Удельное сопротивление никелевой проволоки

Таблица удельных сопротивлений проводников. Таблица удельных сопротивлений металлов

Таблица удельных сопротивлений проводников. Таблица удельных сопротивлений металлов.
Удельное сопротивление никелевой проволоки
Проводник Удельное сопротивление ρ, Ом*мм2/м α, 10 -3*C-1(или K -1)
Алюминий 0,028 4,2
Бронза 0,095 — 0,1
Висмут 1,2
Вольфрам 0,05 5
Железо 0,1 6
Золото 0,023 4
Иридий 0,0474
Константан ( сплав Ni-Cu + Mn) 0,5 0,05!
Латунь 0,025 — 0,108 0,1-0,4
Магний 0,045 3,9
Манганин (сплав меди марганца и никеля — приборный) 0,43 — 0,51 0,01!!
Медь 0,0175 4,3
Молибден 0,059
Нейзильбер (сплав меди цинка и никеля) 0,2 0,25
Натрий 0,047
Никелин ( сплав меди и никеля) 0,42 0,1
Никель 0,087 6,5
Нихром ( сплав никеля хрома железы и марганца) 1,05 — 1,4 0,1
Олово 0,12 4,4
Платина 0.107 3,9
Ртуть 0,94 1,0
Свинец 0,22 3,7
Серебро 0,015 4,1
Сталь 0,103 — 0,137 1-4
Титан 0,6
Фехраль (Cr (12—15 %); Al (3,5—5,5 %); Si (1 %); Mn (0,7 %); + Fe) 1,15 — 1,35 0,1
Хромаль 1,3 — 1,5
Цинк 0,054 4,2
Чугун 0,5-1,0 1,0

 Удельное сопротивление никелевой проволоки
Нажмите на изображение чтобы увеличить.

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление, одно из составляющих закона Ома, выражается в омах (Ом). Следует заметить, что электрическое сопротивление и удельное сопротивление — это не одно и то же. Удельное сопротивление является свойством материала, в то время как электрическое сопротивление — это свойство объекта.

Электрическое сопротивление резистора определяется сочетанием формы и удельным сопротивлением материала, из которого он сделан.

Например, проволочный резистор, изготовленный из длинной и тонкой проволоки имеет большее сопротивление, нежели резистор, сделанный из короткой и толстой проволоки того же металла.

В тоже время проволочный резистор, изготовленный из материала с высоким удельным сопротивлением, обладает большим электрическим сопротивлением, чем резистор, сделанный из материала с низким удельным сопротивлением. И все это не смотря на то, что оба резистора сделаны из проволоки одинаковой длины и диаметра.

В качестве наглядности можно провести аналогию с гидравлической системой, где вода прокачивается через трубы.

  • Чем длиннее и тоньше труба, тем больше будет оказано сопротивление воде.
  • Труба, заполненная песком, будет больше оказывать сопротивление воде, нежели труба без песка

Сопротивление провода

  • Величина сопротивления провода зависит от трех параметров: удельного сопротивления металла, длины и диаметра самого провода. Формула для расчета сопротивления провода:

где:
R — сопротивление провода (Ом)
ρ — удельное сопротивление металла (Ом.m)
L — длина провода (м)

А — площадь поперечного сечения провода (м2)

Удельное сопротивление никелевой проволоки

В качестве примера рассмотрим проволочный резистор из нихрома с удельным сопротивлением 1.10×10-6 Ом.м.  Проволока имеет длину 1500 мм и диаметр 0,5 мм. На основе этих трех параметров рассчитаем сопротивление провода из нихрома:

R=1,1*10-6*(1,5/0,000000196) = 8,4 Ом

Нихром и константан часто используют в качестве материала для сопротивлений. Ниже в таблице вы можете посмотреть удельное сопротивление некоторых наиболее часто используемых металлов.

Удельное сопротивление никелевой проволоки

Свойства резистивных материалов

Удельное сопротивление металла зависит от температуры. Их значения приводится, как правило, для комнатной температуры (20°С). Изменение удельного сопротивления в результате изменения температуры характеризуется температурным коэффициентом.

Например, в термисторах (терморезисторах) это свойство используется для измерения температуры. С другой стороны, в точной электронике, это довольно нежелательный эффект.
Металлопленочные резисторы имеют отличные свойства температурной стабильности. Это достигается не только за счет низкого удельного сопротивления материала, но и за счет механической конструкции самого резистора.

Много различных материалов и сплавов используются в производстве резисторов.

Нихром (сплав никеля и хрома), из-за его высокого удельного сопротивления и устойчивости к окислению при высоких температурах, часто используют в качестве материала для изготовления проволочных резисторов.

Недостатком его является то, что его невозможно паять. Константан, еще один популярный материал, легко поддается пайке и имеет более низкий температурный коэффициент.

