Kas vadinama varža. Elektrinė varža

Elektros srovė atsiranda uždarius grandinę, kai gnybtuose atsiranda potencialų skirtumas. Laisvųjų elektronų judėjimas laidininke vyksta veikiant elektriniam laukui. Judėdami elektronai susiduria su atomais ir dalinai perduoda jiems sukauptą energiją. Dėl to sumažėja jų judėjimo greitis. Vėliau, veikiant elektriniam laukui, elektronų judėjimo greitis vėl didėja. Šios varžos rezultatas yra laidininko, kuriuo teka srovė, įkaitimas. Šią vertę galima apskaičiuoti įvairiais būdais, įskaitant varžos formulę, kuri naudojama medžiagoms, turinčioms individualių fizinių savybių.

Elektrinė varža

Elektrinės varžos esmė slypi medžiagos sugebėjime elektros energiją paversti šilumine energija veikiant srovei. Šis dydis žymimas simboliu R, o matavimo vienetas yra Ohm. Atsparumo reikšmė kiekvienu atveju siejama su vieno ar kito gebėjimu.

Tyrimo metu nustatyta priklausomybė nuo atsparumo. Viena iš pagrindinių medžiagos savybių yra jos savitoji varža, kuri skiriasi priklausomai nuo laidininko ilgio. Tai yra, didėjant laido ilgiui, atsparumo vertė taip pat didėja. Ši priklausomybė apibrėžiama kaip tiesiogiai proporcinga.

Kita medžiagos savybė yra jos skerspjūvio plotas. Tai rodo laidininko skerspjūvio matmenis, neatsižvelgiant į jo konfigūraciją. Tokiu atveju gaunamas atvirkščiai proporcingas ryšys, kai didėjant skerspjūvio plotui jis mažėja.

Kitas veiksnys, turintis įtakos atsparumui, yra pati medžiaga. Tyrimo metu buvo aptiktos skirtingos varžos skirtingoms medžiagoms. Taigi buvo gautos kiekvienos medžiagos elektrinės varžos vertės.

Paaiškėjo, kad metalai yra geriausi laidininkai. Tarp jų sidabras taip pat turi mažiausią varžą ir didelį laidumą. Jie naudojami svarbiausiose elektroninių grandinių vietose, be to, vario kaina yra palyginti maža.

Medžiagos, kurių savitoji varža labai didelė, laikomos prastais elektros srovės laidininkais. Todėl jie naudojami kaip izoliacinės medžiagos. Dielektrinės savybės labiausiai būdingos porcelianui ir ebonitui.

Taigi laidininko savitoji varža turi didelę reikšmę, nes pagal ją galima nustatyti medžiagą, iš kurios laidininkas pagamintas. Norėdami tai padaryti, išmatuojamas skerspjūvio plotas, nustatoma srovė ir įtampa. Tai leidžia nustatyti elektrinės varžos vertę, po kurios, naudodami specialią lentelę, galite lengvai nustatyti medžiagą. Vadinasi, savitoji varža yra viena iš būdingiausių konkrečios medžiagos savybių. Šis indikatorius leidžia nustatyti optimaliausią elektros grandinės ilgį, kad būtų išlaikyta pusiausvyra.

Formulė

Remiantis gautais duomenimis, galime daryti išvadą, kad varža bus laikoma bet kurios medžiagos, kurios ploto ir ilgio vienetas, atsparumas. Tai reiškia, kad varža, lygi 1 omai, atsiranda esant 1 volto įtampai ir 1 ampero srovei. Šiam rodikliui įtakos turi medžiagos grynumo laipsnis. Pavyzdžiui, jei į varį įdėsite tik 1% mangano, jo atsparumas padidės 3 kartus.

Medžiagų savitoji varža ir laidumas

Laidumas ir savitoji varža paprastai laikomi 20 0 C temperatūroje. Skirtingiems metalams šios savybės skirsis:

• Varis. Dažniausiai naudojamas laidams ir kabeliams gaminti. Jis pasižymi dideliu stiprumu, atsparumu korozijai, lengvu ir paprastu apdorojimu. Gerame varyje priemaišų dalis yra ne didesnė kaip 0,1%. Jei reikia, varis gali būti naudojamas lydiniuose su kitais metalais.
• Aliuminis. Jo savitasis svoris yra mažesnis nei vario, tačiau jis turi didesnę šiluminę talpą ir lydymosi temperatūrą. Aliuminio lydymas reikalauja žymiai daugiau energijos nei varis. Aukštos kokybės aliuminio priemaišos neviršija 0,5%.
• Geležis. Be prieinamumo ir mažos kainos, ši medžiaga pasižymi dideliu atsparumu. Be to, jis turi mažą atsparumą korozijai. Todėl plieninius laidininkus praktikuojama padengti variu arba cinku.

Atskirai nagrinėjama varžos žemoje temperatūroje formulė. Tokiais atvejais tų pačių medžiagų savybės bus visiškai skirtingos. Kai kurių iš jų pasipriešinimas gali sumažėti iki nulio. Šis reiškinys vadinamas superlaidumu, kai medžiagos optinės ir struktūrinės charakteristikos išlieka nepakitusios.

Elektrinė varža, išreikšta omais, skiriasi nuo varžos sąvokos. Norėdami suprasti, kas yra varža, turime ją susieti su fizinėmis medžiagos savybėmis.

Apie laidumą ir varžą

Elektronų srautas netrukdomas nejuda per medžiagą. Esant pastoviai temperatūrai, elementarios dalelės svyruoja aplink ramybės būseną. Be to, laidumo juostoje esantys elektronai trukdo vienas kitam per abipusį atstūmimą dėl panašaus krūvio. Taip kyla pasipriešinimas.

Laidumas yra būdinga medžiagų charakteristika, nurodanti, kaip lengvai krūviai gali judėti, kai medžiaga yra veikiama elektrinio lauko. Atsparumas yra medžiagos grįžtamasis koeficientas ir apibūdina elektronų, su kuriais jie susiduria, judėdami per medžiagą, sunkumo laipsnį, nurodant, koks laidininkas yra geras ar blogas.

Svarbu! Didelės vertės elektrinė varža rodo, kad medžiaga yra prastai laidi, o mažos vertės varža rodo gerą laidininką.

Savitasis laidumas žymimas raide σ ir apskaičiuojamas pagal formulę:

Varžą ρ, kaip atvirkštinį rodiklį, galima rasti taip:

Šioje išraiškoje E yra sukuriamo elektrinio lauko intensyvumas (V/m), o J yra elektros srovės tankis (A/m²). Tada matavimo vienetas ρ bus:

V/m x m²/A = omų m.

Laidumo σ vienetas, kuriuo jis matuojamas, yra S/m arba Siemens vienam metrui.

Medžiagų rūšys

Pagal medžiagų atsparumą jas galima suskirstyti į keletą tipų:

1. Dirigentai. Tai visi metalai, lydiniai, tirpalai, disocijuoti į jonus, taip pat termiškai sužadintos dujos, įskaitant plazmą. Iš nemetalų kaip pavyzdį galima paminėti grafitą;
2. Puslaidininkiai, kurie iš tikrųjų yra nelaidžios medžiagos, kurių kristalinės gardelės tikslingai legiruojamos įtraukiant svetimus atomus su didesniu ar mažesniu surištų elektronų skaičiumi. Dėl to gardelės struktūroje susidaro beveik laisvas elektronų perteklius arba skylės, kurios prisideda prie srovės laidumo;
3. Dielektrikai arba disocijuoti izoliatoriai yra visos medžiagos, kurios normaliomis sąlygomis neturi laisvųjų elektronų.

Elektros energijai transportuoti arba buitiniuose ir pramoniniuose elektros įrenginiuose dažnai naudojama medžiaga yra varis viengyslių arba daugiagyslių kabelių pavidalu. Alternatyvus metalas yra aliuminis, nors vario varža yra 60% aliuminio. Tačiau jis yra daug lengvesnis nei varis, kuris iš anksto nulėmė jo naudojimą aukštos įtampos elektros linijose. Auksas naudojamas kaip laidininkas specialios paskirties elektros grandinėse.

Įdomu. Tarptautinė elektrotechnikos komisija 1913 m. patvirtino gryno vario elektrinį laidumą kaip šios vertės standartą. Pagal apibrėžimą vario laidumas, išmatuotas 20° kampu, yra 0,58108 S/m. Ši vertė vadinama 100% LACS, o likusių medžiagų laidumas išreiškiamas tam tikra LACS procentine dalimi.

