Prikazane su tablice vrijednosti električnog otpora čelika. različite vrste a stupnjevi ovisno o temperaturi - u rasponu od 0 do 1350°C.
U općem slučaju, otpornost je određena samo sastavom tvari i njezinom temperaturom, brojčano je jednaka ukupnom otporu izotropnog vodiča duljine 1 m i površine poprečnog presjeka 1 m 2 .
Specifični električni otpor čelika bitno ovisi o sastavu i temperaturi. S porastom temperature ovog metala povećava se frekvencija i amplituda vibracija atoma kristalne rešetke, što stvara dodatni otpor prolazu električna struja kroz debljinu legure. Stoga, kako temperatura raste, otpornost čelika raste.
Promjena sastava čelika i postotka legirajućih dodataka u njemu značajno utječe na veličinu električnog otpora. Na primjer, ugljični i niskolegirani čelici nekoliko puta bolje provode električnu struju od visokolegiranih čelika otpornih na toplinu, koji imaju visok sadržaj kroma.
ugljični čelici
Ugljični čelici na sobnoj temperaturi, kao što je već spomenuto, imaju nizak električni otpor zbog visokog sadržaja željeza. Na 20°C njihova vrijednost otpornost je u rasponu od 13·10 -8 (za čelik 08KP) do 20·10 -8 Ohm·m (za U12).
Kada se zagriju na temperaturu iznad 1000°C, sposobnost ugljičnih čelika za provođenje električne struje znatno se smanjuje. Vrijednost otpora se povećava za red veličine i može doseći vrijednost od 130·10 -8 Ohm·m.
| Temperatura, °C | Čelik 08KP | Čelik 08 | Čelik 20 | Čelik 40 | Čelik U8 | Čelik U12 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 12 | 13,2 | 15,9 | 16 | 17 | 18,4 |
| 20 | 13 | 14,2 | 16,9 | 17,1 | 18 | 19,6 |
| 50 | 14,7 | 15,9 | 18,7 | 18,9 | 19,8 | 21,6 |
| 100 | 17,8 | 19 | 21,9 | 22,1 | 23,2 | 25,2 |
| 150 | 21,3 | 22,4 | 25,4 | 25,7 | 26,8 | 29 |
| 200 | 25,2 | 26,3 | 29,2 | 29,6 | 30,8 | 33,3 |
| 250 | 29,5 | 30,5 | 33,4 | 33,9 | 35,1 | 37,9 |
| 300 | 34,1 | 35,2 | 38,1 | 38,7 | 39,8 | 43 |
| 350 | 39,3 | 40,2 | 43,2 | 43,8 | 45 | 48,3 |
| 400 | 44,8 | 45,8 | 48,7 | 49,3 | 50,5 | 54 |
| 450 | 50,9 | 51,8 | 54,6 | 55,3 | 56,5 | 60 |
| 500 | 57,5 | 58,4 | 60,1 | 61,9 | 62,8 | 66,5 |
| 550 | 64,8 | 65,7 | 68,2 | 68,9 | 69,9 | 73,4 |
| 600 | 72,5 | 73,4 | 75,8 | 76,6 | 77,2 | 80,2 |
| 650 | 80,7 | 81,6 | 83,7 | 84,4 | 85,2 | 87,8 |
| 700 | 89,8 | 90,5 | 92,5 | 93,2 | 93,5 | 96,4 |
| 750 | 100,3 | 101,1 | 105 | 107,9 | 110,5 | 113 |
| 800 | 107,3 | 108,1 | 109,4 | 111,1 | 112,9 | 115 |
| 850 | 110,4 | 111,1 | 111,8 | 113,1 | 114,8 | 117,6 |
| 900 | 112,4 | 113 | 113,6 | 114,9 | 116,4 | 119,6 |
| 950 | 114,2 | 114,8 | 115,2 | 116,6 | 117,8 | 121,2 |
| 1000 | 116 | 116,5 | 116,7 | 117,9 | 119,1 | 122,6 |
| 1050 | 117,5 | 117,9 | 118,1 | 119,3 | 120,4 | 123,8 |
| 1100 | 118,9 | 119,3 | 119,4 | 120,7 | 121,4 | 124,9 |
| 1150 | 120,3 | 120,7 | 120,7 | 122 | 122,3 | 126 |
| 1200 | 121,7 | 122 | 121,9 | 123 | 123,1 | 127,1 |
| 1250 | 123 | 123,3 | 122,9 | 124 | 123,8 | 128,2 |
| 1300 | 124,1 | 124,4 | 123,9 | — | 124,6 | 128,7 |
| 1350 | 125,2 | 125,3 | 125,1 | — | 125 | 129,5 |
Niskolegirani čelici
Niskolegirani čelici nešto su otporniji na prolaz električne energije od ugljičnih čelika. Njihov električni otpor je (20...43)·10 -8 Ohm·m na sobnoj temperaturi.
Treba istaknuti vrste čelika ove vrste, koje su najslabije vodljive električne struje - to su 18X2H4VA i 50S2G. Međutim, pri visokim temperaturama sposobnost provođenja električne struje za čelike navedene u tablici praktički se ne razlikuje.
| stupanj čelika | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15HF | — | 28,1 | 42,1 | 60,6 | 83,3 | — | — | — |
| 30X | 21 | 25,9 | 41,7 | 63,6 | 93,4 | 114,5 | 120,5 | 125,1 |
| 12HN2 | 33 | 36 | 52 | 67 | — | 112 | — | — |
| 12HN3 | 29,6 | — | — | 67 | — | 116 | — | — |
| 20HN3 | 24 | 29 | 46 | 66 | — | 123 | — | — |
| 30HN3 | 26,8 | 31,7 | 46,9 | 68,1 | 98,1 | 114,8 | 120,1 | 124,6 |
| 20HN4F | 36 | 41 | 56 | 72 | 102 | 118 | — | — |
| 18X2H4VA | 41 | 44 | 58 | 73 | 97 | 115 | — | — |
| 30G2 | 20,8 | 25,9 | 42,1 | 64,5 | 94,6 | 114,3 | 120,2 | 125 |
| 12MH | 24,6 | 27,4 | 40,6 | 59,8 | — | — | — | — |
| 40X3M | — | 33,1 | 48,2 | 69,5 | 96,2 | — | — | — |
| 20X3FVM | — | 39,8 | 54,4 | 74,3 | 98,2 | — | — | — |
| 50S2G | 42,9 | 47 | 60,1 | 78,8 | 105,7 | 119,7 | 124,9 | 128,9 |
| 30H3 | 27,1 | 32 | 47 | 67,9 | 99,2 | 114,9 | 120,4 | 124,8 |
Visokolegirani čelici
Visokolegirani čelici imaju električni otpor nekoliko puta veći od ugljičnih i niskolegiranih čelika. Prema tablici se vidi da je na temperaturi od 20°C njegova vrijednost (30...86)·10 -8 Ohm·m.
Na temperaturi od 1300 ° C, otpor visoko i niskolegiranih čelika postaje gotovo isti i ne prelazi 131·10 -8 Ohm·m.
| stupanj čelika | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| G13 | 68,3 | 75,6 | 93,1 | 95,2 | 114,7 | 123,8 | 127 | 130,8 |
| G20H12F | 72,3 | 79,2 | 91,2 | 101,5 | 109,2 | — | — | — |
| G21X15T | — | 82,4 | 95,6 | 104,5 | 112 | 119,2 | — | — |
| H13N13K10 | — | 90 | 100,8 | 109,6 | 115,4 | 119,6 | — | — |
| H19N10K47 | — | 90,5 | 98,6 | 105,2 | 110,8 | — | — | — |
| R18 | 41,9 | 47,2 | 62,7 | 81,5 | 103,7 | 117,3 | 123,6 | 128,1 |
| EX12 | 31 | 36 | 53 | 75 | 97 | 119 | — | — |
| 40X10X2M (EI107) | 86 | 91 | 101 | 112 | 122 | — | — | — |
Kromirani nehrđajući čelici
Kromirani nehrđajući čelici imaju visoku koncentraciju atoma kroma, što povećava njihov otpor - električna vodljivost takvog nehrđajućeg čelika nije visoka. Na uobičajenim temperaturama, njegov otpor je (50…60)·10 -8 Ohm·m.
| stupanj čelika | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| X13 | 50,6 | 58,4 | 76,9 | 93,8 | 110,3 | 115 | 119 | 125,3 |
| 2x13 | 58,8 | 65,3 | 80 | 95,2 | 110,2 | — | — | — |
| 3X13 | 52,2 | 59,5 | 76,9 | 93,5 | 109,9 | 114,6 | 120,9 | 125 |
| 4X13 | 59,1 | 64,6 | 78,8 | 94 | 108 | — | — | — |
Krom-nikal austenitni čelici
Krom-nikal austenitni čelici također su nehrđajući, ali zbog dodatka nikla imaju otpornost gotovo jedan i pol puta veću od kromovih čelika - doseže vrijednost od (70 ... 90) 10 -8 Ohm m.
| stupanj čelika | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12X18H9 | — | 74,3 | 89,1 | 100,1 | 109,4 | 114 | — |
| 12H18N9T | 72,3 | 79,2 | 91,2 | 101,5 | 109,2 | — | — |
| 17X18H9 | 72 | 73,5 | 92,5 | 103 | 111,5 | 118,5 | — |
| Kh18N11B | — | 84,6 | 97,6 | 107,8 | 115 | — | — |
| H18N9V | 71 | 77,6 | 91,6 | 102,6 | 111,1 | 117,1 | 122 |
| 4X14NV2M (EI69) | 81,5 | 87,5 | 100 | 110 | 117,5 | — | — |
| 1H14N14V2M (EI257) | — | 82,4 | 95,6 | 104,5 | 112 | 119,2 | — |
| 1h14N18M3T | — | 89 | 100 | 107,5 | 115 | — | — |
| 36H18N25S2 (ÉÂ3S) | — | 98,5 | 105,5 | 110 | 117,5 | — | — |
| H13N25M2V2 | — | 103 | 112,1 | 118,1 | 121 | — | — |
| Kh7N25 (EI25) | — | — | 109 | 115 | 121 | 127 | — |
| Kh2N35 (EI36) | 87,5 | 92,5 | 103 | 110 | 116 | 120,5 | — |
| H28 | 84,2 | 89,1 | 99,6 | 107,7 | 114,2 | 118,4 | 122,5 |
Čelici otporni na toplinu i toplinu
Po svojim elektrovodljivim svojstvima čelici otporni na toplinu i otporni na toplinu bliski su krom-nikal čelicima. Visok sadržaj kroma i nikla u ovim legurama onemogućuje im provođenje električne energije, poput konvencionalnih legura ugljika s visokom koncentracijom željeza.
Značajna električna otpornost takvih čelika omogućuje njihovu upotrebu kao radne elemente električnih grijača. Konkretno, čelik 20X23H18, u smislu svoje otpornosti i otpornosti na toplinu, u nekim slučajevima može zamijeniti tako popularnu leguru za grijače kao.
|
električni otpor
SI:L3MT-3I-2
GHS:T
Specifični električni otpor, ili jednostavno otpornost tvari - fizikalna veličina koja karakterizira sposobnost tvari da spriječi prolaz električne struje.
Otpornost je označena grčko slovoρ. Recipročna vrijednost otpora naziva se specifična vodljivost (električna vodljivost). Za razliku od električnog otpora, koji je svojstvo vodiča i ovisi o njegovom materijalu, obliku i veličini, električni otpor je svojstvo samo tvari.
Električni otpor homogenog vodiča otpora ρ, duljine l i površine poprečnog presjeka S može se izračunati po formuli (pretpostavlja se da se niti površina niti oblik presjeka ne mijenjaju duž vodiča). Prema tome, za ρ,
Iz posljednje formule slijedi: fizikalno značenje specifičnog otpora neke tvari leži u činjenici da je to otpor homogenog vodiča izrađenog od te tvari jedinične duljine i s jediničnom površinom poprečnog presjeka.
- 1 jedinice
- 2 Generalizacija pojma otpora
- 3 Odnos prema vodljivosti
- 4 Električni otpor nekih tvari
- 4.1 Metalni monokristali
- 4.2 Metali i legure koji se koriste u elektrotehnici
- 4.3 Ostale tvari
- 5 Tanki filmovi
- 6 Bilješke
- 7 Vidi također
- 8 Veze
Jedinice
Jedinica otpora u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) je Ohm m. Iz omjera proizlazi da je mjerna jedinica otpora u SI sustavu jednaka takvom otporu tvari pri kojem je homogeni vodič duljine 1 m s površinom poprečnog presjeka od 1 m², izrađen od ovog tvar, ima otpor od 1 ohma. Prema tome, specifični otpor proizvoljne tvari, izražen u SI jedinicama, brojčano je jednak otporu dijela električnog kruga izrađenog od te tvari, duljine 1 m i površine poprečnog presjeka od 1 m².
Tehnika također koristi zastarjelu jedinicu izvan sustava Ohm mm²/m, jednaku 10−6 od 1 Ohm m. Ova jedinica jednaka je takvom specifičnom otporu tvari pri kojem homogeni vodič duljine 1 m s površinom poprečnog presjeka od 1 mm², izrađen od te tvari, ima otpor od 1 ohma. Prema tome, otpornost bilo koje tvari, izražena u ovim jedinicama, brojčano je jednaka otporu dijela električnog kruga izrađenog od te tvari, duljine 1 m i površine poprečnog presjeka od 1 mm².
Generalizacija pojma otpora
Komad otpornog materijala s električnim kontaktima na oba kraja.Otpornost se također može odrediti za nehomogen materijal čija svojstva variraju od točke do točke. U ovom slučaju ne radi se o konstanti, već o skalarnoj funkciji koordinata - koeficijentu koji povezuje intenzitet električno polje i gustoću struje u određenoj točki. Ovaj odnos je izražen Ohmovim zakonom u diferencijalnom obliku:
Ova formula vrijedi za nehomogenu, ali izotropnu tvar. Tvar može biti i anizotropna (većina kristala, magnetizirana plazma itd.), odnosno njezina svojstva mogu ovisiti o smjeru. U ovom slučaju, otpor je koordinatno ovisan tenzor drugog reda koji sadrži devet komponenti. u anizotropnoj tvari vektori gustoće struje i jakosti električnog polja u svakoj danoj točki tvari nisu suusmjereni; odnos među njima izražava se relacijom
U anizotropnoj, ali homogenoj tvari, tenzor ne ovisi o koordinatama.
Tenzor je simetričan, to jest za bilo koji i je zadovoljen.
Kao i za svaki simetrični tenzor, za njega se može odabrati ortogonalni sustav Kartezijeve koordinate, pri čemu matrica postaje dijagonalna, odnosno poprima oblik u kojem su samo tri od devet komponenti različite od nule: , i. U ovom slučaju, označavajući kao, umjesto prethodne formule dobivamo jednostavniju
Veličine se nazivaju glavnim vrijednostima tenzora otpora.
Odnos s vodljivošću
U izotropnim materijalima odnos između otpora i vodljivosti izražava se jednakošću
U slučaju anizotropnih materijala, odnos između komponenti tenzora otpora i tenzora vodljivosti je složeniji. Doista, Ohmov zakon u diferencijalnom obliku za anizotropne materijale ima oblik:
Iz ove jednakosti i gornje relacije slijedi da je tenzor otpora inverzan tenzoru vodljivosti. Imajući to na umu, za komponente tenzora otpora vrijedi sljedeće:
gdje je determinanta matrice sastavljene od komponenti tenzora. Preostale komponente tenzora otpora dobivene su iz gornjih jednadžbi kao rezultat cikličke permutacije indeksa 1, 2 i 3.
Električni otpor nekih tvari
Metalni monokristali
Tablica prikazuje glavne vrijednosti tenzora otpora monokristala na temperaturi od 20 °C.
Metali i legure koji se koriste u elektrotehnici
Raspršenost vrijednosti posljedica je različite kemijske čistoće metala, metoda izrade uzoraka koje su proučavali različiti znanstvenici i varijabilnosti sastava legura.