Источники: joyta.ru, dpva.ru

Удельное сопротивление никелевой проволоки
Проект Карла III Ребане и хорошей компании


Раздел недели: Плоские фигуры. Свойства, стороны, углы, признаки, периметры, равенства, подобия, хорды, секторы, площади и т.д.
Удельное сопротивление никелевой проволоки
Таблицы DPVA.ru — Инженерный Справочник Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Электрические и магнитные величины / / Электрическое сопротивление и проводимость проводников, растворов, почв….  / / Таблица удельных сопротивлений проводников. Таблица удельных сопротивлений металлов.

  • В разумных температурных пределах вокруг некоторой точки зависимость удельного сопротивления металлов от температуры описывается как:
  • ΔR = α*R*ΔT, где α — температурный коэффициент электрического сопротивления.
  • Ниже приведена таблица значений α для ряда металлов в диапазоне температур от 0 до 100 ° C.
Зависимость сопротивления металлов от температуры. Температурный коэффициент электрического сопротивления металлов α .

Проводник Удельное сопротивление ρ, Ом*мм2/м α, 10 -3*C-1(или K -1)
Алюминий 0,028 4,2
Бронза 0,095 — 0,1
Висмут 1,2
Вольфрам 0,05 5
Железо 0,1 6
Золото 0,023 4
Иридий 0,0474
Константан ( сплав Ni-Cu + Mn) 0,5 0,05!
Латунь 0,025 — 0,108 0,1-0,4
Магний 0,045 3,9
Манганин (сплав меди марганца и никеля — приборный) 0,43 — 0,51 0,01!!
Медь 0,0175 4,3
Молибден 0,059
Нейзильбер (сплав меди цинка и никеля) 0,2 0,25
Натрий 0,047
Никелин ( сплав меди и никеля) 0,42 0,1
Никель 0,087 6,5
Нихром ( сплав никеля хрома железы и марганца) 1,05 — 1,4 0,1
Олово 0,12 4,4
Платина 0.107 3,9
Ртуть 0,94 1,0
Свинец 0,22 3,7
Серебро 0,015 4,1
Сталь 0,103 — 0,137 1-4
Титан 0,6
Фехраль (Cr (12—15 %); Al (3,5—5,5 %); Si (1 %); Mn (0,7 %); + Fe) 1,15 — 1,35 0,1
Хромаль 1,3 — 1,5
Цинк 0,054 4,2
Чугун 0,5-1,0 1,0

Электрическое сопротивление проводника при постоянном токе, зависимость сопротивления проводника от температуры, индуктивное (реактивное) сопротивление, ёмкостное (реактивное) сопротивление, полное реактивное сопротивление, полное сопротивление цепи при переменном токе (последовательное соединение)» src=»https://www.dpva.ru/netcat_files/Image/GuidePhysics/ElectricalAndMagnet/MainElectricalFormulas/Electrotrchnics.jpg»>

Удельное сопротивление никелевой проволоки

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Медно-никелевые провода. Достоинства и технология производства

Медно-никелевые термостойкие провода были созданы в результате научного исследования, ставящего цель получить проводник с очень высокой электропроводимостью из доступных металлов и с не сложной технологией производства.

Технология производства

Для получения сверхпроводника на медный провод в вакууме по всему периметру наносят токопроводящий слой, состоящий из сплава никеля и меди, с диффузией в поверхностный слой проволоки-основы.

Снаружи наносится защитный слой металла. После чего полученный провод проходит отжиг в вакууме в течение 30 — 180 мин при 850-950oС. Для создания медно-никелевого провода применяется чистые (99,99) медь и никель.

Эффект повышенной проводимости образуется  в состоящем из двух металлов слое сплава, который представляет собой тонкостенную токопроводящую трубку-прослойку. Благодаря диффузионному взаимодействию слоев металла, примыкающих к трубке прослойке с обеих сторон, поверхность получается почти идеальной.

Нанесение слоев провода происходит в вакуумном оборудовании для исключения окисления проводящего слоя. Следовательно длина зависит от возможностей вакуумного оборудования.

Чертеж медно-никелевого проводника

Удельное сопротивление никелевой проволоки

  • 1 – медная или никелевая проволока основа
  • 2 – токопроводящий слой из сплава меди и никеля. Толщина слоя делается достаточной для обеспечения неразрывности слоя
  • 3 – защитный слой. Толщина выбирается достаточной для обеспечения защиты от механических воздействий

Расчет удельного сопротивления медно-никелевого провода

Высокая электропроводимость у меди и алюминия, а также  у золота и серебра. В других металлах электропроводность существенно ниже.

Таблица удельного электрического сопротивления металлов

Металлρ, Ом·мм²/м
Серебро 0,015…0,0162
Медь 0,01724…0,018
Золото 0,023
Алюминий 0,0262…0,0295
Иридий 0,0474
Молибден 0,054
Вольфрам 0,053…0,055
Цинк 0,059
Никель 0,087
Железо 0,098
Платина 0,107
Олово 0,12
Свинец 0,217…0,227
Титан 0,5562…0,7837
Висмут 1,2
  1. Удельное сопротивление данных металлов для нужд современной электротехники является очень высоким, для развития техники необходимо получение проводников с электропроводностью в десятки раз больше.
  2. Электрическое сопротивление медно-никелевого проводника зависит от чистоты меди и никеля, входящих в его состав.
  3. Если медь и никель чистые (от 99,99 и выше), то электрическое сопротивление медно-никелевого провода снижается в 14 раз.
  4. В интервале значений чистоты материалов от 99,99 и выше электрическое сопротивление Электрическое сопротивление медно-никелевого проводника расчитывается по формуле:
  5. ρ= ρo exp(-α(R)V),
  6. где ρ – сопротивление проводника мкОм*м,
  7. ρo — удельное сопротивление меди 0,017241 мкОм*м
  8. α (R) — физическая константа, которая зависит от квалитета поверхности, на которую наносится сплав.Если проволока-основа обработана  по 14 классу чистоты α (R) =1,65*102;
  9. V — содержание в материале примесей в %, от 0,01 и ниже.

Проводник с поверхностью подготовленной по 14 классу обработки, с диаметром основы в 1,0 мм и толщине нанесенного в вакууме токопроводящего слоя (50% меди и никеля) глубиной 10-6 мм рт. ст. и толщине защитного слоя глубиной 10-6 мм рт. ст., 10 мкм, с чистотой материалов 99,99, имеет сопротивление

 ρ =0,00123 мкОм,

Это в 14 раз ниже сопротивления проводника из меди.

Достоинства медно-никелевой проволоки

  • Высокая электропроводимость
  • Любой диаметр проволоки
  • Дешевизна материалов
  • Провод любой длины

Плотность, концентрация и сопротивление никелевой проволоки, цена — от поставщика «Ауремо». Купить сегодня. Соответствие ГОСТ. / Auremo

Хотя запасы никелевой руды в литосфере занимают только тринадцатое место среди металлических руд, значение никеля сегодня не меньше чем железа, алюминия, меди и других металлов. На основе никеля созданы жаропрочные материалы с уникальными свойствами.

К настоящему времени никелевой индустрией создано более 3000 сплавов. В структуре потребления 80% Ni расходуется на сплавы. 20% — на защитные покрытия. Этот металл придаёт сплаву ценные качества. Особенно нуждаются в сплавах никеля — авиация, энергетика, промышленная химия, пищевая отрасль, электротехника.

Без никеля не обходится радиолокация, телевидение. Никелевые пластинки заменили кадмиевые в прерывателях нейтронного пучка, генерирующих высокоэнергетические нейтронные импульсы. Никелевые пластинки используют в ультразвуковых установках, а также в современных телефонах.

Сплавы c присадками марганца (марганцовый никель) применяют в лампах накаливания, специальных выпрямителях для держателей электродов. Никель гарантирует отличную коррозионную стойкость. Это является одной из главной причин широко распространения такой процедуры как никелирование.

Защитный слой никеля кроме того, что повышает устойчивость к коррозии, дополнительно придает изделию эстетичный внешний вид.

Термо-электродные сплавы

Удельное электрическое сопротивление никелевой проволоки меняется с ростом температуры. Никель выступает определяющим фактором в формировании жаропрочных и термо-электродных сплавов.

Удельное электрическое сопротивление никелевой проволоки в нормальных условиях находится на уровне 0,87 Омxмм2/м… Сплавы на никелевой основе обладают необходимыми качествами благодаря соблюдению технологии производства, указанных в нормативных документах (ГОСТ, ТУ, международных стандартах).

Алюмель — термоэлектродный сплав на основе никеля 93−96%. Процентный состав

Сплав
Ni
Al
Mn
Si
Co
Примеси
Алюмель 93−96% 1,8−2,5% 1,8−2,2% 0,8−1,2% 0,5% 0,5%
  • Температура плавления: 1430−1450°C.
  • Плотность: 8,67 г/см3.
  • Удельное электрическое сопротивление проволоки 0,33 Омxмм2/м.
  • Температурный коэффициент линейного расширения: 13,7×10-6/°C.

Копель — термоэлектродный медно-никелевый сплав. Процентный состав

Сплав
Ni
Cu
Fe
Si
Co
Примеси
Копель 43−44% 52−53% 2−3% 0,5% 0,2% 0,5%
  • Температура плавления: 1220−1290°C.
  • Плотность: 8,9 г/см3.
  • Удельное электрическое сопротивление проволоки 0,47 Омxмм2/м.
  • Температурный коэффициент линейного расширения: 14×10-6/°C.

Хромель — термоэлектродный сплав на основе никеля 89−91%. Процентный состав

Сплав
Ni
Cr
Mn
Si
Co
Примеси
Хромель 89−91% 8,7−10% 1,8−2,2% 0,8−1,2% 0,5% 0,5%
  • Температура плавления: 1400−1500°C.
  • Плотность: 8,72 г/см3.
  • Удельное электрическое сопротивление проволоки 0,68 Омxмм2/м.
  • Температурный коэффициент линейного расширения: 12,8×10-6/°C.

Константан — термоэлектродный медно-никелевый сплав. Процентный состав

Сплав
Ni
Cu
Mn
Si
Примеси
Константан 43−44% 57−60% 1−2% 0,2% 0,5%
  • Температура плавления: 1260 °C.
  • Плотность: 8,9 г/см3.
  • Удельное электрическое сопротивление проволоки 0,5 Омxмм2/м.
  • Температурный коэффициент линейного расширения: 14,4×10-6/°C.

Производство термопарной никелевой проволоки алюмель, копель, константан, хромель регламентируются ГОСТ 1790–77, Компенсационные провода из никелевой проволоки хромель, копель, константан должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1791–67. Химический состав никелевых и медно-никелевых термо-электродных сплавов регламентируется ГОСТ 492–2006.

Применение

Сплавы алюмель и хромель получили самое широкое распространение в качестве материала для термопар.

С их помощью можно достаточно точно измерить температуру в большом интервале в окислительных средах (до t° 1200−1300°С), то есть в условиях промышленных процессов.

Для реостатов применяют сплавы никеля и меди (копель, константан). В таких сплавах 40−50% Ni, а электрическое сопротивление не меняется с изменением температуры.

Конструкционные сплавы

Реактивная техника была бы невозможна без специальных жаропрочных сплавов инконель, хастеллой. Транспортное машиностроение базируются на применении подобных высокопрочных никелевых сплавов.

Из таких сплавов производят химические реакторы, цистерны, котлы и тигли с высокой стойкостью к коррозии. Никелевые сплавы играют важнейшую роль в конструкциях газотурбинных двигателей и атомных котлов.

Они применяются в качестве высокотемпературных защитных оболочек, предохраняющих урановые стержни от коррозии в ядерном реакторе.

Процентный состав сплава Инконель 600

Cr
Ni
Cu
Mn
Si
C
S
14−17 43−44 0,5 1 0,5 0,15 0,015

Инконель 625

Cr
Ni
Co
Mn
Si
C
Al
Ti
Nb
Р, S
21−23 56 1 0,5 0,5 0,1 0,4 0,4 3.5−4 0,015

Хастеллой B-2

Mo
Cr
Co
Mn
Fe
C
W
Si
Ni
28 1 1 1 2 0,01 0,1 основа

Хастеллой B-3

Mo
Cr
Co
Mn
Fe
C
W
Si
Ni
28,5 1,5 3 3 1,5 0,01 0,1 основа

Хастеллой C-4

Mo
Cr
Co
Mn
Fe
C
W
Si
Ni
16 16 2 3 3 0,01 0,08 основа

Поставщик

Представленные на складе поставщика «Ауремо» изделия имеют сертификат качества. В технической документации отражён химический состав и механические качества изделий. У нас легко купить любую металлопродукцию для масштабных производств. Мы также предлагаем оптимальные условия для розничных клиентов.

Высокий уровень сервиса по праву являются лицом нашей компании. За более подробной консультацией относительно поставок Вам нужно обратиться к менеджеру компании. Поставщик «Ауремо» выступает одним из ведущих экспертов на рынке никелевой продукции. Контактные телефоны и необходимые реквизиты размещены в соответствующем разделе сайта.

Курьерская служба компании «Ауремо» поставит заказ в любой город.

Удельное сопротивление металлов, электролитов и веществ (Таблица)

В справочной таблице даны значения удельного сопротивления р некоторых металлов и изоляторов при температуре 18—20° С, выраженные в ом·см.

Величина р для металлов в сильной степени зависит от примесей, в таблице даны значения р для химически чистых металлов, для изоляторов даны приближенно.

Металлы и изоляторы расположены в таблице в порядке возрастающих значений р.

Таблица удельное сопротивление металлов

Чистые металлы 104 ρ (ом·см) Чистые металлы 104 ρ (ом·см)
Серебро 0,016 Хром 0,131
Медь 0,017 Тантал 0,146
Золото 0,023 Бронза 1) 0,18
Алюминий 0,029 Торий 0,18
Дюралюминий 0,0335 Свинец 0,208
Магний 0,044 Платинит 2) 0,45
Кальций 0,046 Сурьма 0,405
Натрий 0,047 Аргентан 0,42
Марганец 0,05 Никелин 0,33
Иридий 0,063 Манганин 0,43
Вольфрам 0,053 Константан 0,49
Молибден 0,054 Сплав Вуда 3) 0,52 (0°)
Родий 0,047 Осмий 0,602
Цинк 0,061 Сплав Розе 4) 0,64 (0°)
Калий 0,066 Хромель 0,70-1,10
Никель 0,070
Кадмий 0,076 Инвар 0,81
Латунь 0,08 Ртуть 0,958
Кобальт 0,097 Нихром 5) 1,10
Железо 0,10 Висмут 1,19
Палладий 0,107 Фехраль 6) 1,20
Платина 0,110 Графит 8,0
Олово 0,113

