राफी है - गुणों को निर्धारित करने की एक विधि चट्टानोंउनके विशिष्ट प्रतिरोध से।

विधि का सार यह है कि विद्युत क्षेत्र स्रोत की एक निश्चित स्थिति में, वोल्टेज को विभिन्न जांचों पर मापा जाता है, फिर क्षेत्र स्रोत को किसी अन्य स्थान पर ले जाया जाता है या किसी अन्य स्रोत पर स्विच किया जाता है और माप दोहराया जाता है। फील्ड सोर्स और फील्ड रिसीवर प्रोब को सतह पर और बोरहोल में रखा जाता है।

फिर प्राप्त डेटा को आधुनिक कंप्यूटर प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करके संसाधित और व्याख्या किया जाता है जो दो-आयामी और त्रि-आयामी छवियों के रूप में जानकारी को देखने की अनुमति देता है।

एक बहुत ही सटीक खोज पद्धति के रूप में, इलेक्ट्रोटोमोग्राफी भूवैज्ञानिकों, पुरातत्वविदों और जीवाश्म विज्ञानियों के लिए एक अमूल्य सहायता है।

खनिज जमा की घटना के रूप का निर्धारण और उनके वितरण की सीमाएं (चित्रण) खनिजों के शिरा जमा की घटना की पहचान करना संभव बनाती हैं, जो उनके बाद के विकास की लागत को काफी कम कर देता है।

पुरातत्वविदों के लिए, यह खोज पद्धति प्राचीन दफन के स्थान और उनमें कलाकृतियों की उपस्थिति के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करती है, जिससे उत्खनन लागत कम हो जाती है।

पेलियोजूलोगिस्ट इलेक्ट्रोटोमोग्राफी का उपयोग करके प्राचीन जानवरों के जीवाश्म अवशेषों की तलाश कर रहे हैं; उनके काम के परिणाम प्रागैतिहासिक मेगाफौना के कंकालों के आश्चर्यजनक पुनर्निर्माण के रूप में प्राकृतिक विज्ञान संग्रहालयों में देखे जा सकते हैं।

इसके अलावा, इलेक्ट्रोटोमोग्राफी का उपयोग इंजीनियरिंग संरचनाओं के निर्माण और बाद के संचालन में किया जाता है: ऊंची इमारतों, बांधों, बांधों, तटबंधों और अन्य।

व्यवहार में प्रतिरोधकता का निर्धारण

कभी-कभी, व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए, हमें किसी पदार्थ की संरचना का निर्धारण करने के कार्य का सामना करना पड़ सकता है, उदाहरण के लिए, पॉलीस्टाइन फोम कटर के लिए एक तार। हमारे पास विभिन्न अज्ञात सामग्रियों से उपयुक्त व्यास के तार के दो कुंडल हैं। समस्या को हल करने के लिए, उनकी विद्युत प्रतिरोधकता का पता लगाना आवश्यक है और फिर, प्राप्त मूल्यों में अंतर या संदर्भ तालिका से, तार सामग्री का निर्धारण करें।

एक टेप माप के साथ मापें और प्रत्येक नमूने से 2 मीटर तार काट लें। एक माइक्रोमीटर के साथ तार व्यास d₁ और d₂ निर्धारित करें। मल्टीमीटर को प्रतिरोध माप की निचली सीमा पर चालू करते हुए, हम नमूना R₁ के प्रतिरोध को मापते हैं। हम दूसरे नमूने के लिए प्रक्रिया दोहराते हैं और इसके प्रतिरोध R₂ को भी मापते हैं।

हम इस बात को ध्यान में रखेंगे कि तारों के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

एस = डी 2/4

अब विद्युत प्रतिरोधकता की गणना करने का सूत्र इस तरह दिखेगा

= आर ∙ π ∙ घ 2/4 ∙ एल

ऊपर दिए गए लेख में दिए गए प्रतिरोधकता की गणना के सूत्र में L, d₁ और R₁ के प्राप्त मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम पहले नमूने के लिए के मान की गणना करते हैं।

1 = 0.12 ओम मिमी 2 / वर्ग मीटर

L, d₂ और R₂ के प्राप्त मानों को सूत्र में प्रतिस्थापित करते हुए, हम दूसरे नमूने के लिए के मान की गणना करते हैं।

२ = १.२ ओम मिमी २ / मी

उपरोक्त तालिका 2 के संदर्भ डेटा के साथ ρ₁ और के मूल्यों की तुलना से, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि पहले नमूने की सामग्री स्टील है, और दूसरा निक्रोम है, जिससे हम कटर स्ट्रिंग बनाएंगे।

वे एक धातु की क्षमता को एक आवेशित धारा को अपने माध्यम से पारित करने की क्षमता कहते हैं। बदले में, प्रतिरोध सामग्री की विशेषताओं में से एक है। किसी दिए गए वोल्टेज पर विद्युत प्रतिरोध जितना अधिक होगा, उतना ही कम होगा। यह कंडक्टर के प्रतिरोध बल को उसके साथ निर्देशित आवेशित इलेक्ट्रॉनों की गति के लिए दर्शाता है। चूँकि विद्युत का संचरण गुण प्रतिरोध का व्युत्क्रम है, इसका अर्थ है कि इसे 1 / R के अनुपात के रूप में सूत्रों के रूप में व्यक्त किया जाएगा।

प्रतिरोधकता हमेशा उपकरणों के निर्माण में प्रयुक्त सामग्री की गुणवत्ता पर निर्भर करती है। यह एक कंडक्टर के मापदंडों के आधार पर 1 मीटर की लंबाई के साथ-साथ 1 के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के आधार पर मापा जाता है वर्ग मिलीमीटर... उदाहरण के लिए, तांबे के लिए विशिष्ट प्रतिरोध गुण हमेशा 0.0175 ओम के बराबर होता है, एल्यूमीनियम के लिए - 0.029, लोहा - 0.135, स्थिरांक - 0.48, निक्रोम - 1-1.1। स्टील का विशिष्ट प्रतिरोध संख्या 2 * 10-7 ओम के बराबर है

धारा का विरोध उस चालक की लंबाई के समानुपाती होता है जिसके साथ वह चलता है। डिवाइस जितना लंबा होगा, प्रतिरोध मूल्य उतना ही अधिक होगा। इस निर्भरता को आत्मसात करना आसान होगा यदि हम एक दूसरे के साथ संचार करने वाले जहाजों के दो काल्पनिक जोड़े की कल्पना करें। कनेक्टिंग ट्यूब को एक जोड़ी डिवाइस के लिए पतला और दूसरे के लिए मोटा रहने दें। जब दोनों जोड़े पानी से भर जाते हैं, तो मोटी ट्यूब में तरल का संक्रमण बहुत तेजी से निकलेगा, क्योंकि इसमें पानी के अतिप्रवाह का प्रतिरोध कम होगा। इस सादृश्य से, उसके लिए पतले कंडक्टर की तुलना में मोटे कंडक्टर के साथ चलना आसान होता है।

प्रतिरोधकता, एक SI इकाई के रूप में, ओम द्वारा मापी जाती है। चालकता आवेशित कणों की औसत मुक्त उड़ान लंबाई पर निर्भर करती है, जो सामग्री की संरचना की विशेषता है। अशुद्धियों के बिना धातु, जिसमें सबसे सही का कम से कम प्रतिरोध मान होता है। इसके विपरीत, अशुद्धियाँ जाली को विकृत कर देती हैं, जिससे उसका प्रदर्शन बढ़ जाता है। धातुओं की प्रतिरोधकता सामान्य तापमान पर मूल्यों की एक संकीर्ण सीमा में स्थित होती है: चांदी से 0.016 से 10 μOhm मीटर (एल्यूमीनियम के साथ लोहे और क्रोमियम की मिश्र धातु)।

आवेश की गति की विशेषताओं पर

कंडक्टर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या तापमान से प्रभावित होती है, क्योंकि इसकी वृद्धि के साथ, मौजूदा आयनों और परमाणुओं के तरंग दोलनों का आयाम बढ़ जाता है। नतीजतन, क्रिस्टल जाली में सामान्य गति के लिए इलेक्ट्रॉनों के पास कम खाली स्थान होता है। इसका मतलब है कि व्यवस्थित आवाजाही में बाधा बढ़ती जा रही है। किसी भी चालक की प्रतिरोधकता, हमेशा की तरह, बढ़ते तापमान के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है। और अर्धचालकों के लिए, इसके विपरीत, डिग्री में वृद्धि के साथ कमी विशेषता है, क्योंकि इस वजह से, कई शुल्क जारी किए जाते हैं, जो सीधे विद्युत प्रवाह बनाते हैं।

