Ou un circuit électrique à un courant électrique.

La résistance électrique est définie comme un coefficient de proportionnalité R. entre tension U et alimentation CC je dans la loi d'Ohm pour une section d'un circuit.

L'unité de résistance s'appelle ohm(Ohm) en l'honneur du scientifique allemand G. Ohm, qui a introduit ce concept en physique. Un ohm (1 Ohm) est la résistance d'un tel conducteur dans lequel, à une tension 1 DANS le courant est égal à 1 UN.

Résistivité.

La résistance d'un conducteur homogène de section constante dépend du matériau du conducteur, de sa longueur je et section transversale S et peut être déterminé par la formule :

Où ρ - résistance spécifique de la substance à partir de laquelle le conducteur est constitué.

Résistance spécifique d'une substance est une grandeur physique qui montre la résistance d'un conducteur fabriqué à partir de cette substance d'unité de longueur et de section transversale unitaire.

De la formule il résulte que

Valeur réciproque ρ , appelé conductivité σ :

Puisque l’unité SI de résistance est de 1 ohm. l'unité de surface est 1 m2 et l'unité de longueur est 1 m, alors l'unité SI de résistivité est 1 Ohm · m 2 /m, ou 1 Ohm m. L'unité SI de conductivité est Ohm -1 m -1 .

En pratique, la section transversale des fils fins est souvent exprimée en millimètres carrés (mm2). Dans ce cas, une unité de résistivité plus pratique est Ohm mm 2 /m. Puisque 1 mm 2 = 0,000001 m 2, alors 1 Ohm mm 2 /m = 10 -6 Ohm m. Les métaux ont une très faible résistivité - environ (1,10 -2) Ohm·mm 2 /m, les diélectriques - 10 15 -10 20 supérieure.

Dépendance de la résistance à la température.

À mesure que la température augmente, la résistance des métaux augmente. Cependant, il existe des alliages dont la résistance ne change pratiquement pas avec l'augmentation de la température (par exemple, le constantan, le manganin, etc.). La résistance des électrolytes diminue avec l'augmentation de la température.

Coefficient de température de résistance d'un conducteur est le rapport entre la variation de la résistance du conducteur lorsqu'il est chauffé de 1 °C et la valeur de sa résistance à 0 ºC :

.

La dépendance de la résistivité des conducteurs à la température est exprimée par la formule :

.

En général α dépend de la température, mais si la plage de température est petite, alors le coefficient de température peut être considéré comme constant. Pour les métaux purs α = (1/273)K -1. Pour les solutions électrolytiques α < 0 . Par exemple, pour une solution à 10 % de sel de table α = -0,02 K-1. Pour constantan (alliage cuivre-nickel) α = 10 -5 K -1.

La dépendance de la résistance du conducteur à la température est utilisée dans thermomètres à résistance.

Résistivité des conducteurs courants (métaux et alliages). Résistivité de l'acier

Résistivité du fer, de l'aluminium et d'autres conducteurs

Le transport d'électricité sur de longues distances nécessite de veiller à minimiser les pertes résultant du courant dépassant la résistance des conducteurs qui composent la ligne électrique. Bien entendu, cela ne signifie pas que ces pertes, qui se produisent spécifiquement dans les circuits et les appareils grand public, ne jouent aucun rôle.

Il est donc important de connaître les paramètres de tous les éléments et matériaux utilisés. Et pas seulement électrique, mais aussi mécanique. Et ayez à votre disposition des matériaux de référence pratiques qui vous permettent de comparer les caractéristiques de différents matériaux et de choisir pour la conception et le fonctionnement exactement ce qui sera optimal dans une situation particulière dans les lignes de transport d'énergie, où la tâche est censée être la plus productive. c'est-à-dire qu'avec un rendement élevé, pour apporter de l'énergie au consommateur, l'économie des pertes et la mécanique des lignes elles-mêmes sont prises en compte. L'efficacité économique finale de la ligne dépend de la mécanique, c'est-à-dire du dispositif et de la disposition des conducteurs, des isolateurs, des supports, des transformateurs élévateurs/abaisseurs, du poids et de la résistance de toutes les structures, y compris les fils tendus sur de longues distances, ainsi que les matériaux sélectionnés pour chaque élément de structure, ses travaux et coûts d'exploitation. De plus, dans les lignes transportant de l'électricité, il existe des exigences plus élevées pour assurer la sécurité des lignes elles-mêmes et de tout ce qui les entoure là où elles passent. Et cela ajoute des coûts à la fois pour la fourniture du câblage électrique et pour une marge de sécurité supplémentaire de toutes les structures.

À des fins de comparaison, les données sont généralement réduites à une forme unique et comparable. Souvent, l'épithète « spécifique » est ajoutée à ces caractéristiques, et les valeurs elles-mêmes sont considérées sur la base de certaines normes unifiées par des paramètres physiques. Par exemple, la résistivité électrique est la résistance (ohms) d'un conducteur constitué d'un métal (cuivre, aluminium, acier, tungstène, or) ayant une unité de longueur et une section unitaire dans le système d'unités de mesure utilisé (généralement SI ). De plus, la température est précisée, car lorsqu'ils sont chauffés, la résistance des conducteurs peut se comporter différemment. Les conditions de fonctionnement moyennes normales sont prises comme base - à 20 degrés Celsius. Et lorsque les propriétés sont importantes lors de la modification des paramètres environnementaux (température, pression), des coefficients sont introduits et des tableaux et graphiques de dépendance supplémentaires sont compilés.

Types de résistivité

Puisque la résistance se produit :

• actif - ou ohmique, résistif - résultant de la dépense d'électricité pour chauffer le conducteur (métal) lorsqu'un courant électrique le traverse, et
• réactif - capacitif ou inductif - qui résulte des pertes inévitables dues à la création de tout changement dans le courant traversant le conducteur de champs électriques, alors la résistivité du conducteur se décline en deux variétés :

1. Résistance électrique spécifique au courant continu (ayant un caractère résistif) et
2. Résistance électrique spécifique au courant alternatif (ayant un caractère réactif).

Ici, la résistivité de type 2 est une valeur complexe ; elle se compose de deux composants TC - actif et réactif, car la résistance résistive existe toujours lorsque le courant passe, quelle que soit sa nature, et la résistance réactive ne se produit qu'avec tout changement de courant dans les circuits. Dans les circuits à courant continu, la réactance se produit uniquement pendant les processus transitoires associés à l'activation du courant (changement du courant de 0 au nominal) ou à la désactivation (différence du nominal à 0). Et ils ne sont généralement pris en compte que lors de la conception de la protection contre les surcharges.

Dans les circuits à courant alternatif, les phénomènes liés à la réactance sont beaucoup plus diversifiés. Ils dépendent non seulement du passage réel du courant à travers une certaine section, mais également de la forme du conducteur, et la dépendance n'est pas linéaire.

Le fait est que le courant alternatif induit un champ électrique à la fois autour du conducteur qu'il traverse et dans le conducteur lui-même. Et de ce champ naissent des courants de Foucault, qui ont pour effet de « pousser » le mouvement principal réel des charges, des profondeurs de toute la section transversale du conducteur jusqu'à sa surface, ce qu'on appelle « l'effet de peau » (de peau - peau). Il s'avère que les courants de Foucault semblent « voler » sa section au conducteur. Le courant circule dans une certaine couche proche de la surface, l'épaisseur restante du conducteur reste inutilisée, cela ne réduit pas sa résistance et il ne sert tout simplement à rien d'augmenter l'épaisseur des conducteurs. Surtout aux hautes fréquences. Par conséquent, pour le courant alternatif, la résistance est mesurée dans les sections de conducteurs où toute sa section peut être considérée comme proche de la surface. Un tel fil est dit fin ; son épaisseur est égale à deux fois la profondeur de cette couche superficielle, où les courants de Foucault déplacent le courant principal utile circulant dans le conducteur.

Bien entendu, réduire l’épaisseur des fils ronds n’épuise pas la conduction efficace du courant alternatif. Le conducteur peut être aminci, mais en même temps rendu plat sous la forme d'un ruban, la section transversale sera alors supérieure à celle d'un fil rond et, par conséquent, la résistance sera inférieure. De plus, la simple augmentation de la surface aura pour effet d’augmenter la section efficace. La même chose peut être obtenue en utilisant du fil toronné au lieu du fil monoconducteur. De plus, le fil toronné est plus flexible que le fil monoconducteur, ce qui est souvent précieux. D'autre part, compte tenu de l'effet de peau dans les fils, il est possible de rendre les fils composites en réalisant l'âme à partir d'un métal qui présente de bonnes caractéristiques de résistance, par exemple l'acier, mais de faibles caractéristiques électriques. Dans ce cas, une tresse d'aluminium est réalisée sur l'acier, qui présente une résistivité plus faible.

En plus de l'effet de peau, la circulation du courant alternatif dans les conducteurs est affectée par l'excitation des courants de Foucault dans les conducteurs environnants. De tels courants sont appelés courants d'induction, et ils sont induits à la fois dans des métaux qui ne jouent pas le rôle de câblage (éléments structurels porteurs) et dans les fils de l'ensemble du complexe conducteur - jouant le rôle de fils d'autres phases, neutres , mise à la terre.

Tous ces phénomènes se produisent dans toutes les structures électriques, ce qui rend encore plus important de disposer d’une référence complète pour une grande variété de matériaux.

La résistivité des conducteurs est mesurée avec des instruments très sensibles et précis, car les métaux ayant la plus faible résistance sont sélectionnés pour le câblage - de l'ordre de l'ohm * 10-6 par mètre de longueur et m². mm. sections. Pour mesurer la résistivité d'isolement, vous avez au contraire besoin d'instruments qui ont des plages de valeurs de résistance très larges - généralement des mégohms. Il est clair que les conducteurs doivent bien conduire et que les isolants doivent bien isoler.

Tableau

Le fer comme conducteur en électrotechnique

Le fer est le métal le plus répandu dans la nature et dans la technologie (après l’hydrogène, qui est aussi un métal). C'est le moins cher et possède d'excellentes caractéristiques de résistance, il est donc utilisé partout comme base pour la résistance de diverses structures.

