Elektrieķa pretestība: Kas tā ir?

Electrical4u

Lauks: Pamata elektrotehnika

China

Kas ir elektrotrīkstība?

Trīkstība (arī pazīstama kā ohma trīkstība vai elektrotrīkstība) ir mērs, kas parāda pretestību strāvei plūsmai elektrosistēmā. Trīkstība tiek mērīta omās, kas apzīmētas ar grieķu burtu omega (Ω).

Lielāka trīkstība rada lielāku šķēršļu barjieri strāves plūsmai.

Ja potenciāla atšķirība tiek piemērota vedņam, sākas strāves plūsma, vai brīvās elektronu kustība. Kustoties, brīvie elektroni saskaras ar atomiem un molekulām vedņa.

Saskares dēļ vai šķēršļu dēļ elektronu vai elektriskās strāves plūsmas ātrums tiek ierobežots. Tātad, varam teikt, ka eksistē kāda pretestība elektronu vai strāves plūsmai. Tādējādi, šī pretestība, ko piedāvā daudzums elektriskās strāves plūsmai, sauc par trīkstību.

Vedņa trīkstība ir—

tieši proporcionāla materiāla garumam
inversi proporcionāla materiāla pārkrājuma laukam
atkarīga no materiāla rakstura
atkarīga no temperatūras

Matemātiski vedņa trīkstību var izteikt kā,

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

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

Kur R = vadi pretestība

$l$ = vadā gājiena garums

a = vadā gājiena šķērsgriezuma laukums

$\rho$ = proporcionāluma konstante, kas pazīstama kā materiāla specifiskā pretestība vai rezistivitāte

Viens ohms pretestības definīcija

Ja uz diviem vadā gājiena kontaktpunktiem tiek piestiprināts 1 volts potenciāls un caur to plūst 1 amperes strāva, tad šā vada pretestība tika aprēķināta kā viens ohms.

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

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

Kā mēra elektriskā pretestība (mērvienības)?

Elektriskā pretestība mēra (SI mērvienības pretestības elements) ohmā, un to apzīmē ar Ω. Ohma vienība (Ω) ir nosaukta cēlā vācu fizikā Georga Simona Ohma godā.

SI sistēmā ohms ir vienāds ar 1 voltu uz amperu. Tātad,

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

Tātad, pretestība tiek mērīta arī voltos uz amperu.

Rezistori tiek ražoti un specifizēti plašā vērtību diapazonā. Ohms vienība parasti tiek izmantota vidējām upurus vērtībām, bet ļoti lielas un mazas upurus vērtības var tikt izteiktas miliohmos, kiloohmos, megaohmos utt.

Tādēļ, rezistoru izcelsmes vienības tiek veidotas atkarībā no to vērtībām, kā tas ir parādīts tabulā zemāk.

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	$G\,\,\Omega$	$10^9\,\,\Omega$

Rezistora izvērtējums

Elektriskās pretestības simbols

Ir divi galvenie elektriskās pretestības shēmas simboli.

Visizplatītākais rezistora simbols ir zīgurags līnija, kas plaši izmantojama Ziemeļamerikā. Otrs rezistora shēmas simbols ir maza taisnstūra forma, kas plaši izmantojama Eiropā un Āzijā, un tiek saukts par starptautisko rezistora simbolu.

Rezistoru shēmas simboli ir parādīti zemāk esošajā attēlā.

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

Elektriskās pretestības formula

Pamata pretestības formula ir:

Pretestība, spriegums un strāva attiecība (Ohma likums)
Pretestība, jauda un spriegums attiecība
Pretestība, jauda un strāva attiecība

Šīs attiecības ir apkopotas zemāk esošajā attēlā.

Pretestības formula 1 (Ohma likums)

Pēc Ohma likuma

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

Tātad, pretestība ir piegādes sprieguma un strāvas attiecība.

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

Pretestības formula 2 (Jauda un spriegums)

Pārnesamā jauda ir piegādes sprieguma un elektriskās strāvas reizinājums.

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

Tagad, ievietojot $I = \frac{V}{R}$ iepriekšējā vienādojumā, mēs iegūstam,

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

Tātad, mēs iegūstam, ka pretestība ir piegādes sprieguma kvadrāta un jaudas attiecība. Matemātiski,

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

Pretestības formula 3 (jauda un strāva)

Mēs zinām, ka $P = V * I$

Ievietojot $V = I *R$ iepriekšminētajā vienādojumā, iegūstam

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

Tātad, mēs iegūstam, ka pretestība ir jaudas un strāvas kvadrāta attiecība. Matemātiski,

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

AC un DC pretestība

Ir atšķirības starp AC un DC pretestību. Apspriedīsim to īsumā.

AC pretestība

Kopējā pretestība (ieskaitot pretestību, induktīvo reaktsanci un kapacitīvo reaktsanci) AC tīklos sauc par impedanci. Tādēļ, AC pretestību arī sauc par impedanci.

Pretestība = Impedance, t.i.,

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

Šāda formula nosaka AC strāvas rezistenci vai impedanci AC tīklos,

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

DC Rezistence

DC lielums ir nemainīgs, t.i., DC tīklā nav frekvences; tāpēc kapacitīvā reaktivitāte un induktīvā reaktivitāte DC tīklā ir nulle.

Tāpēc, kad DC piegāde ir izmantota, tikai vada vai vadiņa rezistences vērtība kļūst nozīmīga.

Tātad, saskaņā ar Oma likumu, mēs varam aprēķināt DC rezistenci.

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

Kura ir lielāka AC rezistence vai DC rezistence?

DC tīklos nav ādas efekta, jo DC piegādes frekvence ir nulle. Tāpēc, salīdzinājumā ar DC rezistenci, AC rezistence ir lielāka, jo ādas efektam.

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

Parasti AC rezistence ir 1,6 reizes lielāka nekā DC rezistence.

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

Elektriskā rezistence, sildīšanās un temperatūra

Elektriskā rezistence un sildīšanās

Kad elektriskais strāvas plūsma (t.i., brīvās elektronu plūsma) pārvietojas caur vedumu, starp kustīgajiem elektroniem un veduma molekulām rodas kāda veida "frikcija". Šo friciju sauc par elektrisko rezistenci.

Tādējādi, elektriskā enerģija, kas tiek piegādāta vedumam, tiek pārveidota uz siltumu, jo fricijai vai elektriskajai rezistencē. Tas pazīstams kā elektriskā strāvas sildīšanas efekts, ko izraisa elektriskā rezistence.

Piemēram, ja caur vadām ar uparu R omu plūst strāva I amperes t sekundes, tad piegādātā elektroenerģija ir I2Rt džauls. Šī enerģija tiek pārveidota formā siltums.

Tātad,

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

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

Šis siltuma efekts tiek izmantots daudzu siltumu gādājošu elektrotehnisko ierīču ražošanā, piemēram, elektriskais sildītājs, elektriskais toasters, elektriskais čajkaruss, elektriskais dzelzs, lūdzējdzelzs utt. Šo ierīču pamatprincips ir vienāds, proti, kad caur augstu uparu (saucam par siltuma elementu) plūst elektriskā strāva, tā tādējādi radīs nepieciešamo siltumu.

Viens no visvairāk izmantotajiem nikelja un khromu legumiem, kas saukts par nikhrōmu, ir vairāk nekā 50 reizes augstāks uzuparu nekā tomēr koperis.

Temperatūras ietekme uz elektrisko uparu

Visu materiālu upara tiek ietekmēta temperatūras maiņas dēļ. Temperatūras maiņas ietekme atšķiras atkarībā no materiāla.

Metalld

Dūšļu elektriskā pretestība (piemēram, vaišķa, aluminija, sidraba utt.) pieaug ar temperatūras paaugstināšanos. Šis pretestības pieaugums ir liels parastajā temperatūras diapazonā. Tādējādi metāliem ir pozitīvs temperatūras koeficients pretestībai.

Ligzdais

Ligzdām (piemēram, nikrom, mangānins utt.) elektriskā pretestība arī pieaug ar temperatūras paaugstināšanos. Šis pretestības pieaugums ir neregulārs un salīdzinoši mazs. Tādējādi ligzdam ir zema vērtība pozitīvam temperatūras koeficientam pretestībai.

Puslaidinieki, Izolatori un Elektrolīti

Puslaidinieku, puslaidinieku, izolatoru un elektrolītu elektriskā pretestība samazinās ar temperatūras paaugstināšanos. Kad temperatūra paaugstinās, tiek radīti daudzi brīvie elektroni. Tādējādi notiek elektriskās pretestības vērtības kritums. Tādējādi šiem materiāliem ir negatīvs temperatūras koeficients pretestībai.

Bieži uzdodami jautājumi par pretestību

Cilvēka ķermeņa elektriskā pretestība

Cilvēka ķermeņa ādas pretestība ir augsta, bet iekšējā ķermeņa pretestība ir zema. Kad cilvēka ķermenis ir sauss, tā vidējā efektīvā pretestība ir augsta, un kad tas ir mitrs, pretestība samazinās būtiski.

Sausses apstākļos cilvēka ķermeņa efektīvā pretestība ir 100 000 omi, bet mitros apstākļos vai ja āda ir bojāta, pretestība samazinās līdz 1000 omi.

Ja augstsprieguma elektroenerģija nonāk cilvēka ādā, tā ātri bojā ādu, un ķermeņa piedāvātā pretestība samazinās līdz 500 omi.

Gaisa elektriskā pretestība

Zinām, ka jebkura materiāla elektriskā pretestība atkarīga no tā specifiskās pretestības vai resistivitātes. Gaisa specifiskā pretestība vai resistivitāte aptuveni ir $10^6$ līdz $10^1^5$ $\Omega-m$ pie 200 C.

Gaisa elektriskā pretestība ir mērs, kas parāda gaisa spēju pretestoties elektriskajam strāvienam. Gaisa pretestība ir rezultāts starp objekta priekšējo virsmu un gaisa molekulām notiekošajiem sadursmiem. Divi galvenie faktori, kas ietekmē gaisa pretestību, ir objekta ātrums un objekta pārklājuma laukums.

Gaisa dielektroiskā stiprums ir 21,1 kV/cm (RMS) vai 30 kV/cm (virspus), kas nozīmē, ka gaisa sniedz elektrisko pretestību līdz 21,1 kV/cm (RMS) vai 30 kV/cm (virspus). Ja elektrostatisks spriegums gaisā pārsniedz 21,1 kV/cm (RMS), notiek gaisa bojājums, tātad var teikt, ka gaisa pretestība kļūst nulle.

Ūdens elektriskā pretestība

Ūdens specifiskā pretestība vai resistivitāte ir mērs, kas parāda ūdens spēju pretestoties elektriskajam strāvienam, kas atkarīgs no šķīdināto sāliu koncentrācijas ūdenī.

Tīrs ūdens ir ar augstāku specifisko pretestību vai resistivitāti, jo tajā nav joniem. Kad sālis izskalo tīrā ūdenī, tie veido brīvas jonas. Šīs jonas var pārvadāt elektrisku strāvi, tāpēc pretestība samazinās.

Ūdens ar augstu šķīdināto sāliu koncentrāciju būs ar zemu specifisko pretestību vai resistivitāti un otrādi. Tabulā zemāk redzamas dažādu ūdens veidu resistivitātes vērtības.

Ūdens veidi	Izolācijas trūkums Ohm-m $(\Omega-m)$
Tīrs ūdens	20 000 000
Jūras ūdens	20-25
Destilēts ūdens	500 000
Lidmašu ūdens	20 000
Upe	200
Dzeramais ūdens	2 līdz 200
Dejonizēts ūdens	180 000

Vara elektroizolēšana

Vāra ir labs vedējs; tādēļ tā elektriskā pretestība ir zema. Vāra dabiskā pretestība, kas pazīstama kā vāra specifiskā pretestība vai varbūtība.

Vāra specifiskās pretestības vai varbūtības vērtība ir $1.68 * 10^-^8\,\,\Omega-m$ .

Kā sauc parādību, kad elektriskā pretestība ir nulle?

Kad elektriskā pretestība ir nulle, šo parādību sauc par superveidotspēju.

Pēc Ōma likuma,

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

Ja elektriskā pretestība, t.i., R = 0, tad,

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

Tātad, caur vedēju plūst bezgalīgs strāvas stiprums, ja tā pretestība ir nulle; šo parādību sauc par superveidotspēju.

Varam arī teikt, ka, ja elektriskā pretestība ir nulle, tās vedējspēja ir bezgalīga.

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

Kā ietekmē pretestības koeficients pretestību?

Kā zināms, vedēja pretestību var izteikt kā,

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

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

kur R = vedēja pretestība

$l$ = vedēja garums

a = leitāja rieksta šķēluma laukums

$\rho$ = matēriāla proporcionalitātes konstante, kas pazīstama kā matēriāla specifiskā rezeistīve vai rezistivitāte

Tagad, ja $l = 1\,\,m , a = 1\,\,m^2$ , tad

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

Tātad, matēriāla specifiskā rezeistīve vai rezistivitāte ir pretestība, ko piedāvā vienības garumam un vienības šķēluma laukumam no matēriāla.

Mēs zinām, ka katram vedējam matēriālam ir atšķirīga specifiskās rezeistīves vai rezistivitātes vērtība; tātad, pretestības vērtība atkarīga no vedējam matēriāla izmantotā garuma un šķēluma laukuma.

Avots: Electrical4u

Paziņojums: Cienīt oriģinālu, labas raksti vērts dalīties, ja ir pārkāpumi, lūdzu, sazinieties ar mums, lai dzēst.