कुछ धातु कंडक्टरों को एक ज्ञात तापमान पर ठंडा करने की प्रक्रिया उनकी प्रतिरोधकता को अचानक स्थिति में लाती है और शून्य हो जाती है। इस घटना की खोज 1911 में हुई और इसे अतिचालकता कहा गया।

किसी भी पदार्थ में विद्युत धारा I बाहरी ऊर्जा (संभावित अंतर U) के अनुप्रयोग के कारण एक निश्चित दिशा में आवेशित कणों की गति से निर्मित होती है। प्रत्येक पदार्थ में अलग-अलग गुण होते हैं जो उसमें धारा के प्रवाह को अलग-अलग तरीकों से प्रभावित करते हैं। इन गुणों का मूल्यांकन विद्युत प्रतिरोध R द्वारा किया जाता है।

जॉर्ज ओम ने किसी पदार्थ के विद्युत प्रतिरोध के परिमाण को प्रभावित करने वाले कारकों को आनुभविक रूप से निर्धारित किया, इसे वोल्टेज और करंट से प्राप्त किया, जिसका नाम उसके नाम पर रखा गया है। प्रतिरोध की SI इकाई का नाम उन्हीं के नाम पर रखा गया है। 1 ओम पारा के एक सजातीय स्तंभ पर 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 1 मिमी 2 के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ 106.3 सेमी लंबे तापमान पर मापा प्रतिरोध का मूल्य है।

परिभाषा

विद्युत उपकरणों के निर्माण के लिए अभ्यास सामग्री में मूल्यांकन और लागू करने के लिए, शब्द पेश किया गया था "कंडक्टर की प्रतिरोधकता"... जोड़ा गया विशेषण "विशिष्ट" प्रश्न में पदार्थ के लिए अपनाए गए संदर्भ मात्रा मान का उपयोग करने के कारक को इंगित करता है। इससे विभिन्न सामग्रियों के विद्युत मापदंडों का मूल्यांकन करना संभव हो जाता है।

इस मामले में, यह ध्यान में रखा जाता है कि कंडक्टर का प्रतिरोध इसकी लंबाई में वृद्धि और इसके क्रॉस-सेक्शन में कमी के साथ बढ़ता है। एसआई प्रणाली एक सजातीय कंडक्टर की मात्रा का उपयोग 1 मीटर की लंबाई और 1 मीटर 2 के क्रॉस सेक्शन के साथ करती है। तकनीकी गणना में, मात्रा की एक पुरानी लेकिन सुविधाजनक गैर-प्रणालीगत इकाई का उपयोग किया जाता है, जिसमें 1 मीटर की लंबाई और 1 मिमी 2 का क्षेत्र शामिल होता है। प्रतिरोधकता का सूत्र चित्र में दिखाया गया है।

पदार्थों के विद्युत गुणों को निर्धारित करने के लिए, एक और विशेषता पेश की जाती है - विशिष्ट चालकता ख। यह प्रतिरोधकता के मूल्य के व्युत्क्रमानुपाती होता है, विद्युत प्रवाह का संचालन करने के लिए सामग्री की क्षमता निर्धारित करता है: बी = 1 / पी।

प्रतिरोधकता तापमान पर कैसे निर्भर करती है

किसी पदार्थ की चालकता उसके तापमान से प्रभावित होती है। विभिन्न समूहगर्म या ठंडा होने पर पदार्थ समान व्यवहार नहीं करते हैं। इस संपत्ति को ध्यान में रखा जाता है बिजली की तारेंइसके लिए काम कर रहे हैं सड़क परगर्मी और ठंड में।

तार की सामग्री और विशिष्ट प्रतिरोध को इसके संचालन की शर्तों को ध्यान में रखते हुए चुना जाता है।

हीटिंग के दौरान करंट के प्रवाह के लिए कंडक्टरों के प्रतिरोध में वृद्धि को इस तथ्य से समझाया जाता है कि इसमें धातु के तापमान में वृद्धि के साथ, सभी दिशाओं में परमाणुओं और विद्युत आवेशों के वाहक की गति बढ़ जाती है, जो बनाता है एक दिशा में आवेशित कणों की गति में अनावश्यक बाधाएँ, और उनके प्रवाह के मूल्य को कम करता है।

यदि धातु का तापमान कम हो जाता है, तो धारा के पारित होने की स्थिति में सुधार होता है। जब एक महत्वपूर्ण तापमान पर ठंडा किया जाता है, तो कई धातुओं में अतिचालकता की घटना दिखाई देती है, जब उनका विद्युत प्रतिरोध व्यावहारिक रूप से शून्य होता है। इस संपत्ति का व्यापक रूप से उच्च-शक्ति वाले विद्युत चुम्बकों में उपयोग किया जाता है।

धातु की चालकता पर तापमान का प्रभाव विद्युत उद्योग द्वारा साधारण गरमागरम लैंप के निर्माण में उपयोग किया जाता है। करंट के गुजरने के साथ, उन्हें ऐसी अवस्था में गर्म किया जाता है कि वे एक चमकदार प्रवाह का उत्सर्जन करते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, नाइक्रोम की प्रतिरोधकता लगभग 1.05 1.4 (ओम ∙ मिमी 2) / मी है।

जब प्रकाश बल्ब को वोल्टेज के तहत चालू किया जाता है, तो एक बड़ा करंट फिलामेंट से होकर गुजरता है, जो धातु को बहुत जल्दी गर्म करता है। उसी समय, विद्युत सर्किट का प्रतिरोध बढ़ जाता है, जिससे प्रकाश प्राप्त करने के लिए आवश्यक नाममात्र मूल्य के लिए प्रारंभिक वर्तमान सीमित हो जाता है। इस तरह, नाइक्रोम सर्पिल के माध्यम से करंट का एक सरल नियमन किया जाता है, एलईडी और ल्यूमिनसेंट स्रोतों में उपयोग किए जाने वाले जटिल रोड़े का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं होती है।

इंजीनियरिंग में प्रयुक्त सामग्री की प्रतिरोधकता कैसी होती है

अलौह कीमती धातुओं के पास है सर्वोत्तम गुणविद्युत चालकता। इसलिए, विद्युत उपकरणों में महत्वपूर्ण संपर्क चांदी के बने होते हैं। लेकिन इससे पूरे उत्पाद की अंतिम लागत बढ़ जाती है। सबसे स्वीकार्य विकल्प सस्ती धातुओं का उपयोग करना है। उदाहरण के लिए, 0.0175 (ओम मिमी 2) / मी के बराबर तांबे की प्रतिरोधकता ऐसे उद्देश्यों के लिए काफी उपयुक्त है।

महान धातु- सोना, चांदी, प्लेटिनम, पैलेडियम, इरिडियम, रोडियम, रूथेनियम और ऑस्मियम, जिसका नाम मुख्य रूप से उच्च रासायनिक प्रतिरोध और गहनों में सुंदर उपस्थिति के कारण रखा गया है। इसके अलावा, सोना, चांदी और प्लेटिनम अत्यधिक नमनीय होते हैं, जबकि प्लैटिनम समूह की धातुएं अपवर्तक होती हैं और, सोने की तरह, रासायनिक रूप से निष्क्रिय होती हैं। कीमती धातुओं के ये फायदे संयुक्त हैं।

अच्छी चालकता वाले कॉपर मिश्र धातु का उपयोग शंट बनाने के लिए किया जाता है जो शक्तिशाली एमीटर के मापने वाले सिर के माध्यम से बड़ी धाराओं के प्रवाह को सीमित करता है।

एल्यूमीनियम 0.026 0.029 (ओम मिमी 2) / मी की प्रतिरोधकता तांबे की तुलना में थोड़ी अधिक है, लेकिन इस धातु का उत्पादन और लागत कम है। इसके अलावा, यह हल्का भी है। यह बाहरी तारों और केबल कोर के निर्माण के लिए बिजली उद्योग में इसके व्यापक उपयोग की व्याख्या करता है।

लोहे की प्रतिरोधकता 0.13 (ओम मिमी 2) / मी भी विद्युत प्रवाह के संचरण के लिए इसके उपयोग की अनुमति देती है, लेकिन इससे बिजली की अधिक हानि होती है। स्टील मिश्र धातुओं ने ताकत बढ़ाई है। इसलिए, एल्यूमीनियम ओवरहेड तारों में उच्च वोल्टेज लाइनेंपावर ट्रांसमिशन स्टील स्ट्रैंड्स को इंटरवेव करते हैं जिन्हें ब्रेकिंग लोड का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह विशेष रूप से सच है जब तारों या हवा के तेज झोंकों पर बर्फ बनती है।

कुछ मिश्र धातुओं, उदाहरण के लिए, कॉन्स्टेंटाइन और निकेलिन, में एक निश्चित सीमा में थर्मोस्टेबल प्रतिरोधक विशेषताएं होती हैं। निकलाइन की विद्युत प्रतिरोधकता व्यावहारिक रूप से 0 से 100 डिग्री सेल्सियस तक नहीं बदलती है। इसलिए, रिओस्टेट के लिए सर्पिल निकल से बनाए जाते हैं।

माप उपकरणों में, प्लैटिनम की प्रतिरोधकता के मूल्यों में इसके तापमान से सख्त परिवर्तन की संपत्ति का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यदि एक स्थिर वोल्टेज स्रोत से एक विद्युत प्रवाह प्लैटिनम कंडक्टर के माध्यम से पारित किया जाता है और प्रतिरोध मूल्य की गणना की जाती है, तो यह प्लैटिनम के तापमान को इंगित करेगा। यह आपको ओह्म मानों के अनुरूप डिग्री में पैमाने को स्नातक करने की अनुमति देता है। यह विधि आपको एक डिग्री के अंशों की सटीकता के साथ तापमान को मापने की अनुमति देती है।

कभी-कभी, व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए, आपको जानना आवश्यक है केबल का कुल या विशिष्ट प्रतिरोध... इसके लिए, केबल उत्पादों के लिए नियमावली में, आगमनात्मक और . के मान सक्रिय प्रतिरोधप्रत्येक क्रॉस-अनुभागीय मूल्य के लिए एक कोर। उनका उपयोग गणना करने के लिए किया जाता है अनुमेय भार, उत्पन्न गर्मी, अनुमेय संचालन की स्थिति निर्धारित की जाती है और प्रभावी सुरक्षा का चयन किया जाता है।

धातुओं की विशिष्ट चालकता उनके संसाधित होने के तरीके से प्रभावित होती है। प्लास्टिक विरूपण के दबाव का उपयोग संरचना को परेशान करता है क्रिस्टल लैटिस, दोषों की संख्या को बढ़ाता है और प्रतिरोध को बढ़ाता है। इसे कम करने के लिए, पुन: क्रिस्टलीकरण एनीलिंग का उपयोग किया जाता है।

धातुओं के खिंचाव या संपीड़न से उनमें लोचदार विरूपण होता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों के थर्मल कंपन के आयाम कम हो जाते हैं, और प्रतिरोध कुछ कम हो जाता है।

ग्राउंडिंग सिस्टम डिजाइन करते समय, इसे ध्यान में रखना आवश्यक है। यह उपरोक्त विधि से परिभाषा में भिन्न है और इसे SI इकाइयों में मापा जाता है - ओम मीटर। इसकी सहायता से पृथ्वी के अंदर विद्युत प्रवाह के प्रसार की गुणवत्ता का आकलन किया जाता है।

मृदा चालकता मिट्टी की नमी, घनत्व, कण आकार, तापमान, लवण की सांद्रता, अम्ल और क्षार सहित कई कारकों से प्रभावित होती है।

• कंडक्टर;
• डाइलेक्ट्रिक्स (इन्सुलेट गुणों के साथ);
• अर्धचालक।

इलेक्ट्रॉन और करंट

के बीच में आधुनिक प्रतिनिधित्वविद्युत प्रवाह के बारे में यह धारणा है कि इसमें भौतिक कण - आवेश होते हैं। लेकिन विभिन्न भौतिक और रासायनिक प्रयोग यह दावा करने का कारण देते हैं कि ये आवेश वाहक हो सकते हैं विभिन्न प्रकारएक ही कंडक्टर में। और कणों की यह विषमता वर्तमान घनत्व को प्रभावित करती है। विद्युत प्रवाह के मापदंडों से संबंधित गणनाओं के लिए, कुछ भौतिक मात्राओं का उपयोग किया जाता है। उनमें से, प्रतिरोध के साथ-साथ चालकता द्वारा एक महत्वपूर्ण स्थान पर कब्जा कर लिया गया है।

• चालकता पारस्परिक के प्रतिरोध से संबंधित है व्युत्क्रमानुपाती.

