Tellerin elektrik direnci
Elektrik direnci ve iletkenlik kavramı
İçinden elektrik akımı geçen herhangi bir cismin buna karşı belirli bir direnci vardır. İletken bir maddenin içinden elektrik akımı geçmesini engelleme özelliğine elektrik direnci denir.
Elektronik teorisi, metalik iletkenlerin elektrik direncinin doğasını bu şekilde açıklar. Serbest elektronlar, bir tel boyunca hareket ederken, yolları üzerinde sayısız kez atomlarla ve diğer elektronlarla karşılaşırlar ve onlarla etkileşime girerek, kaçınılmaz olarak enerjilerinin bir kısmını kaybederler. Elektronlar zaten hareketlerine karşı bir dirençle karşılaşırlar. Farklı atomik yapılara sahip farklı metal iletkenler, elektrik akımına karşı farklı dirençlere sahiptir.
Aynısı, sıvı iletkenlerin ve gazların elektrik akımının geçişine karşı direncini de açıklar. Ancak unutmamak gerekir ki bu maddelerde elektronlar değil, moleküllerin yüklü parçacıkları hareketleri sırasında dirençle karşılaşırlar.
Direnç, Latin harfleri R veya r ile gösterilir.
Ohm, elektriksel direncin birimi olarak alınır.
Ohm, 106.3 cm yüksekliğinde ve 1 mm2 kesitli bir cıva sütununun 0 ° C sıcaklıktaki direncidir.
Örneğin, telin elektrik direnci 4 ohm ise, şu şekilde yazılır: R = 4 ohm veya r = 4 th.
Büyük değere sahip dirençleri ölçmek için megohm adı verilen bir birim kullanılır.
Bir megohm, bir milyon ohm'a eşittir.
Telin direnci ne kadar büyükse elektrik akımını o kadar kötü iletir ve tersine telin direnci ne kadar düşükse elektrik akımının bu telden geçmesi o kadar kolay olur.
Bu nedenle, bir iletkenin özellikleri için (bir elektrik akımının içinden geçmesi açısından), yalnızca direnci değil, aynı zamanda direncin tersi ve iletkenlik olarak adlandırılan değeri de dikkate alınabilir.
Elektriksel iletkenlik, bir malzemenin bir elektrik akımını kendi içinden geçirme kabiliyeti olarak adlandırılır.
İletkenlik, direncin karşılığı olduğu için 1 /R olarak ifade edilir, iletkenlik Latin harfi g ile gösterilir.
İletken malzemesinin, boyutlarının ve ortam sıcaklığının elektrik direnci değerine etkisi
Farklı tellerin direnci, yapıldıkları malzemeye bağlıdır. Çeşitli malzemelerin elektrik direncini karakterize etmek için sözde kavramı Rezistans.
Direnç, 1 m uzunluğunda ve 1 mm2 kesit alanına sahip bir telin direnci olarak adlandırılır. Direnç, Yunanca r harfi ile gösterilir.İletkenin yapıldığı her malzemenin kendine özgü direnci vardır.
Örneğin bakırın direnci 0,017'dir, yani 1 m uzunluğunda ve 1 mm2 kesitli bir bakır telin direnci 0,017 ohm'dur. Alüminyum direnci 0,03, demir direnci 0,12, konstantan direnci 0,48 ve nikrom direnci 1-1,1'dir.
Bununla ilgili daha fazla bilgiyi buradan okuyun: Elektrik direnci nedir?
Bir telin direnci, uzunluğu ile doğru orantılıdır, yani tel ne kadar uzunsa elektrik direnci o kadar fazladır.
Bir telin direnci, kesit alanıyla ters orantılıdır, yani tel ne kadar kalınsa direnci o kadar düşüktür ve tersine tel ne kadar inceyse direnci o kadar yüksektir.
Bu ilişkiyi daha iyi anlamak için, bir çiftinin ince bir bağlantı borusu ve diğerinin kalın bir bağlantı borusuna sahip olduğu iki çift iletişim kabı hayal edin. Kaplardan biri (her çift) suyla doldurulduğunda, kalın bir borudan başka bir kaba aktarılmasının ince olandan çok daha hızlı gerçekleşeceği açıktır, yani. kalın bir boru su akışına karşı daha az dirence sahip olacaktır. Benzer şekilde, bir elektrik akımının kalın bir telden geçmesi ince bir telden geçmesine göre daha kolaydır, yani birincisi ikincisinden daha az dirence sahiptir.
Bir iletkenin elektrik direnci, bu iletkenin yapıldığı malzemenin özgül direncine eşittir, iletkenin uzunluğu ile çarpılır ve kesit alanına bölünür. kondüktör:
R = pl / S,
nerede - R - telin direnci, ohm, l - m cinsinden tel uzunluğu, C - telin kesit alanı, mm2.
Aşağıdaki formülle hesaplanan yuvarlak bir telin kesit alanı:
Ö = Pi xd2 / 4
burada Pi, 3.14'e eşit bir sabit değerdir; d - telin çapı.
Ve telin uzunluğu şu şekilde belirlenir:
l = S R / p,
Bu formül, formülde yer alan diğer nicelikler biliniyorsa, telin uzunluğunu, kesitini ve direncini belirlemeyi mümkün kılar.
Telin kesit alanını belirlemek gerekirse, formül aşağıdaki forma götürür:
S = p l / R
Aynı formülü dönüştürüp eşitliği p cinsinden çözerek telin direncini buluruz:
R = R S / l
İletkenin direncinin ve boyutlarının bilindiği ancak malzemesinin bilinmediği ve ayrıca görünüşünden belirlenmesinin zor olduğu durumlarda ikinci formül kullanılmalıdır. Bunu yapmak için telin direncini belirlemek ve tabloyu kullanarak böyle bir dirence sahip bir malzeme bulmak gerekir.
Tellerin direncini etkileyen bir diğer faktör de sıcaklıktır.
Sıcaklık arttıkça metal tellerin direncinin arttığı, azaldıkça azaldığı tespit edilmiştir. Saf metal iletkenler için dirençteki bu artış veya azalma hemen hemen aynıdır ve 1 °C'de ortalama %0,4'tür... Sıvı iletkenlerin ve kömürün direnci artan sıcaklıkla azalır.
Maddenin yapısının elektronik teorisi, artan sıcaklıkla metal iletkenlerin direncindeki artış için aşağıdaki açıklamayı verir.İletken ısıtıldığında, kaçınılmaz olarak maddenin tüm atomlarına iletilen ve bunun sonucunda hareketlerinin yoğunluğunun arttığı termal enerji alır. Atomların artan hareketi, serbest elektronların yönlendirilmiş hareketine karşı daha büyük direnç oluşturur, bu nedenle iletkenin direnci artar. Sıcaklık düştükçe elektronların yönlü hareketi için daha iyi koşullar oluşur ve iletkenin direnci düşer. Bu, ilginç bir fenomeni açıklıyor - metallerin süper iletkenliği.
Süperiletkenlik Metallerin direncinin sıfıra indirgenmesi, mutlak sıfır olarak adlandırılan -273° ° büyük bir negatif sıcaklıkta gerçekleşir. Mutlak sıfır sıcaklığında, metal atomları, elektronların hareketinden tamamen etkilenmeden yerinde donmuş gibi görünür.