ელექტრო მიწურვა: რაც არის?

Electrical4u

ველი: ბაზიური ელექტროტექნიკა

China

რა არის ელექტრო წინააღმდეგობა?

წინააღმდეგობა (ასევე ცნობილი როგორც ჰომის წინააღმდეგობა ან ელექტრო წინააღმდეგობა) არის ზუსტი ზომა წინააღმდეგობის ხარისხი, რომელიც გამოიჩენება ელექტრო დენის მოძრაობაში ელექტრო წრედში. წინააღმდეგობა ზომილია ომებში, რომელიც აღინიშნება Geek ასოთი (Ω).

უფრო დიდი წინააღმდეგობა უფრო დიდი ბარიერი იქნება დენის მოძრაობისთვის.

როდესაც პოტენციალური განსხვავება გამოიყენება კონდუქტორში, დენი იწყებს მოძრაობას ან თავისუფალი ელექტრონები იწყებენ მოძრაობას. მოძრაობისას თავისუფალი ელექტრონები ხვდებიან კონდუქტორის ატომებსა და მოლეკულებს.

შეჯახების გამო ან დაბრკოლების გამო ელექტრონების ან ელექტრო დენის მოძრაობის ტემპი შეიკუმშება. ამიტომ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ელექტრონების ან დენის მოძრაობას არსებობს ზოგიერთი წინააღმდეგობა. ასე რომ, ეს წინააღმდეგობა, რომელსაც ნივთი შეიძლება შეუძლია შეიქმნას ელექტრო დენის მოძრაობის მიმართ, არის წინააღმდეგობა.

კონდუქტორის წინააღმდეგობა აღმოჩენილია როგორც—

პროპორციული მასის სიგრძეს
პროპორციული მასის სიგანეს
დეპენდირებს მასის ბუნებაზე
დეპენდირებს ტემპერატურაზე

მათემატიკურად, კონდუქტორის წინააღმდეგობა შეიძლება გამოისახოს როგორც,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

სადაც R = ველის წინააღმდეგობა

$l$ = ველის სიგრძე

a = ველის მოჭრილი ფართობი

$\rho$ = მასალის პროპორციულობის კონსტანტა, რომელიც ცნობილია როგორც სპეციფიკური წინააღმდეგობა ან რეზისტივობა მასალის შესახებ

1 ოჰმის წინააღმდეგობის განმარტება

თუ ველის ორ ბოლოს შორის გამოყენებული არის 1 ვოლტის პოტენციალი და თუ მასზე მიმავალი დენია 1 ამპერი, ველის წინააღმდეგობა იქნება ერთი ოჰმი.

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \end{align*}$

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

რით იზოდება ელექტრული წინააღმდეგობა (ერთეულებში)?

ელექტრული წინააღმდეგობა იზოდება ერთეულებში ჰარძის ერთეულებით (SI ერთეულები რეზისტორისთვის) და აღნიშნავენ სიმბოლოთი Ω. ერთეული ჰარძი (Ω) არის დასახელებული დიდი გერმანელი ფიზიკოსისა და მათემატიკოსი გეორგ სიმონ ჰარძის პატივისცემით.

SI სისტემაში ჰარძი ტოლია 1 ვოლტი 1 ამპერზე. ანუ,

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

ასე რომ, წინააღმდეგობა იზოდება ვოლტი ამპერზე.

რეზისტორები დამზადებულია და შესაძლებლობებით დაკავშირებულია ფართო დიაპაზონში. ომი ჩვეულებრივ გამოიყენება საშუალო რეზისტენციის მნიშვნელობებისთვის, მაგრამ დიდი და პატარა რეზისტენციები შეიძლება გამოიხატოს მილიომებში, კილოომებში, მეგაომებში და ა.შ.

ამიტომ, რეზისტორების წარმოყენებული ერთეულები დამზადებულია მათი მნიშვნელობების მიხედვით, რაც ჩანს ქვემოთ მოცემულ ცხრილში.

Unit Name	Abbreviation	Values in Ohm $(\Omega)$
Milli Ohm	$m\,\,\Omega$	$10^-^3\,\,\Omega$
Micro Ohm	$\micro\,\,\Omega$	$10^-^6\,\,\Omega$
Nano Ohm	$n\,\,\Omega$	$10^-^9\,\,\Omega$
Kilo Ohm	$K\,\,\Omega$	$10^3\,\,\Omega$
Mega Ohm	$M\,\,\Omega$	$10^6\,\,\Omega$
Giga Ohm	$G\,\,\Omega$	$10^9\,\,\Omega$

რეზისტორების წარმოშობილი ერთეული

ელექტრო რეზისტენციის სიმბოლო

ელექტრო რეზისტენციისთვის გამოიყენება ორი ძირითადი სირკუიტის სიმბოლო.

ყველაზე ხშირად გამოყენებული რეზისტორის სიმბოლო არის ზიგ-ზაგ ხაზი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ჩრდილო ამერიკაში. რეზისტორის სხვა სირკუიტის სიმბოლო არის პატარა მართკუთხედი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ევროპაში და აზიაში და ეწოდება საერთაშორისო რეზისტორის სიმბოლო.

რეზისტორების სირკუიტის სიმბოლო ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე.

企业微信截图_17099630627029.png 企业微信截图_17099630544755.png

ელექტრო რეზისტენციის ფორმულა

რეზისტენციის ძირითადი ფორმულა არის:

რეზისტენცია, ვოლტაჟი და დენის შესახებ (ოჰმის კანონი)
რეზისტენცია, ძალა და ვოლტაჟი
რეზისტენცია, ძალა და დენი

ეს ურთიერთობები შეჯამებულია ქვემოთ მოცემულ სურათზე.

რეზისტენციის ფორმულა 1 (ოჰმის კანონი)

ოჰმის კანონის თანახმად

$\begin{align*} V = I * R \end{align*}$

შესაბამისად, წინააღმდეგობა არის კვლევის ძაბვისა და დენის შეფარდება.

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \,\,\Omega \end{align*}$

წინააღმდეგობის ფორმულა 2 (ძალა და ძაბვა)

გადატაცებული ძალა არის კვლევის ძაბვისა და ელექტრო დენის ნამრავლი.

$\begin{align*} P = V * I \end{align*}$

ახლა, ჩავსვათ $I = \frac{V}{R}$ ზემოთ მოყვანილ განტოლებაში და მივიღებთ,

$\begin{align*} P = \frac{V^2}{R} \end{align*}$

ამით ვიღებთ, რომ წინასწარი დარტყმის ძალის კვადრატი და ძალა შედგება რეზისტორის შეფარდებაში. მათემატიკურად,

$\begin{align*} R = \frac{V^2}{P} \,\,\Omega \end{align*}$

რეზისტორის ფორმულა 3 (ძალა და დენი)

ჩვენ ვიცით, რომ $P = V * I$

ჩავსვათ $V = I *R$ ზემოთ მოცემულ განტოლებაში და ვიღებთ,

$\begin{align*} P = I^2 * R \end{align*}$

ასე რომ, ჩვენ მივიღებთ, რომ ძირითადი წინააღმდეგობა არის სიმძლავრის და შემდეგი მხარის კვადრატის შეფარდება. მათემატიკურად,

$\begin{align*} R = \frac{P}{I^2} \,\, \Omega \end{align*}$

AC და DC წინააღმდეგობების განსხვავება

არსებობს განსხვავება AC და DC წინააღმდეგობებს შორის. მოდით მოკლედ დავიწყოთ ამის განხილვა.

AC წინააღმდეგობა

AC ქვერდებში წინააღმდეგობის (რიცხვითი წინააღმდეგობა, ინდუქტიური რეზისტივობა და კაპაციტიური რეზისტივობა) საერთო წინააღმდეგობა ეწოდება იმპედანსი. ასე რომ, AC წინააღმდეგობა ასევე ეწოდება იმპედანსი.

წინააღმდეგობა = იმპედანსი ანუ,

$\begin{align*} R = Z \end{align*}$

შემდეგი ფორმულა გვაძლევს აკ-წრედების რეზისტენციის ან იმპედანსის მნიშვნელობას,

$\begin{align*} R_A_C = \sqrt{R^2 + (X_L-X_C)^2} \,\, \Omega \end{align*}$

დიდი თანმიმდევრობის რეზისტენცია

დიდი თანმიმდევრობის მნიშვნელობა მუდმივია, ანუ დიდი თანმიმდევრობის წრედებში არ არსებობს სიხშირე; ამიტომ დიდი თანმიმდევრობის წრედებში კაპაციტური რეაქტიულობა და ინდუქტიური რეაქტიულობა ნულია.

ამიტომ, როდესაც დიდი თანმიმდევრობის წყაროს გადაარჩენენ, მხოლოდ კონდუქტორის ან მართვის რეზისტენციის მნიშვნელობა მიღებულია.

ამიტომ, ოჰმის კანონის მიხედვით, შეგვიძლია დიდი თანმიმდევრობის რეზისტენციის მნიშვნელობის გამოთვლა.

$\begin{align*} R_D_C = \frac{V}{I} \,\, \Omega \end{align*}$

რომელი არის უფრო დიდი აკ-რეზისტენცია თუ დიდი თანმიმდევრობის რეზისტენცია?

DC-ში არ არსებობს კожური ეფექტი, რადგან მისი სიხშირე ნულია. ამიტომ, კოჟური ეფექტის გამო AC რეზისტენცია მეტია DC რეზისტენციაზე ვიდრე.

$\begin{align*} R_A_C = R_D_C \end{align*}$

ჩვეულებრივ, AC რეზისტენციის მნიშვნელობა 1.6 ჯერ უფრო დიდია DC რეზისტენციის მნიშვნელობაზე ვიდრე.

$\begin{align*} R_A_C = 1.6 * R_D_C \end{align*}$

ელექტრო რეზისტენცია, გათბობა და ტემპერატურა

ელექტრო რეზისტენცია და გათბობა

როდესაც ელექტრო დენი (თავსუახარი ელექტრონების დენი) გადის წარმომადგენელში, შეიქმნება რაღაც 'ფრიქცია' მოძრავი ელექტრონებსა და წარმომადგენელის მოლეკულებს შორის. ეს ფრიქცია არის ელექტრო რეზისტენცია.

ამიტომ, წარმომადგენელისთვის წარდგენილი ელექტრო ენერგია ფრიქციის ან ელექტრო რეზისტენციის გამო გადაიყვანება სითბოდ. ეს არის ელექტრო დენის გათბობის ეფექტი ელექტრო რეზისტენციის გამო.

მაგალითად, თუ I ამპერის დენი იხვეჭება შექცევის R ომის წინაღობაზე t წამის განმავლობაში, ელექტრო ენერგია, რომელიც ჩართულია, იქნება I2Rt ჯული. ეს ენერგია არის გარდაქმნილი თეფვის ფორმაში.

ასე რომ,

$\begin{align*} Heat \,\, produced \,\,(H) = I^2 * R * t \,\, joules \end{align*}$

$\begin{align*} = \frac{I^2 * R * t}{4.186} \,\, calories \end{align*}$

ეს გათბობის ეფექტი გამოიყენება ბევრი ელექტრო გათბობის აპარატის წარმოებაში, როგორიცაა ელექტრო გათბობის აპარატი, ელექტრო ტოსტერი, ელექტრო კარაფი, ელექტრო ხარი, სოლდერინგ ხარი და ა.შ. ეს აპარატების ძირითადი პრინციპი ერთი და იგივეა, რომელიც არის ის, რომ როდესაც ელექტრო დენი იხვეჭება საშუალო შექცევის (ელექტრო გათბობის ელემენტს ერთადერთი უწოდებენ) შექცევის შემდეგ, ის აწარმოებს საჭირო თეფვას.

ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული ნიკელისა და ქრომის სპлавი, რომელსაც უწოდებენ ნიქრომს, აქვს შექცევა, რომელიც არის 50 ჯერ მეტი ვარსკვლავის შექცევაზე.

ტემპერატურის ეფექტი ელექტრო შექცევაზე

ყველა მასალის შექცევა იქნება შეშფოთებული ტემპერატურის ცვლილებით. ტემპერატურის ცვლილების ეფექტი განსხვავდება მასალის მიხედვით.

მეტალები

პური მეტალების (დაგვინდოს თუ ალუმინი, ვერცხლი და ა.შ.) ელექტრო წინააღმდეგობა ზრდის ტემპერატურის ზრდისას. ეს წინააღმდეგობის ზრდა საკუთარებრივ დიდია ნორმალური ტემპერატურის დიაპაზონში. ასე რომ, მეტალებს აქვთ დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტი წინააღმდეგობის.

სპეციალური სплавები

სპეციალური სплавების (დაგვინდოს ნიქრომი, მანგანინი და ა.შ.) ელექტრო წინააღმდეგობა ასევე ზრდის ტემპერატურის ზრდისას. ეს წინააღმდეგობის ზრდა არასწორია და შედარებით პატარა. ასე რომ, სპეციალური სплавებს აქვთ დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტი წინააღმდეგობის დაბალი მნიშვნელობა.

ნახევრი მივადებელები, იზოლატორები და ელექტროლიტები

ნახევრი მივადებელების, იზოლატორების და ელექტროლიტების ელექტრო წინააღმდეგობა კლებს ტემპერატურის ზრდისას. რადგან ტემპერატურა ზრდის, შეიქმნება ბევრი თავისუფალი ელექტრონი. ასე რომ, ელექტრო წინააღმდეგობის მნიშვნელობა ქვედა. ასე რომ, ასეთი მასალების ტემპერატურის კოეფიციენტი წინააღმდეგობის არის უარყოფითი.

საერთო კითხვები წინააღმდეგობის შესახებ

ადამიანის სხეულის ელექტრო წინააღმდეგობა

ადამიანის სხეულის კანის წინააღმდეგობა დიდია, მაგრამ შინაგანი სხეულის წინააღმდეგობა დაბალია. როდესაც ადამიანის სხეული ხარისხით შედგება, მისი საშუალო ეფექტური წინააღმდეგობა დიდია, ხოლო როდესაც ướებულია, წინააღმდეგობა დრამატულად ქვედა.

ხარისხით შედგენილი სიტუაციაში, ადამიანის სხეულის შესაძლებელი წინააღმდეგობა არის 100,000 ომი, ხოლო ướებული ან დაშლილი კანის შემთხვევაში წინააღმდეგობა ქვედა 1000 ომამდე.

თუ ადამიანის კანზე შედის დიდი დარჩენილი ელექტრო ენერგია, ის სწრაფად დაშლის ადამიანის კანს და სხეულის წინააღმდეგობა ქვედა 500 ომამდე.

ჰაერის ელექტროწინააღმდეგობა

ვიცით, რომ ნებისმიერი მასალის ელექტროწინააღმდეგობა დამოკიდებულია ამ მასალის წინააღმდეგობის სპეციფიკურ მნიშვნელობაზე. ჰაერის წინააღმდეგობის სპეციფიკური მნიშვნელობა არის დაახლოებით $10^6$ დან $10^1^5$ $\Omega-m$ 20°C-ზე.

ჰაერის ელექტროწინააღმდეგობა არის ჰაერის შესაძლებლობის ზომა ელექტრო დენის წინააღმდეგობის დაწყებისთვის. ჰაერის წინააღმდეგობა არის შედეგი საგანის წინა ზედაპირისა და ჰაერის მოლეკულების შეჯახებისა. ჰაერის წინააღმდეგობას გავლენა აქვს ობიექტის სიჩქარე და ობიექტის მოკვეთის ფართობი.

ჰაერის დახურვა ან დიელექტრული ძალა არის 21.1 kV/cm (RMS) ან 30 kV/cm (peak), რაც ნიშნავს, რომ ჰაერი პროვიდებს ელექტროწინააღმდეგობას 21.1 kV/cm (RMS) ან 30 kV/cm (peak)-მდე. თუ ელექტროსტატიკური სტრესი ჰაერში გადაჭრის 21.1 kV/cm (RMS), ხდება ჰაერის დახურვა; ასე რომ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ჰაერის წინააღმდეგობა ხდება ნული.

წყლის ელექტროწინააღმდეგობა

წყლის სპეციფიკური წინააღმდეგობა არის წყლის შესაძლებლობის ზომა ელექტრო დენის წინააღმდეგობის დაწყებისთვის, რაც დამოკიდებულია დახურული სოლების კონცენტრაციაზე წყლის შემდეგ.

უშუალო წყალი აქვს საშუალო სპეციფიკური წინააღმდეგობას, რადგან არ შეიცავს იონებს. როდესაც სოლები დახურულია უშუალო წყალში, შეიქმნება თავისუფალი იონები. ეს იონები შეიძლება დაიწყოს ელექტრო დენის გადატაცება; ასე რომ, წინააღმდეგობა დაიწურება.

წყლის დახურული სოლების დიდი კონცენტრაცია იქნება დაბალი სპეციფიკური წინააღმდეგობა და პირიქით. ქვემოთ მოცემული ცხრილი აჩვენებს სხვადასხვა ტიპის წყლის წინააღმდეგობის მნიშვნელობებს.

წყლის ტიპები	ძაბვის მოწინააღმდეგობა ომ-მ შემთხვევაში $(\Omega-m)$
ურთიერთობის უცხო წყალი	20,000,000
ზღვის წყალი	20-25
დისტილირებული წყალი	500,000
წვიმის წყალი	20,000
რკინის წყალი	200
სასმელი წყალი	2 დან 200 მდე
დეიონიზებული წყალი	180,000

კოპერის ელექტრული წინააღმდეგობა

კოპერი არის კარგი შემცირებული; ამიტომ ის არის დაბალი წინააღმდეგობის მნიშვნელობის მქონე. კოპერის ბუნებრივი წინააღმდეგობა ცნობილია როგორც კოპერის სპეციფიკური წინააღმდეგობა ან რეზისტივობა.

კოპერის სპეციფიკური წინააღმდეგობის ან რეზისტივობის მნიშვნელობა არის $1.68 * 10^-^8\,\,\Omega-m$ .

რით უწოდებენ ფენომენს, როდესაც ელექტრული წინააღმდეგობა უდრის ნულს?

როდესაც ელექტრული წინააღმდეგობა უდრის ნულს, ეს ფენომენი არის სუპერკონდუქტივობა.

ოჰმის კანონის მიხედვით,

$\begin{align*} I = \frac{V}{R} \end{align*}$

თუ ელექტრული წინააღმდეგობა ანუ R = 0, მაშინ,

$\begin{align*} I = \frac{V}{0} = \infty \end{align*}$

ამიტომ, უსასრულო დენი იწყება მისაღების შემდეგ, თუ მისი წინააღმდეგობა უდრის ნულს; ეს ფენომენი ცნობილია როგორც სუპერკონდუქტივობა.

ასევე შეგვიძლია ვთქვათ, რომ თუ ელექტროდინამიკური წინააღმდეგობა ნულია, მას უსასრულო წარმოება ჰქონდეს.

$\begin{align*} G = \frac{1}{R} = \frac{1}{0} = \infty \end{align*}$

რა გავლენა ახდენს წინააღმდეგობის სისტემაზე წინააღმდეგობის კოეფიციენტი?

როგორც ვიცით, წარმოების მასალის წინააღმდეგობა შეიძლება გამოისახოს შემდეგი სახით,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

სადაც R არის წარმოების წინააღმდეგობა

$l$ = წარმოების სიგრძე

a = კონდუქტორის მოჭრილი ფართობი

$\rho$ = მასალის პროპორციულობის მუდმივა, რომელიც ცნობილია როგორც მასალის სპეციფიკური წინააღმდეგობა ან რეზისტივობა

ახლა, თუ $l = 1\,\,m , a = 1\,\,m^2$ მაშინ

$\begin{align*} R = \rho \end{align*}$

ასე რომ, მასალის სპეციფიკური წინააღმდეგობა ან რეზისტივობა არის წინააღმდეგობა, რომელსაც ითვლის ერთეული სიგრძის და ერთეული მოჭრილი ფართობის მასალის მიერ.

ჩვენ ვიცით, რომ თითოეული კონდუქტორული მასალა აiliki სხვადასხვა სპეციფიკური წინააღმდეგობის ან რეზისტივობის მნიშვნელობას; ასე რომ, წინააღმდეგობის მნიშვნელობა დამოკიდებულია კონდუქტორული მასალის სიგრძეზე და ფართობზე, რომელიც გამოყენებულია.

წყარო: Electrical4u

შენიშვნა: პირველი წყაროს პრინციპის შესახებ, კარგი სტატიები ღირს გაზიარების, თუ არსებულია დარღვევა გთხოვთ დაუკავშირდეთ წაშლისთვის.