यह ज्ञात है कि जब किसी विद्युत परिपथ पर एक निश्चित वोल्टेज लगाया जाता है, तो उसमें एक विद्युत धारा दिखाई देती है, जिसका परिमाण इस परिपथ की चालकता से जुड़ा होता है। यह मौलिक खोज उनके समय में जर्मन भौतिक विज्ञानी जॉर्ज ओम ने की थी। तब से, ओम का नियम नामक एक नियम प्रयोग में है। यह के लिए मौजूद है विभिन्न विकल्पजंजीरें इसलिए, उनके लिए सूत्र एक दूसरे से भिन्न हो सकते हैं, क्योंकि वे पूरी तरह से अलग स्थितियों के अनुरूप हैं।

किसी भी विद्युत परिपथ में एक चालक होता है। यदि इसमें एक प्रकार के आवेश वाहक कण होते हैं, तो चालक में धारा तरल के प्रवाह के समान होती है, जिसका एक निश्चित घनत्व होता है। यह निम्नलिखित सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

अधिकांश धातुएँ आवेशित कणों की एकरूपता के अनुरूप होती हैं, जिसकी बदौलत विद्युत प्रवाह होता है। धातुओं के लिए, विशिष्ट विद्युत चालकता की गणना निम्न सूत्र के अनुसार की जाती है:

चूंकि चालकता की गणना करना संभव है, अब विद्युत प्रतिरोधकता को निर्धारित करना आसान है। यह पहले ही ऊपर उल्लेख किया जा चुका है कि किसी चालक की प्रतिरोधकता चालकता का व्युत्क्रम है। अत,

इस सूत्र में पत्र ग्रीक वर्णमाला(आरओ) का उपयोग विद्युत प्रतिरोधकता को दर्शाने के लिए किया जाता है। यह पद तकनीकी साहित्य में सबसे अधिक प्रयोग किया जाता है। हालाँकि, आप थोड़े भिन्न सूत्र पा सकते हैं जिनके साथ कंडक्टरों की प्रतिरोधकता की गणना की जाती है। यदि धातुओं के शास्त्रीय सिद्धांत और उनमें इलेक्ट्रॉनिक चालकता का उपयोग गणना के लिए किया जाता है, तो प्रतिरोधकता की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

हालाँकि, एक "लेकिन" है। एक धातु कंडक्टर में परमाणुओं की स्थिति आयनीकरण प्रक्रिया की अवधि से प्रभावित होती है, जो एक विद्युत क्षेत्र द्वारा की जाती है। एक कंडक्टर पर एकल आयनीकरण प्रभाव के साथ, इसमें परमाणुओं को एक एकल आयनीकरण प्राप्त होगा, जो परमाणुओं की एकाग्रता और मुक्त इलेक्ट्रॉनों के बीच संतुलन बनाएगा। और इन सांद्रता के मूल्य बराबर हो जाएंगे। इस मामले में, निम्नलिखित निर्भरताएँ और सूत्र होते हैं:

चालकता और प्रतिरोध का विचलन

इसके बाद, विचार करें कि चालकता क्या निर्धारित करती है, जो प्रतिरोधकता से विपरीत रूप से संबंधित है। किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता एक अमूर्त भौतिक मात्रा है। प्रत्येक कंडक्टर एक विशिष्ट पैटर्न के रूप में मौजूद है। यह आंतरिक संरचना की विभिन्न अशुद्धियों और दोषों की उपस्थिति की विशेषता है। उन्हें अभिव्यक्ति के अलग-अलग शब्दों के रूप में माना जाता है जो मैथिसेन नियम के अनुसार प्रतिरोधकता को निर्धारित करते हैं। यह नियम तापमान के आधार पर दोलन करने वाले नमूने के क्रिस्टल जाली के स्थलों द्वारा इलेक्ट्रॉनों की एक गतिमान धारा के प्रकीर्णन को भी ध्यान में रखता है।