En électrotechnique, le fer est utilisé comme conducteur sous forme de fils d'acier flexibles où la résistance physique et la flexibilité sont nécessaires, et la résistance requise peut être obtenue grâce à la section appropriée.

Disposant d'un tableau des résistivités de divers métaux et alliages, vous pouvez calculer les sections transversales des fils constitués de différents conducteurs.

A titre d'exemple, essayons de trouver la section électriquement équivalente de conducteurs constitués de différents matériaux : fil de cuivre, de tungstène, de nickel et de fer. Prenons comme fil d'aluminium d'une section de 2,5 mm comme fil initial.

Il faut que sur une longueur de 1 m la résistance du fil composé de tous ces métaux soit égale à la résistance de celui d'origine. La résistance de l'aluminium par 1 m de longueur et 2,5 mm de section sera égale à

En remplaçant les valeurs d'origine, nous obtenons la résistance d'un morceau de fil d'aluminium d'un mètre de long en ohms.

Après cela, résolvons la formule de S

Puisque la résistivité dans le tableau est mesurée sur un fil de 1 m de long, en microohms par section de 1 mm2, alors nous l'avons obtenue en microohms. Pour l'obtenir en ohms, vous devez multiplier la valeur par 10-6. Mais on n’a pas forcément besoin d’obtenir le nombre ohm avec 6 zéros après la virgule, puisqu’on retrouve quand même le résultat final en mm2.

Comme vous pouvez le constater, la résistance du fer est assez élevée, le fil est épais.

Mais il existe des matériaux pour lesquels il est encore plus important, par exemple le nickel ou le constantan.

Articles connexes :

domelectrik.ru

Tableau de résistivité électrique des métaux et alliages en électrotechnique

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Résistance spécifique des métaux.

Résistance spécifique des alliages.

tab.wikimassa.org

Résistivité électrique | Le monde du soudage

Résistivité électrique des matériaux

La résistivité électrique (résistivité) est la capacité d'une substance à empêcher le passage du courant électrique.

Unité de mesure (SI) - Ohm m ; également mesuré en Ohm cm et Ohm mm2/m.

LITTÉRATURE

• Alpha et Oméga. Ouvrage de référence rapide / Tallinn : Printest, 1991 – 448 p.
• Manuel de physique élémentaire / N.N. Koshkin, M.G. Chirkévitch. M., Sciences. 1976. 256 p.
• Manuel sur le soudage des métaux non ferreux / S.M. Gourevitch. Kyiv : Naukova Dumka. 1990. 512 p.

Weldworld.ru

Résistivité des métaux, électrolytes et substances (Tableau)

Résistivité des métaux et isolants

Le tableau de référence donne les valeurs p de résistivité de certains métaux et isolants à une température de 18-20°C, exprimées en ohm cm. La valeur de p pour les métaux dépend fortement des impuretés ; le tableau montre les valeurs de p pour les métaux chimiquement purs, et pour les isolants elles sont données approximativement. Les métaux et les isolants sont classés dans le tableau par ordre croissant de valeurs p.

Tableau de résistivité des métaux

Tableau de résistivité des isolateurs

Résistivité des métaux purs à basses températures

Le tableau donne les valeurs de résistivité (en ohm cm) de certains métaux purs à basse température (0°C).

Rapport de résistance Rt/Rq des métaux purs aux températures T°K et 273°K.

Le tableau de référence donne le rapport Rt/Rq des résistances des métaux purs aux températures T°K et 273°K.

Résistance spécifique des électrolytes

Le tableau donne les valeurs de la résistivité des électrolytes en ohm cm à une température de 18°C. La concentration des solutions est donnée en pourcentages, qui déterminent le nombre de grammes de sel anhydre ou d'acide dans 100 g de solution.

Source d'information : BREF GUIDE PHYSIQUE ET TECHNIQUE / Tome 1, - M. : 1960.

infotables.ru

Résistivité électrique - acier

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La résistivité électrique de l'acier augmente avec l'augmentation de la température, les changements les plus importants étant observés lorsqu'il est chauffé à la température du point de Curie. Après le point de Curie, la résistivité électrique change légèrement et reste pratiquement constante à des températures supérieures à 1 000 C.  

Du fait de la forte résistivité électrique de l'acier, ces iuKii créent un très grand ralentissement de la baisse de l'écoulement. Dans les contacteurs 100 A, le temps de chute est de 0,07 s et dans les contacteurs 600 A - 0,23 s. En raison des exigences particulières des contacteurs de la série KMV, conçus pour allumer et éteindre les électro-aimants des entraînements de commutateurs à huile, le mécanisme électromagnétique de ces contacteurs permet d'ajuster la tension d'actionnement et la tension de déclenchement en ajustant la force du ressort de rappel. et un ressort de rupture spécial. Les contacteurs de type KMV doivent fonctionner avec une chute de tension importante. Par conséquent, la tension minimale de fonctionnement de ces contacteurs peut descendre jusqu'à 65 % UH. Une tension de fonctionnement aussi basse entraîne un courant circulant dans l'enroulement à la tension nominale, ce qui entraîne un échauffement accru de la bobine.  

