rumah » Sepatu musim semi » Resistansi spesifik kawat aluminium. Hambatan listrik

Resistansi spesifik kawat aluminium. Hambatan listrik

Apabila suatu rangkaian listrik ditutup, pada terminal-terminalnya terdapat beda potensial, timbul arus listrik. Elektron bebas, di bawah pengaruh gaya medan listrik, bergerak sepanjang konduktor. Dalam pergerakannya, elektron bertabrakan dengan atom konduktor dan memberi mereka pasokan energi kinetik. Kecepatan elektron terus berubah: ketika elektron bertabrakan dengan atom, molekul, dan elektron lainnya, kecepatannya berkurang, kemudian di bawah pengaruh Medan listrik bertambah dan berkurang lagi dengan tumbukan baru. Akibatnya, konduktor dipasang gerak seragam aliran elektron dengan kecepatan beberapa pecahan sentimeter per detik. Akibatnya, elektron yang melewati suatu konduktor selalu menemui hambatan terhadap pergerakannya dari sisinya. Ketika arus listrik melewati konduktor, konduktor memanas.

Hambatan listrik

Hambatan listrik suatu penghantar, yang dilambangkan dengan huruf latin R, adalah sifat suatu benda atau media untuk mengubah energi listrik menjadi energi panas ketika arus listrik melewatinya.

Dalam diagram, hambatan listrik ditunjukkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, A.

Hambatan listrik variabel yang berfungsi untuk mengubah arus pada suatu rangkaian disebut rheostat. Dalam diagram, rheostat ditunjukkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, B. DI DALAM pandangan umum Rheostat terbuat dari kawat dengan hambatan tertentu, dililitkan pada dasar insulasi. Penggeser atau tuas rheostat ditempatkan pada posisi tertentu, sebagai akibatnya resistansi yang diperlukan dimasukkan ke dalam rangkaian.

Konduktor panjang dengan penampang kecil menciptakan hambatan arus yang besar. Konduktor pendek dengan penampang besar memberikan sedikit hambatan terhadap arus.

Jika Anda mengambil dua konduktor dari bahan yang berbeda, tetapi panjang dan penampangnya sama, maka konduktor tersebut akan menghantarkan arus secara berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa hambatan suatu penghantar bergantung pada bahan penghantar itu sendiri.

Suhu konduktor juga mempengaruhi resistansinya. Ketika suhu meningkat, resistensi logam meningkat, dan resistensi cairan dan batubara menurun. Hanya beberapa paduan logam khusus (manganin, konstanta, nikel, dan lainnya) yang mengalami kesulitan mengubah ketahanannya seiring dengan meningkatnya suhu.

Jadi, kita melihat bahwa hambatan listrik suatu konduktor bergantung pada: 1) panjang konduktor, 2) penampang konduktor, 3) bahan konduktor, 4) suhu konduktor.

Satuan hambatan adalah satu ohm. Om sering dilambangkan dalam bahasa Yunani huruf kapitalΩ (omega). Oleh karena itu, daripada menulis “Hambatan konduktor adalah 15 ohm”, Anda cukup menulis: R= 15Ω.
1.000 ohm disebut 1 kiloohm(1kOhm, atau 1kΩ),
1.000.000 ohm disebut 1 megaohm(1mOhm, atau 1MΩ).

Saat membandingkan resistansi konduktor dari berbagai bahan Perlu diambil panjang dan penampang tertentu untuk setiap sampel. Kemudian kita akan dapat menilai bahan mana yang menghantarkan arus listrik lebih baik atau lebih buruk.

Video 1. Resistansi konduktor

Resistivitas listrik

Hambatan dalam ohm suatu penghantar yang panjangnya 1 m, dengan penampang 1 mm² disebut resistivitas dan dilambangkan dengan huruf Yunani ρ (ro).

Tabel 1 menunjukkan resistivitas beberapa konduktor.

Tabel 1

Resistivitas berbagai konduktor

Tabel tersebut menunjukkan bahwa sebuah kawat besi dengan panjang 1 m dan luas penampang 1 mm² mempunyai hambatan 0,13 Ohm. Untuk mendapatkan hambatan 1 Ohm, Anda perlu mengambil kawat sepanjang 7,7 m. Perak memiliki resistivitas terendah. Hambatan 1 Ohm dapat diperoleh dengan mengambil kawat perak sepanjang 62,5 m dengan penampang 1 mm². Perak adalah konduktor terbaik, tetapi harga perak tidak termasuk kemungkinan penggunaan massal. Setelah perak di meja muncul tembaga: 1 m kawat tembaga dengan penampang 1 mm² memiliki hambatan 0,0175 Ohm. Untuk mendapatkan hambatan 1 ohm, Anda perlu mengambil 57 m kawat tersebut.

Tembaga murni secara kimia, diperoleh melalui pemurnian, telah banyak digunakan dalam teknik kelistrikan untuk pembuatan kabel, kabel, belitan mesin dan perangkat listrik. Aluminium dan besi juga banyak digunakan sebagai konduktor.

Resistansi konduktor dapat ditentukan dengan rumus:

Di mana R– resistansi konduktor dalam ohm; ρ – resistansi spesifik konduktor; aku– panjang konduktor dalam m; S– penampang konduktor dalam mm².

Contoh 1. Tentukan hambatan kawat besi sepanjang 200 m yang mempunyai luas penampang 5 mm².

Contoh 2. Hitung hambatan kawat aluminium sepanjang 2 km dengan luas penampang 2,5 mm².

Dari rumus resistansi Anda dapat dengan mudah menentukan panjang, resistivitas, dan penampang konduktor.

Contoh 3. Untuk penerima radio, perlu melilitkan kawat nikel dengan hambatan 30 Ohm dengan penampang 0,21 mm². Tentukan panjang kawat yang dibutuhkan.

Contoh 4. Tentukan luas penampang kawat nikrom sepanjang 20 m jika hambatannya 25 Ohm.

Contoh 5. Sebuah kawat dengan luas penampang 0,5 mm² dan panjang 40 m mempunyai hambatan 16 Ohm. Tentukan bahan kawat.

Bahan konduktor mencirikan resistivitasnya.

Berdasarkan tabel resistivitas, kami menemukan bahwa timbal memiliki resistensi ini.

Telah dinyatakan di atas bahwa hambatan konduktor bergantung pada suhu. Mari kita lakukan percobaan berikut. Mari kita melilitkan beberapa meter kawat logam tipis dalam bentuk spiral dan menghubungkan spiral ini ke sirkuit baterai. Untuk mengukur arus, kita menghubungkan amperemeter ke rangkaian. Ketika kumparan dipanaskan dalam nyala api pembakar, Anda akan melihat bahwa pembacaan ammeter akan berkurang. Hal ini menunjukkan bahwa hambatan kawat logam meningkat seiring dengan pemanasan.

Untuk beberapa logam, ketika dipanaskan hingga 100°, resistansinya meningkat sebesar 40–50%. Ada paduan yang sedikit mengubah ketahanannya saat dipanaskan. Beberapa paduan khusus hampir tidak menunjukkan perubahan resistansi ketika suhu berubah. Resistansi konduktor logam meningkat dengan meningkatnya suhu, sedangkan resistansi elektrolit (konduktor cair), batubara dan beberapa padatan, sebaliknya, menurun.