विभिन्न अशुद्धियों और सूक्ष्म रिक्तियों के समावेशन जैसे आंतरिक दोषों की उपस्थिति भी प्रतिरोधकता को बढ़ाती है। नमूनों में अशुद्धियों की मात्रा निर्धारित करने के लिए, सामग्री की प्रतिरोधकता को नमूना सामग्री के तापमान के दो मूल्यों के लिए मापा जाता है। एक तापमान मान कमरे का तापमान है, और दूसरा तरल हीलियम से मेल खाता है। तरल हीलियम तापमान पर परिणाम के लिए कमरे के तापमान पर माप परिणाम के संबंध में, एक गुणांक प्राप्त किया जाता है जो सामग्री की संरचनात्मक पूर्णता और इसकी रासायनिक शुद्धता को दर्शाता है। गुणांक को β अक्षर से निरूपित किया जाता है।

यदि एक अव्यवस्थित ठोस विलयन संरचना वाली धातु मिश्र धातु को विद्युत धारा का चालक माना जाता है, तो अवशिष्ट प्रतिरोधकता का मान प्रतिरोधकता से काफी अधिक हो सकता है। दो घटकों के धातु मिश्र धातुओं की यह विशेषता, जो दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ-साथ संक्रमण तत्वों से संबंधित नहीं हैं, एक विशेष कानून द्वारा कवर की गई हैं। इसे नॉर्डहाइम का नियम कहते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक्स में आधुनिक प्रौद्योगिकियां लघुकरण की ओर अधिक से अधिक प्रयास कर रही हैं। और इतना कि जल्द ही एक माइक्रोक्रिकिट के बजाय "नैनोकिरिट" शब्द दिखाई देगा। ऐसे उपकरणों में कंडक्टर इतने पतले होते हैं कि उन्हें धातु की फिल्म कहना सही होगा। यह काफी समझ में आता है कि एक फिल्म का नमूना एक बड़े कंडक्टर से ऊपर की ओर प्रतिरोधकता में भिन्न होगा। फिल्म में धातु की छोटी मोटाई इसमें अर्धचालक गुणों की उपस्थिति की ओर ले जाती है।

इस सामग्री में इलेक्ट्रॉनों के मुक्त पथ के साथ धातु की मोटाई की आनुपातिकता दिखाई देने लगती है। इलेक्ट्रॉनों के चलने के लिए बहुत कम जगह होती है। इसलिए, वे एक दूसरे के साथ क्रमबद्ध तरीके से चलने के लिए हस्तक्षेप करना शुरू कर देते हैं, जिससे प्रतिरोधकता में वृद्धि होती है। धातु की फिल्मों के लिए, प्रतिरोधकता की गणना प्रयोगों से प्राप्त एक विशेष सूत्र का उपयोग करके की जाती है। सूत्र का नाम एक वैज्ञानिक फुच्स के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने फिल्मों की प्रतिरोधकता का अध्ययन किया था।

फिल्में बहुत विशिष्ट संरचनाएं हैं जिन्हें दोहराना मुश्किल है ताकि कई नमूनों के गुण समान हों। फिल्मों के मूल्यांकन में स्वीकार्य सटीकता के लिए, एक विशेष पैरामीटर का उपयोग किया जाता है - सतह प्रतिरोधकता।

से धातु फिल्मप्रतिरोधक microcircuit सब्सट्रेट पर बनते हैं। इस कारण से, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में प्रतिरोधकता की गणना एक अत्यधिक मांग वाला कार्य है। प्रतिरोधकता का मान, स्पष्ट रूप से, तापमान पक्ष पर प्रभाव डालता है और यह प्रत्यक्ष आनुपातिकता की निर्भरता से संबंधित होता है। अधिकांश धातुओं के लिए, इस निर्भरता का एक निश्चित तापमान सीमा में एक निश्चित रैखिक खंड होता है। इस मामले में, प्रतिरोधकता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

धातुओं में, मुक्त इलेक्ट्रॉनों की बड़ी संख्या के कारण विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है, जिसकी सांद्रता अपेक्षाकृत अधिक होती है। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉन धातुओं की अधिक तापीय चालकता भी निर्धारित करते हैं। इस कारण से, एक विशेष कानून द्वारा विशिष्ट विद्युत चालकता और विशिष्ट तापीय चालकता के बीच एक संबंध स्थापित किया गया था, जिसे प्रयोगात्मक रूप से प्रमाणित किया गया था। यह विडेमैन-फ्रांज कानून निम्नलिखित सूत्रों की विशेषता है:

अतिचालकता के लिए आकर्षक संभावनाएं

हालांकि, सबसे आश्चर्यजनक प्रक्रियाएं तरल हीलियम के न्यूनतम तकनीकी रूप से प्राप्त तापमान पर होती हैं। ऐसी शीतलन स्थितियों में, सभी धातुएं व्यावहारिक रूप से अपनी प्रतिरोधकता खो देती हैं। तरल हीलियम के तापमान तक ठंडा तांबे के तार सामान्य परिस्थितियों की तुलना में कई गुना अधिक धाराओं का संचालन करने में सक्षम होते हैं। यदि व्यवहार में यह संभव हो जाता है, तो आर्थिक प्रभाव अमूल्य होगा।

इससे भी अधिक आश्चर्यजनक उच्च तापमान वाले कंडक्टरों की खोज थी। सामान्य परिस्थितियों में इस प्रकार के सिरेमिक अपनी प्रतिरोधकता में धातुओं से बहुत दूर थे। लेकिन तरल हीलियम से लगभग तीन दर्जन डिग्री ऊपर के तापमान पर, वे अतिचालक बन गए। गैर-धातु सामग्री में इस व्यवहार की खोज अनुसंधान के लिए एक शक्तिशाली प्रोत्साहन रही है। सबसे बड़े आर्थिक परिणामों के कारण व्यावहारिक अनुप्रयोगअतिचालकता, बहुत महत्वपूर्ण वित्तीय संसाधन, बड़े पैमाने पर अनुसंधान शुरू हुआ।

लेकिन अब तक, जैसा कि वे कहते हैं, "चीजें अभी भी हैं" ... सिरेमिक सामग्री व्यावहारिक उपयोग के लिए अनुपयुक्त निकली। अतिचालकता की स्थिति को बनाए रखने की शर्तों के लिए इतने बड़े खर्चों की आवश्यकता थी कि इसके उपयोग से होने वाले सभी लाभ नष्ट हो गए। लेकिन अतिचालकता के साथ प्रयोग जारी है। प्रगति स्पष्ट है। सुपरकंडक्टिविटी पहले से ही 165 डिग्री केल्विन के तापमान पर प्राप्त की जा चुकी है, लेकिन इसके लिए आवश्यक है उच्च दबाव... ऐसी विशेष परिस्थितियों का निर्माण और रखरखाव फिर से इस तकनीकी समाधान के व्यावसायिक उपयोग से इनकार करता है।

अतिरिक्त प्रभावित करने वाले कारक

आजकल, सब कुछ अपने तरीके से चल रहा है, और तांबे, एल्यूमीनियम और कुछ अन्य धातुओं के लिए, प्रतिरोधकता तारों और केबलों के निर्माण के लिए उनके औद्योगिक उपयोग को जारी रखती है। अंत में, यह थोड़ी और जानकारी जोड़ने लायक है कि न केवल कंडक्टर सामग्री की प्रतिरोधकता और तापमान वातावरणविद्युत प्रवाह के पारित होने के दौरान इसमें होने वाले नुकसान को प्रभावित करते हैं। कंडक्टर की ज्यामिति बहुत महत्वपूर्ण होती है जब इसका उपयोग बढ़ी हुई वोल्टेज आवृत्ति और उच्च एम्परेज पर किया जाता है।

इन परिस्थितियों में, इलेक्ट्रॉन तार की सतह के पास केंद्रित होते हैं, और कंडक्टर के रूप में इसकी मोटाई अपना अर्थ खो देती है। इसलिए, तार में केवल कंडक्टर का बाहरी भाग बनाकर उसमें तांबे की मात्रा को उचित रूप से कम करना संभव है। कंडक्टर की प्रतिरोधकता बढ़ाने में विरूपण एक अन्य कारक है। इसलिए, कुछ विद्युत प्रवाहकीय सामग्रियों के उच्च प्रदर्शन के बावजूद, कुछ शर्तों के तहत, वे प्रकट नहीं हो सकते हैं। विशिष्ट कार्यों के लिए सही कंडक्टरों का चयन करना आवश्यक है। नीचे दी गई तालिकाएँ इसमें मदद करेंगी।