विशिष्ट विद्युत प्रतिकार, किंवा फक्त पदार्थाचा विशिष्ट प्रतिकार, हे एक भौतिक प्रमाण आहे जे विद्युत प्रवाहाचा प्रवाह रोखण्यासाठी पदार्थाची क्षमता दर्शवते.

प्रतिरोधकता ग्रीक अक्षर ρ द्वारे दर्शविली जाते. प्रतिरोधकतेच्या परस्परसंबंधाला विशिष्ट चालकता (विद्युत चालकता) म्हणतात. इलेक्ट्रिकल रेझिस्टन्सच्या विपरीत, जो कंडक्टरचा गुणधर्म आहे आणि त्याच्या सामग्रीवर, आकारावर आणि आकारावर अवलंबून असतो, विद्युत प्रतिरोधकता हा केवळ पदार्थाचा गुणधर्म असतो.

रेझिस्टिव्हिटी ρ, लांबी l आणि क्रॉस-सेक्शनल एरिया S असलेल्या एकसंध कंडक्टरचा विद्युत प्रतिकार सूत्राद्वारे मोजला जाऊ शकतो (असे गृहीत धरले जाते की कंडक्टरच्या बाजूने क्षेत्र किंवा क्रॉस-सेक्शनल आकार बदलत नाही). त्यानुसार, ρ साठी,

हे शेवटच्या सूत्रावरून पुढे आले आहे: पदार्थाच्या विशिष्ट प्रतिकाराचा भौतिक अर्थ या वस्तुस्थितीत आहे की तो एकसंध कंडक्टरचा प्रतिकार आहे जो या घटकाच्या लांबीच्या आणि एकक क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रासह बनलेला असतो.

इंटरनॅशनल सिस्टीम ऑफ युनिट्स (SI) मधील प्रतिरोधकतेचे एकक ओहम m आहे.

या गुणोत्तरावरून असे दिसून येते की SI प्रणालीतील प्रतिरोधकतेच्या मोजमापाचे एकक पदार्थाच्या प्रतिरोधकतेइतके असते ज्यावर 1 m² च्या क्रॉस-विभागीय क्षेत्रासह 1 मीटर लांबीचा एकसंध कंडक्टर यापासून बनविला जातो. पदार्थ, 1 ओहमच्या बरोबरीचा प्रतिकार असतो. त्यानुसार, SI युनिट्समध्ये व्यक्त केलेल्या अनियंत्रित पदार्थाचा विशिष्ट प्रतिकार, 1 मीटर लांब आणि 1 m² च्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रासह, या पदार्थापासून बनवलेल्या इलेक्ट्रिकल सर्किट विभागाच्या प्रतिकाराप्रमाणे संख्यात्मकदृष्ट्या समान असतो.

तंत्र कालबाह्य ऑफ-सिस्टम युनिट Ohm mm²/m, 1 Ohm m च्या 10 −6 च्या बरोबरीचे देखील वापरते. हे एकक पदार्थाच्या अशा विशिष्ट प्रतिकाराइतके आहे ज्यावर या पदार्थापासून तयार केलेल्या 1 मिमी²च्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रासह 1 मीटर लांबीचा एकसंध कंडक्टर, 1 ओहमच्या बरोबरीचा प्रतिकार असतो. त्यानुसार, या युनिट्समध्ये व्यक्त केलेल्या पदार्थाची प्रतिरोधकता, 1 मीटर लांब आणि 1 मिमी²च्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रासह, या पदार्थापासून बनवलेल्या इलेक्ट्रिकल सर्किट विभागाच्या प्रतिरोधकतेइतकी असते.

इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स (ईएमएफ) हे एक स्केलर भौतिक प्रमाण आहे जे बाह्य शक्तींचे कार्य दर्शवते, म्हणजेच अर्ध-स्थिर डीसी किंवा एसी सर्किट्समध्ये कार्यरत नसलेल्या विद्युत उत्पत्तीचे कोणतेही बल. क्लोज्ड कंडक्टिंग सर्किटमध्ये, संपूर्ण सर्किटच्या बाजूने एकल पॉझिटिव्ह चार्ज हलविण्याच्या या शक्तींच्या कार्याप्रमाणे EMF आहे.

विद्युत क्षेत्राच्या सामर्थ्याशी साधर्म्य साधून, बाह्य शक्तींच्या तीव्रतेची संकल्पना मांडली जाते, जी चाचणी इलेक्ट्रिक चार्जवर कार्य करणार्‍या बाह्य शक्तीच्या गुणोत्तराच्या समतुल्य वेक्टर भौतिक प्रमाण म्हणून समजली जाते. नंतर बंद लूपमध्ये, EMF समान असेल:

समोच्च घटक कुठे आहे.

EMF, व्होल्टेजप्रमाणे, इंटरनॅशनल सिस्टम ऑफ युनिट्स (SI) मध्ये व्होल्टमध्ये मोजले जाते. आम्ही सर्किटच्या कोणत्याही भागामध्ये इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सबद्दल बोलू शकतो. संपूर्ण सर्किटमध्ये नाही तर केवळ या विभागात बाह्य शक्तींचे हे विशिष्ट कार्य आहे. गॅल्व्हॅनिक सेलचे EMF हे सेलमधील एकच धनभार एका ध्रुवावरून दुसऱ्या ध्रुवावर हलवताना बाह्य शक्तींचे कार्य असते. बाह्य शक्तींचे कार्य संभाव्य फरकाच्या संदर्भात व्यक्त केले जाऊ शकत नाही, कारण बाह्य शक्ती संभाव्य नसतात आणि त्यांचे कार्य प्रक्षेपणाच्या आकारावर अवलंबून असते. तर, उदाहरणार्थ, वर्तमान टर्मिनल्स दरम्यान चार्ज हलवताना बाह्य शक्तींचे कार्य स्वतःच्या बाहेर आहे? स्रोत शून्य आहे.

• कंडक्टर;
• डायलेक्ट्रिक्स (इन्सुलेट गुणधर्मांसह);
• सेमीकंडक्टर

इलेक्ट्रॉन्स आणि करंट

विद्युत प्रवाहाच्या आधुनिक संकल्पनेच्या केंद्रस्थानी असे गृहीत धरले आहे की त्यात भौतिक कण आहेत - शुल्क. परंतु हे चार्ज वाहक एकाच कंडक्टरमध्ये वेगवेगळ्या प्रकारचे असू शकतात हे ठासून सांगण्यासाठी विविध भौतिक आणि रासायनिक प्रयोग आधार देतात. आणि कणांची ही एकरूपता वर्तमान घनतेवर परिणाम करते. विद्युत प्रवाहाच्या पॅरामीटर्सशी संबंधित असलेल्या गणनेसाठी, विशिष्ट भौतिक प्रमाण वापरले जातात. त्यापैकी, प्रतिरोधकतेसह चालकतेने एक महत्त्वपूर्ण स्थान व्यापलेले आहे.

• चालकता म्युच्युअल व्युत्क्रम संबंधांद्वारे प्रतिकाराशी संबंधित आहे.

हे ज्ञात आहे की जेव्हा इलेक्ट्रिक सर्किटवर विशिष्ट व्होल्टेज लागू होते, तेव्हा त्यामध्ये विद्युत प्रवाह दिसून येतो, ज्याचे मूल्य या सर्किटच्या चालकतेशी संबंधित असते. हा मूलभूत शोध जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ जॉर्ज ओम यांनी त्यावेळी लावला होता. तेव्हापासून ओहमचा नियम नावाचा कायदा वापरात आहे. हे वेगवेगळ्या सर्किट पर्यायांसाठी अस्तित्वात आहे. म्हणून, त्यांच्यासाठी सूत्रे एकमेकांपासून भिन्न असू शकतात, कारण ते पूर्णपणे भिन्न परिस्थितीशी संबंधित आहेत.

