| Таблица удельных сопротивлений проводников. Таблица удельных сопротивлений металлов. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Электрическое сопротивлениеЭлектрическое 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 качестве наглядности можно провести аналогию с гидравлической системой, где вода прокачивается через трубы.
Сопротивление провода
где: А — площадь поперечного сечения провода (м2)
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.
Свойства резистивных материаловУдельное 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. 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.
Источники: joyta.ru, dpva.ru |
 Проект Карла III Ребане и хорошей компании |
Раздел недели: Плоские фигуры. Свойства, стороны, углы, признаки, периметры, равенства, подобия, хорды, секторы, площади и т.д. |
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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.
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
- 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
| 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 |
- Удельное сопротивление данных металлов для нужд современной электротехники является очень высоким, для развития техники необходимо получение проводников с электропроводностью в десятки раз больше.
- Электрическое сопротивление медно-никелевого проводника зависит от чистоты меди и никеля, входящих в его состав.
- Если медь и никель чистые (от 99,99 и выше), то электрическое сопротивление медно-никелевого провода снижается в 14 раз.
- В интервале значений чистоты материалов от 99,99 и выше электрическое сопротивление Электрическое сопротивление медно-никелевого проводника расчитывается по формуле:
- ρ= ρo exp(-α(R)V),
- где ρ – сопротивление проводника мкОм*м,
- ρo — удельное сопротивление меди 0,017241 мкОм*м
- 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;
- 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
| 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
| 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
| 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
| 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
| 14−17 | 43−44 | 0,5 | 1 | 0,5 | 0,15 | 0,015 |
Инконель 625
| 21−23 | 56 | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,1 | 0,4 | 0,4 | 3.5−4 | 0,015 |
Хастеллой B-2
| 28 | 1 | 1 | 1 | 2 | 0,01 | — | 0,1 | основа |
Хастеллой B-3
| 28,5 | 1,5 | 3 | 3 | 1,5 | 0,01 | — | 0,1 | основа |
Хастеллой C-4
| 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
- 4.1 Выбор по допустимому нагреву
2 Допустимые потери напряжения
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.
- В этом документе приводится формула для расчета потери напряжения и указано:
- 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;
- Я ничего не понял=) Видимо, при расчетах потери напряжения да при расчете токов короткого замыкания мы должны учитывать сопротивление проводников, как при нормальных условиях.
- 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:
- Расчет сопротивления заземлителя (программа)
- Расчет необходимого количества светильников при заданной освещенности
- Проектирование и расчет заземлителей
- 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
(нет голосов)
Загрузка...
