Resistivitas listrik platina. Resistivitas dan konduktivitas listrik

Untuk setiap konduktor ada konsep resistivitasnya sendiri. Nilai ini terdiri dari Ohm dikalikan satu milimeter persegi, kemudian dibagi satu meter. Dengan kata lain, ini adalah hambatan suatu penghantar yang panjangnya 1 meter dan luas penampangnya 1 mm 2. Hal yang sama juga berlaku untuk resistivitas tembaga - logam unik, yang telah tersebar luas di bidang teknik elektro dan energi.

Sifat-sifat tembaga

Karena sifatnya, logam ini termasuk yang pertama digunakan dalam bidang ketenagalistrikan. Pertama-tama, tembaga adalah bahan yang mudah dibentuk dan ulet dengan sifat konduktivitas listrik yang sangat baik. Masih belum ada pengganti yang setara untuk konduktor ini di sektor energi.

Sifat-sifat tembaga elektrolitik khusus, yang memiliki kemurnian tinggi, sangat dihargai. Bahan ini memungkinkan untuk menghasilkan kabel dengan ketebalan minimal 10 mikron.

Selain konduktivitas listriknya yang tinggi, tembaga sangat cocok untuk proses pengalengan dan jenis pemrosesan lainnya.

Tembaga dan resistivitasnya

Setiap konduktor menunjukkan hambatan jika arus listrik melewatinya. Nilainya tergantung pada panjang konduktor dan penampangnya, serta pada pengaruh suhu tertentu. Oleh karena itu, resistivitas konduktor tidak hanya bergantung pada material itu sendiri, tetapi juga pada panjang spesifik dan luas penampangnya. Semakin mudah suatu bahan melewatkan muatan, semakin rendah resistansinya. Untuk tembaga, resistivitasnya adalah 0,0171 Ohm x 1 mm 2 /1 m dan hanya sedikit kalah dengan perak. Namun penggunaan perak dalam skala industri tidak menguntungkan secara ekonomi, oleh karena itu tembaga merupakan konduktor terbaik yang digunakan dalam energi.

Resistivitas tembaga juga dikaitkan dengan konduktivitasnya yang tinggi. Nilai-nilai ini bertolak belakang satu sama lain. Sifat-sifat tembaga sebagai konduktor juga bergantung pada koefisien resistansi suhu. Hal ini terutama berlaku untuk resistansi, yang dipengaruhi oleh suhu konduktor.

Jadi, karena sifatnya, tembaga banyak digunakan tidak hanya sebagai konduktor. Logam ini digunakan di sebagian besar instrumen, perangkat dan unit yang pengoperasiannya berhubungan dengan arus listrik.

Resistivitas logam adalah ukuran kemampuannya untuk menahan aliran arus listrik. Nilai ini dinyatakan dalam Ohm-meter (Ohm⋅m). Simbol resistivitas adalah huruf Yunani ρ (rho). Resistivitas tinggi berarti material tersebut merupakan konduktor muatan listrik yang buruk.

Resistivitas

Spesifik hambatan listrik didefinisikan sebagai hubungan antara ketegangan Medan listrik di dalam logam dengan rapat arus di dalamnya:

Di mana:
ρ—resistivitas logam (Ohm⋅m),
E - kuat medan listrik (V/m),
J adalah nilai rapat arus listrik pada logam (A/m2)

Jika kuat medan listrik (E) suatu logam sangat tinggi dan rapat arus (J) sangat kecil, berarti logam tersebut mempunyai resistivitas yang tinggi.

Kebalikan dari resistivitas adalah konduktivitas listrik, yang menunjukkan seberapa baik suatu material menghantarkan arus listrik:

σ adalah konduktivitas material, dinyatakan dalam siemens per meter (S/m).

Hambatan listrik

Hambatan listrik salah satu komponennya dinyatakan dalam ohm (Ohm). Perlu diperhatikan bahwa hambatan dan resistivitas listrik bukanlah hal yang sama. Resistivitas adalah sifat suatu bahan, sedangkan hambatan listrik adalah sifat suatu benda.

Hambatan listrik suatu resistor ditentukan oleh kombinasi bentuknya dan resistivitas bahan pembuatnya.

