Удельное электрическое сопротивление стали: Таблица удельных сопротивлений проводников. Таблица удельных сопротивлений металлов.

Сопротивление и описывают, насколько сложно заставить электрический ток течь через материал, но, в отличие от сопротивления, удельное сопротивление является внутренним недвижимость . Это означает, что все провода из чистой меди (которые не подвергались искажению своей кристаллической структуры и т. Д.), Независимо от их формы и размера, имеют одинаковое удельное сопротивление , но длинная тонкая медная проволока имеет гораздо большее сопротивление , чем толстый короткий медный провод. Каждый материал имеет свое собственное удельное сопротивление. Например, резина имеет гораздо большее удельное сопротивление, чем медь.

В гидравлической аналогии прохождение тока через материал с высоким удельным сопротивлением похоже на проталкивание воды через трубу, полную песка, а пропускание тока через материал с низким удельным сопротивлением — как проталкивание воды через пустую трубу.Если трубы одинакового размера и формы, у трубы, заполненной песком, будет более высокое сопротивление потоку. Однако сопротивление не определяется исключительно наличием или отсутствием песка . Это также зависит от длины и ширины трубы: короткие или широкие трубы имеют меньшее сопротивление, чем узкие или длинные.

Приведенное выше уравнение можно транспонировать, чтобы получить закон Пуйе (названный в честь Клода Пуйе):

R = ρℓA. {\ Displaystyle R = \ rho {\ frac {\ ell} {A}}.\, \!}

Сопротивление данного материала пропорционально длине, но обратно пропорционально площади поперечного сечения. Таким образом, удельное сопротивление может быть выражено в единицах СИ «омметр» (Ом · м) — , т.е. Ом, разделенное на метры (для длины), а затем умноженное на квадратные метры (для площади поперечного сечения).

Например, если A = 1 м ² , ℓ {\ displaystyle \ ell} = 1 м (образуя куб с идеально проводящими контактами на противоположных гранях), то сопротивление этого элемента в омах численно равно к удельному сопротивлению материала, из которого он сделан, в Ом⋅м.

Электропроводность σ является обратной величиной удельного сопротивления:

σ = 1ρ. {\ Displaystyle \ sigma = {\ frac {1} {\ rho}}. \, \!}

В единицах СИ для проводимости сименс на метр (См / м).

Общие скалярные величины [править]

Для менее идеальных случаев, таких как более сложная геометрия, или когда ток и электрическое поле изменяются в разных частях материала, необходимо использовать более общее выражение, в котором удельное сопротивление при конкретная точка определяется как отношение электрического поля к плотности тока, который он создает в этой точке:

ρ = EJ, {\ displaystyle \ rho = {\ frac {E} {J}}, \, \!}

, где

Измерение удельной теплоемкости и электрического сопротивления промышленных сплавов с использованием методов субсекундного и сверхсекундного импульсного нагрева

Автор (ы)

Басак Д., Р. А.Оверфельт, Донгли Ван

Аннотация

Цитата

Международный журнал теплофизики

Ключевые слова

Нержавеющая сталь CF8M, удельное электрическое сопротивление, Inconel 718, импульсный нагрев, удельная теплоемкость, Ti-6Al-4V

Удельное сопротивление почвы методом двойного универсального зажима универсального тестера сопротивления заземления MI3123 2C в Германии | сопротивление | тестер сопротивления

MI3123: Метод четырех линий, удельное сопротивление почвы; (разные типы, функции и конфигурации отличаются)
MI3123-2C: четырехпроводный метод, удельное сопротивление почвы, метод селективных электродов, метод двойных клещей;

Основные характеристики:

Все методы, включая испытание сопротивления заземления: стандартный четырехпроводной метод, метод селективных электродов, метод двойного зажима, измерение удельного сопротивления почвы

Функция измерения тока зажимом, диапазон 0-20A, разрешение 0. 1 мА

Сильная противоинтерференционная способность

Предварительные предельные значения оцениваются путем проходных / сквозных (PASS / FAIL) измерений

