Αντίσταση Διάφορα Υλικά
Οι αγωγοί, οι ημιαγωγοί και οι μονωτές είναι οι τρεις τύποι υλικών που γνωρίζουμε. Οι αγωγοί είναι υλικά που μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρισμό. Πριν μάθουμε για την ηλεκτρική ειδική αντίσταση σε αυτήν την ανάρτηση, ας ορίσουμε την ηλεκτρική αγωγιμότητα και τις μονάδες της. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι η εγγενής ποιότητα ενός υλικού που ορίζεται ως το μέτρο του πόσο ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να μεταφέρει. Η ειδική αγωγιμότητα είναι ένα άλλο όνομα για την ηλεκτρική αγωγιμότητα και η μονάδα SI είναι Siemens ανά μέτρο (S/m). Είναι επίσης γνωστό ως λόγος πυκνότητας ρεύματος προς την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. Το ελληνικό γράμμα(σ) χρησιμοποιείται για να το δηλώσει.
Ηλεκτρική αντίσταση
Το αντίστροφο της ηλεκτρικής αγωγιμότητας είναι η ηλεκτρική ειδική αντίσταση. Είναι μια μέτρηση της ικανότητας ενός υλικού να αντιστέκεται στη ροή ρεύματος.
🡺Τα μέταλλα είναι καλοί ηλεκτρικοί αγωγοί. Ως αποτέλεσμα, η αντίστασή τους είναι χαμηλή.
🡺Σε σύγκριση με τους μεταλλικούς αγωγούς, οι μονωτές όπως το καουτσούκ, το γυαλί, ο γραφίτης και τα πολυμερή έχουν εξαιρετικά υψηλή αντοχή.
🡺Ο ημιαγωγός, που βρίσκεται μεταξύ αγωγών και μονωτών, είναι η τρίτη κατηγορία. Η αντίστασή τους μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία και επηρεάζεται επίσης από την παρουσία ακαθαρσιών.
Αντίσταση διαφορετικών υλικών
Η ηλεκτρική ειδική αντίσταση διαφόρων αγωγών, ημιαγωγών και μονωτών παρατίθεται στον παρακάτω πίνακα.
Τύπος για την αντίσταση
Ο τύπος ειδικής αντίστασης για υλικά με ηλεκτρικό πεδίο και πυκνότητα ρεύματος είναι:
ρ=E/j
Πού,
ρ είναι η ειδική αντίσταση του υλικού σε Ω.m
E είναι το μέγεθος του ηλεκτρικού πεδίου σε V.m-1.
Στο A.m-2, το j υποδηλώνει το μέγεθος της πυκνότητας ρεύματος.
Ο τύπος ειδικής αντίστασης για αγωγούς με ομοιόμορφη διατομή και ομοιόμορφη ροή ηλεκτρικού ρεύματος είναι:
ρ=R A/l
Πού,
ρ είναι η ειδική αντίσταση του υλικού σε Ω.m
l είναι το μήκος ενός τεμαχίου υλικού σε m και R είναι η ηλεκτρική αντίσταση ομοιογενούς υλικού διατομής σε R.
Α είναι η διατομή του υλικού σε m2.
Μονάδα αντίστασης
Η μονάδα αντίστασης είναι η εξής:
Στο CGS η μονάδα της ειδικής αντίστασης είναι Ω.cm
Και η μονάδα SI της ειδικής αντίστασης είναι Ω.m
Αντίσταση υλικών:Παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη
Τα παρακάτω είναι τα στοιχεία που επηρεάζουν την ειδική αντίσταση ενός υλικού:
Φύση και θερμοκρασία του υλικού
Πείτε μας περισσότερα σχετικά με τη χρωματική κωδικοποίηση της αντίστασης και τον τρόπο προσδιορισμού της τιμής μιας αντίστασης.
Χρωματική κωδικοποίηση της αντίστασης
Στα ηλεκτρικά κυκλώματα, οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση ή τη μείωση της ροής του ηλεκτρισμού. Χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικοί χρωματικοί κωδικοί για τον προσδιορισμό της αντίστασής τους. Αυτές οι αντιστάσεις έχουν ξεχωριστές χρωματικές ζώνες ή δακτυλίους για διαφορετικά επίπεδα αντίστασης.
