egy darab ellenálló anyag elektromos érintkezőkkel mindkét végén.

Főcikk: elektromos ellenállás és vezetőképesség

egy adott vezető ellenállása az anyagtól és annak méretétől függ. Egy adott anyag esetében az ellenállás fordítottan arányos a keresztmetszeti területtel. Például egy vastag rézhuzal alacsonyabb ellenállással rendelkezik, mint egy egyébként azonos vékony rézhuzal., Egy adott anyag esetében az ellenállás arányos a hosszúsággal; például egy hosszú rézhuzal nagyobb ellenállással rendelkezik, mint egy egyébként azonos rövid rézhuzal. Az egyenletes keresztmetszetű vezető R ellenállása és G vezetőképessége tehát

R = ρ ℓ a , G = σ a ℓ lehet . {\displaystyle {\begin {corined}r &= \ rho {\ell }{A}}},\ \ G& = \ sigma {\Frac {a} {\ell }}}}}.,\ end{igazított}}}

ahol ℓ {\displaystyle \ ell } a vezető hossza méterben mérve, a a vezető keresztmetszeti területe négyzetméterben mérve, σ (sigma) a siemens per méterben (S·m−1) mért elektromos vezetőképessége, és ρ (rho) az anyag elektromos ellenállása (más néven specifikus elektromos ellenállás), ohm-méterben (Ω·m) mérve. Az ellenállás és a vezetőképesség arányossági állandók, ezért csak a huzal anyagától függ, nem pedig a huzal geometriájától., Az ellenállás és a vezetőképesség viszonosság: ρ = 1/σ {\displaystyle \rho =1 / \sigma } . Az ellenállás az anyag azon képességének mértéke, hogy ellenálljon az elektromos áramnak.

Ez a képlet nem pontos: feltételezi, hogy az áramsűrűség teljesen egyenletes a vezetőben, ami gyakorlati helyzetben nem mindig igaz. Ez a képlet azonban továbbra is jó közelítést biztosít a hosszú vékony vezetők, például vezetékek számára.

egy másik helyzet ez a képlet nem pontos a váltakozó árammal (AC), mert a bőrhatás gátolja az áram áramlását a vezető középpontja közelében., Ezután a geometriai keresztmetszet eltér a tényleges keresztmetszettől, amelyben az áram ténylegesen áramlik, így az ellenállás a vártnál magasabb. Hasonlóképpen, ha két vezető egymás közelében AC áramot hordoz, ellenállásuk a közelségi hatás miatt növekszik. Kereskedelmi áramfrekvencián ezek a hatások jelentősek a nagy áramokat hordozó nagy vezetők számára, mint például az elektromos alállomáson lévő busbarok vagy a több mint néhány száz amperet szállító nagy Tápkábelek.,

a huzal geometriáján kívül a hőmérséklet jelentős hatással van a vezetők hatékonyságára is. A hőmérséklet két fő módon befolyásolja a vezetékeket, az első az, hogy az anyagok hő alkalmazása alatt kibővülhetnek. Az anyag tágulási mennyiségét az anyagra jellemző hőtágulási együttható szabályozza. Az ilyen tágulás (vagy összehúzódás) megváltoztatja a vezető geometriáját, ezért jellegzetes ellenállását. Ez a hatás azonban általában kicsi, 10-6 sorrendben., A hőmérséklet növekedése növeli az anyagban keletkező fononok számát is. A fonon lényegében rácsos rezgés, vagy inkább az anyag atomjainak kicsi, harmonikus kinetikus mozgása. Ugyanúgy, mint egy flipper rázása, a fononok megzavarják az elektronok útját, ami szétszórja őket. Ez az elektron szórás csökkenti az elektronütközések számát, ezért csökkenti az átadott áram teljes mennyiségét.

Articles

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük