導体の抵抗は、そのサイズと形状、そして導体を構成する材料によって異なります。
均一な線状導体の場合、抵抗Rはその長さlに正比例し、その断面Sの面積に反比例する。
ここで、ρは導体材料を特徴付ける電気抵抗率です。
§13.4導体の並列および直列接続
あり シリアル導体接続
ある a)回路の全ての部分における電流強度は同じである。
b)回路内の合計電圧は、その個々のセクションの電圧の合計に等しい。
c)回路の全抵抗は個々の導体の抵抗の合計に等しい。
または
(13.23)
あり 平行導体接続 以下の3つの法律が施行されています。
a)回路内の全電流は、個々の導体内の電流の力の合計に等しい。
b)回路のすべての並列接続部分の電圧は同じです。
c)回路の全抵抗の逆数は、別々に各導体の抵抗に反比例する量の合計に等しい。
または
(13.24)
§13.5分岐電気回路。 キルヒホッフの規則
オームの法則とともに問題を解決するときは、2つのキルヒホッフ則を使用するのが便利です。 複雑な電気回路をいくつかの点で組み立てると、いくつかの導体が収束します。 そのような点はノードと呼ばれます。
Kirchhoffの最初の規則は、以下の考察に基づいています。 このノードに流れ込む電流はそれに電荷をもたらします。 ノードから流れる電流は電荷を運び去ります。 ノード内の電荷は蓄積できないため、特定のノードに時間の経過とともに入る電荷の量は、ノードから同じ時間にわたって持ち去られる電荷の量と正確に等しくなります。 このノードに流れる電流は正と見なされ、ノードから流れる電流は負と見なされます。
によると キルヒホッフの最初の規則 , ノードに接続された導体内の電流の力の代数和はゼロです。.
(13.25)
I 1 + I 2 + I 3 + .... + I n = 0
I 1 + I 2 = I 3 + I 4
I 1 + I 2 - I 3 - I 4 = 0
キルヒホフの2番目の規則: 広範囲のDC回路の任意の閉回路の各セクションの抵抗と、このセクションの電流の強さとの積の代数和は、この回路に沿ったemfの代数和に等しくなります。 .
(13.26)
ええと この規則は、導電回路が1つではなく複数の電流源を含む場合に適用するのに特に便利です(図13.8)。
この規則を使用するとき、電流の方向とバイパスは任意に選択されます。 回路の選択された方向に沿って流れる電流は正と見なされ、回路の方向に対して逆方向に流れる電流は負と見なされます。 したがって、回路バイパスと方向が一致する電流を発生させるこれらの電源のEMFは正と見なされます。
ε2 -ε 1 = Ir 1 + Ir 2 + IR(13.27)
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金属導体の抵抗の温度依存性は、抵抗温度計を作成するためのエンジニアリングで広く使用されています。 炉内に既知の抵抗7.0の螺旋を配置し、その抵抗Rtを測定すると、(15.10)に従って炉の温度iを決定することが可能である。 他方、この温度依存性は、精密な電気測定機器の動作に有害な影響を及ぼし、外部条件が変化すると、その測定機器の抵抗を変化させる。
電子理論によると、電流に対する金属導体の抵抗は、電流キャリア - 伝導電子 - が移動するにつれて結晶格子のイオンとの衝突を経験するという事実のために生じる。 この場合、移動する電子は、フリーランの間にそれらによって獲得されたそれらのエネルギーの一部をイオンに移動させる。 電場。 異なる金属の抵抗の違いは、電子の平均自由行程と金属の単位体積当たりの自由電子の数の違いによって説明される。
温度が上がると金属導体の抵抗は上がり、下がると下がります。
温度が変化すると、金属導体の抵抗は(常温で)R Ro(1 - f - 0 004&)の規則に従って変化します。ここで、/ 4は0℃での抵抗、&は摂氏温度です。 この法律はほとんどの純金属に有効です。 0℃での抵抗が10オームである導体は、10分間で8J 20から02 200まで均一に加熱する。 このとき、120Vの電圧下で電流となります。
電子理論によれば、電流に対する金属導体の抵抗は、それらの移動中に電流キャリア - 伝導電子 - が結晶格子のイオンとの衝突を経験するという事実に起因して生じる。 この場合、動いている電子は、電界内でのフリーランの間に獲得されたそれらのエネルギーの一部をイオンに伝達する。 異なる金属の抵抗の違いは、電子の平均自由行程と金属の単位体積当たりの自由電子の数の違いによって説明される。
金属導体の抵抗を決めるもの
温度が変化すると、金属導体の抵抗は法則R RQ(l 0 0040)に従って変化します。ここで、D 0は0 Cでの抵抗、9は摂氏での温度です。 この法律はほとんどの純金属に有効です。 100℃での抵抗が100mに等しい導体は、10分以内に0g 20から02 200まで均一に加熱される。
温度が上昇すると、金属導体の抵抗は増加し、減少すると減少します。
温度が変化すると、金属導体の抵抗は(常温で)R - R 0(1 - f 0 0046)の法則に従って変化します。ここで、RoはφGCでの抵抗、6は摂氏温度です。 この法律はほとんどの純金属に有効です。 0℃での抵抗が10オームである導体は、10分間で820〜62200Eに均一に加熱されます。 このとき、120Vの電圧下で電流となります。
実験によると、金属導体の抵抗は、導体のサイズと導体を構成する材料によって異なります。
どのような現象がこの金属導体の抵抗の増加を招くか。
ARとCDは、一方ではフレームとカソードとの間、他方ではフレームとアノードとの間の金属導体の抵抗の比によって決定される。 ARとCRの値がそれぞれ0 8 - 1 5 V(2 3 Vのセル電圧)になるように、フレームをアノードに接続する導体の抵抗を選択すると、フレームは電気化学プロセスおよびその表面に関与できなくなります。 ガス状の水素や酸素は放出されません。 フレームが低抵抗の導体を使用してアノードに接続されている場合、フレームの電位はアノード側に遠くまで移動することができ、カソード空間への酸素の放出および酸素による水素汚染を伴うフレームの表面が電気化学的作用に含まれる。
抵抗法は、その温度に対する金属導体の抵抗の変化を考慮に入れることに基づいている。
接地装置の全抵抗は、金属導体の抵抗、接地降下、および地球が拡散に及ぼす抵抗から成ります。 電流。 金属導体と接地斜面の抵抗は広がりに対する抵抗と比較して非常に小さいので、それらは通常無視されます。 したがって、接地装置の抵抗という用語は、金属導体を囲むアースが電流の通過に通過する抵抗に他ならない。 地球に流れ込む電流の過程で、地震は地球の遠い点に等しい電位を獲得します。そして、それは大きさが地球に流れる電流によって引き起こされる電圧降下に等しいです。
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導体の抵抗率は温度、圧力、材料などに依存し、その結果、導体の抵抗は同じ要因に依存する。 最も実用的に重要なのは依存です 抵抗率そして、その結果、導体の抵抗、温度。 一般に、この関係は非常に複雑です。
導体の抵抗率は一定ではなく、温度に依存します。 すべての金属で、温度が上昇すると抵抗が増加します。 温度のわずかな変動では、温度に対する抵抗率の依存性は線形の法則に従います。 各金属には、HSの温度が上がるにつれて1オームと呼ばれる、導体の抵抗率の変化を決定する特定の温度係数aがあります。
導体の抵抗率は10 - 6から10 - 2Ω - cmの範囲であり、工業用誘電体は10 9 - 10 20Ω・cmの範囲である。 これらの制限はある程度恣意的ですが、テクニックで確立された概念をほぼ反映しています。
導体の抵抗率は、20℃の温度で長さ1m、断面積1mm 2のワイヤの抵抗である。
導体と非導体の抵抗率は温度に依存します。
第一種の導体の抵抗率は温度に依存する。 原則として、温度が上がるにつれて上昇します。 例外は黒鉛と石炭です。
導体の抵抗率が小さいほど、それが際立っている(同じ電流で)熱の量が少なくなります。 超伝導状態下では、抵抗率が測定できないほど小さくなり、電流が流れる導体では、感知できるほどの量の熱を発生しない。 電流エネルギーは、閉じた超伝導体で一度励起されると、どこにも浪費されないので、 外部からのエネルギーコストをかけずに無期限にその中に維持されます。
引張力または圧縮力の作用下での導体の抵抗率の変化は、テンソル抵抗効果と呼ばれます。 それはひずみ感度によって特徴付けられ、それは抵抗の相対変化と相対変形との間の関係を確立する。
ここでpは導体の抵抗率で、残りのシンボルは前の問題でデコードされます。
導体の抵抗率を決定するもの
導体の抵抗率pの値がその温度に依存しない場合、許容電流密度/ 1と導体の許容過剰温度との間の比 短絡 比較的簡単でしょう。 実際、抵抗率ρは導体の加熱によって変化し、電流密度と温度上昇との関係はより複雑になります。
導体の抵抗率を増加させるために、いくつかの金属合金が使用されている。 無秩序構造を有する合金のみが高い値の比抵抗および小さな値の温度抵抗係数を有することが確立された。 無秩序構造を有する合金はそのように呼ばれ、その結晶格子内では合金を構成する金属原子の規則的な交代はない。 これらの合金はグループを構成します 導体材料 抵抗率が大きく、抵抗率の温度係数が小さい。 記載されているすべての導体グループは高い可塑性を持っているため、直径0.01 mmまでのワイヤと厚さ0.05 mm〜0.1 mmのテープを得ることができます。