L'additif de silicium augmente la résistivité électrique de l'acier presque proportionnellement à la teneur en silicium et contribue ainsi à réduire les pertes dues aux courants de Foucault qui se produisent dans l'acier lorsqu'il fonctionne dans un champ magnétique alternatif.  

L'additif silicium augmente la résistivité électrique de l'acier, ce qui contribue à réduire les pertes par courants de Foucault, mais en même temps le silicium détériore les propriétés mécaniques de l'acier et le rend cassant.  

Ohm - mm2/m - résistivité électrique de l'acier.  

Pour réduire les courants de Foucault, on utilise des noyaux constitués de nuances d'acier à résistivité électrique accrue, contenant 0,5 à 4,8 % de silicium.  

Pour ce faire, un mince écran en acier magnétique doux a été placé sur un rotor massif en alliage optimal SM-19. La résistivité électrique de l'acier diffère peu de la résistivité de l'alliage, et le CG de l'acier est d'environ un ordre de grandeur supérieur. L'épaisseur de l'écran est choisie en fonction de la profondeur de pénétration des harmoniques dentaires du premier ordre et est égale à 0,8 mm. A titre de comparaison, les pertes supplémentaires, W, sont données pour un rotor de base à cage d'écureuil et un rotor à deux couches avec un cylindre massif en alliage SM-19 et des bagues d'extrémité en cuivre.  

Le principal matériau conducteur magnétique est une tôle d'acier électrique allié contenant de 2 à 5 % de silicium. L'additif silicium augmente la résistivité électrique de l'acier, ce qui réduit les pertes par courants de Foucault, l'acier devient résistant à l'oxydation et au vieillissement, mais devient plus cassant. Ces dernières années, les aciers à grains orientés laminés à froid, dotés de propriétés magnétiques plus élevées dans le sens du laminage, ont été largement utilisés. Pour réduire les pertes dues aux courants de Foucault, le noyau magnétique est réalisé sous la forme d'un boîtier assemblé à partir de tôles d'acier embouties.  

L'acier électrique est un acier à faible teneur en carbone. Pour améliorer les caractéristiques magnétiques, du silicium y est introduit, ce qui provoque une augmentation de la résistivité électrique de l'acier. Cela conduit à une réduction des pertes par courants de Foucault.  

Après traitement mécanique, le noyau magnétique est recuit. Puisque les courants de Foucault dans l'acier participent à la création de décélérations, il faut se concentrer sur la valeur de la résistivité électrique de l'acier de l'ordre de Pc (Iu-15) 10 - 6 ohm cm En position attirée de l'armature, le magnétique. Le système est assez fortement saturé, par conséquent l'induction initiale dans différents systèmes magnétiques fluctue dans de très petites limites et pour la nuance d'acier E Vn1 6 - 1 7 ch. La valeur d'induction indiquée maintient l'intensité du champ dans l'acier de l'ordre du Yang.  

Pour la fabrication de systèmes magnétiques (noyaux magnétiques) de transformateurs, on utilise des aciers électriques spéciaux en tôles minces à haute teneur (jusqu'à 5 %) en silicium. Le silicium favorise la décarburation de l'acier, ce qui entraîne une augmentation de la perméabilité magnétique, réduit les pertes par hystérésis et augmente sa résistivité électrique. L'augmentation de la résistivité électrique de l'acier permet de réduire les pertes dues aux courants de Foucault. De plus, le silicium affaiblit le vieillissement de l'acier (augmentation des pertes dans l'acier dans le temps), réduit sa magnétostriction (modifications de la forme et de la taille d'un corps lors de la magnétisation) et, par conséquent, le bruit des transformateurs. Parallèlement, la présence de silicium dans l’acier augmente sa fragilité et complique son usinage.  

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Résistivité | Wiki Wikitronique

La résistivité est une caractéristique d'un matériau qui détermine sa capacité à conduire le courant électrique. Défini comme le rapport entre le champ électrique et la densité de courant. Dans le cas général, il s'agit d'un tenseur, mais pour la plupart des matériaux qui ne présentent pas de propriétés anisotropes, il est accepté comme quantité scalaire.

Désignation - ρ

$ \vec E = \rho \vec j, $

$ \vec E $ - intensité du champ électrique, $ \vec j $ - densité de courant.

L'unité de mesure SI est l'ohmmètre (ohm m, Ω m).

La résistance de résistivité d'un cylindre ou d'un prisme (entre les extrémités) d'un matériau de longueur l et de section S est déterminée comme suit :

$ R = \frac(\rho l)(S). $

En technologie, la définition de la résistivité est utilisée comme la résistance d'un conducteur d'une section transversale et d'une longueur unitaires.

Résistivité de certains matériaux utilisés en génie électrique Modifier

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Résistivité électrique | formule, volumétrique, tableau

La résistivité électrique est une grandeur physique qui indique dans quelle mesure un matériau peut résister au passage du courant électrique à travers lui. Certaines personnes peuvent confondre cette caractéristique avec une résistance électrique ordinaire. Malgré la similitude des concepts, la différence entre eux est que spécifique fait référence à des substances, et le deuxième terme se réfère exclusivement aux conducteurs et dépend du matériau de leur fabrication.