Зеленый / красный индикатор обеспечивает интуитивную оценку результатов измерений

Подходит для установки CAT IV

Встроенный -внутренний магнит может закрепить прибор на железном материале

Встроенное зарядное устройство

Можно сохранить 1900 результатов измерений

Интерфейс связи USB / RS232, совместимый с программным обеспечением PCSW

Прочный и оригинальный внешний вид прибора

Соответствие в соответствии со стандартами: IEC / EN 61557-1, 5, 10, IEC / EN 61010-1, IEC / EN 61326,

Технический индекс:

Измерение четырехпроводным методом / методом селективного электрода

Автоматическое испытание сопротивления заземления и автоматический тест заземления сваи заземления испытание помех в сигнале напряжения

Испытательное напряжение (обрыв цепи) 40 В испытательная частота 125 Гц

Максимальный испытательный ток 20 мА токовые клещи испытательный ток слишком низкий показатель

Показание чрезмерных помех в куб rrent signal

Измерение сопротивления заземления методом двойных зажимов

Испытательная частота 125 Гц, индикация помех, индикация тока выше низкого

Измерение удельного сопротивления почвы

Изометрический метод, r = 2pDR

Измерение тока

Диапазон частот: 40-500 Гц

Основные технические параметры

80 Блок питания: пять 1.Перезаряжаемый аккумулятор 5 В, 6 секций, время работы около 10 часов

Защита от перенапряжения: 50 В CAT IV

Дисплей: ЖК-экран 128X64 с подсветкой

Размер: 14 см X 8 см X 23 см
Вес: 0,85 кг

Температурная зависимость удельного сопротивления — материалы исследования для IIT JEE

• Полный курс физики — 11 класс

• ПРЕДЛАГАЕМАЯ ЦЕНА: рупий. 2 968

• Просмотр подробностей

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление известно как удельное электрическое сопротивление или объемное сопротивление.Его можно определить как внутреннее свойство данного материала, которое показывает, как он противодействует току. Его также можно определить как сопротивление проводника с единичной длиной и единичной площадью поперечного сечения. Таким образом, это не зависит от длины и площади поперечного сечения материала. Но сопротивление материала зависит от длины и площади поперечного сечения материала. Удельное сопротивление выражается как ρ = R A / L, где R — сопротивление в омах, A — площадь поперечного сечения в квадратных метрах, а L — длина в метрах.Единица измерения удельного сопротивления — омметр.

Температурная зависимость удельного сопротивления

Удельное сопротивление материалов зависит от температуры. ρ _t = ρ ₀ [1 + α (T — T ₀ ) — это уравнение, которое показывает связь между температурой и удельным сопротивлением материала. В уравнении ρ ₀ — удельное сопротивление при стандартной температуре, ρ _t — удельное сопротивление при t ⁰ C, T ₀ — эталонная температура, а α — температурный коэффициент удельного сопротивления.

Изменение удельного сопротивления проводников

Мы знаем, что ток — это движение свободных электронов от одного атома к другому при наличии разности потенциалов. В проводниках нет запрещенной зоны между зоной проводимости и валентной зоной. Во многих случаях обе полосы перекрывают друг друга. Валентные электроны слабо связаны с ядром в проводниках. Обычно металлы или проводники имеют низкую энергию ионизации и поэтому очень легко теряют электроны.При подаче электрического тока делокализованные электроны могут свободно перемещаться внутри структуры. Так бывает при нормальной температуре.

При повышении температуры колебания ионов металлов в решетчатой ​​структуре возрастают. Атомы начинают колебаться с большей амплитудой. Эти колебания, в свою очередь, вызывают частые столкновения между свободными электронами и другими электронами. Каждое столкновение истощает часть энергии свободных электронов и делает их неспособными двигаться.Таким образом, он ограничивает движение делокализованных электронов. Когда происходит столкновение, скорость дрейфа электронов уменьшается. Это означает, что удельное сопротивление металла увеличивается и, таким образом, ток в металле уменьшается. Увеличение удельного сопротивления означает, что проводимость материала снижается.

