Bir iletkenin direncini ne belirler

Kimyasal olarak saf metallerden yapılmış iletkenler için direnç ve karşılıklı - elektriksel iletkenlik - karakteristik bir fiziksel niceliktir, ancak yine de direnç değerleri nispeten düşük doğrulukla bilinir.

Bu, metallerin direnç değerinin çeşitli rastgele, kontrol edilmesi zor koşullardan büyük ölçüde etkilenmesi gerçeğiyle açıklanmaktadır.

İlk olarak, genellikle saf metaldeki küçük safsızlıklar direncini arttırır.

Elektrik mühendisliği için en önemli metal Balelektrik enerjisinin dağıtımı için tel ve kabloların yapıldığı , bu konuda özellikle hassas olduğu ortaya çıkıyor.

%0,05'teki önemsiz derecede küçük karbon safsızlıkları, kimyasal olarak saf bakırın direncine kıyasla bakırın direncini %33 artırır, %0,13'lük bir fosfor safsızlığı bakırın direncini %48, %0,5 demirin %176, eser miktarda % 20 ile küçüklüğü nedeniyle ölçülmesi zor bir miktarda çinko.

Safsızlıkların diğer metallerin direnci üzerindeki etkisi bakır durumunda olduğundan daha az önemlidir.

Kimyasal olarak saf veya genel olarak belirli bir kimyasal bileşime sahip metallerin direnci, ısıl ve mekanik işlem yöntemlerine bağlıdır.

Haddeleme, çekme, su verme ve tavlama, metalin özdirencini yüzde birkaç oranında değiştirebilir.

Bu, erimiş metalin katılaşma sırasında kristalleşerek çok sayıda ve rastgele dağılmış küçük tek kristaller oluşturmasıyla açıklanır.

Herhangi bir mekanik işlem, bu kristalleri kısmen yok eder ve gruplarını birbirine göre kaydırır, bunun sonucunda bir metal parçasının genel elektriksel iletkenliği genellikle artan direnç yönünde değişir.

Farklı metaller için farklı olan uygun bir sıcaklıkta uzun süreli tavlamaya kristal indirgenmesi eşlik eder ve genellikle direnci azaltır.

Erimiş metallerin katılaşması sırasında az ya da çok önemli tek kristaller (tek kristaller) elde etmeyi mümkün kılan yöntemler vardır.

Metal doğru sistemin kristallerini verirse, o zaman böyle bir metalin tek kristallerinin direnci her yönde aynıdır. Metal kristaller altıgen, dörtgen veya trigonal bir sisteme aitse, tek kristalin direnç değeri akımın yönüne bağlıdır.

Sınırlayıcı (uç) değerler, kristalin simetri ekseni yönünde ve simetri eksenine dik yönde elde edilir, diğer tüm yönlerde direnç ara değerlere sahiptir.

Küçük kristallerin rastgele dağılımı ile geleneksel yöntemlerle elde edilen metal parçaları, katılaşma sırasında az çok düzenli bir kristal dağılımı oluşturulmadıkça, belirli bir ortalama değere eşit bir dirence sahiptir.

Bundan, kristalleri doğru sisteme ait olmayan diğer kimyasal olarak saf metallerin numunelerinin direncinin tamamen belirlenmiş değerlere sahip olamayacağı açıktır.

En yaygın iletken metallerin ve alaşımların 20 °C'deki direnç değerleri: Maddelerin direnci ve elektriksel iletkenliği

Sıcaklığın çeşitli metallerin direnci üzerindeki etkisi, çok sayıda ve kapsamlı çalışmanın konusudur, çünkü bu etkinin sorusu büyük teorik ve pratik öneme sahiptir.

saf metaller sıcaklık direnci katsayısı, çoğunlukla gazların termal doğrusal genleşmesinin sıcaklık katsayısına yakındır, yani 0,004'ten çok farklı değildir, bu nedenle 0 ila 100 ° C aralığında direnç yaklaşık olarak mutlak sıcaklıkla orantılıdır.

0°'nin altındaki sıcaklıklarda direnç mutlak sıcaklıktan daha hızlı düşer ve sıcaklık daha hızlı düşer. Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda, bazı metallerin direnci fiilen sıfır olur. 100 °C'nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda çoğu metalin sıcaklık katsayısı yavaşça artar, yani direnç sıcaklıktan biraz daha hızlı artar.

İlginç gerçekler:

Sözde ferromanyetik metaller (demir, nikel ve kobalt) direnci sıcaklıktan çok daha hızlı artar.Son olarak, platin ve paladyum, sıcaklıktaki artışın biraz gerisinde kalan bir direnç artışı gösterir.

Yüksek sıcaklıkları ölçmek için, sözde platin dirençli termometre, bir yalıtkan madde tüpü üzerine spiral olarak sarılmış veya hatta bir kuvars tüpün duvarlarına kaynaşmış bir ince saf platin tel parçasından oluşur. Telin direncini ölçerek, sıcaklığını bir tablodan veya -40 ila 1000 ° C sıcaklık aralığı için bir eğriden belirleyebilirsiniz.

Metalik iletkenliğe sahip diğer maddeler arasında, negatif sıcaklık katsayısına sahip metallerden farklı olan kömür, grafit, antrasit belirtilmelidir.

Selenyumun modifikasyonlarından birinde (metalik, kristal selenyum, gri) direnci, ışık ışınlarına maruz kaldığında önemli bir düşüşe dönüşür. Bu fenomen bölgeye ait fotovoltaik olaylar.

Selenyum ve benzeri pek çok durumda, ışık ışınlarını emdiğinde maddenin atomlarından ayrılan elektronlar vücut yüzeyinden uçup gitmez, ancak maddenin içinde kalır, bunun sonucunda elektrik iletkenliği maddenin doğal olarak artar. Bu fenomene içsel fotoelektrik fenomen denir.

Ayrıca bakınız:

Neden farklı malzemeler farklı dirençlere sahiptir?

Tellerin ve kabloların temel elektriksel özellikleri