Съпротивлението на медта се променя с температурата, но първо трябва да решите дали имате предвид специфичното електрическо съпротивление на проводниците (омично съпротивление), което е важно за захранването през Ethernet чрез DC, или идваза сигналите в мрежите за предаване на данни, а след това говорим за загуба на вмъкване по време на разпространението на електромагнитна вълна в среда с усукана двойка и за зависимостта на затихването от температурата (и честотата, което е не по-малко важно).
Медно съпротивление
V международната система SI съпротивлението на проводниците се измерва в Ohm ∙ m. В областта на ИТ по-често се използва извънсистемният размер Ohm ∙ mm 2 / m, което е по-удобно за изчисления, тъй като напречните сечения на проводниците обикновено се показват в mm 2. Стойността на 1 Ohm ∙ mm 2 / m е милион пъти по-малка от 1 Ohm ∙ m и характеризира специфичното съпротивление на вещество, хомогенен проводник на който е с дължина 1 m и с площ на напречното сечение 1 mm 2 дава съпротивление от 1 Ohm.
Специфичното съпротивление на чистата електрическа мед при 20 ° C е 0,0172 Ohm ∙ mm 2 / m... В различни източници можете да намерите стойности до 0,018 Ohm ∙ mm 2 / m, които могат да се отнасят и за електрическа мед. Стойностите варират в зависимост от обработката, на която е бил подложен материалът. Например, отгряване след изтегляне ("изтегляне") на телта намалява съпротивлението на медта с няколко процента, въпреки че се извършва предимно с цел промяна на механичните, а не на електрическите свойства.
Съпротивлението на медта е от пряко значение за реализирането на приложения Power over Ethernet. Само част от първоначалния постоянен ток, приложен към проводника, ще достигне до далечния край на проводника - известна загуба по пътя е неизбежна. Например, PoE тип 1изисква минимум 12,95 вата от 15,4 вата, предоставени от източника на захранваното от далечния край устройство.
Съпротивлението на медта се променя с температурата, но за температури, характерни за IT сферата, тези промени са малки. Промяната в съпротивлението се изчислява по формулите:
ΔR = α R ΔT
R 2 = R 1 (1 + α (T 2 - T 1))
където ΔR е промяната в съпротивлението, R е съпротивлението при температурата, взета като начално ниво(обикновено 20°С), ΔT - температурен градиент, α - температурен коефициент на съпротивление за даден материал (размер °С -1). В диапазона от 0 ° С до 100 ° С за мед се приема температурен коефициент от 0,004 ° С -1. Нека изчислим съпротивлението на медта при 60 ° C.
R 60 ° C = R 20 ° C (1 + α (60 ° C - 20 ° C)) = 0,0172 (1 + 0,004 40) ≈ 0,02 Ohm ∙ mm 2 / m
Съпротивлението с повишаване на температурата с 40 ° C се увеличава с 16%. По време на работа кабелни системи, разбира се, усуканата двойка не трябва да е на високи температури, това не трябва да се допуска. При правилно проектирана и инсталирана система температурата на кабелите се различава малко от обичайните 20 ° C и тогава промяната в съпротивлението ще бъде малка. Съгласно изискванията на телекомуникационните стандарти, съпротивлението на меден проводник с дължина 100 m в усукана двойка от категории 5e или 6 не трябва да надвишава 9,38 Ohm при 20 ° C. На практика производителите с марж се вписват в тази стойност, следователно, дори при температури от 25 ° C ÷ 30 ° C, съпротивлението на медния проводник не надвишава тази стойност.
Затихване на сигнала от усукана двойка/загуба при вмъкване
Когато една електромагнитна вълна се разпространява в средата на медна усукана двойка, част от нейната енергия се разсейва по пътя от близкия до далечния край. Колкото по-висока е температурата на кабела, толкова повече сигналът се затихва. На високи честотизатихването е по-силно, отколкото при по-ниските, а за по-високите категории границите на изпитване на загуба на вмъкване са по-строги. В този случай всички гранични стойности са зададени за температура от 20 ° C. Ако при 20 ° C първоначалният сигнал пристигне в далечния край на 100 m сегмент с ниво на мощност P, тогава при повишени температури тази мощност на сигнала ще се наблюдава на по-къси разстояния. Ако е необходимо да осигурите същата мощност на сигнала на изхода от сегмента, тогава или ще трябва да инсталирате по-къс кабел (което не винаги е възможно), или да изберете марки кабели с по-ниско затихване.
- За екранирани кабели при температури над 20 ° C промяна на температурата от 1 градус води до промяна в затихването от 0,2%
- За всички видове кабели и всякакви честоти при температури до 40 ° C промяна на температурата от 1 градус води до промяна в затихването с 0,4%
- За всички видове кабели и всякакви честоти при температури от 40 ° C до 60 ° C промяна на температурата от 1 градус води до промяна в затихването с 0,6%
- За кабели от категория 3 може да има 1,5% промяна в затихването на градус по Целзий
Още в началото на 2000г. TIA / EIA-568-B.2 препоръчва максималната допустима дължина на постоянна връзка/канал от категория 6 да бъде намалена, ако кабелът е инсталиран в среда с повишена температура и колкото по-висока е температурата, толкова по-къс трябва да бъде сегментът.
Като се има предвид, че таванът на честотата в категория 6A е двойно по-висок от категория 6, температурните граници за такива системи ще бъдат още по-строги.
Днес, при внедряване на приложения PoEговорим за максимум 1 гигабит скорости. Когато използвате 10 Gigabit приложения, Power over Ethernet не се използва, поне все още. Така че в зависимост от вашите нужди, тъй като температурата се променя, трябва да вземете предвид или промяната в съпротивлението на медта, или промяната в затихването. Най-разумно е и в двата случая да се гарантира, че кабелите се съхраняват при температури, близки до 20 °C.
Описание
От самото начало на електрическата ера е известно, че медта, със своите уникални свойства, е използваема. Медта е ковък и пластичен материал с отлична електрическа проводимост. Наред с използването на емайлирани проводници, Elektrisola използва електролитна мед (Cu-ETP) с висока чистота (99,95%), което ни позволява да произвеждаме ултра тънък проводник с дебелина до 10 микрона. Продаваме емайлирани проводници с диаметър от 0,010мм до 0,500мм с всякаква емайлова изолация. Освен емайлирани проводници ELEKTRISOLA произвежда и голи проводници.
Имоти
- Повишена електрическа проводимост
- Добра способност за калайдисване
- Висока пластичност
Приложение
- Компоненти за електрическата промишленост
- Автомобилна
- Електрически уреди
- Консумативи
- Компютърно производство
Типични стойности
Изчисляване на съпротивлението
Устойчивост на проводящ материал (например медни проводници)
Съпротива Рмедна тел по дължина лможе да се изчисли по следната формула
ако
Р- съпротивление на проводящия материал (ома)
л- дължина на проводника в метри
ρ
- електрическо съпротивление на материала
А- площ на напречното сечение
π
- математическо число
д- номинален диаметър на проводника в милиметри
Електрическо съпротивление ρ
Електрическото съпротивление описва степента, до която този материал се съпротивлява на електрически ток. Ниското съпротивление показва, че материалът лесно пропуска електрически заряд. Медта има електрическо съпротивление от 0,0171 Ohm mm² / m, това съпротивление е един от най-добрите проводници за електрически ток (след чистото сребро).
Проводимост γ
Електрическата проводимост или специфичната проводимост е материална мярка за способността да се провежда електрически ток. Проводимостта е противоположна на електрическото съпротивление. Отгряваната медна тел има минимална проводимост от 58 S * m / mm², което е еквивалентно на 100% IACS (Международна стандартна отгрявана мед), действителният размер на типичната намотка е 58,5-59 S * m / mm²
Температурен коефициент на електрическо съпротивление
Електрическото съпротивление зависи от температурата на проводника. Тази връзка между съпротивлението и температурата се изразява чрез коефициента на топлинно съпротивление α ... За изчисляване на съпротивлението на навит продукт или тел при температура Tможете да използвате следната формула:
където
α
- температурен коефициент на съпротивление
Р T- съпротивление на продукта на намотката при температура T
Р 20
- устойчивост на продукта на намотката при температура 20 ° C
Температурен коефициентсъпротивление(α) - относителната промяна в съпротивлението на участъка от електрическата верига или специфичното електрическо съпротивление на материала при промяна на температурата с 1, изразено в K -1. В електрониката, по-специално, резистори от специални метални сплавис ниска стойност на α, като манганинови или константанови сплави и полупроводникови компоненти с големи положителни или отрицателни стойности на α (термистори). Физическото значение на температурния коефициент на съпротивление се изразява чрез уравнението:
където dR- промяна в електрическото съпротивление Ркогато температурата се промени с dT
Проводници
Температурната зависимост на съпротивлението за повечето метали е близка до линейна за широк температурен диапазон и се описва с формулата:
Р Т R 0- електрическо съпротивление при начална температура T 0 [Ohm]; α - температурен коефициент на съпротивление; ΔT- промяната на температурата е TT 0 [K].При ниски температури температурната зависимост на съпротивлението на проводниците се определя от правилото на Матизен.
Полупроводници
Съпротивление на NTC термистора спрямо температурата
За полупроводникови устройства като термистори температурната зависимост на съпротивлението се определя главно от зависимостта на концентрацията на носителите на заряд от температурата. Това е експоненциална връзка:
Р Т- електрическо съпротивление при температура T [Ohm]; R ∞- електрическо съпротивление при температура T = ∞ [Ohm]; W g- ширина на забранената зона - диапазонът от стойности на енергията, които електронът няма в идеален (бездефектен) кристал [eV]; ке константата на Болцман [eV / K].Като вземем логаритъма на лявата и дясната страна на уравнението, получаваме:
Къде е материална константа.Температурният коефициент на съпротивление на термистора се определя от уравнението:
От зависимостта на R T от T имаме:
Източници на
- Теоретична основаелектротехника: Учебник: В 3 тома / В. С. Бойко, В. В. Бойко, Ю. Ф. Видолоб и др..; Под общо. изд. И. М. Чиженко, В. С. Бойко. - М .: ЩЦ "Издателство "Политехника", 2004. - Т. 1: стабилни режими на линейни електрически вериги с натрупани параметри. - 272 с: ил. ISBN 966-622-042-3
- Шегедин A.I. Маляр В.С. Теоретични основи на електротехниката. Част 1: Урокза дистанционно обучение студенти от електро- и електромеханични специалности от висшите образователни институции... - М .: Магнолия плюс, 2004 .-- 168 с.
- I. M. Kucheruk, I. T. Gorbachuk, P. P. Lutsik (2006). Общ курс по физика: Учебник в 3 т. V.2. Електричество и магнетизъм.Киев: Техника.
Температурен коефициент на електрическо съпротивление
Температурен коефициент на електрическо съпротивление- стойност, равна на относителната промяна в електрическото съпротивление на участък от електрическа верига или специфичното съпротивление на вещество с промяна на температурата с единица.
Температурният коефициент на съпротивление характеризира зависимостта на електрическото съпротивление от температурата и се измерва в келвини до минус мощност (K-1).
Терминът също се използва често "Температурен коефициент на проводимост"... Той е равен на реципрочната стойност на коефициента на съпротивление.
Температурна зависимост на съпротивлението на метала сплави, газове, легирани полупроводниции електролитие по-сложен.
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Вижте какво е "Температурен коефициент на електрическо съпротивление" в други речници:
температурен коефициент на електрическо съпротивление на проводящ материал- Съотношението на производната на електрическото съпротивление на проводящ материал по отношение на температурата към това съпротивление. [GOST 22265 76] Материали за проводници на предмети ... Ръководство за технически преводач
Температурен коефициент на електрическо съпротивление на проводящия материал- 29. Температурен коефициент на електрическото съпротивление на проводящ материал Съотношението на производната на електрическото съпротивление на проводящ материал по отношение на температурата към това съпротивление Източник: GOST 22265 76: ... ...
GOST 6651-2009: Държавна системаосигуряване на еднородност на измерванията. Термични преобразуватели на съпротивление от платина, мед и никел. Общи технически изисквания и методи за изпитване - Терминология GOST 6651 2009: Държавна система за осигуряване на еднаквост на измерванията. Термични преобразуватели на съпротивление от платина, мед и никел. Общи технически изисквания и методи за изпитване оригинален документ: 3.18 време за термична реакция ...
GOST R 8.625-2006: Държавна система за осигуряване на еднаквост на измерванията. Термометри за съпротивление от платина, мед и никел. Общи технически изисквания и методи за изпитване - Терминология GOST R 8.625 2006: Държавна система за осигуряване на еднаквост на измерванията. Термометри за съпротивление от платина, мед и никел. Общи технически изисквания и методи за изпитване оригинален документ: 3.18 време за термична реакция: Време ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация
Условно графично обозначение на термометър за съпротивление Термометърът за съпротивление е електронно устройство, предназначено за измерване на температура и базирано на зависимостта на електрическото съпротивление ... Wikipedia
Устройство за измерване на температура (вижте Температура), чийто принцип на действие се основава на промяна в електрическото съпротивление на чисти метали, сплави и полупроводници с температура (при увеличаване на съпротивлението R с увеличаване ... ...
алуминий- (Алуминий) сплави и производство на алуминий, основни характеристики Al Physical и Химични свойстваалуминий, производство и среща на Al в природата, използване на алуминий Съдържание Съдържание Раздел 1. Име и история на откриването. Раздел 2. Общи ... ... Инвеститорска енциклопедия
Термичният разходомер е разходомер, при който ефектът от пренос на топлина от нагрето тяло от движеща се среда се използва за измерване на скоростта на потока на течност или газ. Правете разлика между калориметрични и разходомери с гореща тел. Съдържание 1 ... ... Уикипедия
13 Магнезий ← Алуминий → Силиций B Al ↓ Ga ... Уикипедия
- (лат. Ferrum) Fe, химичен елемент от VIII група от периодичната система на Менделеев; атомен номер 26, атомна маса 55,847; лъскав сребристо-бял метал. Един елемент в природата се състои от четири стабилни изотопа: 54Fe (5,84%), ... ... Голяма съветска енциклопедия
Концентрация на свободни електрони нв метален проводник с повишаване на температурата остава практически непроменена, но средната им скорост се увеличава термично движение... Вибрациите на местата на кристалната решетка също се увеличават. Квантът на еластичните вибрации на средата обикновено се нарича фонон... Малките топлинни вибрации на кристалната решетка могат да се разглеждат като набор от фонони. С повишаване на температурата амплитудите на топлинните вибрации на атомите се увеличават, т.е. напречното сечение на сферичния обем, което е заето от вибриращия атом, се увеличава.
Така с повишаване на температурата се появяват все повече и повече препятствия по пътя на електронен дрейф под действието на електрическо поле. Това води до факта, че средният свободен път на електрони λ намалява, подвижността на електроните намалява и в резултат на това специфичната проводимост на металите намалява и специфичното съпротивление се увеличава (Фигура 3.3). Промяната в съпротивлението на проводник, когато температурата му се промени с 3K, отнесена към стойността на съпротивлението на този проводник при дадена температура, се нарича температурен коефициент на съпротивление TK ρили Температурният коефициент на съпротивление се измерва в K -3. Температурният коефициент на съпротивление на металите е положителен. Както следва от горната дефиниция, диференциалният израз за TK ρизглежда като:
Според заключенията на електронната теория на металите, стойностите на чистите метали в твърдо състояние трябва да бъдат близки до температурния коефициент (TK) на разширение на идеалните газове, т.е. 3: 273 = 0,0037. Всъщност за повечето метали ≈ 0,004 Някои метали имат повишени стойности, включително феромагнитни метали като желязо, никел и кобалт.
Имайте предвид, че всяка температура има своя собствена стойност за температурния коефициент TK ρ... На практика за определен температурен диапазон се използва средната стойност TK ρили:
където ρ3и ρ2- съпротивление на проводимия материал при температури Т3и Т2съответно (с Т2> Т3); има т.нар среден температурен коефициент на съпротивлениеот този материал в температурния диапазон от Т3преди Т2.
Съпротивлението на проводника (R) (съпротивление) () зависи от температурата. Тази зависимост с незначителни промени в температурата () е представена като функция:
където е съпротивлението на проводника при температура равна на 0 o C; - температурен коефициент на съпротивление.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Температурен коефициент на електрическо съпротивление() повикване физическо количестворавно на относителното увеличение (R) на секцията на веригата (или специфичното съпротивление на средата ()), което се получава при нагряване на проводника с 1 o C. Математически дефиницията на температурния коефициент на съпротивление може да се представи като :
Величината служи като характеристика на връзката между електрическото съпротивление и температурата.
При температури в диапазона, за повечето метали, разглежданият коефициент остава постоянен. За чистите метали температурният коефициент на съпротивление често се приема за равен
Понякога те говорят за средния температурен коефициент на съпротивление, определяйки го като:
където е средната стойност на температурния коефициент в даден температурен диапазон ().
Температурен коефициент на устойчивост за различни вещества
Повечето метали имат температурен коефициент на съпротивление, по-голям от нула. Това означава, че устойчивостта на металите се увеличава с повишаване на температурата. Това се случва в резултат на разсейване на електрони върху кристалната решетка, което усилва топлинните вибрации.
При температури, близки до абсолютната нула (-273 o C), съпротивлението на голям брой метали рязко пада до нула. Казва се, че металите стават свръхпроводими.
Полупроводниците без примеси имат отрицателен температурен коефициент на съпротивление. Съпротивлението им намалява с повишаване на температурата. Това се дължи на факта, че броят на електроните, които преминават в зоната на проводимост, се увеличава, което означава, че броят на дупките на единица обем на полупроводника се увеличава.
Електролитните разтвори имат. Електролитното съпротивление намалява с повишаване на температурата. Това е така, защото увеличаването на броя на свободните йони в резултат на дисоциацията на молекулите надвишава увеличаването на разсейването на йони в резултат на сблъсъци с молекулите на разтворителя. Трябва да се каже, че температурният коефициент на съпротивление за електролитите е постоянен само в малък температурен диапазон.
Единици
Основната мерна единица за температурния коефициент на съпротивление в системата SI е:
Примери за решаване на проблеми
| Упражнение | Лампа с нажежаема жичка с волфрамова спирала е свързана към мрежа с напрежение B, през нея протича ток A. Каква ще бъде температурата на спиралата, ако при температура o C тя има съпротивление ом? Температурен коефициент на съпротивление на волфрама. |
| Решение | Като основа за решаване на проблема използваме формулата за зависимостта на съпротивлението от температурата на формата: където е съпротивлението на волфрамовата нишка при температура 0 o C. Изразявайки от израз (1.1), имаме: Според закона на Ом за участък от веригата имаме: Да изчислим Нека напишем уравнението, свързващо съпротивлението и температурата: Нека направим изчисленията: |
| Отговор | К |
|
метални |
Съпротивление ρ при 20 ºС, Ohm * mm² / m |
Температурен коефициент на съпротивление α, ºС -1 |
|
алуминий | ||
|
желязо (стомана) | ||
|
Константин | ||
|
Манганин | ||
Температурният коефициент на съпротивление α показва колко се увеличава съпротивлението на проводника в 1 Ohm с повишаване на температурата (нагряване на проводника) с 1 ºС.
Съпротивлението на проводника при температура t се изчислява по формулата:
r t = r 20 + α * r 20 * (t - 20 ºС)
където r 20 е съпротивлението на проводника при температура 20 ºС, r t е съпротивлението на проводника при температура t.
Плътност на тока
През меден проводник с площ на напречното сечение S = 4 mm² протича ток I = 10 A. Каква е плътността на тока?
Плътност на тока J = I / S = 10 A / 4 mm² = 2,5 A / mm².
[A ток I = 2,5 A протича върху площ на напречното сечение от 1 mm²; токът I = 10 A протича по цялото напречно сечение S].
През шината на разпределителното устройство с правоъгълно напречно сечение (20x80) mm² протича ток I = 1000 A. Каква е плътността на тока в шината?
Площта на напречното сечение на автобуса е S = 20x80 = 1600 mm². Плътност на тока
J = I / S = 1000 A / 1600 mm² = 0,625 A / mm².
При намотката проводникът има кръгло напречно сечение с диаметър 0,8 mm и позволява плътност на тока от 2,5 A / mm². Какъв допустим ток може да премине през проводника (нагряването не трябва да надвишава допустимото)?
Площ на напречното сечение на проводника S = π * d² / 4 = 3/14 * 0,8² / 4 ≈ 0,5 mm².
Допустим ток I = J * S = 2,5 A / mm² * 0,5 mm² = 1,25 A.
Допустимата плътност на тока за намотката на трансформатора е J = 2,5 A / mm². През намотката преминава ток I = 4 А. Какво трябва да бъде напречното сечение (диаметър) на кръглото напречно сечение на проводника, за да не се прегрява намотката?
Площ на напречното сечение S = I / J = (4 A) / (2,5 A / mm²) = 1,6 mm²
Тази секция съответства на диаметър на проводника от 1,42 мм.
Изолиран меден проводник с напречно сечение 4 mm² носи максимално допустим ток от 38 A (виж таблицата). Каква е допустимата плътност на тока? Какви са допустимите плътности на тока за медни проводници с напречно сечение 1, 10 и 16 mm²?
1). Допустима плътност на тока
J = I / S = 38 A / 4 mm² = 9,5 A / mm².
2). За напречно сечение от 1 mm², допустимата плътност на тока (виж таблицата)
J = I / S = 16 A / 1 mm² = 16 A / mm².
3). За напречно сечение от 10 mm² допустима плътност на тока
J = 70 A / 10 mm² = 7,0 A / mm²
4). За напречно сечение от 16 mm² допустима плътност на тока
J = I / S = 85 A / 16 mm² = 5,3 A / mm².
Допустимата плътност на тока намалява с увеличаване на напречното сечение. Раздел. валидно за електрически проводници с изолация от клас B.
Задачи за самостоятелно решаване
През намотката на трансформатора трябва да тече ток I = 4 A. Какво трябва да бъде напречното сечение на проводника на намотката за допустима плътност на тока J = 2,5 A / mm²? (S = 1,6 mm²)
През проводник с диаметър 0,3 mm протича ток от 100 mA. Каква е плътността на тока? (J = 1,415 A / mm²)
По протежение на намотката на електромагнит, изработен от изолиран проводник с диаметър
d = 2,26 мм (без изолацията) преминава ток от 10 А. Каква е плътността
текущ? (J = 2,5 A / mm²).
4. Намотката на трансформатора позволява плътност на тока от 2,5 A / mm². Токът в намотката е 15 А. Какво е най-малкото напречно сечение и диаметър, които може да има кръгъл проводник (с изключение на изолацията)? (в mm²; 2,76 mm).
Основните характеристики на проводящите материали са:
- Топлопроводимост;
- Контактна потенциална разлика и термоелектродвижеща сила;
- Крайна якост на опън и удължение на опън.
ρ е стойност, характеризираща способността на материала да устои на електрически ток. Съпротивлението се изразява по формулата:
За дълги проводници (проводници, кабели, кабелни жила, шини), дължина на проводника лобикновено се изразява в метри, площ на напречното сечение С- в mm², съпротивление на проводника r- в ома, след това измерението на съпротивлението
Данните за специфичното съпротивление на различни метални проводници са дадени в статията "Електрическо съпротивление и проводимост".
α е стойност, характеризираща промяната в съпротивлението на проводника в зависимост от температурата.
Средна стойност на температурния коефициент на съпротивление в температурния диапазон T 2 ° - T 1 ° може да се намери по формулата:
Данните за температурния коефициент на различни проводими материали са показани в таблицата по-долу.
Стойността на температурните коефициенти на съпротивление на металите
Топлопроводимост
λ е стойност, характеризираща количеството топлина, преминаващо за единица време през слой от материя. Размер на топлопроводимост
Топлопроводимостта е от голямо значение при топлинните изчисления на машини, апарати, кабели и други електрически устройства.
Топлопроводимост λ за някои материали
| Сребро медни алуминий месинг Желязо, стомана бронзов Бетон Тухла Стъклена чаша азбест дърво корк | 350 - 360 340 180 - 200 90 - 100 40 - 50 30 - 40 0,7 - 1,2 0,5 - 1,2 0,6 - 0,9 0,13 - 0,18 0,1 - 0,15 0,04 - 0,08 |
От дадените данни се вижда, че металите имат най-висока топлопроводимост. Неметалните материали имат значително по-ниска топлопроводимост. Достига особено ниски стойности за порести материали, които използвам специално за топлоизолация. Според електронната теория, високата топлопроводимост на металите се дължи на същите електрони на проводимост като електрическата проводимост.
Контактна потенциална разлика и термоелектродвижеща сила
Както беше споменато в статията "Метални проводници", положителните метални йони са разположени в възлите на кристалната решетка, която образува сякаш нейната рамка. Свободните електрони изпълват решетката като газ, който понякога се нарича "електронен газ". Налягането на електронния газ в метала е пропорционално на абсолютната температура и броя на свободните електрони на единица обем, което зависи от свойствата на метала. Когато два различни метала влязат в контакт в точката на контакт, налягането на електронния газ се изравнява. В резултат на електронната дифузия металът, в който броят на електроните намалява, се зарежда положително, а металът, в който броят на електроните се увеличава, се зарежда отрицателно. В точката на контакт възниква потенциална разлика. Тази разлика е пропорционална на температурната разлика между металите и зависи от вида им. В затворена верига се появява термоелектричен ток. Нарича се електродвижещата сила (EMF), която създава този ток термоелектродвижеща сила(термо-EMF).
Феноменът контактна потенциална разлика се използва в технологията за измерване на температурата с помощта на термодвойки. При измерване на малки токове и напрежения във верига на кръстовището на различни метали може да възникне голяма потенциална разлика, което ще изкриви резултатите от измерването. В този случай е необходимо да изберете материали, така че точността на измерване да е висока.
Крайна якост на опън и удължение на опън
При избора на проводници, в допълнение към напречното сечение, материалът на проводника, изолацията, е необходимо да се вземе предвид тяхната механична якост. Това е особено вярно за проводниците на въздушните електропроводи. Проводниците се опъват. Под действието на сила, приложена към материала, последният се удължава. Ако посочите оригиналната дължина л 1 и крайната дължина л 2, тогава разликата л 1 - л 2 = Δ лще абсолютно удължение.
Поведение
Наречен удължаване.
Нарича се силата, която предизвиква счупване на материала разрушаващ товар, а съотношението на това натоварване към площта на напречното сечение на материала в момента на разрушаване се нарича временна якост на опъни означени
Данните за якостта на опън за различни материали са показани по-долу.
Стойност на якостта на опън за различни метали
При нагряване се увеличава в резултат на увеличаване на скоростта на движение на атомите в материала на проводника с повишаване на температурата. Съпротивлението на електролитите и въглищата при нагряване, напротив, намалява, тъй като в тези материали, в допълнение към увеличаването на скоростта на движение на атомите и молекулите, броят на свободните електрони и йони на единица обем се увеличава.
Някои сплави, които имат повече от съставните им метали, почти не променят съпротивлението при нагряване (константан, манганин и др.). Това се дължи на неправилната структура на сплавите и малкия среден свободен път на електроните.
Извиква се стойност, която показва относителното увеличение на съпротивлението при нагряване на материала с 1 ° (или намаляване при охлаждане с 1 °).
Ако температурният коефициент е обозначен с α, съпротивлението при to = 20 около през ρ o, тогава когато материалът се нагрее до температура t1, неговото съпротивление е p1 = ρ o + αρ o (t1 - to) = ρ o ( 1 + (α (t1 - до))
и съответно R1 = Ro (1 + (α (t1 - to))
Температурният коефициент a за мед, алуминий, волфрам е 0,004 1 / градус. Следователно, когато се нагрява до 100 °, тяхната устойчивост се увеличава с 40%. За желязо α = 0,006 1 / deg, за месинг α = 0,002 1 / deg, за fechral α = 0,0001 1 / deg, за нихром α = 0,0002 1 / deg, за константан α = 0,00001 1 / deg α = 0,00001 1 / deg, за mangan 0.0 1 / градус Въглищата и електролитите имат отрицателен температурен коефициент на съпротивление. Температурният коефициент за повечето електролити е приблизително 0,02 1 / градус.
Използва се свойството на проводниците да променят съпротивлението си в зависимост от температурата термометри за съпротивление... Чрез измерване на съпротивлението се определя чрез изчисление температурата на околната среда.Константан, манганин и други сплави с много нисък температурен коефициент на съпротивление се използват за направата на шунтове и допълнителни съпротивления към измервателните уреди.
Пример 1. Как ще се промени съпротивлението Ro на желязна тел, когато се нагрее с 520 °? Температурен коефициент a на желязото 0,006 1 / град. Съгласно формулата R1 = Ro + Ro α (t1 - to) = Ro + Ro 0,006 (520 - 20) = 4Ro, тоест съпротивлението на желязната тел при нагряване с 520 ° ще се увеличи 4 пъти.
Пример 2. Алуминиеви проводници при температура от -20 ° имат съпротивление от 5 ома. Необходимо е да се определи тяхната устойчивост при температура от 30 °.
R2 = R1 - α R1(t2 - t1) = 5 + 0,004 x 5 (30 - (-20)) = 6 ома.
Свойството на материалите да променят електрическото си съпротивление при нагряване или охлаждане се използва за измерване на температури. Така, термосъпротивление, които са проводници, изработени от платина или чист никел, стопени в кварц, се използват за измерване на температури от -200 до + 600 °. Полупроводникови RTD с голям отрицателен коефициент се използват за точно определяне на температури в по-тесни диапазони.
Полупроводниковите RTD, използвани за измерване на температури, се наричат термистори.
Термисторите имат висок отрицателен температурен коефициент на съпротивление, тоест при нагряване тяхното съпротивление намалява. изработени от оксидни (подложени на окисляване) полупроводникови материали, състоящи се от смес от два или три метални оксида. Най-разпространени са медно-мангановите и кобалто-мангановите термистори. Последните са по-чувствителни към температурата.