Kemampuan logam untuk mengubah resistansinya terhadap perubahan suhu digunakan untuk membuat termometer resistansi. Termometer ini merupakan lilitan kawat platina pada rangka mika. Dengan menempatkan termometer, misalnya, di dalam tungku dan mengukur hambatan kawat platina sebelum dan sesudah pemanasan, suhu di dalam tungku dapat ditentukan.

Perubahan hambatan suatu penghantar ketika dipanaskan per 1 ohm hambatan awal dan per 1° suhu disebut koefisien resistansi suhu dan dilambangkan dengan huruf α.

Jika pada suhu T resistansi konduktor 0 adalah R 0 , dan pada suhu T sama r t, maka koefisien resistansi suhu

Catatan. Perhitungan menggunakan rumus ini hanya dapat dilakukan pada rentang suhu tertentu (sampai kurang lebih 200°C).

Kami menyajikan nilai koefisien suhu resistansi untuk beberapa logam (Tabel 2).

Meja 2

Nilai koefisien suhu untuk beberapa logam

Dari rumus koefisien resistansi suhu kita tentukan r t:

r t = R 0 .

Contoh 6. Tentukan hambatan kawat besi yang dipanaskan hingga 200°C jika hambatannya pada 0°C adalah 100 Ohm.

r t = R 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 ohm.

Contoh 7. Sebuah termometer hambatan yang terbuat dari kawat platina mempunyai hambatan 20 ohm di ruangan bersuhu 15°C. Termometer dimasukkan ke dalam oven dan setelah beberapa waktu diukur hambatannya. Ternyata sama dengan 29,6 Ohm. Tentukan suhu di dalam oven.

Konduktivitas listrik

Sejauh ini, kita telah menganggap hambatan suatu konduktor sebagai hambatan yang diberikan konduktor terhadap arus listrik. Namun tetap saja, arus mengalir melalui konduktor. Oleh karena itu, selain hambatan (hambatan), penghantar juga mempunyai kemampuan menghantarkan arus listrik, yaitu daya hantar.

Semakin besar hambatan yang dimiliki suatu penghantar, maka semakin kecil daya hantar listrik yang dimilikinya, maka semakin buruk pula penghantar arus listriknya, dan sebaliknya, semakin rendah hambatan suatu penghantar, semakin besar daya hantar listrik yang dimilikinya, maka semakin mudah pula arus mengalir melalui penghantar tersebut. Oleh karena itu, hambatan dan konduktivitas suatu konduktor merupakan besaran timbal balik.

Dari matematika diketahui kebalikan dari 5 adalah 1/5 dan sebaliknya kebalikan dari 1/7 adalah 7. Oleh karena itu, jika hambatan suatu penghantar dilambangkan dengan huruf R, maka konduktivitas didefinisikan sebagai 1/ R. Konduktivitas biasanya dilambangkan dengan huruf g.

Konduktivitas listrik diukur dalam (1/Ohm) atau dalam siemens.

Contoh 8. Resistansi konduktor adalah 20 ohm. Tentukan konduktivitasnya.

Jika R= 20 Ohm, kalau begitu

Contoh 9. Konduktivitas konduktor adalah 0,1 (1/Ohm). Tentukan resistensinya

Jika g = 0,1 (1/Ohm), maka R= 1 / 0,1 = 10 (Ohm)

Oleh karena itu, penting untuk mengetahui parameter semua elemen dan bahan yang digunakan. Dan tidak hanya listrik, tetapi juga mekanik. Dan siapkan beberapa yang nyaman untuk Anda gunakan bahan referensi, memungkinkan Anda membandingkan karakteristik bahan yang berbeda dan memilih desain dan pengoperasian yang optimal dalam situasi tertentu.
Dalam jalur transmisi energi, yang tujuannya adalah untuk menyalurkan energi ke konsumen dengan cara yang paling produktif, yaitu dengan efisiensi tinggi, baik kerugian ekonomi maupun mekanisme jalur itu sendiri diperhitungkan. Hasil akhirnya tergantung pada mekanismenya - yaitu, perangkat dan susunan konduktor, isolator, penyangga, transformator step-up/step-down, berat dan kekuatan semua struktur, termasuk kabel yang direntangkan dalam jarak jauh, serta bahan yang dipilih untuk setiap elemen struktural. efisiensi ekonomi lini, pengoperasiannya, dan biaya pengoperasiannya. Selain itu, pada jalur yang memancarkan listrik, terdapat persyaratan yang lebih tinggi untuk menjamin keselamatan jalur itu sendiri dan segala sesuatu di sekitarnya yang dilaluinya. Dan hal ini menambah biaya baik untuk penyediaan kabel listrik maupun untuk tambahan batas keamanan semua struktur.

Sebagai perbandingan, data biasanya direduksi menjadi satu bentuk yang dapat dibandingkan. Seringkali julukan "spesifik" ditambahkan ke karakteristik tersebut, dan nilainya sendiri dianggap berdasarkan standar tertentu yang disatukan oleh parameter fisik. Misalnya resistivitas listrik adalah hambatan (ohm) suatu penghantar yang terbuat dari beberapa logam (tembaga, alumunium, baja, tungsten, emas) yang mempunyai satuan panjang dan satuan penampang dalam sistem satuan pengukuran yang digunakan (biasanya SI ). Selain itu, suhunya diatur, karena ketika dipanaskan, resistansi konduktor dapat berperilaku berbeda. Kondisi pengoperasian rata-rata normal diambil sebagai dasar - pada 20 derajat Celcius. Dan jika properti penting ketika mengubah parameter lingkungan (suhu, tekanan), koefisien diperkenalkan dan tabel tambahan serta grafik ketergantungan disusun.

Jenis resistivitas

Karena resistensi terjadi:

aktif - atau ohmik, resistif - akibat konsumsi listrik untuk memanaskan konduktor (logam) ketika arus listrik melewatinya, dan
reaktif - kapasitif atau induktif - yang terjadi dari kerugian yang tak terhindarkan karena terciptanya setiap perubahan arus yang melewati konduktor medan listrik, maka resistivitas konduktor ada dalam dua jenis:

Hambatan listrik spesifik terhadap arus searah (bersifat resistif) dan
Hambatan listrik spesifik terhadap arus bolak-balik (bersifat reaktif).

Di sini, resistivitas tipe 2 adalah nilai yang kompleks; terdiri dari dua komponen TC - aktif dan reaktif, karena resistansi resistif selalu ada ketika arus mengalir, apa pun sifatnya, dan resistansi reaktif hanya terjadi ketika ada perubahan arus di sirkuit. Pada rangkaian DC, reaktansi hanya terjadi selama proses transien yang berhubungan dengan penyalaan arus (perubahan arus dari 0 ke nominal) atau pemadaman (perbedaan dari nominal ke 0). Dan mereka biasanya diperhitungkan hanya ketika merancang perlindungan terhadap beban berlebih.

Dalam rangkaian arus bolak-balik, fenomena yang terkait dengan reaktansi jauh lebih beragam. Mereka tidak hanya bergantung pada aliran arus aktual melalui penampang tertentu, tetapi juga pada bentuk konduktor, dan ketergantungannya tidak linier.

Faktanya adalah bahwa arus bolak-balik menginduksi medan listrik baik di sekitar konduktor yang dilaluinya maupun di dalam konduktor itu sendiri. Dan dari medan ini timbul arus eddy, yang memberikan efek “mendorong” pergerakan utama muatan yang sebenarnya, dari kedalaman seluruh penampang konduktor ke permukaannya, yang disebut “efek kulit” (dari kulit – kulit). Ternyata arus eddy sepertinya “mencuri” penampang konduktornya. Arus mengalir pada lapisan tertentu yang dekat dengan permukaan, sisa ketebalan konduktor tetap tidak terpakai, tidak mengurangi resistansinya, dan tidak ada gunanya menambah ketebalan konduktor. Terutama pada frekuensi tinggi. Oleh karena itu, untuk arus bolak-balik, resistansi diukur pada bagian konduktor yang seluruh bagiannya dapat dianggap dekat permukaan. Kawat seperti itu disebut tipis; ketebalannya sama dengan dua kali kedalaman lapisan permukaan ini, di mana arus eddy menggantikan arus utama yang berguna yang mengalir dalam konduktor.

Tentu saja, mengurangi ketebalan kabel bundar tidak menghabiskan konduksi efektif arus bolak-balik. Konduktor dapat diencerkan, tetapi pada saat yang sama dibuat rata dalam bentuk pita, maka penampangnya akan lebih tinggi dari pada kawat bundar, dan karenanya resistansinya akan lebih rendah. Selain itu, peningkatan luas permukaan saja akan berdampak pada peningkatan penampang efektif. Hal yang sama dapat dicapai dengan menggunakan kawat pilin daripada kawat inti tunggal; terlebih lagi, kawat pilin lebih fleksibel dibandingkan kawat inti tunggal, yang seringkali bernilai. Sebaliknya, dengan mempertimbangkan efek kulit pada kabel, kabel dapat dibuat komposit dengan membuat inti dari logam yang mempunyai sifat kekuatan yang baik, misalnya baja, tetapi sifat kelistrikannya rendah. Dalam hal ini, jalinan aluminium dibuat di atas baja, yang memiliki resistivitas lebih rendah.

Selain efek kulit, aliran arus bolak-balik pada konduktor dipengaruhi oleh eksitasi arus eddy pada konduktor di sekitarnya. Arus seperti itu disebut arus induksi, dan arus tersebut diinduksi baik pada logam yang tidak berperan sebagai pengkabelan (elemen struktur penahan beban), dan pada kabel seluruh kompleks konduktif - memainkan peran kabel fase lain, netral. , landasan.

Semua fenomena ini terjadi di semua struktur kelistrikan, sehingga semakin penting untuk memiliki referensi komprehensif untuk berbagai macam material.

Resistivitas konduktor diukur dengan instrumen yang sangat sensitif dan presisi, karena logam dengan resistansi terendah dipilih untuk pengkabelan - dengan urutan ohm * 10 -6 per meter panjang dan meter persegi. mm. bagian. Sebaliknya, untuk mengukur resistivitas isolasi, diperlukan instrumen yang memiliki rentang nilai resistansi yang sangat besar - biasanya megohm. Jelas bahwa konduktor harus dapat menghantarkan arus dengan baik, dan isolator harus dapat mengisolasi dengan baik.

Meja

Tabel resistivitas konduktor (logam dan paduan)
Bahan konduktor	Komposisi (untuk paduan)	Resistivitas ρ mΩ × mm 2/m
Bahan konduktor	Komposisi (untuk paduan)



	tembaga, seng, timah, nikel, timbal, mangan, besi, dll.
Aluminium


Tungsten

Molibdenum

	tembaga, timah, aluminium, silikon, berilium, timbal, dll. (kecuali seng)

	besi, karbon


	tembaga, nikel, seng
Manganin	tembaga, nikel, mangan
Konstantan	tembaga, nikel, aluminium


	nikel, kromium, besi, mangan


	besi, kromium, aluminium, silikon, mangan

Besi sebagai konduktor dalam teknik elektro

Besi adalah logam yang paling melimpah di alam dan teknologi (setelah hidrogen, yang juga merupakan logam). Ini adalah yang termurah dan memiliki karakteristik kekuatan yang sangat baik, oleh karena itu digunakan secara luas sebagai dasar kekuatan berbagai struktur.

Dalam bidang teknik kelistrikan, besi digunakan sebagai penghantar berupa kawat baja fleksibel yang memerlukan kekuatan fisik dan kelenturan, serta ketahanan yang diperlukan dapat dicapai melalui penampang yang sesuai.

Dengan memiliki tabel resistivitas berbagai logam dan paduan, Anda dapat menghitung penampang kabel yang terbuat dari konduktor berbeda.

Sebagai contoh, mari kita coba mencari penampang konduktor yang setara secara listrik yang terbuat dari bahan berbeda: kawat tembaga, tungsten, nikel, dan besi. Mari kita ambil kawat aluminium dengan penampang 2,5 mm sebagai kawat awal.

Kita membutuhkan bahwa sepanjang 1 m hambatan kawat yang terbuat dari semua logam ini sama dengan hambatan kawat aslinya. Hambatan aluminium per panjang 1 m dan penampang 2,5 mm akan sama dengan

Di mana R- perlawanan, ρ – resistivitas logam dari meja, S- luas penampang, L- panjang.

Mengganti nilai aslinya, kita mendapatkan hambatan sepotong kawat aluminium sepanjang satu meter dalam ohm.

Setelah ini, mari kita selesaikan rumus S

Kami akan mengganti nilai dari tabel dan mendapatkan luas penampang untuk logam yang berbeda.

Karena resistivitas dalam tabel diukur pada kawat sepanjang 1 m, dalam mikroohm per 1 mm 2 bagian, maka kita mendapatkannya dalam mikroohm. Untuk mendapatkannya dalam ohm, Anda perlu mengalikan nilainya dengan 10 -6. Tapi kita tidak perlu mendapatkan angka ohm dengan 6 angka nol setelah koma, karena hasil akhir kami masih menemukannya di mm 2.

Seperti yang Anda lihat, resistansi besinya cukup tinggi, kawatnya tebal.

Namun ada bahan yang lebih besar lagi, misalnya nikel atau konstantan.

Istilah “resistivitas” mengacu pada parameter yang dimiliki oleh tembaga atau logam lainnya, dan cukup sering ditemukan dalam literatur khusus. Perlu dipahami apa yang dimaksud dengan ini.

Salah satu jenis kabel tembaga

Informasi umum tentang hambatan listrik

Pertama, kita harus mempertimbangkan konsep hambatan listrik. Seperti diketahui, di bawah pengaruh arus listrik pada suatu konduktor (dan tembaga adalah salah satu logam konduktor terbaik), beberapa elektron di dalamnya meninggalkan tempatnya di kisi kristal dan bergegas menuju kutub positif konduktor. Namun, tidak semua elektron meninggalkan kisi kristal; beberapa di antaranya tetap berada di dalamnya dan terus berputar mengelilingi inti atom. Elektron inilah, serta atom yang terletak di simpul kisi kristal, yang menciptakan hambatan listrik yang mencegah pergerakan partikel yang dilepaskan.

Proses ini, yang telah kami uraikan secara singkat, umum terjadi pada logam apa pun, termasuk tembaga. Secara alami, logam yang berbeda, yang masing-masing memiliki bentuk dan ukuran kisi kristal khusus, menahan aliran arus listrik yang melaluinya dengan cara yang berbeda. Perbedaan inilah yang menjadi ciri resistivitas - indikator individual untuk setiap logam.

Penerapan tembaga dalam sistem kelistrikan dan elektronik

Untuk memahami alasan popularitas tembaga sebagai bahan pembuatan listrik dan sistem elektronik, lihat saja nilai resistivitasnya pada tabel. Untuk tembaga, parameternya adalah 0,0175 Ohm*mm2/meter. Dalam hal ini, tembaga menempati urutan kedua setelah perak.

Resistivitas yang rendah, diukur pada suhu 20 derajat Celcius, adalah alasan utama mengapa hampir tidak ada perangkat elektronik dan listrik yang dapat hidup tanpa tembaga saat ini. Tembaga adalah bahan utama untuk produksi kawat dan kabel, papan sirkuit tercetak, motor listrik, dan komponen transformator daya.

Resistivitas rendah yang menjadi ciri tembaga memungkinkannya digunakan untuk pembuatan perangkat listrik yang memiliki sifat hemat energi yang tinggi. Selain itu, suhu konduktor tembaga meningkat sangat sedikit ketika arus listrik melewatinya.

Apa yang mempengaruhi nilai resistivitas?

Penting untuk diketahui bahwa terdapat ketergantungan nilai resistivitas pada kemurnian kimia logam. Jika tembaga mengandung aluminium dalam jumlah kecil (0,02%), nilai parameter ini dapat meningkat secara signifikan (hingga 10%).

Koefisien ini juga dipengaruhi oleh suhu konduktor. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa dengan meningkatnya suhu, getaran atom logam di titik-titik kisi kristalnya meningkat, yang mengarah pada fakta bahwa koefisien resistivitas meningkat.

Itu sebabnya di semua tabel referensi, nilai parameter ini diberikan dengan mempertimbangkan suhu 20 derajat.

Bagaimana cara menghitung hambatan total suatu konduktor?

Mengetahui apa itu resistivitas penting untuk melakukan perhitungan awal parameter peralatan listrik saat mendesainnya. Dalam kasus seperti itu, resistansi total konduktor perangkat yang dirancang, yang memiliki ukuran dan bentuk tertentu, ditentukan. Setelah melihat nilai resistivitas suatu penghantar menggunakan tabel referensi, menentukan dimensi dan luas penampangnya, Anda dapat menghitung nilai resistansi totalnya dengan menggunakan rumus:

Rumus ini menggunakan notasi berikut:

R adalah hambatan total penghantar yang harus ditentukan;
p adalah resistivitas logam dari mana konduktor dibuat (ditentukan dari tabel);
l adalah panjang konduktor;
S adalah luas penampangnya.

Resistivitas konduktor populer (logam dan paduan). Resistivitas baja

Resistivitas besi, aluminium dan konduktor lainnya

Transmisi listrik jarak jauh memerlukan kehati-hatian untuk meminimalkan kerugian akibat arus yang melebihi hambatan konduktor yang membentuk saluran listrik. Tentu saja, ini tidak berarti bahwa kerugian yang terjadi khususnya di sirkuit dan perangkat konsumen tidak berperan.

Oleh karena itu, penting untuk mengetahui parameter semua elemen dan bahan yang digunakan. Dan tidak hanya listrik, tetapi juga mekanik. Dan siapkan beberapa bahan referensi praktis yang memungkinkan Anda membandingkan karakteristik bahan yang berbeda dan memilih untuk desain dan pengoperasian apa yang optimal dalam situasi tertentu.Dalam jalur transmisi energi, di mana tugas ditetapkan paling produktif, yaitu, dengan efisiensi tinggi, untuk menyalurkan energi ke konsumen, baik kerugian ekonomi maupun mekanisme saluran itu sendiri diperhitungkan. Efisiensi ekonomi akhir dari saluran bergantung pada mekanika - yaitu, perangkat dan susunan konduktor, isolator, penyangga, transformator step-up/step-down, berat dan kekuatan semua struktur, termasuk kabel yang direntangkan dalam jarak jauh, serta bahan yang dipilih untuk setiap elemen struktur, pekerjaan dan biaya pengoperasiannya. Selain itu, pada jalur yang memancarkan listrik, terdapat persyaratan yang lebih tinggi untuk menjamin keselamatan jalur itu sendiri dan segala sesuatu di sekitarnya yang dilaluinya. Dan hal ini menambah biaya baik untuk penyediaan kabel listrik maupun untuk tambahan batas keamanan semua struktur.

Jenis resistivitas

Karena resistensi terjadi:

aktif - atau ohmik, resistif - akibat konsumsi listrik untuk memanaskan konduktor (logam) ketika arus listrik melewatinya, dan
reaktif - kapasitif atau induktif - yang terjadi dari kerugian yang tak terhindarkan karena terciptanya setiap perubahan arus yang melewati konduktor medan listrik, maka resistivitas konduktor ada dalam dua jenis:

Hambatan listrik spesifik terhadap arus searah (bersifat resistif) dan
Hambatan listrik spesifik terhadap arus bolak-balik (bersifat reaktif).

Semua fenomena ini terjadi di semua struktur kelistrikan, sehingga semakin penting untuk memiliki referensi komprehensif untuk berbagai macam material.

Resistivitas konduktor diukur dengan instrumen yang sangat sensitif dan presisi, karena logam dengan resistansi terendah dipilih untuk pengkabelan - dengan urutan ohm * 10-6 per meter panjang dan meter persegi. mm. bagian. Sebaliknya, untuk mengukur resistivitas isolasi, diperlukan instrumen yang memiliki rentang nilai resistansi yang sangat besar - biasanya megohm. Jelas bahwa konduktor harus dapat menghantarkan arus dengan baik, dan isolator harus dapat mengisolasi dengan baik.

Meja

Besi sebagai konduktor dalam teknik elektro

Dengan memiliki tabel resistivitas berbagai logam dan paduan, Anda dapat menghitung penampang kabel yang terbuat dari konduktor berbeda.

Kita membutuhkan bahwa sepanjang 1 m hambatan kawat yang terbuat dari semua logam ini sama dengan hambatan kawat aslinya. Hambatan aluminium per panjang 1 m dan penampang 2,5 mm akan sama dengan

, dimana R adalah resistansi, ρ adalah resistivitas logam dari tabel, S adalah luas penampang, L adalah panjangnya.

Mengganti nilai aslinya, kita mendapatkan hambatan sepotong kawat aluminium sepanjang satu meter dalam ohm.

Setelah ini, mari kita selesaikan rumus S

, kami akan mengganti nilai dari tabel dan mendapatkan luas penampang untuk logam yang berbeda.

Karena resistivitas dalam tabel diukur pada kawat sepanjang 1 m, dalam mikroohm per penampang 1 mm2, maka kita mendapatkannya dalam mikroohm. Untuk mendapatkannya dalam ohm, Anda perlu mengalikan nilainya dengan 10-6. Namun kita tidak perlu mendapatkan angka ohm dengan 6 angka nol setelah koma, karena kita masih mencari hasil akhirnya dalam mm2.

Seperti yang Anda lihat, resistansi besinya cukup tinggi, kawatnya tebal.

Namun ada bahan yang lebih besar lagi, misalnya nikel atau konstantan.

Artikel serupa:

domelectrik.ru

Tabel resistivitas listrik logam dan paduan dalam teknik elektro

Beranda > kamu >

Resistensi spesifik logam.

Ketahanan spesifik paduan.

Nilai diberikan pada suhu t = 20° C. Resistansi paduan bergantung pada komposisi pastinya. komentar didukung oleh HyperComments

tab.wikimassa.org

Resistivitas listrik | Dunia pengelasan

Resistivitas listrik bahan

Resistivitas listrik (resistivitas) adalah kemampuan suatu zat untuk mencegah lewatnya arus listrik.

Satuan pengukuran (SI) - Ohm m; juga diukur dalam Ohm cm dan Ohm mm2/m.

Suhu Bahan, °C Resistivitas listrik, Ohm m

Logam
Aluminium	20	0,028·10-6
Berilium	20	0,036·10-6
Perunggu fosfor	20	0,08·10-6
Vanadium	20	0,196·10-6
Tungsten	20	0,055·10-6
Hafnium	20	0,322·10-6
Duralumin	20	0,034·10-6
Besi	20	0,097 10-6
Emas	20	0,024·10-6
Iridium	20	0,063·10-6
Kadmium	20	0,076·10-6
Kalium	20	0,066·10-6
Kalsium	20	0,046·10-6
Kobalt	20	0,097 10-6
Silikon	27	0,58 10-4
Kuningan	20	0,075·10-6
Magnesium	20	0,045·10-6
mangan	20	0,050·10-6
Tembaga	20	0,017 10-6
Magnesium	20	0,054·10-6
Molibdenum	20	0,057 10-6
Sodium	20	0,047 10-6
Nikel	20	0,073 10-6
Niobium	20	0,152·10-6
Timah	20	0.113·10-6
Paladium	20	0,107 10-6
Platinum	20	0.110·10-6
Rhodium	20	0,047 10-6
Air raksa	20	0,958 10-6
Memimpin	20	0.221·10-6
Perak	20	0,016·10-6
Baja	20	0,12·10-6
Tantalum	20	0.146·10-6
titanium	20	0,54·10-6
Kromium	20	0.131·10-6
Seng	20	0,061·10-6
Zirkonium	20	0,45·10-6
Besi cor	20	0,65·10-6
Plastik
Dapatkaninax	20	109–1012
kapron	20	1010–1011
Lavsan	20	1014–1016
Kaca organik	20	1011–1013
Styrofoam	20	1011
Polivinil klorida	20	1010–1012
Polistiren	20	1013–1015
Polietilen	20	1015
fiberglass	20	1011–1012
Teksolit	20	107–1010
Seluloida	20	109
Ebonit	20	1012–1014
Karet
Karet	20	1011–1012
Cairan
Minyak transformator	20	1010–1013
Gas
Udara	0	1015–1018
Pohon
Kayu kering	20	109–1010
Mineral
Kuarsa	230	109
Mika	20	1011–1015
Berbagai bahan
Kaca	20	109–1013

LITERATUR

Alpha dan Omega. Buku referensi cepat / Tallinn: Printest, 1991 – 448 hal.
Panduan untuk fisika dasar/ N.N. Koshkin, M.G. Shirkevich. M., Sains. 1976.256 hal.
Buku Pegangan Pengelasan Logam Non-Ferrous / S.M. Gurevich. Kiev: Naukova Dumka. 1990. 512 hal.

dunia las.ru

Resistivitas logam, elektrolit dan zat (Tabel)

Resistivitas logam dan isolator

Tabel referensi memberikan nilai resistivitas p beberapa logam dan isolator pada suhu 18-20°C, dinyatakan dalam ohm cm. Nilai p untuk logam sangat bergantung pada pengotor; tabel menunjukkan nilai p untuk logam murni secara kimia, dan untuk isolator diberikan kira-kira. Logam dan isolator disusun dalam tabel berdasarkan kenaikan nilai p.

Tabel resistivitas logam

Logam murni	104 ρ (ohm cm)	Logam murni	104 ρ (ohm cm)



Aluminium
Duralumin
		platina 2)

		Argentina
mangan
		Manganin
Tungsten		Konstantan
Molibdenum		Paduan kayu 3)

		Paduan Mawar 4)






Paladium		Fechral 6)

Tabel resistivitas isolator

isolator		isolator


Kayu kering

Seluloida
		Rosin
Dapatkaninax		Kuarsa _\|_ sumbu

Gelas soda		Polistiren
kaca pirex
Kuarsa \|\| sumbu
Kuarsa menyatu

Resistivitas logam murni pada suhu rendah

Tabel tersebut memberikan nilai resistivitas (dalam ohm cm) dari beberapa logam murni pada suhu rendah (0°C).

Rasio resistansi Rt/Rq logam murni pada suhu T°K dan 273°K.

Tabel referensi memberikan rasio Rt/Rq resistansi logam murni pada suhu T ° K dan 273 ° K.

Logam murni
Aluminium
Aluminium


Tungsten
Tungsten






Molibdenum
Molibdenum

Resistensi spesifik elektrolit

Tabel tersebut memberikan nilai resistivitas elektrolit dalam ohm cm pada suhu 18°C. Konsentrasi larutan diberikan dalam persentase, yang menentukan jumlah gram garam atau asam anhidrat dalam 100 g larutan.

Sumber informasi : PANDUAN FISIK DAN TEKNIS SINGKAT / Jilid 1, - M.: 1960.

infotables.ru

Resistivitas listrik - baja

Halaman 1

Resistivitas listrik baja meningkat seiring dengan meningkatnya suhu, dengan perubahan terbesar diamati ketika dipanaskan hingga suhu titik Curie. Setelah titik Curie, resistivitas listrik sedikit berubah dan pada suhu di atas 1000 C tetap konstan.

Karena tingginya resistivitas listrik baja, iuKii ini menyebabkan perlambatan penurunan aliran yang sangat besar. Pada kontaktor 100 A, waktu drop-off adalah 0 07 detik, dan pada kontaktor 600 A - 0 23 detik. Karena persyaratan khusus untuk kontaktor seri KMV, yang dirancang untuk menghidupkan dan mematikan elektromagnet penggerak sakelar oli, mekanisme elektromagnetik kontaktor ini memungkinkan penyesuaian tegangan aktuasi dan tegangan pelepasan dengan menyesuaikan gaya pegas balik. dan pegas pemutus khusus. Kontaktor tipe KMV harus beroperasi dengan penurunan tegangan yang dalam. Oleh karena itu, tegangan operasi minimum untuk kontaktor ini dapat turun hingga 65% UH. Tegangan operasi yang rendah menghasilkan arus yang mengalir melalui belitan pada tegangan pengenal, yang mengakibatkan peningkatan pemanasan kumparan.

Aditif silikon meningkatkan resistivitas listrik baja hampir sebanding dengan kandungan silikon dan dengan demikian membantu mengurangi kerugian akibat arus eddy yang terjadi pada baja ketika beroperasi dalam medan magnet bolak-balik.

Aditif silikon meningkatkan resistivitas listrik baja, yang membantu mengurangi kerugian arus eddy, tetapi pada saat yang sama silikon memperburuknya. peralatan mekanis baja, membuatnya rapuh.

Ohm - mm2/m - resistivitas listrik baja.

Untuk mengurangi arus eddy, digunakan inti yang terbuat dari baja dengan resistivitas listrik baja yang ditingkatkan, mengandung 0 5 - 4 8% silikon.

Untuk melakukan ini, layar tipis yang terbuat dari baja magnet lunak dipasang pada rotor besar yang terbuat dari paduan SM-19 yang optimal. Resistivitas listrik baja sedikit berbeda dari resistivitas paduan, dan CG baja kira-kira memiliki urutan besarnya lebih tinggi. Ketebalan layar dipilih sesuai dengan kedalaman penetrasi harmonik gigi orde pertama dan sama dengan 0 8 mm. Sebagai perbandingan, rugi-rugi tambahan, W, diberikan untuk rotor sangkar tupai dasar dan rotor dua lapis dengan silinder masif yang terbuat dari paduan SM-19 dan dengan cincin ujung tembaga.

Bahan penghantar magnet utama adalah baja listrik paduan lembaran yang mengandung 2 hingga 5% silikon. Aditif silikon meningkatkan resistivitas listrik baja, sehingga kehilangan arus eddy berkurang, baja menjadi tahan terhadap oksidasi dan penuaan, tetapi menjadi lebih rapuh. DI DALAM tahun terakhir Baja canai dingin berorientasi butiran dengan sifat magnet lebih tinggi pada arah penggulungan banyak digunakan. Untuk mengurangi kerugian akibat arus eddy, inti magnet dibuat dalam bentuk paket yang dirangkai dari lembaran baja yang dicap.

Baja listrik adalah baja karbon rendah. Untuk meningkatkan karakteristik magnetik, silikon dimasukkan ke dalamnya, yang menyebabkan peningkatan resistivitas listrik baja. Hal ini menyebabkan pengurangan kerugian arus eddy.

Setelah perlakuan mekanis, inti magnet dianil. Karena arus eddy pada baja ikut serta dalam penciptaan perlambatan, maka kita harus fokus pada nilai resistivitas listrik baja pada orde Pc (Iu-15) 10 - 6 ohm cm.Pada posisi tarikan jangkar, magnet sistem cukup jenuh, oleh karena itu induksi awal dalam sistem magnet yang berbeda berfluktuasi dalam batas yang sangat kecil dan untuk baja kelas E Vn1 6 - 1 7 ch. Nilai induksi yang ditunjukkan mempertahankan kekuatan medan baja pada orde Yang.

Untuk pembuatan sistem magnetik (inti magnetik) transformator, digunakan baja listrik lembaran tipis khusus dengan kandungan silikon tinggi (hingga 5%). Silikon mendorong dekarburisasi baja, yang menyebabkan peningkatan permeabilitas magnetik, mengurangi kerugian histeresis dan meningkatkan resistivitas listriknya. Meningkatkan resistivitas listrik baja memungkinkan untuk mengurangi kerugian akibat arus eddy. Selain itu, silikon melemahkan penuaan baja (meningkatkan kerugian baja seiring waktu), mengurangi magnetostriksi (perubahan bentuk dan ukuran benda selama magnetisasi) dan, akibatnya, kebisingan transformator. Pada saat yang sama, kehadiran silikon dalam baja meningkatkan kerapuhannya dan mempersulit pemesinannya.

Halaman: 1 2

www.ngpedia.ru

Resistivitas | Wiki Wikitronik

Resistivitas merupakan suatu sifat suatu bahan yang menentukan kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik. Didefinisikan sebagai rasio medan listrik terhadap rapat arus. DI DALAM kasus umum adalah tensor, tetapi untuk sebagian besar material yang tidak menunjukkan sifat anisotropik, ia diterima sebagai besaran skalar.

Penunjukan - ρ

$ \vec E = \rho \vec j, $

$ \vec E $ - kuat medan listrik, $ \vec j $ - rapat arus.

Satuan pengukuran SI adalah ohm meter (ohm m, Ω m).

Tahanan resistivitas suatu silinder atau prisma (antara ujung-ujungnya) suatu bahan dengan panjang l dan bagian S ditentukan sebagai berikut:

$R = \frac(\rho l)(S). $

Dalam teknologi, definisi resistivitas digunakan sebagai resistansi suatu konduktor dengan satuan penampang dan satuan panjang.

Resistivitas beberapa bahan yang digunakan dalam teknik kelistrikan Sunting

Bahan ρ pada 300 K, Ohm m TKS, K⁻¹

perak	1,59·10⁻⁸	4.10·10⁻³
tembaga	1,67·10⁻⁸	4.33·10⁻³
emas	2.35·10⁻⁸	3,98·10⁻³
aluminium	2,65·10⁻⁸	4.29·10⁻³
tungsten	5.65·10⁻⁸	4,83·10⁻³
kuningan	6,5·10⁻⁸	1,5·10⁻³
nikel	6.84·10⁻⁸	6,75·10⁻³
besi (α)	9.7·10⁻⁸	6,57·10⁻³
abu-abu timah	1.01·10⁻⁷	4,63·10⁻³
platinum	1.06·10⁻⁷	6,75·10⁻³
timah putih	1.1·10⁻⁷	4,63·10⁻³
baja	1.6·10⁻⁷	3.3·10⁻³
memimpin	2.06·10⁻⁷	4.22·10⁻³
duralumin	4.0·10⁻⁷	2,8·10⁻³
manganin	4.3·10⁻⁷	±2·10⁻⁵
konstanta	5.0·10⁻⁷	±3·10⁻⁵
air raksa	9.84·10⁻⁷	9.9·10⁻⁴
nikrom 80/20	1,05·10⁻⁶	1,8·10⁻⁴
Kantal A1	1.45·10⁻⁶	3·10⁻⁵
karbon (berlian, grafit)	1.3·10⁻⁵
Jerman	4.6·10⁻¹
silikon	6.4·10²
etanol	3·10³
air, sulingan	5·10³
ebonit	10⁸
kertas keras	10¹⁰
minyak transformator	10¹¹
gelas biasa	5·10¹¹
polivinil	10¹²
porselen	10¹²
kayu	10¹²
PTFE (Teflon)	>10¹³
karet	5·10¹³
kaca kuarsa	10¹⁴
kertas lilin	10¹⁴
polistiren	>10¹⁴
mika	5·10¹⁴
parafin	10¹⁵
polietilen	3·10¹⁵
resin akrilik	10¹⁹

en.electronics.wikia.com

Resistivitas listrik | rumus, volumetrik, tabel

Resistivitas listrik adalah kuantitas fisik, yang menunjukkan sejauh mana suatu bahan dapat menahan aliran arus listrik yang melaluinya. Beberapa orang mungkin bingung karakteristik ini dengan hambatan listrik biasa. Terlepas dari kesamaan konsep, perbedaan di antara keduanya adalah bahwa istilah spesifik merujuk pada zat, dan istilah kedua merujuk secara eksklusif pada konduktor dan bergantung pada bahan pembuatannya.

Nilai timbal balik dari bahan ini adalah konduktivitas listrik. Semakin tinggi parameter ini, semakin baik arus yang mengalir melalui zat tersebut. Oleh karena itu, semakin tinggi resistensi, semakin besar kemungkinan kerugian pada output.

Rumus perhitungan dan nilai pengukuran

Mempertimbangkan bagaimana hambatan listrik spesifik diukur, hubungan dengan non-spesifik juga dapat ditelusuri, karena satuan Ohm m digunakan untuk menunjukkan parameter. Besaran itu sendiri dilambangkan dengan ρ. Dengan nilai ini, resistansi suatu zat dapat ditentukan berdasarkan ukurannya. Satuan pengukuran ini sesuai dengan sistem SI, namun variasi lain mungkin terjadi. Dalam teknologi, Anda secara berkala dapat melihat sebutan usang Ohm mm2/m. Untuk mengkonversi sistem ini ke sistem internasional, Anda tidak perlu menggunakan rumus yang rumit, karena 1 Ohm mm2/m sama dengan 10-6 Ohm m.

Rumus resistivitas listrik adalah sebagai berikut:

R= (ρ l)/S, dimana:

R – resistansi konduktor;
Ρ – resistivitas material;
aku – panjang konduktor;
S – penampang konduktor.

Ketergantungan suhu

Resistivitas listrik tergantung pada suhu. Tetapi semua kelompok zat memanifestasikan dirinya secara berbeda ketika berubah. Ini harus diperhitungkan ketika menghitung kabel yang akan beroperasi dalam kondisi tertentu. Misalnya, di luar ruangan, di mana nilai suhu bergantung pada waktu dalam setahun, bahan yang diperlukan dengan kerentanan yang lebih kecil terhadap perubahan dalam kisaran -30 hingga +30 derajat Celcius. Jika Anda berencana untuk menggunakannya pada peralatan yang akan beroperasi dalam kondisi yang sama, maka Anda juga perlu mengoptimalkan perkabelan untuk parameter tertentu. Bahannya selalu dipilih dengan mempertimbangkan kegunaannya.

Pada tabel nominal, resistivitas listrik diambil pada suhu 0 derajat Celcius. Peningkatan indikator parameter ini ketika suatu bahan dipanaskan disebabkan oleh fakta bahwa intensitas pergerakan atom dalam suatu zat mulai meningkat. Pembawa muatan listrik tersebar secara acak ke segala arah, yang menyebabkan terciptanya hambatan bagi pergerakan partikel. Jumlah aliran listrik berkurang.

Ketika suhu menurun, kondisi aliran arus menjadi lebih baik. Setelah mencapai suhu tertentu, yang akan berbeda untuk setiap logam, muncul superkonduktivitas, di mana karakteristik yang dimaksud hampir mencapai nol.

Perbedaan parameter terkadang mencapai nilai yang sangat besar. Bahan-bahan yang mempunyai kinerja tinggi dapat digunakan sebagai isolator. Mereka membantu melindungi kabel dari korsleting dan kontak manusia yang tidak disengaja. Beberapa zat tidak berlaku sama sekali untuk teknik kelistrikan jika memiliki nilai parameter ini yang tinggi. Properti lain mungkin mengganggu hal ini. Misalnya, air tidak akan berpengaruh pada daya hantar listrik sangat penting untuk daerah ini. Berikut nilai beberapa zat dengan indikator tinggi.

Bahan dengan resistivitas tinggi	ρ (Ohm m)
Bakelit	1016
benzena	1015...1016
Kertas	1015
Air sulingan	104
Air laut	0.3
Kayu kering	1012
Tanahnya basah	102
Kaca kuarsa	1016
Minyak tanah	1011
Marmer	108
Parafin	1015
Minyak parafin	1014
kaca plexiglass	1013
Polistiren	1016
Polivinil klorida	1013
Polietilen	1012
Minyak silikon	1013
Mika	1014
Kaca	1011
Minyak transformator	1010
Porselen	1014
Batu tulis	1014
Ebonit	1016
Amber	1018

Zat dengan kinerja rendah digunakan lebih aktif dalam teknik kelistrikan. Ini seringkali merupakan logam yang berfungsi sebagai konduktor. Ada juga banyak perbedaan di antara keduanya. Untuk mengetahui resistivitas listrik tembaga atau bahan lainnya, ada baiknya melihat tabel referensi.

Bahan dengan resistivitas rendah	ρ (Ohm m)
Aluminium	2.7·10-8
Tungsten	5.5·10-8
Grafit	8.0·10-6
Besi	1.0·10-7
Emas	2.2·10-8
Iridium	4.74 10-8
Konstantan	5.0·10-7
Baja tuang	1.3·10-7
Magnesium	4.4·10-8
Manganin	4.3·10-7
Tembaga	1.72·10-8
Molibdenum	5.4·10-8
Perak nikel	3.3·10-7
Nikel	8.7 10-8
Nikrom	1.12·10-6
Timah	1.2·10-7
Platinum	1,07 10-7
Air raksa	9.6·10-7
Memimpin	2.08·10-7
Perak	1.6·10-8
Besi cor kelabu	1.0·10-6
Sikat karbon	4.0·10-5
Seng	5.9·10-8
Nikelin	0,4·10-6

Resistivitas listrik volumetrik spesifik

Parameter ini mencirikan kemampuan melewatkan arus melalui volume suatu zat. Untuk mengukurnya, perlu menerapkan potensial tegangan dari berbagai sisi material dari mana produk akan dimasukkan ke dalam rangkaian listrik. Ini dilengkapi dengan arus dengan parameter pengenal. Setelah lewat, data keluaran diukur.

Gunakan dalam teknik listrik

Mengubah parameter kapan suhu yang berbeda banyak digunakan dalam teknik elektro. Paling contoh sederhana adalah lampu pijar yang menggunakan filamen nichrome. Saat dipanaskan, ia mulai bersinar. Ketika arus melewatinya, ia mulai memanas. Ketika pemanasan meningkat, resistensi juga meningkat. Oleh karena itu, arus awal yang diperlukan untuk memperoleh penerangan menjadi terbatas. Spiral nichrome, dengan prinsip yang sama, dapat menjadi pengatur di berbagai perangkat.

Logam mulia yang memiliki karakteristik sesuai untuk teknik kelistrikan juga banyak digunakan. Untuk sirkuit kritis yang memerlukan kecepatan tinggi, kontak perak dipilih. Harganya mahal, tetapi mengingat jumlah bahan yang relatif sedikit, penggunaannya cukup beralasan. Tembaga lebih rendah konduktivitasnya dibandingkan perak, tetapi memiliki lebih banyak harga terjangkau, karena itu lebih sering digunakan untuk membuat kabel.

Dalam kondisi dimana pemanfaatannya dapat dilakukan secara maksimal suhu rendah, superkonduktor digunakan. Untuk suhu ruangan dan penggunaan di luar ruangan, bahan ini tidak selalu sesuai, karena seiring dengan naiknya suhu, konduktivitasnya akan mulai turun, sehingga untuk kondisi seperti itu aluminium, tembaga, dan perak tetap menjadi yang terdepan.

Dalam praktiknya, banyak parameter yang diperhitungkan dan ini adalah salah satu yang paling penting. Semua perhitungan dilakukan pada tahap desain, dimana bahan referensi digunakan.

Hambatan listrik yang dinyatakan dalam ohm berbeda dengan konsep resistivitas. Untuk memahami apa itu resistivitas, Anda perlu menghubungkannya properti fisik bahan.

Tentang konduktivitas dan resistivitas

Aliran elektron tidak bergerak tanpa hambatan melalui material. Pada suhu konstan, partikel-partikel elementer berayun dalam keadaan diam. Selain itu, elektron-elektron pada pita konduksi saling mengganggu melalui tolakan timbal balik karena muatan yang serupa. Dari sinilah resistensi muncul.

Konduktivitas adalah karakteristik intrinsik bahan dan mengukur kemudahan pergerakan muatan ketika suatu zat terkena medan listrik. Resistivitas adalah kebalikan dari material dan menggambarkan tingkat kesulitan yang ditemui elektron saat bergerak melalui suatu material, memberikan indikasi seberapa baik atau buruk suatu konduktor.

Penting! Resistivitas listrik yang bernilai tinggi menunjukkan bahwa bahan tersebut merupakan penghantar yang buruk, sedangkan resistivitas yang bernilai rendah menunjukkan bahwa bahan tersebut merupakan penghantar yang baik.

Konduktivitas spesifik dilambangkan dengan huruf σ dan dihitung dengan rumus:

Resistivitas ρ, sebagai indikator kebalikannya, dapat dicari sebagai berikut:

Dalam persamaan ini, E adalah intensitas medan listrik yang dihasilkan (V/m), dan J adalah rapat arus listrik (A/m²). Maka satuan pengukurannya adalah:

V/m x m²/A = ohm m.

Untuk daya konduksiσ Satuan pengukurannya adalah S/m atau siemens per meter.

Jenis bahan

Menurut resistivitas bahan, bahan dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis:

Konduktor. Ini termasuk semua logam, paduan, larutan yang terdisosiasi menjadi ion, serta gas yang tereksitasi secara termal, termasuk plasma. Di antara non-logam, grafit dapat dijadikan contoh;
Semikonduktor, yang sebenarnya merupakan bahan non-konduktor, yang kisi kristalnya sengaja diolah dengan memasukkan atom asing dengan jumlah elektron terikat yang lebih besar atau lebih kecil. Akibatnya, kelebihan elektron atau lubang kuasi-bebas terbentuk dalam struktur kisi, yang berkontribusi pada konduktivitas arus;
Dielektrik atau isolator terdisosiasi adalah semua bahan yang kondisi normal tidak mempunyai elektron bebas.

Untuk transportasi energi listrik atau pada instalasi listrik untuk keperluan rumah tangga dan industri, material yang sering digunakan adalah tembaga dalam bentuk kabel inti tunggal atau multi inti. Logam alternatif adalah aluminium, meskipun resistivitas tembaga adalah 60% dari resistivitas aluminium. Tapi ini jauh lebih ringan daripada tembaga, yang telah menentukan penggunaannya pada saluran listrik tegangan tinggi. Emas digunakan sebagai konduktor dalam rangkaian listrik tujuan khusus.

Menarik. Konduktivitas listrik tembaga murni telah diterima oleh Internasional Komisi Elektroteknik pada tahun 1913 sebagai standar untuk nilai ini. Menurut definisi, konduktivitas tembaga yang diukur pada 20° adalah 0,58108 S/m. Nilai ini disebut 100% LACS, dan konduktivitas bahan lainnya dinyatakan sebagai persentase LACS tertentu.

Kebanyakan logam memiliki nilai konduktivitas kurang dari 100% LACS. Namun ada pengecualian, seperti perak atau tembaga khusus dengan konduktivitas sangat tinggi, masing-masing diberi nama C-103 dan C-110.

Dielektrik tidak menghantarkan listrik dan digunakan sebagai isolator. Contoh isolator:

kaca,
keramik,
plastik,
karet,
mika,
lilin,
kertas,
kayu kering,
porselen,
beberapa lemak untuk keperluan industri dan listrik dan Bakelite.

Di antara ketiga kelompok tersebut, transisinya berjalan lancar. Diketahui secara pasti: tidak ada media dan bahan yang benar-benar non-konduktif. Misalnya, udara merupakan isolator pada suhu kamar, namun bila terkena sinyal frekuensi rendah yang kuat, udara dapat menjadi konduktor.

Penentuan konduktivitas

Saat membandingkan resistivitas listrik berbagai zat, diperlukan kondisi pengukuran standar:

Dalam kasus cairan, konduktor dan isolator yang buruk, sampel kubik dengan panjang tepi 10 mm digunakan;
Nilai resistivitas tanah dan formasi geologi ditentukan pada kubus dengan panjang masing-masing sisi 1 m;
Konduktivitas suatu larutan bergantung pada konsentrasi ion-ionnya. Larutan pekat lebih sedikit terdisosiasi dan memiliki lebih sedikit pembawa muatan, sehingga mengurangi konduktivitas. Ketika pengenceran meningkat, jumlah pasangan ion meningkat. Konsentrasi larutan diatur ke 10%;
Untuk menentukan resistivitas konduktor logam, kabel digunakan panjang meter dan penampang 1 mm².

Jika suatu bahan, seperti logam, dapat menyediakan elektron bebas, maka ketika ada beda potensial, arus listrik akan mengalir melalui kawat. Saat tegangan meningkat jumlah besar elektron berpindah melalui materi menjadi satuan waktu. Jika semua parameter tambahan (suhu, luas penampang, panjang dan bahan kawat) tidak berubah, maka perbandingan arus terhadap tegangan yang diberikan juga konstan dan disebut konduktivitas:

Dengan demikian, hambatan listriknya adalah:

Hasilnya dalam ohm.

Pada gilirannya, konduktor bisa panjang yang berbeda, dimensi penampang dan terbuat dari berbagai bahan, yang bergantung pada nilai R. Secara matematis, hubungan ini terlihat seperti ini:

Faktor material memperhitungkan koefisien ρ.

Dari sini kita dapat memperoleh rumus resistivitas:

Jika nilai S dan l sesuai kondisi tertentu perhitungan perbandingan resistivitas yaitu 1 mm² dan 1 m, maka ρ = R. Bila dimensi penghantar berubah maka jumlah ohm juga berubah.

Tampilan