प्रत्येक इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये कंडक्टर असतो. जर त्यात एक प्रकारचे चार्ज वाहक कण असतील तर, कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाह विशिष्ट घनता असलेल्या द्रव प्रवाहासारखा असतो. हे खालील सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाते:

बहुतेक धातू समान प्रकारच्या चार्ज केलेल्या कणांशी संबंधित असतात, ज्यामुळे विद्युत प्रवाह असतो. धातूंसाठी, विद्युत चालकतेची गणना खालील सूत्रानुसार केली जाते:

चालकता मोजता येत असल्याने, विद्युत प्रतिरोधकता निश्चित करणे आता सोपे आहे. हे आधीच वर नमूद केले आहे की कंडक्टरची प्रतिरोधकता ही चालकतेची परस्पर आहे. परिणामी,

या सूत्रामध्ये, ग्रीक अक्षर ρ (rho) विद्युत प्रतिरोधकता दर्शविण्यासाठी वापरले जाते. हे पद बहुधा तांत्रिक साहित्यात वापरले जाते. तथापि, आपण थोडी वेगळी सूत्रे देखील शोधू शकता ज्याच्या मदतीने कंडक्टरची प्रतिरोधकता मोजली जाते. जर धातूचा शास्त्रीय सिद्धांत आणि त्यातील इलेक्ट्रॉनिक चालकता गणनेसाठी वापरली गेली, तर प्रतिरोधकता खालील सूत्राद्वारे मोजली जाते:

तथापि, एक "पण" आहे. मेटल कंडक्टरमधील अणूंची स्थिती आयनीकरण प्रक्रियेच्या कालावधीमुळे प्रभावित होते, जी विद्युत क्षेत्राद्वारे चालविली जाते. कंडक्टरवर एकाच आयनीकरण प्रभावासह, त्यातील अणूंना एकच आयनीकरण प्राप्त होईल, जे अणू आणि मुक्त इलेक्ट्रॉनच्या एकाग्रतेमध्ये संतुलन निर्माण करेल. आणि या एकाग्रतेची मूल्ये समान असतील. या प्रकरणात, खालील अवलंबित्व आणि सूत्रे होतात:

चालकता आणि प्रतिकार विचलन

पुढे, विशिष्ट चालकता काय ठरवते, जी प्रतिरोधकतेशी विपरितपणे संबंधित आहे यावर आम्ही विचार करतो. पदार्थाची प्रतिरोधकता ही एक अमूर्त भौतिक मात्रा असते. प्रत्येक कंडक्टर विशिष्ट नमुन्याच्या स्वरूपात अस्तित्वात असतो. हे अंतर्गत संरचनेतील विविध अशुद्धता आणि दोषांच्या उपस्थितीद्वारे दर्शविले जाते. ते अभिव्यक्तीमध्ये स्वतंत्र संज्ञा म्हणून विचारात घेतले जातात जे मॅथिसेन नियमानुसार प्रतिरोधकता निर्धारित करतात. हा नियम तापमानानुसार चढ-उतार होणाऱ्या नमुन्याच्या क्रिस्टल जाळीच्या नोड्सवर फिरत्या इलेक्ट्रॉन प्रवाहाचे विखुरणे देखील विचारात घेतो.

अंतर्गत दोषांची उपस्थिती, जसे की विविध अशुद्धता आणि सूक्ष्म व्हॉईड्सचा समावेश, देखील प्रतिरोधकता वाढवते. नमुन्यांमधील अशुद्धतेचे प्रमाण निश्चित करण्यासाठी, सामग्रीची प्रतिरोधकता नमुना सामग्रीच्या दोन तापमान मूल्यांसाठी मोजली जाते. एक तापमान मूल्य खोलीचे तापमान आहे, आणि दुसरे द्रव हेलियमशी संबंधित आहे. खोलीच्या तपमानावरील मापन परिणामाच्या गुणोत्तरापासून ते द्रव हीलियम तापमानावरील परिणामापर्यंत, एक गुणांक प्राप्त होतो जो सामग्रीची संरचनात्मक परिपूर्णता आणि त्याची रासायनिक शुद्धता स्पष्ट करतो. गुणांक β अक्षराने दर्शविला जातो.

जर अव्यवस्थित घन द्रावण रचना असलेल्या धातूच्या मिश्रधातूला विद्युत प्रवाहाचा वाहक मानला गेला, तर अवशिष्ट प्रतिरोधकतेचे मूल्य प्रतिरोधकतेपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असू शकते. दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांशी, तसेच संक्रमण घटकांशी संबंधित नसलेल्या दोन-घटक धातूच्या मिश्रधातूंचे असे वैशिष्ट्य एका विशेष कायद्याद्वारे संरक्षित आहे. त्याला नॉर्डहेमचा कायदा म्हणतात.

इलेक्ट्रॉनिक्समधील आधुनिक तंत्रज्ञान अधिकाधिक लघुकरणाकडे वाटचाल करत आहेत. आणि इतकं की लवकरच मायक्रोसर्कीटऐवजी "नॅनोसर्किट" हा शब्द दिसेल. अशा उपकरणांमधील कंडक्टर इतके पातळ आहेत की त्यांना मेटल फिल्म म्हणणे योग्य आहे. हे अगदी स्पष्ट आहे की त्याच्या प्रतिरोधकतेसह चित्रपटाचा नमुना मोठ्या कंडक्टरपेक्षा वरच्या दिशेने वेगळा असेल. चित्रपटातील धातूची लहान जाडी त्यामध्ये अर्धसंवाहक गुणधर्म दिसण्यास कारणीभूत ठरते.

या सामग्रीतील धातूची जाडी आणि इलेक्ट्रॉन्सचा मुक्त मार्ग यांच्यातील समानुपातिकता दिसू लागते. इलेक्ट्रॉन्स हलवायला फार कमी जागा आहे. म्हणून, ते एकमेकांना व्यवस्थित हलवण्यापासून रोखू लागतात, ज्यामुळे प्रतिरोधकता वाढते. मेटल फिल्म्ससाठी, प्रयोगांमधून मिळालेल्या विशेष सूत्राचा वापर करून प्रतिरोधकता मोजली जाते. चित्रपटांच्या प्रतिरोधकतेचा अभ्यास करणार्‍या शास्त्रज्ञ फुच्सच्या नावावरून या सूत्राला नाव देण्यात आले आहे.

चित्रपट ही अतिशय विशिष्ट रचना आहेत ज्यांची पुनरावृत्ती करणे कठीण आहे जेणेकरून अनेक नमुन्यांचे गुणधर्म समान असतील. चित्रपटांच्या मूल्यांकनात स्वीकार्य अचूकतेसाठी, एक विशेष पॅरामीटर वापरला जातो - विशिष्ट पृष्ठभागाचा प्रतिकार.

मायक्रोसर्किट सब्सट्रेटवर मेटल फिल्म्सपासून प्रतिरोधक तयार होतात. या कारणास्तव, मायक्रोइलेक्ट्रॉनिकमध्ये प्रतिरोधकता मोजणे ही अत्यंत मागणी असलेले कार्य आहे. प्रतिरोधकतेचे मूल्य, साहजिकच, तापमानाने प्रभावित होते आणि थेट आनुपातिक अवलंबनाने त्याच्याशी संबंधित आहे. बहुतेक धातूंसाठी, या अवलंबनामध्ये विशिष्ट तापमान श्रेणीमध्ये एक विशिष्ट रेषीय विभाग असतो. या प्रकरणात, प्रतिरोधकता सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते:

धातूंमध्ये, मोठ्या संख्येने मुक्त इलेक्ट्रॉन्समुळे विद्युत प्रवाह उद्भवतो, ज्याची एकाग्रता तुलनेने जास्त असते. शिवाय, इलेक्ट्रॉन धातूंची उच्च थर्मल चालकता देखील निर्धारित करतात. या कारणास्तव, विशेष कायद्याद्वारे विद्युत चालकता आणि थर्मल चालकता यांच्यात कनेक्शन स्थापित केले गेले आहे, जे प्रायोगिकरित्या सिद्ध केले गेले. हा Wiedemann-Franz कायदा खालील सूत्रांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे:

सुपरकंडक्टिव्हिटीसाठी मोहक संभावना

तथापि, सर्वात आश्चर्यकारक प्रक्रिया द्रव हीलियमच्या सर्वात कमी तांत्रिकदृष्ट्या साध्य करण्यायोग्य तापमानात घडतात. अशा थंड परिस्थितीत, सर्व धातू व्यावहारिकपणे त्यांची प्रतिरोधकता गमावतात. द्रव हीलियमच्या तपमानावर थंड झालेल्या तांब्याच्या तारा सामान्य स्थितीपेक्षा अनेक पटींनी जास्त प्रवाह चालविण्यास सक्षम असतात. व्यवहारात हे शक्य झाल्यास, आर्थिक परिणाम अमूल्य असेल.

उच्च-तापमान कंडक्टरचा शोध आणखी आश्चर्यकारक होता. सामान्य परिस्थितीत सिरॅमिक्सच्या या जाती त्यांच्या धातूपासून प्रतिरोधकतेमध्ये खूप दूर होत्या. परंतु द्रव हीलियमपेक्षा सुमारे तीन डझन अंश जास्त तापमानात ते सुपरकंडक्टर बनले. नॉन-मेटलिक पदार्थांच्या या वर्तनाचा शोध संशोधनासाठी एक शक्तिशाली प्रेरणा बनला आहे. सुपरकंडक्टिव्हिटीच्या व्यावहारिक वापराच्या प्रचंड आर्थिक परिणामांमुळे, या दिशेने खूप महत्त्वपूर्ण आर्थिक संसाधने टाकली गेली आणि मोठ्या प्रमाणावर संशोधन सुरू झाले.

परंतु आत्तासाठी, जसे ते म्हणतात, "गोष्टी अजूनही आहेत" ... सिरेमिक साहित्य व्यावहारिक वापरासाठी अयोग्य असल्याचे दिसून आले. सुपरकंडक्टिव्हिटीची स्थिती राखण्यासाठी अशा मोठ्या खर्चाची आवश्यकता होती की त्याच्या वापराचे सर्व फायदे नष्ट झाले. पण सुपरकंडक्टिव्हिटीचे प्रयोग सुरूच आहेत. प्रगती आहे. सुपरकंडक्टिव्हिटी 165 अंश केल्विन तापमानात आधीच प्राप्त झाली आहे, परंतु यासाठी उच्च दाब आवश्यक आहे. अशा विशेष परिस्थितीची निर्मिती आणि देखभाल पुन्हा या तांत्रिक समाधानाचा व्यावसायिक वापर नाकारते.

अतिरिक्त प्रभाव पाडणारे घटक

सध्या, सर्व काही त्याच्या स्वत: च्या मार्गाने चालू आहे आणि तांबे, अॅल्युमिनियम आणि इतर काही धातूंसाठी, वायर आणि केबल्सच्या निर्मितीसाठी त्यांचा औद्योगिक वापर सुनिश्चित करण्यासाठी प्रतिरोधकता चालू आहे. शेवटी, काही अधिक माहिती जोडणे योग्य आहे की केवळ कंडक्टर सामग्रीची प्रतिरोधकता आणि सभोवतालचे तापमान विद्युत प्रवाहाच्या मार्गादरम्यान होणारे नुकसान प्रभावित करत नाही. वाढीव व्होल्टेज वारंवारतेवर आणि उच्च वर्तमान शक्तीवर कंडक्टरची भूमिती खूप लक्षणीय असते.

या परिस्थितीत, इलेक्ट्रॉन वायरच्या पृष्ठभागाजवळ केंद्रित होतात आणि कंडक्टर म्हणून त्याची जाडी त्याचा अर्थ गमावते. म्हणून, तारेमधून केवळ कंडक्टरचा बाह्य भाग बनवून त्यातील तांब्याचे प्रमाण योग्यरित्या कमी करणे शक्य आहे. कंडक्टरची प्रतिरोधकता वाढवणारा आणखी एक घटक म्हणजे विकृती. म्हणून, काही विद्युतीय प्रवाहकीय सामग्रीची उच्च कार्यक्षमता असूनही, विशिष्ट परिस्थितीत ते दिसू शकत नाहीत. विशिष्ट कामांसाठी योग्य कंडक्टर निवडणे आवश्यक आहे. खालील तक्त्या आपल्याला यामध्ये मदत करतील.

14.04.2018

विद्युत प्रतिष्ठापनांमध्ये प्रवाहकीय भाग म्हणून, तांबे, अॅल्युमिनियम, त्यांचे मिश्र धातु आणि लोह (स्टील) यांचे कंडक्टर वापरले जातात.

तांबे सर्वोत्तम प्रवाहकीय पदार्थांपैकी एक आहे. 20 ° C वर तांब्याची घनता 8.95 g/cm 3 आहे, वितळण्याचा बिंदू 1083 ° C आहे. तांबे रासायनिकदृष्ट्या किंचित सक्रिय आहे, परंतु नायट्रिक ऍसिडमध्ये सहजपणे विरघळतो आणि केवळ ऑक्सिडायझिंगच्या उपस्थितीत सौम्य हायड्रोक्लोरिक आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये विरघळतो. एजंट (ऑक्सिजन). हवेत, तांबे त्वरीत गडद-रंगीत ऑक्साईडच्या पातळ थराने झाकले जाते, परंतु हे ऑक्सिडेशन धातूमध्ये खोलवर जात नाही आणि पुढील गंजांपासून संरक्षण म्हणून काम करते. तांबे गरम न करता फोर्जिंग आणि रोलिंगसाठी चांगले उधार देते.

उत्पादनासाठी वापरले जाते इलेक्ट्रोलाइटिक तांबेपिल्लांमध्ये 99.93% शुद्ध तांबे असतात.

तांब्याची विद्युत चालकता अशुद्धतेच्या प्रमाणात आणि प्रकारावर आणि काही प्रमाणात यांत्रिक आणि थर्मल प्रक्रियेवर अवलंबून असते. 20 ° C वर 0.0172-0.018 ohm x mm2/m आहे.

कंडक्टरच्या निर्मितीसाठी, मऊ, अर्ध-कठोर किंवा कठोर तांबे अनुक्रमे 8.9, 8.95 आणि 8.96 g/cm 3 च्या विशिष्ट गुरुत्वाकर्षणासह वापरले जातात.

वर्तमान-वाहक भागांच्या भागांच्या निर्मितीसाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते इतर धातूंसह मिश्र धातुंमध्ये तांबे. सर्वात सामान्यतः वापरले जाणारे मिश्र धातु आहेत:

पितळ हे तांबे आणि जस्त यांचे मिश्रधातू आहे, ज्यामध्ये इतर धातूंच्या मिश्रणासह किमान 50% तांबे असते. पितळ 0.031 - 0.079 ohm x mm2/m. 72% पेक्षा जास्त तांबे सामग्री असलेले पितळ - टॉम्पक (त्यात उच्च लवचिकता, गंजरोधक आणि घर्षण विरोधी गुणधर्म आहेत) आणि अॅल्युमिनियम, कथील, शिसे किंवा मॅंगनीज जोडलेले विशेष पितळ.

पितळ संपर्क

कांस्य हे तांबे आणि कथील यांचे मिश्रधातू असून त्यात विविध धातू असतात. मिश्रधातूतील मुख्य घटकाच्या सामग्रीवर अवलंबून, कांस्यांना कथील, अॅल्युमिनियम, सिलिकॉन, फॉस्फरस आणि कॅडमियम म्हणतात. कांस्य च्या प्रतिरोधकता 0.021 - 0.052 ohm x mm 2 /m.

पितळ आणि कांस्यमध्ये चांगले यांत्रिक आणि भौतिक-रासायनिक गुणधर्म आहेत. ते कास्टिंग आणि दाबाने प्रक्रिया करणे सोपे आहे, वातावरणातील गंजांना प्रतिरोधक आहे.

अॅल्युमिनियम - त्याच्या गुणांमुळे तांबे नंतर दुसरी प्रवाहकीय सामग्री.हळुवार बिंदू 659.8 ° C. 20 ° - 2.7 g/cm 3 तापमानात अॅल्युमिनियमची घनता. अॅल्युमिनियम कास्ट करणे सोपे आणि चांगले मशीन केलेले आहे. 100 - 150 डिग्री सेल्सिअस तापमानात, अॅल्युमिनियम बनावट आणि लवचिक आहे (ते 0.01 मिमी पर्यंत जाडीच्या शीटमध्ये गुंडाळले जाऊ शकते).

अॅल्युमिनियमची विद्युत चालकता अशुद्धतेवर जास्त अवलंबून असते आणि यांत्रिक आणि उष्णता उपचारांवर फार कमी असते. अॅल्युमिनिअमची रचना जितकी शुद्ध असेल तितकी त्याची विद्युत चालकता जास्त आणि रासायनिक हल्ल्याला चांगला प्रतिकार. मशीनिंग, रोलिंग आणि अॅनिलिंगचा अॅल्युमिनियमच्या यांत्रिक सामर्थ्यावर लक्षणीय परिणाम होतो. कोल्ड वर्किंग अॅल्युमिनियम त्याची कडकपणा, लवचिकता आणि तन्य शक्ती वाढवते. अॅल्युमिनियमची प्रतिरोधकता 20 ° C 0.026 - 0.029 ohm x mm 2 / m वर.

अॅल्युमिनियमसह तांबे बदलताना, कंडक्टरचा क्रॉस सेक्शन चालकतेच्या दृष्टीने वाढविला जाणे आवश्यक आहे, म्हणजे, 1.63 पट.

समान चालकतेसह, अॅल्युमिनियम कंडक्टर तांबे कंडक्टरपेक्षा 2 पट हलका असेल.

कंडक्टरच्या निर्मितीसाठी, अॅल्युमिनियमचा वापर केला जातो, ज्यामध्ये कमीतकमी 98% शुद्ध अॅल्युमिनियम असते, सिलिकॉन 0.3% पेक्षा जास्त नाही, लोह 0.2% पेक्षा जास्त नाही.

वर्तमान-वाहक भागांच्या भागांच्या निर्मितीसाठी, वापरा इतर धातूंसह अॅल्युमिनियम मिश्र धातु, उदाहरणार्थ: डुरल्युमिन - तांबे आणि मॅंगनीजसह अॅल्युमिनियमचे मिश्र धातु.

सिल्युमिन हे सिलिकॉन, मॅग्नेशियम, मॅंगनीज यांचे मिश्रण असलेले हलके कास्ट अॅल्युमिनियम मिश्र धातु आहे.

अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये चांगले कास्टिंग गुणधर्म आणि उच्च यांत्रिक शक्ती असते.

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे खालील आहेत अॅल्युमिनियम मिश्र धातु:

तयार केलेले अॅल्युमिनियम मिश्र धातु ग्रेड एडी, अॅल्युमिनियम 98.8 पेक्षा कमी नाही आणि 1.2 पर्यंत इतर अशुद्धता.

अ‍ॅल्युमिनियम मिश्र धातु ब्रँड AD1, ज्यामध्ये 99.3 N पेक्षा कमी नसलेले अॅल्युमिनियम आणि 0.7 पर्यंत इतर अशुद्धी आहेत.

अ‍ॅल्युमिनियम मिश्र धातु ब्रँड AD31, अॅल्युमिनियम 97.35 - 98.15 आणि इतर अशुद्धी 1.85 -2.65 असलेले.

AD आणि AD1 ग्रेडचे मिश्र धातु केसांच्या निर्मितीसाठी वापरले जातात आणि हार्डवेअर क्लॅम्प्सचा मृत्यू होतो. इलेक्ट्रिकल कंडक्टरसाठी वापरलेले प्रोफाइल आणि टायर्स AD31 ग्रेड मिश्र धातुपासून बनवले जातात.

उष्णतेच्या उपचारांच्या परिणामी अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंनी बनविलेले उत्पादने उच्च तन्य शक्ती आणि उत्पन्न (रांगणे) प्राप्त करतात.

लोह - वितळण्याचा बिंदू 1539°C. लोहाची घनता 7.87 आहे. लोह ऍसिडमध्ये विरघळते, हॅलोजन आणि ऑक्सिजनसह ऑक्सिडाइझ होते.

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, विविध ग्रेडची स्टील्स वापरली जातात, उदाहरणार्थ:

कार्बन स्टील्स हे कार्बन आणि इतर धातूच्या अशुद्धतेसह लोहाचे निंदनीय मिश्रधातू आहेत.

कार्बन स्टील्सचा विशिष्ट प्रतिकार 0.103 - 0.204 ohm x mm 2 /m आहे.

मिश्रधातू स्टील्स हे कार्बन स्टीलमध्ये क्रोमियम, निकेल आणि इतर घटक जोडलेले मिश्र धातु आहेत.

स्टील्स चांगले आहेत.

मिश्रधातूंमध्ये ऍडिटीव्ह म्हणून, तसेच सोल्डरच्या निर्मितीसाठी आणि प्रवाहकीय धातूंच्या अंमलबजावणीसाठी, खालील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात:

कॅडमियम एक निंदनीय धातू आहे. कॅडमियमचा वितळण्याचा बिंदू 321°C आहे. प्रतिरोधकता 0.1 ohm x mm 2 /m. इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, कॅडमियमचा वापर कमी-वितळणारे सोल्डर तयार करण्यासाठी आणि धातूच्या पृष्ठभागावर संरक्षणात्मक कोटिंग्ज (कॅडमियम) करण्यासाठी केला जातो. जंगरोधक गुणधर्मांच्या बाबतीत, कॅडमियम जस्तच्या जवळ आहे, परंतु कॅडमियम कोटिंग्स कमी छिद्रयुक्त असतात आणि ते झिंकपेक्षा पातळ थरात लावले जातात.

निकेल - वितळण्याचा बिंदू 1455°C. निकेलचा विशिष्ट प्रतिकार 0.068 - 0.072 ohm x mm 2 /m आहे. सामान्य तापमानात, ते वातावरणातील ऑक्सिजनद्वारे ऑक्सिडाइझ होत नाही. निकेल मिश्रधातूंमध्ये आणि धातूच्या पृष्ठभागाच्या संरक्षक आवरणासाठी (निकेल प्लेटिंग) वापरले जाते.

कथील - हळुवार बिंदू 231.9 ° से. टिनचा विशिष्ट प्रतिकार 0.124 - 0.116 ohm x mm 2 /m आहे. टिनचा वापर धातूंचे संरक्षक आवरण (टिनिंग) त्याच्या शुद्ध स्वरूपात आणि इतर धातूंसह मिश्र धातुंच्या स्वरूपात सोल्डरिंगसाठी केला जातो.

शिसे - हळुवार बिंदू 327.4°C. प्रतिरोधकता 0.217 - 0.227 ohm x mm 2 /m. आम्ल-प्रतिरोधक सामग्री म्हणून इतर धातूंसह मिश्रधातूंमध्ये शिशाचा वापर केला जातो. हे सोल्डरिंग मिश्र धातुंमध्ये (सोल्डर) जोडले जाते.

चांदी एक अतिशय निंदनीय, निंदनीय धातू आहे. चांदीचा वितळण्याचा बिंदू 960.5°C आहे. चांदी हा उष्णता आणि विद्युत प्रवाहाचा सर्वोत्तम वाहक आहे.चांदीचा विशिष्ट प्रतिकार 0.015 - 0.016 ओम x मिमी 2 / मी आहे. चांदीचा वापर धातूच्या पृष्ठभागाच्या संरक्षणात्मक आवरणासाठी (सिल्व्हरिंग) केला जातो.

अँटिमनी एक चमकदार ठिसूळ धातू आहे, वितळण्याचा बिंदू 631°C. सोल्डरिंग मिश्रधातूंमध्ये (सोल्डर) अॅडिटीव्हच्या स्वरूपात अँटिमनीचा वापर केला जातो.

क्रोम एक कडक, चमकदार धातू आहे. हळुवार बिंदू 1830°C. ते सामान्य तापमानात हवेत बदलत नाही. क्रोमियमचा विशिष्ट प्रतिकार 0.026 ohm x mm 2/m आहे. क्रोमियम मिश्रधातूंमध्ये आणि धातूच्या पृष्ठभागाच्या संरक्षक आवरणासाठी (क्रोम प्लेटिंग) वापरले जाते.

जस्त - हळुवार बिंदू 419.4°C. झिंकची प्रतिरोधकता 0.053 - 0.062 ohm x mm 2 /m. दमट हवेत, झिंक ऑक्साईड होते, ऑक्साईडच्या थराने झाकले जाते, जे नंतरच्या रासायनिक हल्ल्यापासून संरक्षण करते. इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, मिश्रधातू आणि सोल्डरमध्ये तसेच धातूच्या भागांच्या पृष्ठभागाच्या संरक्षणात्मक कोटिंगसाठी (गॅल्वनाइझिंग) झिंकचा वापर केला जातो.

विजेने शास्त्रज्ञांच्या प्रयोगशाळांमधून बाहेर पडताच आणि दैनंदिन जीवनाच्या व्यवहारात मोठ्या प्रमाणावर परिचय मिळू लागल्यावर, त्यांच्याद्वारे विद्युत प्रवाहाच्या प्रवाहाशी संबंधित विशिष्ट, कधीकधी पूर्णपणे विरुद्ध वैशिष्ट्ये असलेली सामग्री शोधण्याचा प्रश्न उद्भवला.

उदाहरणार्थ, लांब अंतरावर विद्युत ऊर्जा प्रसारित करताना, कमी वजनाच्या वैशिष्ट्यांसह जौल हीटिंगमुळे होणारे नुकसान कमी करण्यासाठी तारांच्या सामग्रीवर आवश्यकता लादल्या गेल्या. याचे उदाहरण म्हणजे स्टील कोर असलेल्या अॅल्युमिनियमच्या तारांपासून बनवलेल्या परिचित उच्च-व्होल्टेज पॉवर लाइन.

किंवा, उलट, कॉम्पॅक्ट ट्यूबलर इलेक्ट्रिक हीटर्स तयार करण्यासाठी, तुलनेने उच्च विद्युत प्रतिरोधक आणि उच्च थर्मल स्थिरता असलेली सामग्री आवश्यक होती. समान गुणधर्म असलेली सामग्री वापरणार्‍या उपकरणाचे सर्वात सोपे उदाहरण म्हणजे सामान्य स्वयंपाकघरातील इलेक्ट्रिक स्टोव्हचा बर्नर.

जीवशास्त्र आणि औषधांमध्ये इलेक्ट्रोड म्हणून वापरल्या जाणार्‍या कंडक्टरपासून, प्रोब आणि प्रोब, उच्च रासायनिक प्रतिकार आणि बायोमटेरियलसह सुसंगतता, कमी संपर्क प्रतिरोधासह एकत्रितपणे आवश्यक आहे.

वेगवेगळ्या देशांतील शोधकांची संपूर्ण आकाशगंगा: इंग्लंड, रशिया, जर्मनी, हंगेरी आणि यूएसएने अशा उपकरणाच्या विकासासाठी त्यांचे प्रयत्न केले जे आता प्रत्येकाला इनॅन्डेन्सेंट दिवा म्हणून परिचित आहेत. थॉमस एडिसन, फिलामेंट्सच्या भूमिकेसाठी योग्य असलेल्या सामग्रीच्या गुणधर्मांची चाचणी घेण्यासाठी हजाराहून अधिक प्रयोग करून, प्लॅटिनम सर्पिलसह दिवा तयार केला. एडिसन दिवे, जरी त्यांची सेवा दीर्घकाळ होती, परंतु प्रारंभिक सामग्रीच्या उच्च किंमतीमुळे ते व्यावहारिक नव्हते.

रशियन शोधक लॉडीगिनच्या नंतरच्या कामात, ज्याने तुलनेने स्वस्त रेफ्रेक्ट्री टंगस्टन आणि मॉलिब्डेनमचा धागा साहित्य म्हणून उच्च प्रतिरोधकता वापरण्याचा प्रस्ताव ठेवला, त्याला व्यावहारिक उपयोग सापडला. याव्यतिरिक्त, लॉडीगिनने इनॅन्डेन्सेंट बल्बमधून हवा बाहेर पंप करण्याचा प्रस्ताव दिला, त्यास निष्क्रिय किंवा उदात्त वायूंनी बदलले, ज्यामुळे आधुनिक इनॅन्डेन्सेंट दिवे तयार झाले. परवडणारे आणि टिकाऊ इलेक्ट्रिक दिव्यांच्या मोठ्या प्रमाणावर उत्पादनाचे प्रणेते जनरल इलेक्ट्रिक होते, ज्याला लॉडीगिनने त्याच्या पेटंटचे अधिकार दिले आणि नंतर कंपनीच्या प्रयोगशाळांमध्ये दीर्घकाळ यशस्वीरित्या काम केले.

ही यादी चालू ठेवली जाऊ शकते, कारण जिज्ञासू मानवी मन इतके कल्पक आहे की काहीवेळा, विशिष्ट तांत्रिक समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, त्याला आतापर्यंत अज्ञात गुणधर्मांसह किंवा या गुणधर्मांच्या अविश्वसनीय संयोजनांसह सामग्रीची आवश्यकता असते. निसर्ग यापुढे आपली भूक भागवत नाही आणि जगभरातील शास्त्रज्ञ असे साहित्य तयार करण्याच्या शर्यतीत सामील झाले आहेत ज्यात नैसर्गिक साधने नाहीत.

हे विद्युत संलग्नक किंवा घरांचे संरक्षणात्मक अर्थिंग उपकरणाशी हेतुपुरस्सर कनेक्शन आहे. सहसा, ग्राउंडिंग स्टील किंवा तांब्याच्या पट्ट्या, पाईप्स, रॉड्स किंवा कोनांच्या स्वरूपात 2.5 मीटरपेक्षा जास्त खोलीपर्यंत जमिनीत पुरले जाते, जे अपघात झाल्यास सर्किटच्या बाजूने विद्युत प्रवाह सुनिश्चित करते. डिव्हाइस - केस किंवा केसिंग - पृथ्वी - AC स्त्रोताची तटस्थ वायर. या सर्किटचा प्रतिकार 4 ohms पेक्षा जास्त नसावा. या प्रकरणात, आणीबाणीच्या उपकरणाच्या केसवरील व्होल्टेज मानवांसाठी सुरक्षित असलेल्या मूल्यांमध्ये कमी केले जाते आणि स्वयंचलित उपकरणे इलेक्ट्रिकल सर्किटचे संरक्षण करण्यासाठी एक किंवा दुसर्या मार्गाने आपत्कालीन उपकरण बंद करतात.

संरक्षणात्मक ग्राउंडिंगच्या घटकांची गणना करताना, मातीच्या प्रतिरोधकतेचे ज्ञान महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते, जी विस्तृत श्रेणीमध्ये बदलू शकते.

संदर्भ सारण्यांच्या डेटानुसार, ग्राउंडिंग डिव्हाइसचे क्षेत्र निवडले जाते, ग्राउंडिंग घटकांची संख्या आणि संपूर्ण डिव्हाइसची वास्तविक रचना त्यातून मोजली जाते. संरक्षणात्मक अर्थिंग डिव्हाइसच्या स्ट्रक्चरल घटकांचे कनेक्शन वेल्डिंगद्वारे केले जाते.

इलेक्ट्रोटोमोग्राफी

इलेक्ट्रिकल एक्सप्लोरेशन जवळच्या पृष्ठभागाच्या भूवैज्ञानिक वातावरणाचा अभ्यास करते, विविध कृत्रिम विद्युत आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या अभ्यासावर आधारित धातू आणि अधातू खनिजे आणि इतर वस्तू शोधण्यासाठी वापरले जाते. इलेक्ट्रिकल एक्सप्लोरेशनचे एक विशेष प्रकरण म्हणजे इलेक्ट्रिकल रेझिस्टिव्हिटी टोमोग्राफी - खडकांचे गुणधर्म त्यांच्या प्रतिरोधकतेद्वारे निर्धारित करण्याची एक पद्धत.

पद्धतीचा सार असा आहे की विद्युत क्षेत्राच्या स्त्रोताच्या विशिष्ट स्थानावर, विविध प्रोबवर व्होल्टेज मोजमाप घेतले जातात, नंतर फील्ड स्त्रोत दुसर्या ठिकाणी हलविला जातो किंवा दुसर्या स्त्रोतावर स्विच केला जातो आणि मोजमापांची पुनरावृत्ती केली जाते. फील्ड स्त्रोत आणि फील्ड रिसीव्हर प्रोब पृष्ठभागावर आणि विहिरींमध्ये ठेवल्या जातात.

मग प्राप्त डेटावर प्रक्रिया केली जाते आणि आधुनिक संगणक प्रक्रिया पद्धती वापरून त्याचा अर्थ लावला जातो ज्यामुळे द्वि-आयामी आणि त्रि-आयामी प्रतिमांच्या रूपात माहिती दृश्यमान करता येते.

अतिशय अचूक शोध पद्धत असल्याने, इलेक्ट्रोटोमोग्राफी भूगर्भशास्त्रज्ञ, पुरातत्वशास्त्रज्ञ आणि पॅलेओझोलॉजिस्ट यांना अमूल्य सहाय्य प्रदान करते.

खनिज ठेवींच्या घटनेचे स्वरूप आणि त्यांच्या वितरणाच्या सीमा (रूपरेषा) निर्धारित केल्याने खनिजांच्या शिराच्या ठेवींची घटना ओळखणे शक्य होते, ज्यामुळे त्यांच्या पुढील विकासाची किंमत लक्षणीयरीत्या कमी होते.

पुरातत्वशास्त्रज्ञांसाठी, ही शोध पद्धत प्राचीन दफनभूमीचे स्थान आणि त्यामध्ये कलाकृतींच्या उपस्थितीबद्दल मौल्यवान माहिती प्रदान करते, ज्यामुळे उत्खनन खर्च कमी होतो.

पॅलेओझोलॉजिस्ट प्राचीन प्राण्यांचे जीवाश्म अवशेष शोधण्यासाठी इलेक्ट्रोटोमोग्राफी वापरतात; त्यांच्या कार्याचे परिणाम प्रागैतिहासिक मेगाफौनाच्या सांगाड्याच्या आश्चर्यकारक पुनर्रचनाच्या स्वरूपात नैसर्गिक विज्ञान संग्रहालयांमध्ये पाहिले जाऊ शकतात.

याव्यतिरिक्त, इलेक्ट्रिकल टोमोग्राफीचा वापर अभियांत्रिकी संरचनांच्या बांधकाम आणि त्यानंतरच्या ऑपरेशनमध्ये केला जातो: उंच इमारती, धरणे, बांध, तटबंध आणि इतर.

सराव मध्ये प्रतिरोधकता व्याख्या

काहीवेळा, व्यावहारिक समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी, आम्हाला एखाद्या पदार्थाची रचना निश्चित करण्याच्या कार्याचा सामना करावा लागतो, उदाहरणार्थ, पॉलिस्टीरिन फोम कटरसाठी वायर. आमच्याकडे आम्हाला अज्ञात असलेल्या विविध सामग्रीपासून योग्य व्यासाच्या वायरच्या दोन कॉइल आहेत. समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, त्यांची विद्युत प्रतिरोधकता शोधणे आवश्यक आहे आणि नंतर सापडलेल्या मूल्यांमधील फरक वापरून किंवा संदर्भ सारणी वापरून वायरची सामग्री निर्धारित करणे आवश्यक आहे.

आम्ही टेप मापाने मोजतो आणि प्रत्येक नमुन्यातून 2 मीटर वायर कापतो. मायक्रोमीटरने वायरचे व्यास d₁ आणि d₂ ठरवू. प्रतिरोध मापनाच्या खालच्या मर्यादेपर्यंत मल्टीमीटर चालू करून, आम्ही नमुना R₁ चे प्रतिकार मोजतो. आम्ही दुसर्‍या नमुन्यासाठी प्रक्रिया पुन्हा करतो आणि त्याचा प्रतिकार R₂ देखील मोजतो.

आम्ही हे लक्षात घेतो की तारांचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र सूत्रानुसार मोजले जाते

S \u003d π ∙ d 2 / 4

आता विद्युत प्रतिरोधकतेची गणना करण्याचे सूत्र असे दिसेल:

ρ = R ∙ π ∙ d 2/4 ∙ L

L, d₁ आणि R₁ ची प्राप्त केलेली मूल्ये वरील लेखात दिलेल्या प्रतिरोधकतेची गणना करण्यासाठी सूत्रामध्ये बदलून, आम्ही पहिल्या नमुन्यासाठी ρ₁ चे मूल्य काढतो.

ρ 1 \u003d 0.12 ohm mm 2 / m

L, d₂ आणि R₂ ची प्राप्त केलेली मूल्ये सूत्रामध्ये बदलून, आम्ही दुसऱ्या नमुन्यासाठी ρ₂ चे मूल्य काढतो.

ρ 2 \u003d 1.2 ohm mm 2 / m

वरील सारणी 2 च्या संदर्भ डेटासह ρ₁ आणि ρ₂ च्या मूल्यांची तुलना केल्यावर, आम्ही असा निष्कर्ष काढतो की पहिल्या नमुन्याची सामग्री स्टील आहे आणि दुसरा नमुना निक्रोम आहे, ज्यापासून आम्ही कटर स्ट्रिंग बनवू.

चार्ज केलेला विद्युत् प्रवाह स्वतःमधून पास करण्याच्या धातूच्या क्षमतेला म्हणतात. यामधून, प्रतिकार हे सामग्रीच्या वैशिष्ट्यांपैकी एक आहे. दिलेल्या व्होल्टेजवर विद्युत प्रतिरोध जितका जास्त असेल तितका तो लहान असेल. ते त्याच्या बाजूने निर्देशित केलेल्या चार्ज केलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीसाठी कंडक्टरच्या प्रतिकार शक्तीचे वैशिष्ट्य दर्शवते. विजेची ट्रान्समिशन प्रॉपर्टी ही रेझिस्टन्सची परस्पर आहे, याचा अर्थ असा आहे की तो 1 / R च्या गुणोत्तरानुसार सूत्रांच्या स्वरूपात व्यक्त केला जाईल.

प्रतिरोधकता नेहमी उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सामग्रीच्या गुणवत्तेवर अवलंबून असते. हे 1 मीटर लांबी आणि 1 चौरस मिलिमीटरच्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रासह कंडक्टरच्या पॅरामीटर्सवर आधारित मोजले जाते. उदाहरणार्थ, तांब्यासाठी विशिष्ट प्रतिकाराची मालमत्ता नेहमी 0.0175 ओहम असते, अॅल्युमिनियमसाठी - 0.029, लोह - 0.135, कॉन्स्टंटन - 0.48, निक्रोम - 1-1.1. स्टीलचा विशिष्ट प्रतिकार क्रमांक 2 * 10-7 Ohm.m च्या समान आहे

विद्युत् प्रवाहाचा प्रतिकार हा कंडक्टरच्या लांबीच्या थेट प्रमाणात असतो ज्याच्या बाजूने तो फिरतो. डिव्हाइस जितका जास्त असेल तितका जास्त प्रतिकार. हे अवलंबित्व शिकणे सोपे होईल जर तुम्ही दोन काल्पनिक जोड्यांचा एकमेकांशी संवाद साधत असल्याची कल्पना केली. कनेक्टिंग ट्यूब उपकरणांच्या एका जोडीसाठी पातळ आणि दुसर्‍यासाठी जाड राहू द्या. जेव्हा दोन्ही जोड्या पाण्याने भरल्या जातात, तेव्हा द्रवाचे जाड नळीमध्ये संक्रमण अधिक जलद होईल, कारण त्यात पाण्याच्या प्रवाहाला कमी प्रतिकार असेल. या सादृश्यतेनुसार, त्याला पातळ कंडक्टरपेक्षा जाड कंडक्टरच्या बाजूने जाणे सोपे आहे.

प्रतिरोधकता, SI एकक म्हणून, ohm.m ने मोजली जाते. चालकता चार्ज केलेल्या कणांच्या सरासरी मुक्त मार्गावर अवलंबून असते, जी सामग्रीच्या संरचनेद्वारे दर्शविली जाते. अशुद्धी नसलेल्या धातूंमध्ये, ज्यामध्ये सर्वात योग्य, सर्वात कमी प्रतिकार मूल्ये असतात. याउलट, अशुद्धी जाळीला विकृत करतात, ज्यामुळे त्याची कार्यक्षमता वाढते. धातूंची प्रतिरोधकता सामान्य तापमानात मूल्यांच्या संकुचित श्रेणीत असते: चांदीपासून 0.016 ते 10 μOhm.m (अॅल्युमिनियमसह लोह आणि क्रोमियम मिश्र धातु).

चार्ज केलेल्या हालचालींच्या वैशिष्ट्यांवर

कंडक्टरमधील इलेक्ट्रॉन तापमानामुळे प्रभावित होतात, कारण जसजसे ते वाढते तसतसे विद्यमान आयन आणि अणूंच्या लहरी दोलनांचे मोठेपणा वाढते. परिणामी, क्रिस्टल जाळीमध्ये इलेक्ट्रॉनला सामान्य हालचालीसाठी कमी मोकळी जागा असते. आणि याचा अर्थ असा की सुव्यवस्थित हालचालींमध्ये अडथळा वाढत आहे. कोणत्याही कंडक्टरची प्रतिरोधकता, नेहमीप्रमाणे, वाढत्या तापमानासह रेखीय वाढते. आणि सेमीकंडक्टर्ससाठी, त्याउलट, वाढत्या अंशांसह कमी होणे वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, कारण यामुळे, बरेच शुल्क सोडले जातात जे थेट विद्युत प्रवाह तयार करतात.

काही मेटल कंडक्टरला इच्छित तापमानात थंड करण्याची प्रक्रिया, त्यांची प्रतिरोधकता अचानक स्थितीत आणते आणि शून्यावर येते. ही घटना 1911 मध्ये शोधली गेली आणि त्याला सुपरकंडक्टिव्हिटी म्हणतात.

विद्युत प्रतिरोध आणि चालकता संकल्पना

कोणतेही शरीर ज्याद्वारे विद्युत प्रवाह वाहतो, त्याला विशिष्ट प्रतिकार असतो. कंडक्टर मटेरियलमधून विद्युत प्रवाह जाण्यापासून रोखण्यासाठी त्याच्या गुणधर्माला विद्युत प्रतिरोध म्हणतात.

इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत अशा प्रकारे मेटल कंडक्टरच्या विद्युत प्रतिकाराचे सार स्पष्ट करते. कंडक्टरच्या बाजूने फिरताना, मुक्त इलेक्ट्रॉन अणू आणि इतर इलेक्ट्रॉन्सना त्यांच्या मार्गावर असंख्य वेळा भेटतात आणि त्यांच्याशी संवाद साधताना, त्यांच्या उर्जेचा काही भाग अपरिहार्यपणे गमावतात. इलेक्ट्रॉन्स त्यांच्या हालचालींना प्रतिकार केल्यासारखे अनुभवतात. भिन्न अणु संरचना असलेल्या भिन्न धातूच्या कंडक्टरमध्ये विद्युत प्रवाहास भिन्न प्रतिकार असतो.

तंतोतंत हेच द्रव वाहक आणि वायूंच्या विद्युत प्रवाहाच्या मार्गावरील प्रतिकार स्पष्ट करते. तथापि, एखाद्याने हे विसरू नये की या पदार्थांमध्ये, इलेक्ट्रॉन नव्हे तर रेणूंचे चार्ज केलेले कण त्यांच्या हालचाली दरम्यान प्रतिकार करतात.

प्रतिकार लॅटिन अक्षरे R किंवा r द्वारे दर्शविला जातो.

ओम हे विद्युत प्रतिकाराचे एकक म्हणून घेतले जाते.

ओम म्हणजे 0 डिग्री सेल्सिअस तापमानात 1 मिमी 2 च्या क्रॉस सेक्शनसह 106.3 सेमी उंच पाराच्या स्तंभाचा प्रतिकार.

जर, उदाहरणार्थ, कंडक्टरचा विद्युत प्रतिरोध 4 ohms असेल, तर तो खालीलप्रमाणे लिहिला जाईल: R = 4 ohms किंवा r = 4 ohms.

मोठ्या मूल्याचा प्रतिकार मोजण्यासाठी, megohm नावाचे एकक अवलंबले जाते.

एक मेग म्हणजे एक दशलक्ष ओम.

कंडक्टरचा प्रतिकार जितका जास्त असेल तितका तो विद्युत प्रवाह खराब करतो आणि याउलट, कंडक्टरचा प्रतिकार जितका कमी असेल तितका विद्युत प्रवाह या कंडक्टरमधून जाणे सोपे होईल.

म्हणून, कंडक्टरचे वैशिष्ट्य करण्यासाठी (त्याद्वारे विद्युत प्रवाह जाण्याच्या दृष्टीने), कोणीही केवळ त्याच्या प्रतिकाराचाच विचार करू शकत नाही, तर प्रतिकाराचा परस्परसंबंध देखील विचारात घेऊ शकतो आणि त्याला चालकता म्हणतात.

विद्युत चालकताविद्युत प्रवाह स्वतःमधून पार करण्याची सामग्रीची क्षमता म्हणतात.

चालकता ही प्रतिकारशक्तीची परस्पर असल्याने, ती 1 / R म्हणून व्यक्त केली जाते, चालकता लॅटिन अक्षर g द्वारे दर्शविली जाते.

विद्युत प्रतिरोधकतेच्या मूल्यावर कंडक्टर सामग्री, त्याचे परिमाण आणि सभोवतालचे तापमान यांचा प्रभाव

विविध कंडक्टरचा प्रतिकार ज्या सामग्रीपासून ते बनवले जातात त्यावर अवलंबून असते. विविध सामग्रीच्या विद्युत प्रतिरोधकतेचे वैशिष्ट्य करण्यासाठी, तथाकथित प्रतिरोधकतेची संकल्पना सादर केली गेली आहे.

प्रतिरोधकता 1 मीटर लांब आणि 1 मिमी 2 च्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रासह कंडक्टरचा प्रतिकार आहे. प्रतिरोधकता ग्रीक अक्षर p द्वारे दर्शविली जाते. कंडक्टर बनविलेल्या प्रत्येक सामग्रीची स्वतःची प्रतिरोधकता असते.

उदाहरणार्थ, तांब्याची प्रतिरोधकता 0.017 आहे, म्हणजेच, 1 मीटर लांब आणि 1 मिमी 2 क्रॉस विभागात तांबे कंडक्टरची प्रतिरोधकता 0.017 ohms आहे. अॅल्युमिनियमची प्रतिरोधकता 0.03 आहे, लोहाची प्रतिरोधकता 0.12 आहे, कॉन्स्टंटनची प्रतिरोधकता 0.48 आहे, निक्रोमची प्रतिरोधकता 1-1.1 आहे.

कंडक्टरचा प्रतिकार त्याच्या लांबीच्या थेट प्रमाणात असतो, म्हणजेच कंडक्टर जितका जास्त असेल तितका त्याचा विद्युतीय प्रतिकार जास्त असतो.

कंडक्टरचा प्रतिकार त्याच्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्राच्या व्यस्त प्रमाणात असतो, म्हणजे कंडक्टर जितका जाड असेल तितका त्याचा प्रतिकार कमी असेल आणि याउलट, कंडक्टर जितका पातळ असेल तितका त्याचा प्रतिकार जास्त असेल.

हे नाते अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, दोन जोड्यांच्या संप्रेषण वाहिन्यांची कल्पना करा, एका जोडीला पातळ जोडणारी नलिका आणि दुसरी जाड आहे. हे स्पष्ट आहे की जेव्हा एक भांडे (प्रत्येक जोडी) पाण्याने भरलेले असते, तेव्हा जाड नळीद्वारे दुसर्‍या भांड्यात त्याचे संक्रमण पातळ पाण्याच्या तुलनेत जास्त वेगाने होते, म्हणजेच जाड नळी पाण्याच्या प्रवाहाला कमी प्रतिकार देते. पाणी. त्याच प्रकारे, पातळ कंडक्टरमधून जाड कंडक्टरमधून विद्युत प्रवाह जाणे सोपे आहे, म्हणजे, पहिला त्याला दुसऱ्यापेक्षा कमी प्रतिकार देतो.

कंडक्टरचा विद्युत प्रतिकार हा कंडक्टरच्या लांबीने गुणाकार आणि कंडक्टरच्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्राच्या क्षेत्रफळाने भागून, ज्या सामग्रीपासून हा कंडक्टर बनविला जातो त्याच्या विशिष्ट प्रतिकाराइतका असतो.:

R = R l / S,

कुठे - R हा कंडक्टरचा रेझिस्टन्स आहे, ओम, l ही m मध्ये कंडक्टरची लांबी आहे, S कंडक्टरचे क्रॉस-सेक्शनल एरिया आहे, मिमी 2.

गोल कंडक्टरचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रसूत्रानुसार गणना:

S = π d 2 / 4

जेथे π - 3.14 च्या समान स्थिर मूल्य; d हा कंडक्टरचा व्यास आहे.

आणि म्हणून कंडक्टरची लांबी निर्धारित केली जाते:

l = S R / p ,

हे सूत्र सूत्रामध्ये समाविष्ट केलेले इतर प्रमाण ज्ञात असल्यास कंडक्टरची लांबी, त्याचा क्रॉस सेक्शन आणि प्रतिरोधकता निश्चित करणे शक्य करते.

कंडक्टरचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र निश्चित करणे आवश्यक असल्यास, सूत्र खालील फॉर्ममध्ये कमी केले जाईल:

S = R l / R

समान सूत्राचे रूपांतर करून आणि p च्या संदर्भात समानता सोडवल्यास, आम्हाला कंडक्टरची प्रतिरोधकता आढळते:

आर = आर एस / एल

शेवटचा फॉर्म्युला अशा प्रकरणांमध्ये वापरावा लागेल जेथे कंडक्टरचा प्रतिकार आणि परिमाणे ज्ञात आहेत आणि त्याची सामग्री अज्ञात आहे आणि शिवाय, देखावा द्वारे निर्धारित करणे कठीण आहे. हे करण्यासाठी, कंडक्टरची प्रतिरोधकता निश्चित करणे आवश्यक आहे आणि, टेबल वापरुन, अशी प्रतिरोधकता असलेली सामग्री शोधा.

कंडक्टरच्या प्रतिकारशक्तीवर परिणाम करणारे आणखी एक कारण म्हणजे तापमान.

हे स्थापित केले गेले आहे की वाढत्या तापमानासह, मेटल कंडक्टरचा प्रतिकार वाढतो आणि कमी होताना कमी होतो. शुद्ध धातूच्या कंडक्टरच्या प्रतिकारातील ही वाढ किंवा घट जवळजवळ समान आहे आणि सरासरी 0.4% प्रति 1°C आहे. द्रव कंडक्टर आणि कोळशाचा प्रतिकार वाढत्या तापमानासह कमी होतो.

पदार्थाच्या संरचनेचा इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत वाढत्या तापमानासह धातूच्या वाहकांच्या प्रतिरोधकतेच्या वाढीसाठी खालील स्पष्टीकरण देतो. गरम झाल्यावर, कंडक्टरला थर्मल ऊर्जा मिळते, जी अपरिहार्यपणे पदार्थाच्या सर्व अणूंमध्ये हस्तांतरित केली जाते, परिणामी त्यांच्या हालचालीची तीव्रता वाढते. अणूंची वाढलेली हालचाल मुक्त इलेक्ट्रॉनच्या निर्देशित हालचालींना अधिक प्रतिकार निर्माण करते, म्हणूनच कंडक्टरचा प्रतिकार वाढतो. तापमानात घट झाल्यामुळे, इलेक्ट्रॉनच्या निर्देशित हालचालीसाठी चांगली परिस्थिती निर्माण होते आणि कंडक्टरचा प्रतिकार कमी होतो. हे एक मनोरंजक घटना स्पष्ट करते - धातूंची सुपरकंडक्टिव्हिटी.

सुपरकंडक्टिव्हिटी, म्हणजे, धातूंच्या प्रतिकारशक्तीमध्ये शून्यावर घट होणे, प्रचंड नकारात्मक तापमानात होते - 273 ° से, ज्याला निरपेक्ष शून्य म्हणतात. निरपेक्ष शून्य तापमानात, इलेक्ट्रॉनच्या हालचालींना अजिबात अडथळा न आणता धातूचे अणू जागोजागी गोठलेले दिसतात.

किंवा इलेक्ट्रिक सर्किट विद्युत प्रवाह.

इलेक्ट्रिकल रेझिस्टन्सला आनुपातिकता घटक म्हणून परिभाषित केले जाते आरव्होल्टेज दरम्यान यूआणि थेट प्रवाह आयसाखळी विभागासाठी ओमच्या कायद्यात.

प्रतिकारशक्तीचे एकक म्हणतात ओम(ओहम) जर्मन शास्त्रज्ञ जी. ओम यांच्या सन्मानार्थ, ज्यांनी ही संकल्पना भौतिकशास्त्रात आणली. एक ओम (1 ओम) हा अशा कंडक्टरचा प्रतिकार असतो ज्यामध्ये व्होल्टेज 1 एटीसध्याची ताकद आहे 1 परंतु.

प्रतिरोधकता.

स्थिर क्रॉस सेक्शनच्या एकसंध कंडक्टरचा प्रतिकार कंडक्टरच्या सामग्रीवर, त्याच्या लांबीवर अवलंबून असतो. lआणि क्रॉस सेक्शन एसआणि सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाऊ शकते:

कुठे ρ कंडक्टर ज्या सामग्रीपासून बनविला जातो त्याची प्रतिरोधकता आहे.

पदार्थाची प्रतिरोधकता- हे एक भौतिक प्रमाण आहे जे युनिट लांबी आणि युनिट क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्राच्या या पदार्थापासून बनवलेल्या कंडक्टरचा प्रतिकार दर्शवते.

या सूत्रावरून ते पुढे येते

मूल्य, परस्पर ρ , म्हणतात वाहकता σ :

SI मध्ये प्रतिकाराचे एकक 1 ohm आहे. क्षेत्रफळाचे एकक 1 मीटर 2 आहे, आणि लांबीचे एकक 1 मीटर आहे, तर SI मधील प्रतिरोधकतेचे एकक 1 ओहम असेल · m 2/m, किंवा 1 Ohm m. SI मधील चालकतेचे एकक Ohm -1 m -1 आहे.

सराव मध्ये, पातळ तारांचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र बहुतेकदा चौरस मिलिमीटर (mm2) मध्ये व्यक्त केले जाते. या प्रकरणात, प्रतिरोधकतेचे अधिक सोयीस्कर एकक ओहम मिमी 2 / मीटर आहे. 1 मिमी 2 \u003d 0.000001 मी 2 असल्याने, नंतर 1 ओहम मिमी 2 / मीटर \u003d 10 -6 ओहम मीटर. धातूंची प्रतिरोधकता खूपच कमी असते - (1 10 -2) ओहम मिमी 2 /m, डायलेक्ट्रिक्स - 10 15 -10 20 मोठ्या.

तापमानावरील प्रतिकारशक्तीचे अवलंबन.

जसजसे तापमान वाढते तसतसे धातूंचा प्रतिकार वाढतो. तथापि, असे मिश्र धातु आहेत ज्यांचा प्रतिकार वाढत्या तापमानासह जवळजवळ बदलत नाही (उदाहरणार्थ, कॉन्स्टंटन, मॅंगॅनिन इ.). वाढत्या तापमानासह इलेक्ट्रोलाइट्सचा प्रतिकार कमी होतो.

प्रतिरोधक तापमान गुणांककंडक्टर हे कंडक्टरच्या प्रतिकारातील बदलाचे गुणोत्तर आहे जेंव्हा 1 डिग्री सेल्सिअसने गरम केले जाते तेव्हा त्याच्या प्रतिकाराच्या मूल्यास 0 º से.

.

तापमानावरील कंडक्टरच्या विशिष्ट प्रतिकाराचे अवलंबन सूत्राद्वारे व्यक्त केले जाते:

.

सामान्यतः α तापमानावर अवलंबून असते, परंतु जर तापमानाचे अंतर लहान असेल तर तापमान गुणांक स्थिर मानला जाऊ शकतो. शुद्ध धातूंसाठी α \u003d (1/273) K -1. इलेक्ट्रोलाइट सोल्यूशन्ससाठी α < 0 . उदाहरणार्थ, 10% खारट द्रावणासाठी α \u003d -0.02 K -1. कॉन्स्टंटनसाठी (तांबे-निकेल मिश्र धातु) α \u003d 10 -5 K -1.

तापमानावरील कंडक्टरच्या प्रतिकाराचे अवलंबन वापरले जाते प्रतिरोधक थर्मामीटर.