La valeur réciproque de ce matériau est la conductivité électrique. Plus ce paramètre est élevé, meilleur est le courant qui traverse la substance. En conséquence, plus la résistance est élevée, plus les pertes à la sortie sont attendues.

Formule de calcul et valeur de mesure

Compte tenu de la manière dont la résistance électrique spécifique est mesurée, il est également possible de retracer la connexion avec une résistance non spécifique, puisque les unités Ohm m sont utilisées pour désigner le paramètre. La quantité elle-même est notée ρ. Avec cette valeur, il est possible de déterminer la résistance d'une substance dans un cas particulier, en fonction de sa taille. Cette unité de mesure correspond au système SI, mais d'autres variations peuvent survenir. En technologie, vous pouvez voir périodiquement la désignation obsolète Ohm mm2/m. Pour passer de ce système au système international, vous n'aurez pas besoin d'utiliser des formules complexes, puisque 1 Ohm mm2/m équivaut à 10-6 Ohm m.

La formule de la résistivité électrique est la suivante :

R= (ρ l)/S, où :

• R – résistance du conducteur ;
• Ρ – résistivité du matériau ;
• l – longueur du conducteur ;
• S – section du conducteur.

Dépendance à la température

La résistivité électrique dépend de la température. Mais tous les groupes de substances se manifestent différemment lorsqu'ils changent. Ceci doit être pris en compte lors du calcul des fils qui fonctionneront dans certaines conditions. Par exemple, dans la rue, où les valeurs de température dépendent de la période de l'année, les matériaux nécessaires sont moins sensibles aux changements allant de -30 à +30 degrés Celsius. Si vous envisagez de l'utiliser dans des équipements qui fonctionneront dans les mêmes conditions, vous devez également optimiser le câblage pour des paramètres spécifiques. Le matériau est toujours choisi en tenant compte de l'utilisation.

Dans le tableau nominal, la résistivité électrique est prise à une température de 0 degré Celsius. L'augmentation des indicateurs de ce paramètre lorsque le matériau est chauffé est due au fait que l'intensité du mouvement des atomes dans la substance commence à augmenter. Les porteurs de charge électrique se dispersent de manière aléatoire dans toutes les directions, ce qui conduit à la création d'obstacles au mouvement des particules. La quantité de flux électrique diminue.

À mesure que la température diminue, les conditions de circulation du courant s’améliorent. En atteignant une certaine température, qui sera différente pour chaque métal, apparaît la supraconductivité, à laquelle la caractéristique en question atteint presque zéro.

Les différences de paramètres atteignent parfois des valeurs très importantes. Les matériaux à hautes performances peuvent être utilisés comme isolants. Ils aident à protéger le câblage contre les courts-circuits et les contacts humains involontaires. Certaines substances ne sont pas du tout applicables à l'électrotechnique si elles ont une valeur élevée de ce paramètre. D'autres propriétés peuvent interférer avec cela. Par exemple, la conductivité électrique de l’eau n’aura pas beaucoup d’importance pour une zone donnée. Voici les valeurs de certaines substances ayant des indicateurs élevés.

Les substances à faible performance sont utilisées plus activement en génie électrique. Ce sont souvent des métaux qui servent de conducteurs. Il existe également de nombreuses différences entre eux. Pour connaître la résistivité électrique du cuivre ou d’autres matériaux, il convient de consulter le tableau de référence.

Résistivité électrique volumétrique spécifique

Ce paramètre caractérise la capacité à faire passer le courant à travers le volume d'une substance. Pour mesurer, il est nécessaire d'appliquer un potentiel de tension sur différents côtés du matériau à partir duquel le produit sera inclus dans le circuit électrique. Il est alimenté en courant avec des paramètres nominaux. Après passage, les données de sortie sont mesurées.

Utilisation en génie électrique

La modification d'un paramètre à différentes températures est largement utilisée en génie électrique. L'exemple le plus simple est une lampe à incandescence, qui utilise un filament nichrome. Lorsqu'il est chauffé, il commence à briller. Lorsque le courant le traverse, il commence à chauffer. À mesure que le chauffage augmente, la résistance augmente également. En conséquence, le courant initial nécessaire pour obtenir l’éclairage est limité. Une spirale nichrome, utilisant le même principe, peut devenir régulateur sur divers appareils.

Les métaux précieux, qui présentent des caractéristiques adaptées à l'électrotechnique, sont également largement utilisés. Pour les circuits critiques nécessitant une vitesse élevée, des contacts en argent sont sélectionnés. Ils sont chers, mais compte tenu de la quantité relativement faible de matériaux, leur utilisation est tout à fait justifiée. Le cuivre a une conductivité inférieure à l'argent, mais son prix est plus abordable, c'est pourquoi il est plus souvent utilisé pour créer des fils.

Dans des conditions où des températures extrêmement basses peuvent être utilisées, des supraconducteurs sont utilisés. Pour une utilisation à température ambiante et en extérieur, ils ne sont pas toujours appropriés, car à mesure que la température augmente, leur conductivité commence à baisser, c'est pourquoi dans de telles conditions, l'aluminium, le cuivre et l'argent restent les leaders.

En pratique, de nombreux paramètres sont pris en compte et celui-ci est l’un des plus importants. Tous les calculs sont effectués au stade de la conception, pour laquelle des matériaux de référence sont utilisés.

Malgré le fait que ce sujet puisse sembler complètement banal, je répondrai à une question très importante sur le calcul de la perte de tension et le calcul des courants de court-circuit. Je pense que ce sera la même découverte pour beaucoup d’entre vous que pour moi.

J'ai récemment étudié un GOST très intéressant :

GOST R 50571.5.52-2011 Installations électriques basse tension. Partie 5-52. Sélection et installation d'équipements électriques. Câblage électrique.

Ce document fournit une formule pour calculer la perte de tension et indique :

p est la résistivité des conducteurs dans des conditions normales, prise égale à la résistivité à température dans des conditions normales, soit 1,25 résistivité à 20 °C, soit 0,0225 Ohm mm 2 /m pour le cuivre et 0,036 Ohm mm 2 / m pour l'aluminium ;

Je n'ai rien compris =) Apparemment, lors du calcul des pertes de tension et lors du calcul des courants de court-circuit, il faut prendre en compte la résistance des conducteurs, comme dans des conditions normales.

Il convient de noter que toutes les valeurs du tableau sont données à une température de 20 degrés.

Quelles sont les conditions normales ? Je pensais qu'il faisait 30 degrés Celsius.

Rappelons-nous la physique et calculons à quelle température la résistance du cuivre (aluminium) augmentera de 1,25 fois.

R1=R0

R0 – résistance à 20 degrés Celsius ;

R1 - résistance à T1 degrés Celsius ;

T0 - 20 degrés Celsius ;

α=0,004 par degré Celsius (le cuivre et l'aluminium sont presque identiques) ;

1,25=1+α (T1-T0)

Т1=(1,25-1)/ α+Т0=(1,25-1)/0,004+20=82,5 degrés Celsius.

Comme vous pouvez le constater, il ne fait pas du tout 30 degrés. Apparemment, tous les calculs doivent être effectués aux températures maximales autorisées des câbles. La température maximale de fonctionnement du câble est de 70 à 90 degrés selon le type d'isolation.

Pour être honnête, je ne suis pas d'accord avec cela, parce que... cette température correspond à un mode pratiquement d'urgence de l'installation électrique.

Dans mes programmes, j'ai défini la résistivité du cuivre à 0,0175 Ohm mm 2 /m et celle de l'aluminium à 0,028 Ohm mm 2 /m.

Si vous vous en souvenez, j'ai écrit que dans mon programme de calcul des courants de court-circuit, le résultat est d'environ 30 % inférieur aux valeurs du tableau. Là, la résistance de boucle phase zéro est calculée automatiquement. J'ai essayé de trouver l'erreur, mais je n'ai pas pu. Apparemment, l'inexactitude du calcul réside dans la résistivité utilisée dans le programme. Et tout le monde peut poser des questions sur la résistivité, il ne devrait donc y avoir aucune question sur le programme si vous indiquez la résistivité à partir du document ci-dessus.

Mais je devrai probablement apporter des modifications aux programmes de calcul des pertes de tension. Cela entraînera une augmentation de 25 % des résultats de calcul. Bien que dans le programme ELECTRIC, les pertes de tension soient presque les mêmes que les miennes.

Si c'est votre première fois sur ce blog, alors vous pouvez voir tous mes programmes sur la page

A votre avis, à quelle température faut-il calculer les pertes de tension : à 30 ou 70-90 degrés ? Existe-t-il des réglementations qui répondront à cette question ?

Quelle est la résistivité d'une substance ? Pour répondre à cette question avec des mots simples, vous devez vous souvenir de votre cours de physique et imaginer l'incarnation physique de cette définition. Un courant électrique traverse une substance et, à son tour, empêche le passage du courant avec une certaine force.

Le concept de résistivité d'une substance

C'est cette valeur, qui montre à quel point une substance entrave la circulation du courant, qui est la résistance spécifique (la lettre latine « rho »). Dans le système international d'unités, la résistance exprimé en Ohms, multiplié par mètre. La formule de calcul est la suivante : « La résistance est multipliée par la surface de la section transversale et divisée par la longueur du conducteur. »

La question se pose : « Pourquoi une autre résistance est-elle utilisée pour trouver la résistivité ? » La réponse est simple, il existe deux grandeurs différentes : la résistivité et la résistance. La seconde montre à quel point une substance est capable d'empêcher le courant de la traverser, et la première montre pratiquement la même chose, sauf que nous ne parlons plus d'une substance au sens général, mais d'un conducteur avec une longueur et une traversée spécifiques. zone de coupe, qui sont constituées de cette substance.

La quantité réciproque qui caractérise la capacité d'une substance à transmettre l'électricité est appelée conductivité électrique spécifique, et la formule par laquelle la résistivité spécifique est calculée est directement liée à la conductivité spécifique.

Applications du cuivre

Le concept de résistivité est largement utilisé dans le calcul de la conductivité du courant électrique par divers métaux. Sur la base de ces calculs, des décisions sont prises quant à l'opportunité d'utiliser un métal particulier pour la fabrication de conducteurs électriques, utilisés dans la construction, la fabrication d'instruments et d'autres domaines.

Tableau de résistance des métaux

Y a-t-il des tableaux spécifiques ? qui rassemblent les informations disponibles sur la transmission et la résistance des métaux, en règle générale, ces tableaux sont calculés pour certaines conditions.

En particulier, il est largement connu table de résistance en métal monocristallinà une température de vingt degrés Celsius, ainsi qu'un tableau de résistance des métaux et alliages.

Ces tableaux sont utilisés pour calculer diverses données dans des conditions dites idéales ; afin de calculer des valeurs à des fins spécifiques, vous devez utiliser des formules.

Cuivre. Ses caractéristiques et propriétés

Description de la substance et des propriétés

Le cuivre est un métal découvert il y a longtemps par l’humanité et utilisé depuis longtemps à diverses fins techniques. Le cuivre est un métal très malléable et ductile doté d’une conductivité électrique élevée, ce qui le rend très populaire pour la fabrication de divers fils et conducteurs.

Propriétés physiques du cuivre :

• point de fusion - 1084 degrés Celsius;
• point d'ébullition - 2560 degrés Celsius;
• densité à 20 degrés - 8 890 kilogrammes divisés par mètre cube ;
• capacité thermique spécifique à pression et température constantes 20 degrés - 385 kJ/J*kg
• résistivité électrique - 0,01724 ;

Nuances de cuivre

Ce métal peut être divisé en plusieurs groupes ou nuances, chacun ayant ses propres propriétés et sa propre application industrielle :

1. Les nuances M00, M0, M1 sont excellentes pour la production de câbles et de conducteurs ; lors de la refusion, la sursaturation en oxygène est éliminée.
2. Les grades M2 et M3 sont des options peu coûteuses conçues pour le laminage à petite échelle et satisfaisant la plupart des tâches techniques et industrielles à petite échelle.
3. Les marques M1, M1f, M1r, M2r, M3r sont des qualités de cuivre coûteuses fabriquées pour un consommateur spécifique avec des exigences et des demandes spécifiques.

Timbres entre eux diffèrent de plusieurs manières :

L'influence des impuretés sur les propriétés du cuivre

Les impuretés peuvent affecter les propriétés mécaniques, techniques et de performance des produits.

En conclusion, il convient de souligner que le cuivre est un métal unique aux propriétés uniques. Il est utilisé dans l’industrie automobile, la fabrication d’éléments pour l’industrie électrique, les appareils électriques, les biens de consommation, les montres, les ordinateurs et bien plus encore. Avec sa faible résistivité, ce métal est un excellent matériau pour fabriquer des conducteurs et autres appareils électriques. Dans cette propriété, le cuivre n'est surpassé que par l'argent, mais en raison de son coût plus élevé, il n'a pas trouvé la même application dans l'industrie électrique.

Le courant électrique résulte de la fermeture d’un circuit avec une différence de potentiel entre les bornes. Les forces de champ agissent sur les électrons libres et se déplacent le long du conducteur. Au cours de ce voyage, les électrons rencontrent les atomes et leur transfèrent une partie de leur énergie accumulée. En conséquence, leur vitesse diminue. Mais, sous l’influence du champ électrique, il reprend de l’ampleur. Ainsi, les électrons subissent constamment une résistance, c'est pourquoi le courant électrique s'échauffe.

La propriété d'une substance à convertir l'électricité en chaleur lorsqu'elle est exposée au courant est la résistance électrique et est notée R, son unité de mesure est Ohm. Le degré de résistance dépend principalement de la capacité des différents matériaux à conduire le courant.
Pour la première fois, le chercheur allemand G. Ohm a parlé de résistance.

Afin de découvrir la dépendance du courant à la résistance, le célèbre physicien a mené de nombreuses expériences. Pour ses expériences, il a utilisé divers conducteurs et obtenu divers indicateurs.
La première chose que G. Ohm a déterminée est que la résistivité dépend de la longueur du conducteur. Autrement dit, si la longueur du conducteur augmente, la résistance augmente également. En conséquence, cette relation a été jugée directement proportionnelle.

La deuxième relation est la surface transversale. Il pourrait être déterminé en sectionnant le conducteur. L'aire de la figure formée sur la coupe est l'aire de la section transversale. Ici, la relation est inversement proportionnelle. Autrement dit, plus la section transversale est grande, plus la résistance du conducteur devient faible.

Et la troisième grandeur importante dont dépend la résistance est le matériau. Du fait qu'Ohm a utilisé différents matériaux dans ses expériences, il a découvert différentes propriétés de résistance. Toutes ces expériences et indicateurs ont été résumés dans un tableau à partir duquel on peut voir les différentes valeurs de résistance spécifique pour différentes substances.

On sait que les meilleurs conducteurs sont les métaux. Quels métaux sont les meilleurs conducteurs ? Le tableau montre que le cuivre et l'argent ont la moindre résistance. Le cuivre est utilisé plus souvent en raison de son coût inférieur, et l'argent est utilisé dans les appareils les plus importants et les plus critiques.

Les substances à haute résistivité indiquées dans le tableau ne conduisent pas bien l’électricité, ce qui signifie qu’elles peuvent constituer d’excellents matériaux isolants. Les substances qui possèdent le plus cette propriété sont la porcelaine et l'ébonite.

En général, la résistivité électrique est un facteur très important, car en déterminant son indicateur, on peut savoir de quelle substance est constitué le conducteur. Pour ce faire, vous devez mesurer la section transversale, connaître le courant à l'aide d'un voltmètre et d'un ampèremètre, ainsi que mesurer la tension. De cette façon, nous connaîtrons la valeur de la résistivité et, à l’aide du tableau, nous pourrons facilement identifier la substance. Il s’avère que la résistivité est comme l’empreinte digitale d’une substance. De plus, la résistivité est importante lors de la planification de longs circuits électriques : nous devons connaître cet indicateur afin de maintenir un équilibre entre longueur et surface.

Il existe une formule qui détermine que la résistance est de 1 ohm si, à une tension de 1 V, son courant est de 1 A. C'est-à-dire que la résistance d'une unité de surface et d'une unité de longueur constituée d'une certaine substance est la résistance spécifique.

Il convient également de noter que l'indicateur de résistivité dépend directement de la fréquence de la substance. Autrement dit, s'il contient des impuretés. Cependant, l’ajout de seulement 1 % de manganèse augmente de trois fois la résistance de la substance la plus conductrice, le cuivre.

Ce tableau montre la résistivité électrique de certaines substances.

Matériaux hautement conducteurs

Cuivre
Comme nous l'avons déjà dit, le cuivre est le plus souvent utilisé comme conducteur. Cela ne s'explique pas seulement par sa faible résistance. Le cuivre présente les avantages d'une résistance élevée, d'une résistance à la corrosion, d'une facilité d'utilisation et d'une bonne usinabilité. M0 et M1 sont considérés comme de bonnes qualités de cuivre. La quantité d'impuretés qu'ils contiennent ne dépasse pas 0,1%.

Le coût élevé du métal et sa rareté récente incitent les fabricants à utiliser l'aluminium comme conducteur. Des alliages de cuivre avec divers métaux sont également utilisés.
Aluminium
Ce métal est beaucoup plus léger que le cuivre, mais l’aluminium a une capacité thermique et un point de fusion élevés. À cet égard, pour l'amener à l'état fondu, il faut plus d'énergie que le cuivre. Cependant, le fait d'une carence en cuivre doit être pris en compte.
Dans la production de produits électriques, on utilise généralement de l'aluminium de qualité A1. Il ne contient pas plus de 0,5 % d'impuretés. Et le métal à la fréquence la plus élevée est l’aluminium AB0000.
Fer
Le bon marché et la disponibilité du fer sont éclipsés par sa haute résistivité. De plus, il se corrode rapidement. C'est pour cette raison que les conducteurs en acier sont souvent recouverts de zinc. Le soi-disant bimétallique est largement utilisé - il s'agit d'un acier recouvert de cuivre pour la protection.
Sodium
Le sodium est également un matériau accessible et prometteur, mais sa résistance est près de trois fois supérieure à celle du cuivre. De plus, le sodium métallique a une activité chimique élevée, ce qui nécessite de recouvrir un tel conducteur d'une protection hermétique. Il doit également protéger le conducteur des dommages mécaniques, car le sodium est un matériau très mou et plutôt fragile.

Supraconductivité
Le tableau ci-dessous montre la résistivité des substances à une température de 20 degrés. L'indication de la température n'est pas fortuite, car la résistivité dépend directement de cet indicateur. Cela s'explique par le fait que lorsqu'ils sont chauffés, la vitesse des atomes augmente également, ce qui signifie que la probabilité qu'ils rencontrent des électrons augmentera également.

Il est intéressant de savoir ce qui arrive à la résistance dans des conditions de refroidissement. Le comportement des atomes à très basse température a été remarqué pour la première fois par G. Kamerlingh Onnes en 1911. Il a refroidi le fil de mercure à 4K et a constaté que sa résistance tombait à zéro. Le changement de l'indice de résistivité de certains alliages et métaux dans des conditions de basse température est appelé supraconductivité par le physicien.

Les supraconducteurs entrent dans un état de supraconductivité lorsqu’ils sont refroidis et leurs caractéristiques optiques et structurelles ne changent pas. La principale découverte est que les propriétés électriques et magnétiques des métaux dans un état supraconducteur sont très différentes de leurs propriétés à l'état normal, ainsi que des propriétés d'autres métaux qui ne peuvent pas passer à cet état lorsque la température diminue.
L'utilisation de supraconducteurs vise principalement à obtenir un champ magnétique ultra-puissant, dont l'intensité atteint 107 A/m. Des systèmes de lignes électriques supraconductrices sont également en cours de développement.

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