Для металлов или проводников считается, что они имеют положительный температурный коэффициент. Значение α положительное. Для большинства металлов удельное сопротивление линейно увеличивается с повышением температуры в диапазоне 500 К. Примеры для положительного температурного коэффициента включают серебро, медь, золото и т. Д.

Температурная зависимость удельного сопротивления металлов

Изменение удельного сопротивления в полупроводниках

Кремний — это полупроводник. В полупроводниках ширина запрещенной зоны между зоной проводимости и валентной зоной мала. При 0K валентная зона полностью заполнена, а зона проводимости может быть пустой. Но при приложении небольшого количества энергии электроны легко перемещаются в зону проводимости.Кремний — это пример полупроводника. В нормальных условиях кремний играет роль плохого проводника. Каждый атом кремния связан с 4 другими атомами кремния. Связи между этими атомами представляют собой ковалентные связи, в которых электроны находятся в фиксированных позитонах. Таким образом, при 0K электроны не перемещаются внутри структуры решетки.

При повышении температуры запрещенная зона между двумя зонами становится очень меньше, и электроны перемещаются из валентной зоны в зону проводимости.Таким образом, некоторые электроны из ковалентных связей между атомами Si могут свободно перемещаться внутри структуры. Это увеличивает проводимость материала. Увеличение проводимости означает уменьшение удельного сопротивления. Таким образом, когда в полупроводнике повышается температура, плотность носителей заряда также увеличивается, а удельное сопротивление уменьшается. О полупроводниках говорят, что они имеют отрицательный температурный коэффициент. Таким образом, значение температурного коэффициента удельного сопротивления α отрицательно.

Кривая нелинейная в широком диапазоне температур.

Температурная зависимость от удельного сопротивления для полупроводников

Изменение удельного сопротивления в изоляторах

В изоляторах большой запрещенный энергетический зазор между зоной проводимости и валентной зоной. Валентная зона полностью заполнена электронами. Запрещенная щель между двумя зонами будет больше 3 eV. Таким образом, для перехода валентного электрона в зону проводимости требуется большое количество энергии.Алмаз — это пример изолятора. Здесь все валентные электроны участвуют в образовании ковалентной связи, и проводимости не происходит. Электроны прочно связаны с ядром.

Когда температура повышается, атомы материала колеблются, и это заставляет валентные электроны, присутствующие в валентной зоне, переходить в зону проводимости. Это, в свою очередь, увеличивает проводимость материала. Когда проводимость материала увеличивается, это означает, что удельное сопротивление уменьшается, и поэтому ток увеличивается.Таким образом, некоторые изоляторы при комнатной температуре превращаются в проводники при высокой температуре. Для изоляторов они имеют отрицательный температурный коэффициент. Таким образом, значение температурного коэффициента удельного сопротивления α отрицательно.

Проводники и изоляторы

Сверхпроводники

Мы знаем, что когда электрический ток проходит по проводникам, некоторая энергия теряется в виде тепла. Количество потерь энергии зависит от сопротивления материала.В 1911 году некоторые ученые охладили образец ртути до 4,2 ^° выше абсолютного нуля. Таким образом, сопротивление материала упало до нуля. Так был открыт первый сверхпроводник. Таким образом, ученые обнаружили, что в некоторых случаях некоторые материалы не проявляют никакого сопротивления. Материалы с нулевым сопротивлением называются сверхпроводниками. При нулевом сопротивлении материалы проводят ток без потери энергии. Когда температура таких материалов снижается, свободные электроны перестают сталкиваться с положительными ионами, и, таким образом, сопротивление оказывается нулевым.Температура, при которой сопротивление падает до нуля, называется Critical Temperature .

Когда сверхпроводник помещается в магнитное поле, магнитное поле изгибается вокруг материала, не позволяя магнитному полю проходить сквозь них. Когда напряженность магнитного поля увеличивается, в определенный момент поле может проникать через сверхпроводник и, таким образом, его поведение нарушается.