Daugumos metalų laidumo vertė yra mažesnė nei 100 % LACS. Tačiau yra išimčių, tokių kaip sidabras arba specialus varis, turintis labai didelį laidumą, atitinkamai žymimas C-103 ir C-110.

Dielektrikai nepraleidžia elektros energijos ir yra naudojami kaip izoliatoriai. Izoliatorių pavyzdžiai:

• stiklas,
• keramika,
• plastikas,
• guma,
• žėrutis,
• vaškas,
• popierius,
• sausa mediena,
• porcelianas,
• kai kurie riebalai, skirti naudoti pramonėje ir elektra, ir bakelitas.

Tarp trijų grupių perėjimai yra sklandūs. Tikrai žinoma: nėra visiškai nelaidžių terpių ir medžiagų. Pavyzdžiui, kambario temperatūroje oras yra izoliatorius, tačiau veikiamas stipraus žemo dažnio signalo jis gali tapti laidininku.

Laidumo nustatymas

Lyginant skirtingų medžiagų elektrinę varžą, reikalingos standartizuotos matavimo sąlygos:

1. Skysčių, prastų laidininkų ir izoliatorių atveju naudojami kubiniai pavyzdžiai, kurių krašto ilgis yra 10 mm;
2. Dirvožemio ir geologinių darinių varžos vertės nustatomos ant kubelių, kurių kiekvieno krašto ilgis yra 1 m;
3. Tirpalo laidumas priklauso nuo jo jonų koncentracijos. Koncentruotas tirpalas yra mažiau disocijuotas ir turi mažiau krūvininkų, todėl sumažėja laidumas. Didėjant praskiedimui, jonų porų skaičius didėja. Tirpalų koncentracija nustatoma 10%;
4. Metalinių laidininkų varžai nustatyti naudojami metro ilgio ir 1 mm² skerspjūvio laidai.

Jei medžiaga, pavyzdžiui, metalas, gali suteikti laisvųjų elektronų, tada, kai taikomas potencialų skirtumas, per laidą tekės elektros srovė. Didėjant įtampai, daugiau elektronų juda per medžiagą į laiko vienetą. Jei visi papildomi parametrai (temperatūra, skerspjūvio plotas, ilgis ir vielos medžiaga) nesikeičia, tada srovės ir naudojamos įtampos santykis taip pat yra pastovus ir vadinamas laidumu:

Atitinkamai, elektrinė varža bus tokia:

Rezultatas yra omuose.

Savo ruožtu laidininkas gali būti įvairaus ilgio, skerspjūvio dydžių ir pagamintas iš skirtingų medžiagų, o tai lemia R reikšmę. Matematiškai šis ryšys atrodo taip:

Medžiagos koeficientas atsižvelgia į koeficientą ρ.

Iš to galime išvesti varžos formulę:

Jei S ir l reikšmės atitinka pateiktas varžos palyginimo skaičiavimo sąlygas, ty 1 mm² ir 1 m, tada ρ = R. Keičiantis laidininko matmenims, keičiasi ir omų skaičius.

Vario varža kinta priklausomai nuo temperatūros, bet pirmiausia reikia nuspręsti, ar kalbame apie laidininkų elektrinę savitumą (ominę varžą), kuri yra svarbi nuolatinei maitinimui per Ethernet, ar apie signalus duomenų tinkluose ir tada mes kalbame apie įterpimo nuostolius sklindant elektromagnetinei bangai vytos poros terpėje ir slopinimo priklausomybę nuo temperatūros (ir dažnio, kas ne mažiau svarbu).

Vario varža

Tarptautinėje SI sistemoje laidininkų savitoji varža matuojama Ohm∙m. IT srityje dažniau naudojamas nesisteminis matmuo Ohm∙mm 2 /m, kuris yra patogesnis skaičiavimams, nes laidininkų skerspjūviai paprastai nurodomi mm 2. 1 Ohm∙mm 2 /m reikšmė yra milijoną kartų mažesnė nei 1 Ohm∙m ir apibūdina medžiagos, kurios vienalytis 1 m ilgio ir 1 mm 2 skerspjūvio plotas laidininkas, varžą varža 1 Ohm.

Gryno elektrinio vario savitoji varža 20°C temperatūroje yra 0,0172 Ohm∙mm 2 /m. Įvairiuose šaltiniuose galite rasti vertes iki 0,018 Ohm∙mm 2 /m, kurios taip pat gali būti taikomos elektriniam variui. Vertės skiriasi priklausomai nuo medžiagos apdorojimo. Pavyzdžiui, vielos atkaitinimas po tempimo ("piešimas") sumažina vario savitumą keliais procentais, nors tai pirmiausia atliekama siekiant pakeisti mechanines, o ne elektrines savybes.