Таблица удельное сопротивление изоляторов

Изоляторы ρ (ом·см) Изоляторы ρ (ом·см)
Асбест 108 Слюда 1015
Шифер 108 Миканит 1015
Дерево сухое 1010 Фарфор 2·1015
Мрамор 1010 Сургуч 5·1015
Целлулоид 2·1010 Шеллак 1016
Бакелит 1011 Канифоль 1016
Гетинакс 5·1011 Кварц _|_ оси 3·1016
Алмаз 1012 Сера 1017
Стекло натр 1012 Полистирол 1017
Стекло пирекс 2·1014 Эбонит 1018
Кварц || оси 1014 Парафин 3·1018
Кварц плавленый 2·1014 Янтарь 1019

Удельное сопротивление чистых металлов при низких температурах

В таблице даны значения удельного сопротивления (в ом·см) некоторых чистых металлов при низких температурах (0°С).

Чистые металлы t (°С) Удельное сопротивление, 104 ρ (ом·см)
Висмут -200 0,348
Золото -262,8 0,00018
Железо -252,7 0,00011
Медь -258,6 0,00014 1
Платина -265 0,0010
Ртуть -183,5 0,0697
Свинец -252,9 0,0059
Серебро -258,6 0,00009

Отношение сопротивлении Rt/Rq чистых металлов при температуре Т °К и 273° К

В справочной таблице дано отношение Rt/Rq сопротивлений чистых металлов при температуре Т °К и 273° К.

Чистые металлы Т (°К) RT/R0
Алюминий 77,7 1,008
20,4 0,0075
Висмут 77,8 0,3255
20,4 0,0810
Вольфрам 78,2 0,1478
20,4 0,0317
Железо 78,2 0,0741
20,4 0,0076
Золото 78,8 0,2189
20,4 0,0060
Медь 81,6 0,1440
20,4 0,0008
Молибден 77,8 0,1370
20,4 0,0448
Никель 78,8 0,0919
20,4 0,0066
Олово 79,0 0,2098
20,4 0,0116
Платина 91,4 0,2500
20,4 0,0061
Ртуть 90,1 0,2851
20,4 0,4900
Свинец 73,1 0,2321
20,5 0,0301
Серебро 78,8 0,1974
20,4 0,0100
Сурьма 77,7 0,2041
20,4 0,0319
Хром 80,0 0,1340
20,6 0,0533
Цинк 83,7 0,2351
20,4 0,0087

Удельное сопротивление электролитов

В таблице даны значения удельного сопротивления электролитов в ом·см при температуре 18° С. Концентрация растворов с дана в процентах, которые определяют число граммов безводной соли или кислоты в 100 г раствора.

c (%) NH4Cl NaCl ZnSO4 CuSO4 КОН NaOH H2SO4
5 10,9 14,9 52,4 52,9 5,8 5,1 4,8
10 5,6 8,3 31,2 31,3 3,2 3,2 2,6
15 3,9 6,1 24,1 23,8 2,4 2,9 1,8
20 3,0 5,1 21,3 2,0 3,0 1,5
25 2,5 4,7 20,8 1,9 3,7 1,4

_______________

Источник информации: КРАТКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК/ Том 1, — М.: 1960.

Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление. Видеоурок. Физика 8 Класс

Главная > Теория > Удельное сопротивление меди

  • 4 Выбор сечения кабеля
      4.1 Выбор по допустимому нагреву
  • 4.

    2 Допустимые потери напряжения

  • 5 Электросопротивление других металлов
  • 6 Индуктивное сопротивление
  • 7 Видео
  • Одним из самых распространённых металлов для изготовления проводов является медь.

    Её электросопротивление минимальное из доступных по цене металлов. Оно меньше только у драгоценных металлов (серебра и золота) и зависит от разных факторов.

    Формула вычисления сопротивления проводника

    Удельное сопротивление

    Удельное сопротивление

    Удельное электрическое сопротивление – это величина, определяющая электросопротивление эталонного образца материала. Для обозначения этой величины используется греческая буква «р». Формула для расчета:

      Полезное про анодирование стали

    p=(R*S)/l.

    Эта величина измеряется в Ом*м. Найти её можно в справочниках, в таблицах удельного сопротивления или в сети интернет.

    Свободные электроны по металлу двигаются внутри кристаллической решётки. На сопротивление этому движению и удельное сопротивление проводника влияют три фактора:

    • Материал. У разных металлов различная плотность атомов и количество свободных электронов;
    • Примеси. В чистых металлах кристаллическая решётка более упорядоченная, поэтому сопротивление ниже, чем в сплавах;
    • Температура. Атомы не находятся на своих местах неподвижно, а колеблются. Чем выше температура, тем больше амплитуда колебаний, создающая помехи движению электронов, и выше сопротивление.

    На следующем рисунке можно увидеть таблицу удельного сопротивления металлов.

    Удельное сопротивление металлов

    Интересно. Есть сплавы, электросопротивление которых падает при нагреве или не меняется.

    Сравнение алюминиевых и медных проводов по техническим характеристикам

    Для того, чтобы понять, чем отличается медь и алюминий, нужно рассмотреть и сравнить их технические характеристики.

    Свойства проводников

    Основными электрическими свойствами материала проводников являются их удельное электрическое сопротивление, теплопроводность и температурный коэффициент сопротивления. К механическим свойствам можно отнести вес, прочность, удлинение перед разрывом и срок службы в режиме нормальной работы.

    Удельное электрическое сопротивление

    • Удельное электрическое сопротивление – это способность материала оказывать сопротивление электрическому току при его протекании через проводник. Эта характеристика вычисляется по формуле:
    • Ρ = r⋅S/l,
    • где l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения, r – сопротивление.
    • Для сравнения:
    Материал проводника Удельное электрическое сопротивление, Ом·мм²/м
    Медь 0,0175
    Алюминий 0,0300

    Как видно из этой таблицы, у меди удельное сопротивление ниже и, соответственно, она меньше нагревается и лучше проводит электрический ток.

    Теплопроводность

    Теплопроводность – это свойство проводника, которое показывает количество тепла, которое проходит в единицу времени через слой вещества. Для расчёта электрического кабеля данная характеристика является достаточно важной, так как от неё зависит безопасная эксплуатация электропроводки. Чем выше теплопроводность материала, тем он меньше нагревается и лучше отдает лишнее тепло.

    Для сравнения:

      Химическое пассивирование нержавеющей стали

    Материал проводника Теплопроводность, Вт/(м·К)
    Медь 401
    Алюминий 202—236

    Температурный коэффициент сопротивления

    При нагревании различных материалов их электропроводимость изменяется. Характеристикой, которая показывает это изменение называется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Это значение выявляют с помощью специального измерителя ТКС и берут среднее значение этого коэффициента.

    Обратите внимание! Температурный коэффициент сопротивления — это отношение относительного изменения сопротивления к изменению температуры. Обозначается α.

    Для сравнения:

    Проводимость и электросопротивление

    Так как размеры кабелей измеряются в метрах (длина) и мм² (сечение), то удельное электрическое сопротивление имеет размерность Ом·мм²/м. Зная размеры кабеля, его сопротивление рассчитывается по формуле:

    R=(p*l)/S.

    Кроме электросопротивления, в некоторых формулах используется понятие «проводимость». Это величина, обратная сопротивлению. Обозначается она «g» и рассчитывается по формуле:

    g=1/R.

    Проводимость жидкостей

    Проводимость жидкостей отличается от проводимости металлов. Носителями зарядов в них являются ионы. Их количество и электропроводность растут при нагревании, поэтому мощность электродного котла растёт при нагреве от 20 до 100 градусов в несколько раз.

    Интересно. Дистиллированная вода является изолятором. Проводимость ей придают растворенные примеси.

    Электросопротивление проводов

    Самые распространенные металлы для изготовления проводов – медь и алюминий. Сопротивление алюминия выше, но он дешевле меди. Удельное сопротивление меди ниже, поэтому сечение проводов можно выбрать меньше. Кроме того, она прочнее, и из этого металла изготавливаются гибкие многожильные провода.

    В следующей таблице показывается удельное электросопротивление металлов при 20 градусах. Для того чтобы определить его при других температурах, значение из таблицы необходимо умножить на поправочный коэффициент, различный для каждого металла. Узнать этот коэффициент можно из соответствующих справочников или при помощи онлайн-калькулятора.

    Сопротивление проводов

    Удельное сопротивление меди и алюминия для расчетов

    Несмотря на то, что данная тема может показаться совсем банальной, в ней я отвечу на один очень важный вопрос по расчету потери напряжения и расчету токов короткого замыкания. Думаю, для многих из вас это станет таким же открытием, как и для меня.

    Недавно я изучал один очень интересный ГОСТ:

    ГОСТ Р 50571.5.52-2011 Электроустановки низковольтные. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки.

      Закалка и заточка столярного инструмента

    Советую почитать данный документ, т.к. там много чего полезного.

    1. В этом документе приводится формула для расчета потери напряжения и указано:
    2. р — удельное сопротивление проводников в нормальных условиях, взятое равным удельному сопротивлению при температуре в нормальных условиях, то есть 1,25 удельного сопротивления при 20 °С, или 0,0225 Ом · мм2/м для меди и 0,036 Ом · мм2/м для алюминия;
    3. Я ничего не понял=) Видимо, при расчетах потери напряжения да при расчете токов короткого замыкания мы должны учитывать сопротивление проводников, как при нормальных условиях.
    4. Стоит заметить, что все табличные значения приводят при температуре 20 градусов.