Считайте, что через сверхпроводник проходит электрический ток.Предположим, что плотность тока увеличивается, при определенном значении плотности тока он теряет свою сверхпроводимость и, наконец, ведет себя как обычный материал. Плотность тока, выше которой материал теряет сверхпроводимость, называется критической плотностью тока. Высокая температура, сильное магнитное поле и высокая плотность тока нарушают сверхпроводимость материала. Сейчас эти материалы используются в аппаратах МРТ.

Прочие материалы

Удельное сопротивление таких материалов, как нихром, манганин и константан, не сильно зависит от температуры и показывает очень низкую зависимость.Следовательно, эти материалы используются в проволочных стандартных резисторах, поскольку изменение значения сопротивления незначительно при изменении температуры.

Факторы, влияющие на удельное сопротивление

Мы знаем, что удельное сопротивление ρ = m / ne ² , где e — заряд электрона, ԏ — среднее время между столкновениями или время релаксации электронов, а m — масса электрона, n — плотность заряда.Таким образом, это показывает, что сопротивление зависит от ряда факторов, таких как время релаксации между столкновениями и плотность заряда. Из приведенных выше сценариев ясно, что при повышении температуры средняя скорость электронов увеличивается, и, следовательно, происходит больше столкновений. Таким образом, время релаксации между каждым столкновением уменьшается.

В случае металлов плотность заряда в некоторой степени не зависит от температуры. Таким образом, это влияет на другие факторы, такие как, что означает, что при повышении температуры среднее время между столкновениями уменьшается, что приводит к увеличению удельного сопротивления.

Для полупроводников и изоляторов плотность заряда n увеличивается при повышении температуры. Это компенсирует уменьшение значения ԏ. Следовательно, удельное сопротивление уменьшается при понижении температуры.

Резюме

• Удельное сопротивление — это сопротивление проводника, имеющего единицу длины и площади поперечного сечения. Единица измерения удельного сопротивления — омметр. Формула: ρ = RA / L, где R — сопротивление в омах, A — площадь поперечного сечения в квадратных метрах, а L — длина в метрах.

• ρ _t = ρ ₀ [1 + α (T — T ₀ ) — это уравнение, которое показывает связь между температурой и удельным сопротивлением материала. ρ ₀ — удельное сопротивление при стандартной температуре, ρ _t — удельное сопротивление при t ⁰ C, T ₀ — эталонная температура, а α — температурный коэффициент удельного сопротивления.

• Для металлов или проводников, когда температура увеличивается и удельное сопротивление металла увеличивается, и, следовательно, ток в металле уменьшается.У них положительный температурный коэффициент. Значение α положительное.

• Для полупроводников, когда температура увеличивается, увеличивается проводимость материала. Это означает, что удельное сопротивление материала уменьшается, и поэтому ток увеличивается. Для полупроводников они имеют отрицательный температурный коэффициент. Таким образом, значение температурного коэффициента удельного сопротивления α отрицательно.

• Для изоляторов электропроводность материала увеличивается при повышении температуры.Когда проводимость материала увеличивается, мы знаем, что удельное сопротивление уменьшается и, таким образом, увеличивается ток. Таким образом, некоторые изоляторы при комнатной температуре превращаются в проводники при высокой температуре. Для изоляторов они имеют отрицательный температурный коэффициент. Значение температурного коэффициента удельного сопротивления α отрицательно.

• Материалы с нулевым сопротивлением называются сверхпроводниками. Температура, при которой сопротивление падает до нуля, называется критической температурой.Высокая температура, сильное магнитное поле и высокая плотность тока ослабят свойство сверхпроводимости материала. Меркурий — пример сверхпроводника.

• Такие материалы, как нихром, манганин и константан, не сильно зависят от температуры. Таким образом, изменение удельного сопротивления материала при изменении температуры незначительно.

Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию

Другие показания

Температурная зависимость удельного сопротивления