Οι επισημάνσεις της χρωματικής κωδικοποίησης της αντίστασης είναι οι εξής:
-Γενικά έχει τέσσερις μπάντες.
-Η πρώτη μπάντα αντιπροσωπεύει την πρώτη σημαντική φιγούρα της αντίστασης.
-Η δεύτερη σημαντική φιγούρα είναι η δεύτερη μπάντα. (Μερικές φορές προστίθεται μια τρίτη ζώνη για μεγαλύτερη ακρίβεια, καθιστώντας τις αντιστάσεις 5 ζωνών.)
-Ο δεκαδικός πολλαπλασιαστής είναι η τρίτη ζώνη.
-Η τέταρτη ζώνη αντιπροσωπεύει την ανοχή (σε ποσοστό) με την οποία η αντίσταση μπορεί να ανεχθεί τις καθορισμένες τιμές.
-Εάν δεν υπάρχει η τέταρτη ζώνη, χρησιμοποιείται ως προεπιλογή μια ανοχή 20%.
Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τις τιμές των διαφόρων χρωματικών κωδικών ως προς τους σημαντικούς αριθμούς, τον πολλαπλασιαστή και την ανοχή.
Για να κατανοήσετε καλύτερα τη χρωματική κωδικοποίηση αντιστάσεων, εξετάστε το ακόλουθο παράδειγμα.
Η αντίσταση χωρίζεται σε τέσσερις χρωματικές ζώνες.
Η κόκκινη μπάντα είναι η πρώτη. Γνωρίζουμε ότι το κόκκινο αντιπροσωπεύει το σημαντικό ψηφίο 2 λόγω του πίνακα.
Το κόκκινο είναι το δεύτερο. Το δεύτερο σημαντικό ψηφίο 2 εμφανίζεται με αυτό.
Ο τρίτος δακτύλιος, που είναι μαύρος, είναι πολλαπλασιαστής. Ο πολλαπλασιαστής για το μαύρο είναι 100 ή 1.
Η τέταρτη ζώνη είναι χρυσή και σημαίνει ανοχή 5%.
Σαν αποτέλεσμα, η αντίσταση έχει αντίσταση 22 x 1 με ανοχή 5%.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ειδική αντίσταση
Το επίπεδο ειδικής αντίστασης επηρεάζεται επίσης από τη θερμοκρασία του στοιχείου. Οι αντίθετοι πίνακες υλικών καθορίζουν κανονικά τιμές στους 20 βαθμούς Κελσίου. Η αντίσταση του αγωγού χάλυβα συχνά αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αλλά η αντίσταση των ημιαγωγών, όπως ο άνθρακας και το πυρίτιο, συνήθως μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.
Η αγωγιμότητα είναι η αμοιβαία αντίσταση και, όπως η ειδική αντίσταση, αντανακλά τα αντικείμενα από το πόσο καλά ρέει ο ηλεκτρισμός μέσα από αυτά. Το mho μέτρο, ή αμπέρ ανά βολτ-μέτρο, είναι η μονάδα αγωγιμότητας του δεύτερου χιλιομέτρου. Οι καλοί ηλεκτρικοί αγωγοί έχουν υψηλή αγωγιμότητα και χαμηλή αντίσταση. Οι λεπτοί μονωτές, μερικές φορές γνωστοί ως διηλεκτρικοί, έχουν χαμηλή αγωγιμότητα και υψηλή αντίσταση. Οι ημιαγωγοί βρίσκονται κάπου στη μέση.
Συμπέρασμα
Οι αγωγοί, οι ημιαγωγοί και οι μονωτές είναι οι τρεις τύποι υλικών που γνωρίζουμε. Τα υλικά που μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρισμό είναι γνωστά ως αγωγοί. Τα μέταλλα είναι εξαιρετικοί ηλεκτρικοί αγωγοί. Ως αποτέλεσμα, η αντίστασή τους είναι χαμηλή. Ο ημιαγωγός, που βρίσκεται μεταξύ αγωγών και μονωτών, είναι η τρίτη κατηγορία. Η ειδική αντίστασή τους μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία και επηρεάζεται επίσης από την παρουσία ακαθαρσιών. Το αντίστροφο της ηλεκτρικής αγωγιμότητας είναι η ηλεκτρική ειδική αντίσταση. Είναι μια μέτρηση της ικανότητας ενός υλικού να αντιστέκεται στη ροή ρεύματος.