Vario varža turi tiesioginės įtakos Power over Ethernet programoms. Tik dalis pradinės nuolatinės srovės, įšvirkštos į laidininką, pasieks tolimiausią laidininko galą – tam tikras praradimas kelyje yra neišvengiamas. Taigi, pvz. PoE tipas 1 reikalauja, kad iš 15,4 W tiekiamo šaltinio mažiausiai 12,95 W pasiektų maitinamą įrenginį tolimajame gale.

Vario savitoji varža kinta priklausomai nuo temperatūros, tačiau IT temperatūros pokyčiai yra nedideli. Atsparumo pokytis apskaičiuojamas pagal formules:

ΔR = α R ΔT

R 2 = R 1 (1 + α (T 2 - T 1))

kur ΔR yra varžos pokytis, R yra varža esant temperatūrai, kuri laikoma baziniu lygiu (paprastai 20 °C), ΔT yra temperatūros gradientas, α yra tam tikros medžiagos varžos temperatūros koeficientas (matmenys °C -1 ). Diapazone nuo 0°C iki 100°C variui priimtinas 0,004°C -1 temperatūros koeficientas. Apskaičiuokime vario varžą 60°C temperatūroje.

R 60°C = R 20°C (1 + α (60°C - 20°C)) = 0,0172 (1 + 0,004 40) ≈ 0,02 Ohm∙mm 2 /m

Atsparumas padidėjo 16%, temperatūrai pakilus 40°C. Žinoma, naudojant kabelių sistemas, vytos poros neturėtų būti veikiamos aukštos temperatūros. Esant tinkamai suprojektuotai ir sumontuotai sistemai, kabelių temperatūra mažai skiriasi nuo įprastų 20 ° C, tada varžos pokytis bus nedidelis. Pagal telekomunikacijų standartus 5e arba 6 kategorijos vytos poros kabelio 100 m varinio laidininko varža 20°C temperatūroje neturi viršyti 9,38 omo. Praktikoje gamintojai pritaiko šią vertę su marža, todėl net esant 25°C ÷ 30°C temperatūrai vario laidininko varža neviršija šios vertės.

Vytos poros signalo slopinimas / įterpimo praradimas

Kai elektromagnetinė banga sklinda variniu vytos poros kabeliu, dalis jos energijos išsisklaido kelyje nuo artimojo galo iki tolimo galo. Kuo aukštesnė kabelio temperatūra, tuo labiau susilpnėja signalas. Esant aukštiems dažniams, slopinimas yra didesnis nei esant žemiems dažniams, o aukštesnėms kategorijoms priimtinos įterpimo nuostolių tikrinimo ribos yra griežtesnės. Šiuo atveju visos ribinės vertės nustatomos 20°C temperatūrai. Jei 20°C temperatūroje pradinis signalas atkeliavo į tolimą 100 m ilgio atkarpos galą su galios lygiu P, tai esant aukštesnei temperatūrai tokia signalo galia bus stebima mažesniais atstumais. Jei reikia tiekti vienodą signalo galią segmento išvestyje, tuomet turėsite arba sumontuoti trumpesnį laidą (tai ne visada įmanoma), arba pasirinkti mažesnio slopinimo laidus.

• Ekranuotų kabelių, kurių temperatūra aukštesnė nei 20°C, temperatūros pokytis 1 laipsniu sukelia 0,2 % slopinimo pokytį.
• Visų tipų kabeliams ir bet kokiems dažniams esant temperatūrai iki 40°C, temperatūros pokytis 1 laipsniu sukelia 0,4% slopinimo pokytį.
• Visų tipų kabeliams ir bet kokiems dažniams esant temperatūrai nuo 40°C iki 60°C, temperatūros pokytis 1 laipsniu sukelia 0,6% slopinimo pokytį.
• 3 kategorijos kabelių slopinimas gali pasikeisti 1,5 % vienam Celsijaus laipsniui

Jau 2000 metų pradžioje. TIA/EIA-568-B.2 standartas rekomendavo sumažinti didžiausią leistiną 6 kategorijos nuolatinės jungties/kanalo ilgį, jei kabelis buvo sumontuotas aukštesnės temperatūros aplinkoje, ir kuo aukštesnė temperatūra, tuo segmentas turėtų būti trumpesnis.

Atsižvelgiant į tai, kad 6A kategorijos dažnių lubos yra dvigubai didesnės nei 6 kategorijos, temperatūros apribojimai tokioms sistemoms bus dar griežtesni.

Šiandien diegiant programas PoE Mes kalbame apie maksimalų 1 gigabito greitį. Tačiau kai naudojamos 10 gigabitų programos, maitinimo per Ethernet nėra pasirinkimas, bent jau kol kas. Taigi, priklausomai nuo jūsų poreikių, kintant temperatūrai, reikia atsižvelgti į vario savitosios varžos arba slopinimo pokytį. Abiem atvejais prasmingiausia užtikrinti, kad kabeliai būtų laikomi artimoje 20°C temperatūroje.

Dauguma fizikos dėsnių yra pagrįsti eksperimentais. Eksperimentuotojų pavardės įamžintos šių dėsnių pavadinimuose. Vienas iš jų buvo Georgas Ohmas.

Georgo Ohmo eksperimentai

Eksperimentuodamas elektros sąveiką su įvairiomis medžiagomis, įskaitant metalus, jis nustatė esminį ryšį tarp tankio, elektrinio lauko stiprio ir medžiagos savybių, kuri buvo vadinama „savituoju laidumu“. Formulė, atitinkanti šį modelį, vadinamą „Omo dėsniu“, yra tokia:

j= λE , kuriame

• j- elektros srovės tankis;
• λ — savitasis laidumas, dar vadinamas „elektros laidumu“;
• E – elektrinio lauko stiprumas.

Kai kuriais atvejais laidumui nurodyti naudojama kita graikų abėcėlės raidė - σ . Savitasis laidumas priklauso nuo tam tikrų medžiagos parametrų. Jo vertę įtakoja temperatūra, medžiagos, slėgis, jei tai dujos, o svarbiausia – šios medžiagos struktūra. Omo dėsnis laikomasi tik vienarūšėms medžiagoms.

Patogesniems skaičiavimams naudojamas savitojo laidumo atvirkštinis dydis. Ji vadinama „varža“, kuri taip pat siejama su medžiagos, kurioje teka elektros srovė, savybėmis, žymimomis graikiška raide. ρ ir turi matmenį Ohm*m. Tačiau kadangi skirtingiems fizikiniams reiškiniams taikomi skirtingi teoriniai pagrindimai, varžai gali būti naudojamos alternatyvios formulės. Jie yra klasikinės elektroninės metalų teorijos, taip pat kvantinės teorijos atspindys.

Formulės

Šiose paprastiems skaitytojams varginančiose formulėse atsiranda tokių veiksnių kaip Boltzmanno konstanta, Avogadro konstanta ir Plancko konstanta. Šios konstantos naudojamos skaičiavimams, kuriuose atsižvelgiama į laisvą elektronų kelią laidininke, jų greitį šiluminio judėjimo metu, jonizacijos laipsnį, medžiagos koncentraciją ir tankį. Trumpai tariant, ne specialistui viskas gana sudėtinga. Kad nebūtų nepagrįstas, žemiau galite susipažinti su tuo, kaip viskas atrodo iš tikrųjų:

Metalų savybės

Kadangi elektronų judėjimas priklauso nuo medžiagos homogeniškumo, srovė metaliniame laidininke teka pagal jo struktūrą, o tai turi įtakos elektronų pasiskirstymui laidininke, atsižvelgiant į jo nevienalytiškumą. Tai lemia ne tik priemaišų intarpų buvimas, bet ir fiziniai defektai – įtrūkimai, tuštumos ir kt. Laidininko nevienalytiškumas padidina jo varžą, kurią lemia Matthieseno taisyklė.

Ši lengvai suprantama taisyklė iš esmės sako, kad srovės laidininke galima išskirti keletą atskirų varžų. Ir gauta vertė bus jų suma. Komponentai bus metalinės kristalinės gardelės savitoji varža, priemaišos ir laidininkų defektai. Kadangi šis parametras priklauso nuo medžiagos pobūdžio, jam apskaičiuoti buvo nustatyti atitinkami dėsniai, įskaitant mišrias medžiagas.