    А какие нормальные условия? Я думал 30 градусов Цельсия.

    • Давайте вспомним физику и посчитаем, при какой температуре сопротивление меди (алюминия) увеличится в 1,25 раза.
    • R1=R0 [1+α (Т1-Т0)]
    • R0 – сопротивление при 20 градусах Цельсия;
    • R1 — сопротивление при Т1 градусах Цельсия;
    • Т0 — 20 градусов Цельсия;
    • α=0,004 на градус Цельсия (у меди и алюминия почти одинаковые);
    • R1/R0=1,25
    • 1,25=1+α (Т1-Т0)
    • Т1=(1,25-1)/ α+Т0=(1,25-1)/0,004+20=82,5 градусов Цельсия.

    Как видим, это совсем не 30 градусов. По всей видимости, все расчеты нужно выполнять при максимально допустимых температурах кабелей. Максимальная рабочая температура кабеля 70-90 градусов в зависимости от типа изоляции.

    Честно говоря, я с этим не согласен, т.к. данная температура соответствует практически аварийному режиму электроустановки.

    В своих программах я заложил удельное сопротивление меди – 0,0175 Ом · мм2/м, а для алюминия – 0,028 Ом · мм2/м.

    Если помните, я писал, что в моей программе по расчету токов короткого замыкания получается результат примерно на 30% меньше от табличных значений. Там сопротивление петли фаза-ноль рассчитывается автоматически. Я пытался найти ошибку, но так и не смог.

    По всей видимости, неточность расчета заключается в удельном сопротивлении, которое используется в программе.

    А удельное сопротивление может задать каждый, поэтому вопросов к программе не должно быть, если указать удельные сопротивления из выше приведенного документа.

    А вот в программы по расчету потерь напряжения мне скорее всего придется внести изменения. Это приведет к увеличению на 25% результатов расчета. Хотя в программе ЭЛЕКТРИК, потери напряжения получается практически такие, как у меня.

    Если вы впервые попали на этот блог, то ознакомиться со всеми моими программами можно на странице МОИ ПРОГРАММЫ.

    Как вы считаете, при какой температуре нужно считать потери напряжения: при 30 или 70-90 градусах? Есть ли нормативные документы, которые ответят на этот вопрос?

    Советую почитать:

    1. Расчет сопротивления заземлителя (программа)
    2. Расчет необходимого количества светильников при заданной освещенности
    3. Проектирование и расчет заземлителей
    4. Пример расчета нагрузок жилого дома со встроенными помещениями различного типа по СП 31-110-2003

    Выбор сечения кабеля

    Сопротивление медного провода

    Поскольку у провода есть сопротивление, при прохождении по нему электрического тока выделяется тепло, и происходит падение напряжения. Оба этих фактора необходимо учитывать при выборе сечения кабелей.

    Выбор по допустимому нагреву

    При протекании тока в проводе выделяется энергия. Её количество можно рассчитать по формуле электрической мощности:

    P=I²*R.

    В медном проводе сечением 2,5мм² и длиной 10 метров R=10*0.0074=0.074Ом. При токе 30А Р=30²*0,074=66Вт.

    Эта мощность нагревает токопроводящую жилу и сам кабель. Температура, до которой он нагревается, зависит от условий прокладки, числа жил в кабеле и других факторов, а допустимая температура – от материала изоляции. Медь обладает большей проводимостью, поэтому меньше выделяемая мощность и необходимое сечение. Определяется оно по специальным таблицам или при помощи онлайн-калькулятора.

    Таблица выбора сечения провода по допустимому нагреву

    Допустимые потери напряжения

    Кроме нагрева, при прохождении электрического тока по проводам происходит уменьшение напряжения возле нагрузки. Эту величину можно рассчитать по закону Ома:

    U=I*R.

    Справка. По нормам ПУЭ оно должно составлять не более 5% или в сети 220В – не больше 11В.

    Поэтому, чем длиннее кабель, тем больше должно быть его сечение. Определить его можно по таблицам или при помощи онлайн-калькулятора. В отличие от выбора сечения по допустимому нагреву, потери напряжения не зависят от условий прокладки и материала изоляции.

    В сети 220В напряжение подаётся по двум проводам: фазному и нулевому, поэтому расчёт производится по двойной длине кабеля. В кабеле из предыдущего примера оно составит U=I*R=30A*2*0.074Ом=4,44В. Это немного, но при длине 25 метров получается 11,1В – предельно допустимая величина, придётся увеличивать сечение.

    Максимально допустимая длина кабеля данного сечения

    Электросопротивление других металлов

    Сопротивление тока: формула

    Кроме меди и алюминия, в электротехнике используются другие металлы и сплавы:

    • Железо. Удельное сопротивление стали выше, но она прочнее, чем медь и алюминий. Стальные жилы вплетаются в кабеля, предназначенные для прокладки по воздуху. Сопротивление железа слишком велико для передачи электроэнергии, поэтому при расчёте сечения жилы не учитываются. Кроме того, оно более тугоплавкое, и из него изготавливаются вывода для подключения нагревателей в электропечах большой мощности;
    • Нихром (сплав никеля и хрома) и фехраль (железо, хром и алюминий). Они обладают низкой проводимостью и тугоплавкостью. Из этих сплавов изготавливаются проволочные резисторы и нагреватели;
    • Вольфрам. Его электросопротивление велико, но это тугоплавкий металл (3422 °C). Из него изготавливаются нити накала в электролампах и электроды для аргонно-дуговой сварки;
    • Константан и манганин (медь, никель и марганец). Удельное сопротивление этих проводников не меняется при изменениях температуры. Применяются в претензионных приборах для изготовления резисторов;
    • Драгоценные металлы – золото и серебро. Обладают самой высокой удельной проводимостью, но из-за большой цены их применение ограничено.

    Индуктивное сопротивление

    Формулы для расчёта проводимости проводов справедливы только в сети постоянного тока или в прямых проводниках при низкой частоте.

    В катушках и в высокочастотных сетях появляется индуктивное сопротивление, во много раз превышающее обычное. Кроме того, ток высокой частоты распространяется только по поверхности провода.

    Поэтому его иногда покрывают тонким слоем серебра или используют литцендрат.

    Справка. Литцендрат – это многожильный провод, каждая жила в котором изолирована от остальных. Это делается для увеличения поверхности и проводимости в сетях высокой частоты.

    Удельное сопротивление меди, гибкость, относительно невысокая цена и механическая прочность делают этот металл, вместе с алюминием, самым распространенным материалом для изготовления проводов.

    Таблица удельного электрического сопротивления некоторых металлов

    Вид провода ρ при 20℃, Ом-м
    Серебряный 1,59×10⁻⁸
    Медный 1,67×10⁻⁸
    Золотой 2,35×10⁻⁸
    Алюминиевый 2,65×10⁻⁸
    Вольфрамовый 5,65×10⁻⁸
    Никелевый 6,84×10⁻⁸
    Железный 9,7×10⁻⁸
    Платиновый 1,06×10⁻⁷
    Стальной 1,6×10⁻⁷
    Свинцовый 2,06×10⁻⁷
    Дюралюминиевый 4,0×10⁻⁷
    Нихромовый 1,05×10⁻⁶

    Удельное сопротивление абсолютно независимо от формы и размеров проводника, однако варьируется в широком диапазоне при отклонении температуры от принятого за стандартное значения, равного 20 градусам Цельсия. Практическим электротехническим путем доказано, что увеличение температуры повышает сопротивляемость металлов течению тока, с обратной стороны — вместе со снижением температуры она снижается. Примерно подсчитать, насколько существенным будет изменение, можно с учетом того, что всем металлам присущ почти одинаковый уровень прироста убыли данной величины, в среднем составляющий 0,4% на 1°С.

    • Вам это будет интересно Цифровой мультиметр
    • График сопротивления
    • Если же данный показатель нужно определить точно, то можно воспользоваться этой формулой:
    • ρ = ρ0 x (1 + α x (t — t))
    • , где ρ и ρ0 — соответственно удельные сопротивления при температурах t и t (20°С, табличное значение), α — температурный коэффициент сопротивления.
    Вид провода α
    Никелевый 0,005866
    Железный 0,005671
    Молибденовый 0,004579
    Вольфрамовый 0,004403
    Алюминиевый 0,004308
    Медный 0,004041
    Серебряный 0,003819
    Платиновый 0,003729
    Золотой 0,003715
    Цинковый 0,003847
    Стальной 0,003
    Нихромовый 0,00017

    Так, к примеру, найдя в таблицах удельное сопротивление меди при 20 градусах Цельсия и ее температурный коэффициент, можно вычислить, что при нагреве до 100℃ ее сопротивление вырастет на 32%. Практически то же самое будет происходить с удельным сопротивлением алюминиевого кабеля с тем же коэффициентом (0,004). А вот удельное сопротивление стали повысится менее значительно — на 24%.

    Нагрев

    С увеличением температуры проводник насыщается тепловой энергией, передающейся всем атомам вещества. Этим обуславливается повышение интенсивности их теплового движения.

    Последний фактор и приводит к повышению сопротивляемости движению свободных электронов в определенном направлении, поскольку возрастает вероятность встречи свободных электронов с атомами.

    Когда температура снижается, меньшее количество атомов может препятствовать направленному движению электронов, следовательно, происходит обратное.

    В результате колоссального спада температуры возникает интереснейшее явление, называемое «сверхпроводимостью металлов»: сопротивляемость уменьшается до нуля в условиях, близких к абсолютному нулю (-273,15℃). В таких кондициях атомы металла замирают на своих позициях, и электроны движутся без каких-либо препятствий.

    Сверхпроводимость

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector