Электрическое сопротивление     Электрическое сопротивление - электротехническая величина, которая характеризует свойство материала препятствовать протеканию электрического тока. В зависимости от вида материала, сопротивление может стремиться к нулю - быть минимальным (мили/микро омы - проводники, металлы), или быть очень большим (гига омы - изоляция, диэлектрики). Величина обратная электрическому сопротивлению - это проводимость.

      Единица измерения электрического сопротивления - Ом. Обозначается буквой R. Зависимость сопротивления от тока и напряжения в замкнутой цепи определяется законом Ома.

      Омметр - прибор для прямого измерения сопротивления цепи. В зависимости от диапазона измеряемой величины, подразделяются на гигаомметры (для больших сопротивление - при измерении изоляции), и на микро/милиомметры (для маленьких сопротивлений - при измерении переходных сопротивлений контактов, обмоток двигателей и др.). Существует большое разнообразие омметров по конструктиву разных производителей, от электромеханических до микроэлектронных. Стоит отметить, что классический омметр измеряет активную часть сопротивления (так называемые омики).

    Любое сопротивление (металл или полупроводник) в цепи переменного тока имеет активную и реактивную составляющую.  Сумма активного и реактивного сопротивления составляют полное сопротивление цепи переменного тока и вычисляется по формуле:

Z

где, Z - полное сопротивление цепи переменного тока;

R - активное сопротивление цепи переменного тока;

Xc - емкостное реактивное сопротивление цепи переменного тока; C1( С- емкость, w - угловая скорость переменного тока)  

Xl - индуктивное реактивное сопротивление цепи переменного тока;

XL

( L- индуктивность, w - угловая скорость переменного тока).

     Активное сопротивление - это часть полного сопротивления электрической цепи, энергия которого полностью преобразуется в другие виды энергии (механическую, химическую, тепловую). Отличительным свойством активной составляющей - полное потребление всей электроэнергии (в сеть обратно в сеть энергия не возвращается), а реактивное сопротивление возвращает часть энергии обратно в сеть (отрицательное свойство реактивной составляющей).

       Физический смысл активного сопротивления

   Каждая среда, где проходят электрические заряды, создаёт на их пути препятствия (считается, что это узлы кристаллической решётки), в которые они как-бы ударяются и теряют свою энергию, которая выделяется в виде тепла. Таким образом, происходит падение напряжения (потеря электрической энергии), часть которого теряется из-за внутреннего сопротивления проводящей среды. Численную величину, характеризующую способность материала препятствовать прохождению зарядов и называют сопротивлением. Измеряется оно в Омах (Ом) и является обратно пропорциональной электропроводности величиной.

   Разные элементы периодической системы Менделеева имеют различные удельные электрические сопротивления (р), например, наименьшим уд. сопротивлением обладают серебро (0,016 Ом*мм2/м), медь (0,0175 Ом*мм2/м), золото (0,023) и алюминий (0,029). Именно они применяются в промышленности в качестве основных материалов, на которых строится вся электротехника и энергетика. Диэлектрики, напротив, обладают высоким уд. сопротивлением и используются для изоляции.

     Сопротивление проводящей среды может значительно изменяться в зависимости от сечения, температуры, величины и частоты тока. К тому же, разные среды обладают различными носителями зарядов (свободные электроны в металлах, ионы в электролитах, "дырки" в полупроводниках), которые являются определяющими факторами сопротивления.

      Физический смысл реактивного сопротивления

   В катушках и конденсаторах при подаче напряжения происходит накопление энергии в виде магнитных и электрических полей, что требует некоторого времени. Магнитные поля в сетях переменного тока изменяются вслед за меняющимся направлением движения зарядов, при этом оказывая дополнительное сопротивление. Кроме того, возникает устойчивый сдвиг фаз напряжения и силы тока, а это приводит к дополнительным потерям электроэнергии.

     Удельное сопротивление

     Как узнать сопротивление материала, если по нему не течет ток и у нас нет омметра? Для это существует специальная величина - удельное электрическое сопротивление материалов (это табличные значения, которые определены опытным путем для большинства металлов). С помощью этого значения и физических величин материала, мы можем вычислить сопротивление по формуле:

R

где, p - удельное сопротивление (единицы измерения ом*м/мм2);

l - длина проводника (м);

S - поперечное сечение (мм2).


Рекомендуйте эту статью другим!



Реклоузеры 4
авг 30, 2015 9454

Реклоузеры - применение, достоинства и недостатки, разновидности

Реклоузер - устройство автоматического управления и защиты воздушных ЛЭП на основе…
Высоковольтные испытания электродвигателей
дек 25, 2013 6060

Высоковольтные испытания электродвигателей

Высоковольтные испытания электродвигателей проводят для оценки ключевых параметров…
рис. 3.72
фев 15, 2017 2210

Регистры. Назначение, применение, устройство, классификация

Регистр — это последовательностное логическое устройство, используемое для хранения…
окт 29, 2012 7325

Электромагнитная совместимость, области практического применения

Наиболее важными областями техники, где необходим учет требований функциональной…
рис 1.35
авг 24, 2016 782

Математические модели диодов и их использование для анализа электронных схем

При анализе электронных схем на ЭВМ все электронные приборы, в том числе и диоды,…