Nepaisant to, kad lydiniai taip pat yra metalai, jie laikomi chaotiškos struktūros tirpalais, o skaičiuojant savitąją varžą svarbu, kokie metalai yra įtraukti į lydinį. Iš esmės dauguma dviejų komponentų lydinių, kurie nepriklauso pereinamiesiems metalams, taip pat retųjų žemių metalai, patenka į Nodheimo dėsnio aprašymą.

Metalinių plonų plėvelių varža nagrinėjama kaip atskira tema. Gana logiška manyti, kad jo vertė turėtų būti didesnė nei tūrinio laidininko, pagaminto iš to paties metalo. Tačiau tuo pat metu plėvelei įvedama speciali empirinė Fukso formulė, kuri apibūdina varžos ir plėvelės storio tarpusavio priklausomybę. Pasirodo, metalai plėvelėse pasižymi puslaidininkinėmis savybėmis.

O krūvio perdavimo procesą įtakoja elektronai, kurie juda plėvelės storio kryptimi ir trukdo judėti „išilginiams“ krūviams. Tuo pačiu jie atsispindi nuo plėvelės laidininko paviršiaus, todėl vienas elektronas gana ilgai svyruoja tarp dviejų jo paviršių. Kitas svarbus veiksnys didinant varžą yra laidininko temperatūra. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnis pasipriešinimas. Ir atvirkščiai, kuo žemesnė temperatūra, tuo mažesnis pasipriešinimas.

Metalai yra medžiagos, turinčios mažiausią varžą vadinamojoje „kambario“ temperatūroje. Vienintelis nemetalas, kuris pateisina jo naudojimą kaip laidininką, yra anglis. Grafitas, kuris yra viena iš jo veislių, plačiai naudojamas slankiojantiems kontaktams gaminti. Jis turi labai sėkmingą savybių, tokių kaip varža ir slydimo trinties koeficientas, derinį. Todėl grafitas yra nepakeičiama medžiaga elektros variklių šepečiams ir kitiems slankiojantiems kontaktams. Pagrindinių pramoniniais tikslais naudojamų medžiagų varžos vertės pateiktos toliau esančioje lentelėje.

Superlaidumas

Esant temperatūrai, atitinkančiai dujų suskystėjimą, tai yra iki skysto helio temperatūros, kuri yra lygi -273 laipsnių Celsijaus, varža sumažėja beveik iki visiško išnykimo. Ir ne tik geri metaliniai laidininkai, tokie kaip sidabras, varis ir aliuminis. Beveik visi metalai. Tokiomis sąlygomis, kurios vadinamos superlaidumu, metalo struktūra neturi slopinamojo poveikio krūvių judėjimui veikiant elektriniam laukui. Todėl gyvsidabris ir dauguma metalų tampa superlaidininkais.

Tačiau, kaip paaiškėjo, palyginti neseniai, XX amžiaus devintajame dešimtmetyje, kai kurios keramikos rūšys taip pat gali būti superlaidžios. Be to, tam nereikia naudoti skysto helio. Tokios medžiagos buvo vadinamos aukštos temperatūros superlaidininkais. Tačiau jau praėjo keli dešimtmečiai, o aukštos temperatūros laidininkų asortimentas gerokai išsiplėtė. Tačiau masinis tokių aukštos temperatūros superlaidžių elementų naudojimas nebuvo pastebėtas. Kai kuriose šalyse įprastus varinius laidininkus pakeičiant aukštos temperatūros superlaidininkais, buvo įrengti pavieniai įrenginiai. Norint palaikyti normalų aukštos temperatūros superlaidumo režimą, reikalingas skystas azotas. Ir tai pasirodo esąs per brangus techninis sprendimas.

Todėl variui ir aliuminiui gamtos suteikta maža varžos vertė vis dar daro juos nepakeičiamomis medžiagomis gaminant įvairius elektros laidininkus.

Metalų savitoji varža yra jų gebėjimas atsispirti elektros srovei, praeinančia per juos. Šio dydžio matavimo vienetas yra Ohm*m (Ohm-meter). Naudojamas simbolis yra graikiška raidė ρ (rho). Didelės varžos vertės reiškia prastą tam tikros medžiagos elektros krūvio laidumą.

Plieno specifikacijos

Prieš išsamiai apsvarstydami plieno varžą, turėtumėte susipažinti su pagrindinėmis fizinėmis ir mechaninėmis savybėmis. Dėl savo savybių ši medžiaga plačiai naudojama gamybos sektoriuje ir kitose žmonių gyvenimo ir veiklos srityse.