Misalnya resistor kawat yang terbuat dari kawat panjang dan tipis mempunyai hambatan yang lebih tinggi dibandingkan resistor yang terbuat dari kawat pendek dan tebal dari logam yang sama.

Pada saat yang sama, resistor wirewound yang terbuat dari bahan dengan resistivitas tinggi memiliki hambatan listrik lebih besar daripada resistor yang terbuat dari bahan dengan resistivitas rendah. Dan semua ini terlepas dari kenyataan bahwa kedua resistor terbuat dari kawat dengan panjang dan diameter yang sama.

Untuk menggambarkan hal ini, sebuah analogi dapat ditarik sistem hidrolik dimana air dipompa melalui pipa.

• Semakin panjang dan tipis pipanya, semakin besar pula ketahanannya terhadap air.
• Pipa yang diisi pasir akan lebih tahan terhadap air dibandingkan pipa tanpa pasir.

Resistensi kawat

Besarnya hambatan kawat bergantung pada tiga parameter: resistivitas logam, panjang dan diameter kawat itu sendiri. Rumus untuk menghitung hambatan kawat:

Di mana:
R - hambatan kawat (Ohm)
ρ - resistivitas logam (Ohm.m)
L - panjang kawat (m)
A - luas penampang kawat (m2)

Sebagai contoh, perhatikan resistor wirewound nichrome dengan resistivitas 1,10×10-6 Ohm.m. Kawat tersebut memiliki panjang 1500 mm dan diameter 0,5 mm. Berdasarkan ketiga parameter ini, kami menghitung resistansi kawat nichrome:

R=1,1*10 -6 *(1,5/0,000000196) = 8,4 Ohm

Nichrome dan Constantan sering digunakan sebagai material resistensi. Tabel di bawah ini Anda dapat melihat resistivitas beberapa logam yang paling umum digunakan.

Resistensi permukaan

Nilai resistansi permukaan dihitung dengan cara yang sama seperti resistansi kawat. DI DALAM pada kasus ini Luas penampang dapat direpresentasikan sebagai produk dari w dan t:

Untuk beberapa bahan, seperti film tipis, hubungan antara resistivitas dan ketebalan film disebut resistansi lembaran RS:

di mana RS diukur dalam ohm. Untuk perhitungan ini, ketebalan film harus konstan.

Seringkali, produsen resistor memotong jalur ke dalam film untuk meningkatkan resistansi guna meningkatkan jalur arus listrik.

Sifat bahan resistif

Resistivitas suatu logam bergantung pada suhu. Nilainya biasanya diberikan untuk suhu ruangan (20°C). Perubahan resistivitas akibat perubahan suhu ditandai dengan koefisien suhu.

Misalnya, termistor (termistor) menggunakan properti ini untuk mengukur suhu. Di sisi lain, dalam elektronik presisi, ini adalah efek yang tidak diinginkan.
Resistor film logam memiliki sifat stabilitas suhu yang sangat baik. Hal ini dicapai tidak hanya karena resistivitas material yang rendah, tetapi juga karena desain mekanis dari resistor itu sendiri.

Banyak berbagai bahan dan paduan digunakan dalam produksi resistor. Nichrome (paduan nikel dan kromium), karena resistivitasnya yang tinggi dan ketahanan terhadap oksidasi pada suhu tinggi, sering digunakan sebagai bahan pembuatan resistor wirewound. Kerugiannya adalah tidak bisa disolder. Constantan, bahan populer lainnya, mudah disolder dan memiliki koefisien suhu yang lebih rendah.

Zat dan bahan yang mampu menghantarkan arus listrik disebut konduktor. Sisanya diklasifikasikan sebagai dielektrik. Tetapi tidak ada dielektrik murni; semuanya juga menghantarkan arus, namun besarnya sangat kecil.

Tetapi konduktor juga menghantarkan arus secara berbeda. Menurut rumus Georg Ohm, arus yang mengalir melalui suatu penghantar berbanding lurus dengan besarnya tegangan yang diberikan padanya, dan berbanding terbalik dengan besaran yang disebut hambatan.

Satuan pengukuran hambatan diberi nama Ohm untuk menghormati ilmuwan yang menemukan hubungan ini. Namun ternyata konduktor yang terbuat dari bahan berbeda dan memiliki dimensi geometris yang sama memiliki hambatan listrik yang berbeda. Untuk menentukan resistansi suatu konduktor dengan panjang dan penampang yang diketahui, konsep resistivitas diperkenalkan - koefisien yang bergantung pada material.

Akibatnya, resistansi konduktor panjangnya diketahui dan penampangnya akan sama

Resistivitas tidak hanya berlaku pada benda padat, tetapi juga benda cair. Namun nilainya juga tergantung pada pengotor atau komponen lain dalam bahan sumbernya. Air murni tidak menghantarkan arus listrik, menjadi dielektrik. Namun air suling tidak ada di alam, selalu mengandung garam, bakteri, dan kotoran lainnya. Koktail ini merupakan penghantar arus listrik dengan resistivitas.

Dengan memasukkan berbagai aditif ke dalam logam, bahan baru diperoleh - paduan, yang resistivitasnya berbeda dari material aslinya, meskipun bahan tambahannya berbeda persentase tidak signifikan.

Ketergantungan resistivitas pada suhu

Resistivitas bahan diberikan dalam buku referensi untuk suhu mendekati suhu kamar (20 °C). Ketika suhu meningkat, resistansi material meningkat. Mengapa ini terjadi?

Arus listrik dialirkan di dalam material elektron bebas. Di bawah pengaruh medan listrik, mereka dipisahkan dari atom-atomnya dan bergerak di antara mereka ke arah yang ditentukan oleh medan ini. Atom-atom suatu zat membentuk kisi kristal, di antara simpul-simpulnya terdapat aliran elektron, yang juga disebut “gas elektron”, bergerak. Di bawah pengaruh suhu, simpul kisi (atom) bergetar. Elektron sendiri juga tidak bergerak dalam garis lurus, melainkan sepanjang jalur yang rumit. Pada saat yang sama, mereka sering bertabrakan dengan atom, mengubah lintasannya. Pada suatu saat, elektron dapat bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah arus listrik.

Dengan meningkatnya suhu, amplitudo getaran atom meningkat. Tabrakan elektron dengan mereka lebih sering terjadi, pergerakan aliran elektron melambat. Secara fisik, hal ini dinyatakan dalam peningkatan resistivitas.

Contoh penerapan ketergantungan resistivitas pada suhu adalah pengoperasian lampu pijar. Spiral tungsten tempat filamen dibuat memiliki resistivitas rendah pada saat dinyalakan. Arus masuk saat dinyalakan dengan cepat memanaskannya, resistivitas meningkat, dan arus berkurang, menjadi nominal.

Proses yang sama terjadi dengan elemen pemanas nichrome. Oleh karena itu, tidak mungkin menghitung mode operasinya dengan menentukan panjang kawat nikrom dengan penampang yang diketahui untuk menciptakan resistansi yang diperlukan. Untuk perhitungan, Anda memerlukan resistivitas kawat yang dipanaskan, dan buku referensi memberikan nilai suhu ruangan. Oleh karena itu, panjang akhir spiral nichrome disesuaikan secara eksperimental. Perhitungan menentukan perkiraan panjang, dan saat menyesuaikan, perpendek bagian demi bagian benang secara bertahap.

Koefisien resistansi suhu

Namun tidak di semua perangkat, adanya ketergantungan resistivitas konduktor pada suhu bermanfaat. Dalam teknologi pengukuran, perubahan resistansi elemen rangkaian menyebabkan kesalahan.

Untuk mengukur ketergantungan ketahanan material pada suhu, konsepnya koefisien resistansi suhu (TCR). Ini menunjukkan seberapa besar resistansi suatu material berubah ketika suhu berubah sebesar 1°C.

Untuk pembuatan komponen elektronik – resistor yang digunakan pada rangkaian peralatan ukur, digunakan bahan dengan TCR rendah. Harganya lebih mahal, tetapi parameter perangkat tidak berubah pada rentang suhu yang luas lingkungan.

Namun sifat material dengan TCS tinggi juga digunakan. Pengoperasian beberapa sensor suhu didasarkan pada perubahan resistansi bahan dari mana elemen pengukur dibuat. Untuk melakukan ini, Anda perlu mempertahankan tegangan suplai yang stabil dan mengukur arus yang melewati elemen. Dengan mengkalibrasi skala perangkat yang mengukur arus terhadap termometer standar, diperoleh pengukur suhu elektronik. Prinsip ini digunakan tidak hanya untuk pengukuran, tetapi juga untuk sensor panas berlebih. Menonaktifkan perangkat ketika terjadi kondisi pengoperasian tidak normal, yang menyebabkan panas berlebih pada belitan transformator atau elemen semikonduktor daya.

Elemen juga digunakan dalam teknik kelistrikan yang mengubah hambatannya bukan dari suhu sekitar, tetapi dari arus yang melaluinya - termistor. Contoh penggunaannya adalah sistem demagnetisasi untuk tabung sinar katoda televisi dan monitor. Ketika tegangan diterapkan, resistansi resistor menjadi minimal, dan arus melewatinya ke dalam koil demagnetisasi. Tapi arus yang sama memanaskan bahan termistor. Resistansinya meningkat, mengurangi arus dan tegangan pada kumparan. Begitu seterusnya hingga hilang sama sekali. Akibatnya, tegangan sinusoidal dengan amplitudo yang menurun secara bertahap diterapkan pada kumparan, menciptakan medan magnet yang sama di ruangnya. Hasilnya adalah pada saat filamen tabung memanas, ia sudah mengalami kerusakan magnetik. Dan rangkaian kendali tetap terkunci hingga perangkat dimatikan. Kemudian termistor akan menjadi dingin dan siap bekerja kembali.

Fenomena superkonduktivitas

Apa yang terjadi jika suhu bahan diturunkan? Resistivitasnya akan berkurang. Ada batas penurunan suhu yang disebut nol mutlak. Ini - 273°C. Tidak ada suhu di bawah batas ini. Pada nilai ini, resistivitas konduktor apa pun adalah nol.

Pada nol mutlak, atom-atom kisi kristal berhenti bergetar. Akibatnya, awan elektron bergerak di antara simpul-simpul kisi tanpa bertabrakan dengannya. Resistansi material menjadi nol, yang membuka kemungkinan memperoleh arus yang sangat besar dalam konduktor dengan penampang kecil.

Fenomena superkonduktivitas membuka cakrawala baru bagi perkembangan teknik elektro. Namun masih ada kesulitan yang terkait dengan memperoleh lebih dari suhu rendah diperlukan untuk menciptakan efek ini. Ketika masalah teratasi, teknik elektro akan beralih ke tingkat baru perkembangan.

Contoh penggunaan nilai resistivitas dalam perhitungan

Kita telah mengenal prinsip penghitungan panjang kawat nichrome untuk membuat elemen pemanas. Namun ada situasi lain ketika pengetahuan tentang resistivitas material diperlukan.

Untuk perhitungan kontur perangkat pembumian koefisien yang sesuai dengan jenis tanah digunakan. Jika jenis tanah di lokasi ground loop tidak diketahui, maka untuk perhitungan yang benar resistivitasnya diukur terlebih dahulu. Dengan cara ini, hasil penghitungan menjadi lebih akurat, sehingga menghilangkan kebutuhan untuk menyesuaikan parameter rangkaian selama pembuatan: menambah jumlah elektroda, yang menyebabkan peningkatan dimensi geometris perangkat pembumian.

Resistivitas bahan pembuat jalur kabel dan busbar digunakan untuk menghitung resistansi aktifnya. Selanjutnya, pada arus beban pengenal, gunakan itu nilai tegangan di ujung saluran dihitung. Jika nilainya tidak mencukupi, maka penampang konduktor ditingkatkan terlebih dahulu.

Resistensi itu telah ditetapkan secara eksperimental R konduktor logam berbanding lurus dengan panjangnya L dan berbanding terbalik dengan luas penampangnya A:

R = ρ aku/ A (26.4)

di mana koefisiennya ρ disebut resistivitas dan berfungsi sebagai karakteristik zat dari mana konduktor dibuat. Itu sesuai kewajaran: Hambatan pada kawat tebal harus lebih kecil dari pada kawat tipis, karena pada kawat tebal elektron dapat berpindah wilayah yang lebih besar. Dan kita dapat mengharapkan adanya peningkatan resistansi seiring bertambahnya panjang konduktor, seiring dengan bertambahnya jumlah hambatan aliran elektron.

Nilai-nilai yang khas ρ untuk bahan yang berbeda diberikan pada kolom pertama tabel. 26.2. (Nilai sebenarnya bervariasi tergantung pada kemurnian, perlakuan panas, suhu, dan faktor lainnya.)

Perak memiliki resistivitas terendah, sehingga menjadi konduktor terbaik; namun itu mahal. Tembaga sedikit lebih rendah daripada perak; Jelas mengapa kabel paling sering terbuat dari tembaga.

Aluminium memiliki resistivitas yang lebih tinggi daripada tembaga, namun memiliki kepadatan yang jauh lebih rendah dan lebih disukai dalam beberapa aplikasi (misalnya, pada saluran listrik) karena resistansi kabel aluminium dengan massa yang sama lebih kecil dibandingkan dengan tembaga. Kebalikan dari resistivitas sering digunakan:

σ = 1/ρ (26.5)

σ disebut konduktivitas spesifik. Konduktivitas spesifik diukur dalam satuan (Ohm m) -1.

Resistivitas suatu zat bergantung pada suhu. Biasanya, resistansi logam meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Hal ini tidak mengherankan: ketika suhu meningkat, atom-atom bergerak lebih cepat, susunannya menjadi kurang teratur, dan kita dapat memperkirakan bahwa atom-atom tersebut akan lebih mengganggu aliran elektron. Dalam rentang suhu yang sempit, resistivitas logam meningkat hampir linier terhadap suhu:

Di mana ρ T- resistivitas pada suhu T, ρ 0 - resistivitas pada suhu standar T 0 , sebuah α - Koefisien resistansi suhu (TCR). Nilai a diberikan dalam tabel. 26.2. Perhatikan bahwa untuk semikonduktor TCR bisa negatif. Hal ini jelas karena dengan meningkatnya suhu, jumlah elektron bebas meningkat dan sifat konduktif zat meningkat. Jadi, resistansi semikonduktor dapat menurun seiring dengan meningkatnya suhu (walaupun tidak selalu).

Nilai a bergantung pada suhu, jadi Anda harus memperhatikan kisaran suhu di dalamnya nilai yang diberikan(misalnya, menurut direktori besaran fisis). Jika kisaran perubahan suhu ternyata lebar, maka linearitas akan dilanggar, dan sebagai ganti (26.6) perlu menggunakan ekspresi yang mengandung suku-suku yang bergantung pada pangkat kedua dan ketiga suhu:

ρ T = ρ 0 (1+αT+ + βT 2 + γT 3),

di mana koefisiennya β Dan γ biasanya sangat kecil (kami taruh T 0 = 0°С), tetapi secara umum T kontribusi para anggota ini menjadi signifikan.

Pada suhu yang sangat rendah, resistivitas beberapa logam, serta paduan dan senyawanya, turun hingga nol sesuai keakuratan pengukuran modern. Properti ini disebut superkonduktivitas; pertama kali diamati oleh fisikawan Belanda Geike Kamerling-Onnes (1853-1926) pada tahun 1911 ketika merkuri didinginkan di bawah 4,2 K. Pada suhu ini, hambatan listrik merkuri tiba-tiba turun menjadi nol.

Superkonduktor memasuki keadaan superkonduktor di bawah suhu transisi, yang biasanya beberapa derajat Kelvin (tepat di atas nol mutlak). Arus listrik diamati pada cincin superkonduktor, yang praktis tidak melemah tanpa adanya tegangan selama beberapa tahun.

DI DALAM tahun terakhir Superkonduktivitas sedang diteliti secara intensif untuk memahami mekanismenya dan untuk menemukan bahan yang dapat melakukan superkonduktor pada suhu yang lebih tinggi untuk mengurangi biaya dan ketidaknyamanan karena harus mendinginkan hingga suhu yang sangat rendah. Teori superkonduktivitas pertama yang berhasil diciptakan oleh Bardeen, Cooper dan Schrieffer pada tahun 1957. Superkonduktor sudah digunakan pada magnet besar, di mana medan magnet diciptakan oleh arus listrik (lihat Bab 28), yang secara signifikan mengurangi konsumsi energi. Tentu saja, mempertahankan superkonduktor pada suhu rendah juga memerlukan energi.

Komentar dan saran diterima dan diterima!

Salah satu logam yang paling umum untuk membuat kabel adalah tembaga. Hambatan listriknya adalah yang terendah di antara logam yang terjangkau. Ini lebih kecil hanya di logam mulia(perak dan emas) dan tergantung pada berbagai faktor.

Apa itu arus listrik

Pada kutub yang berbeda pada baterai atau sumber arus lainnya terdapat pembawa muatan listrik yang berlawanan. Jika mereka dihubungkan ke konduktor, pembawa muatan mulai berpindah dari satu kutub sumber tegangan ke kutub lainnya. Pembawa dalam cairan adalah ion, dan dalam logam adalah elektron bebas.

Definisi. Arus listrik adalah pergerakan terarah dari partikel bermuatan.

Resistivitas

Resistivitas listrik adalah nilai yang menentukan hambatan listrik suatu sampel referensi suatu bahan. Huruf Yunani “p” digunakan untuk menunjukkan besaran ini. Rumus perhitungan:

p=(R*S)/ aku.

Nilai ini diukur dalam Ohm*m. Anda dapat menemukannya di buku referensi, tabel resistivitas, atau di Internet.

Elektron bebas bergerak melalui logam di dalam kisi kristal. Tiga faktor mempengaruhi resistensi terhadap gerakan ini dan resistivitas konduktor:

• Bahan. Logam yang berbeda memiliki kepadatan atom dan jumlah elektron bebas yang berbeda;
• Kotoran. Pada logam murni, kisi kristal lebih teratur, oleh karena itu resistansinya lebih rendah dibandingkan pada paduan;
• Suhu. Atom tidak diam pada tempatnya, melainkan bergetar. Semakin tinggi suhunya, semakin besar amplitudo getarannya, sehingga mengganggu pergerakan elektron, dan semakin tinggi pula resistansinya.

Pada gambar berikut Anda dapat melihat tabel resistivitas logam.

Menarik. Ada paduan yang hambatan listriknya turun saat dipanaskan atau tidak berubah.

Konduktivitas dan hambatan listrik

Karena dimensi kabel diukur dalam meter (panjang) dan mm² (penampang), resistivitas listrik memiliki dimensi Ohm mm²/m. Mengetahui dimensi kabel, hambatannya dihitung menggunakan rumus:

R=(p* aku)/S.

Selain hambatan listrik, beberapa rumus menggunakan konsep “konduktivitas”. Ini adalah kebalikan dari perlawanan. Dilambangkan dengan “g” dan dihitung menggunakan rumus:

Konduktivitas cairan

Konduktivitas zat cair berbeda dengan konduktivitas logam. Pembawa muatan di dalamnya adalah ion. Jumlah dan konduktivitas listriknya meningkat saat dipanaskan, sehingga kekuatan boiler elektroda meningkat beberapa kali lipat saat dipanaskan dari 20 hingga 100 derajat.

Menarik. Air sulingan adalah isolator. Kotoran terlarut memberikan konduktivitas.

Hambatan listrik kabel

Logam yang paling umum untuk membuat kabel adalah tembaga dan aluminium. Aluminium memiliki ketahanan yang lebih tinggi, namun lebih murah dibandingkan tembaga. Resistivitas tembaga lebih rendah, sehingga penampang kawat dapat dipilih lebih kecil. Selain itu, lebih kuat, dan kabel pilin fleksibel terbuat dari logam ini.

Tabel berikut menunjukkan resistivitas listrik logam pada 20 derajat. Untuk menentukannya pada suhu lain, nilai dari tabel harus dikalikan dengan faktor koreksi yang berbeda untuk setiap logam. Anda dapat mengetahui koefisien ini dari buku referensi terkait atau menggunakan kalkulator online.

Pemilihan penampang kabel

Karena kawat memiliki hambatan, ketika arus listrik melewatinya, panas dihasilkan dan terjadi penurunan tegangan. Kedua faktor ini harus diperhitungkan ketika memilih penampang kabel.

Seleksi dengan pemanasan yang diizinkan

Ketika arus mengalir dalam kawat, energi dilepaskan. Kuantitasnya dapat dihitung dengan menggunakan rumus daya listrik:

Pada kawat tembaga dengan penampang 2,5 mm² dan panjang 10 meter R = 10 * 0,0074 = 0,074 Ohm. Pada arus 30A P=30²*0,074=66W.

Kekuatan ini memanaskan konduktor dan kabel itu sendiri. Suhu pemanasannya bergantung pada kondisi pemasangan, jumlah inti pada kabel, dan faktor lainnya, dan suhu yang diizinkan bergantung pada bahan insulasi. Tembaga memiliki konduktivitas yang lebih besar, sehingga keluaran daya dan penampang yang dibutuhkan lebih rendah. Itu ditentukan menggunakan tabel khusus atau menggunakan kalkulator online.

Kehilangan tegangan yang diijinkan

Selain pemanasan, ketika arus listrik melewati kabel, tegangan di dekat beban berkurang. Nilai ini dapat dihitung menggunakan hukum Ohm:

Referensi. Menurut standar PUE, tidak boleh lebih dari 5% atau dalam jaringan 220V - tidak lebih dari 11V.

Oleh karena itu, semakin panjang kabelnya, semakin besar pula penampangnya. Anda dapat menentukannya menggunakan tabel atau menggunakan kalkulator online. Berbeda dengan pemilihan penampang berdasarkan pemanasan yang diizinkan, rugi-rugi tegangan tidak bergantung pada kondisi peletakan dan bahan insulasi.

Pada jaringan 220V, tegangan disuplai melalui dua kabel yaitu fasa dan netral, sehingga perhitungan dilakukan dengan menggunakan dua kali panjang kabel. Pada kabel dari contoh sebelumnya akan menjadi U=I*R=30A*2*0.074Ohm=4.44V. Ini tidak banyak, tetapi dengan panjang 25 meter ternyata 11.1V - nilai maksimum yang diizinkan, Anda harus meningkatkan penampang.

Hambatan listrik dari logam lain

Selain tembaga dan aluminium, logam dan paduan lain digunakan dalam teknik kelistrikan:

• Besi. Baja memiliki resistivitas yang lebih tinggi, namun lebih kuat dibandingkan tembaga dan aluminium. Untaian baja dijalin menjadi kabel yang dirancang untuk dipasang di udara. Hambatan besi terlalu tinggi untuk menghantarkan listrik, sehingga penampang inti tidak diperhitungkan saat menghitung penampang. Selain itu, lebih tahan api, dan timah dibuat darinya untuk menyambung pemanas di tungku listrik berdaya tinggi;
• Nichrome (paduan nikel dan kromium) dan fechral (besi, kromium dan aluminium). Mereka memiliki konduktivitas dan refraktori yang rendah. Resistor dan pemanas wirewound terbuat dari paduan ini;
• Tungsten. Hambatan listriknya tinggi, tetapi merupakan logam tahan api (3422 °C). Ini digunakan untuk membuat filamen pada lampu listrik dan elektroda untuk pengelasan busur argon;
• Constantan dan manganin (tembaga, nikel dan mangan). Resistivitas konduktor ini tidak berubah seiring dengan perubahan suhu. Digunakan pada perangkat presisi tinggi untuk pembuatan resistor;
• Logam mulia – emas dan perak. Mereka memiliki konduktivitas spesifik tertinggi, namun karena harganya yang mahal, penggunaannya terbatas.

Reaktansi induktif

Rumus untuk menghitung konduktivitas kabel hanya berlaku pada jaringan arus searah atau pada konduktor lurus pada frekuensi rendah. Reaktansi induktif muncul dalam kumparan dan jaringan frekuensi tinggi, berkali-kali lebih tinggi dari biasanya. Selain itu, arus frekuensi tinggi hanya mengalir sepanjang permukaan kawat. Oleh karena itu, kadang-kadang dilapisi dengan lapisan tipis perak atau digunakan kawat Litz.