Plienas yra geležies ir anglies lydinys, kurio kiekis ne didesnis kaip 1,7%. Be anglies, pliene yra tam tikras kiekis priemaišų – silicio, mangano, sieros ir fosforo. Pagal savo savybes jis yra daug geresnis nei ketus, kurį galima lengvai grūdinti, kalti, valcuoti ir kitaip apdirbti. Visų tipų plienas pasižymi dideliu stiprumu ir lankstumu.

Pagal paskirtį plienas skirstomas į konstrukcinius, instrumentinius, taip pat turinčius specialių fizinių savybių. Kiekviename iš jų yra skirtingas anglies kiekis, dėl kurio medžiaga įgyja tam tikras specifines savybes, pavyzdžiui, atsparumą karščiui, atsparumą karščiui, atsparumą rūdims ir korozijai.

Ypatingą vietą užima elektrotechniniai plienai, gaminami lakštinio formato ir naudojami elektros gaminių gamyboje. Norint gauti šią medžiagą, silicis yra legiruotas, o tai gali pagerinti jo magnetines ir elektrines savybes.

Kad elektrinis plienas įgytų reikiamas charakteristikas, turi būti laikomasi tam tikrų reikalavimų ir sąlygų. Medžiaga turi būti lengvai įmagnetinama ir pakartotinai įmagnetinama, tai yra, turi turėti didelį magnetinį laidumą. Tokie plienai pasižymi geromis savybėmis, o jų įmagnetinimo pasikeitimas atliekamas su minimaliais nuostoliais.

Nuo šių reikalavimų laikymosi priklauso magnetinių gyslų ir apvijų matmenys ir svoris, transformatorių efektyvumas ir jų darbo temperatūra. Sąlygų įvykdymui įtakos turi daug veiksnių, įskaitant plieno savitumą.

Atsparumas ir kiti rodikliai

Elektrinės varžos vertė yra metalo elektrinio lauko stiprio ir jame tekančio srovės tankio santykis. Praktiniams skaičiavimams naudojama formulė: kurioje ρ yra metalo savitoji varža (Ohm*m), E- elektrinio lauko stipris (V/m), ir J- elektros srovės tankis metale (A/m2). Esant labai dideliam elektrinio lauko stiprumui ir mažam srovės tankiui, metalo savitoji varža bus didelė.

Yra dar vienas dydis, vadinamas elektriniu laidumu, atvirkštine varža, nurodantis laipsnį, kuriuo medžiaga praleidžia elektros srovę. Jis nustatomas pagal formulę ir išreiškiamas vienetais S/m – siemens vienam metrui.

Atsparumas yra glaudžiai susijęs su elektrine varža. Tačiau jie turi skirtumų tarpusavyje. Pirmuoju atveju tai yra medžiagos, įskaitant plieną, savybė, o antruoju atveju nustatoma viso objekto savybė. Rezistoriaus kokybei įtakos turi kelių veiksnių derinys, visų pirma medžiagos, iš kurios jis pagamintas, forma ir varža. Pavyzdžiui, jei plonas ir ilgas laidas buvo naudojamas vieliniam rezistoriui gaminti, tada jo varža bus didesnė nei rezistoriaus, pagaminto iš storos ir trumpos to paties metalo vielos.

Kitas pavyzdys – rezistoriai, pagaminti iš vienodo skersmens ir ilgio laidų. Tačiau jei viename iš jų medžiaga turi didelę varžą, o kitame ji yra maža, atitinkamai pirmojo rezistorio elektrinė varža bus didesnė nei antrojo.

Žinodami pagrindines medžiagos savybes, galite naudoti plieno varžą, norėdami nustatyti plieno laidininko varžos vertę. Skaičiavimams, be elektrinės varžos, reikės paties laido skersmens ir ilgio. Skaičiavimai atliekami naudojant šią formulę: , kurioje R yra (Om), ρ - plieno savitoji varža (Om*m), L- atitinka laido ilgį, A- jo skerspjūvio plotas.

Plieno ir kitų metalų savitoji varža priklauso nuo temperatūros. Daugumoje skaičiavimų naudojama kambario temperatūra - 20 0 C. Į visus šio veiksnio įtakos pokyčius atsižvelgiama naudojant temperatūros koeficientą.