Vrijednosti su dane pri t = 20 °C. Otpornost legura ovisi o njihovoj kemijski sastav i može varirati. Za čiste tvari, fluktuacije u numeričkim vrijednostima otpora uzrokovane su različitim metodama mehaničke i toplinske obrade, na primjer, žarenjem žice nakon izvlačenja.
Ostale tvari
Tanki filmovi
Otpor tankih ravnih filmova (kada je njihova debljina mnogo manja od udaljenosti između kontakata) obično se naziva "otpornost po kvadratu". Ovaj je parametar prikladan jer otpor kvadratnog komada vodljivog filma ne ovisi o veličini ovaj kvadrat, kada se napon primjenjuje na suprotnim stranama kvadrata. U ovom slučaju, otpornost komada filma, ako ima oblik pravokutnika, ne ovisi o njegovim linearnim dimenzijama, već samo o omjeru duljine (mjerene po linijama strujnice) i njegove širine L/W: gdje je R izmjereni otpor. U općem slučaju, ako oblik uzorka nije pravokutan i polje u filmu je nehomogeno, koristi se van der Pauw metoda.
Bilješke
- 1 2 Dengub V. M., Smirnov V. G. Jedinice veličina. Referenca rječnika. - M.: Izdavačka kuća za standarde, 1990. - S. 93. - 240 str. - ISBN 5-7050-0118-5.
- 1 2 Chertov A. G. Jedinice fizikalne veličine. - M .: " postdiplomske studije“, 1977. - 287 str.
- Davidov A. S. Teorija čvrsto tijelo. - M.: "Nauka", 1976. - S. 191-192. - 646 str.
- Shuvalov L. A. i drugi. Fizička svojstva kristali // Moderna kristalografija / Ch. izd. B. K. Weinstein. - M.: "Nauka", 1981. - T. 4. - S. 317.
vidi također
- Električni otpor
- Supravodljivost
- Ohmov zakon
- Provodljivost
- negativan otpor
- Impedancija
Linkovi
električni otpor
Električni otpor Informacije o
Metali su mjera njihovih svojstava otpornosti na prolaz električne struje. Ova vrijednost se izražava u ohm-metru (Ohm⋅m).
Simbol za otpornost je grčko slovo ρ (rho). Visoki otpor znači da materijal ne provodi dobro električni naboj.
Električni otpor se definira kao omjer između jakosti električnog polja unutar metala i gustoće struje u njemu:
gdje:
ρ je otpornost metala (Ohm⋅m),
E je jakost električnog polja (V/m),
J je vrijednost gustoće električne struje u metalu (A/m2)
Ako je jakost električnog polja (E) u metalu vrlo velika, a gustoća struje (J) vrlo mala, to znači da metal ima veliki otpor.
Recipročna vrijednost otpora je električna vodljivost, koja pokazuje koliko dobro materijal provodi električnu struju:
σ je vodljivost materijala, izražena u siemenima po metru (S/m).
Električni otpor, jedna od komponenti Ohmovog zakona, izražava se u omima (Ohm). Treba napomenuti da električni otpor i otpornost nisu ista stvar. Otpornost je svojstvo materijala, dok je električni otpor svojstvo objekta.
Električni otpor otpornika određen je kombinacijom oblika i otpora materijala od kojeg je izrađen.
Na primjer, žičani otpornik izrađen od duge i tanke žice ima veći otpor od otpornika izrađenog od kratke i debele žice od istog metala.
Istodobno, žičani otpornik izrađen od materijala s visokim otporom ima veći električni otpor od otpornika izrađenog od materijala s niskim otporom. I sve to unatoč činjenici da su oba otpornika izrađena od žice iste duljine i promjera.
Kao ilustraciju, možemo povući analogiju s hidrauličkim sustavom, gdje se voda pumpa kroz cijevi.
- Što je cijev duža i tanja, to će biti veća otpornost na vodu.
- Cijev ispunjena pijeskom otpornija je na vodu nego cijev bez pijeska.
Vrijednost otpora žice ovisi o tri parametra: otpornosti metala, duljini i promjeru same žice. Formula za izračunavanje otpora žice:
gdje:
R - otpor žice (Ohm)
ρ - specifični otpor metala (Ohm.m)
L - duljina žice (m)
A - površina poprečnog presjeka žice (m2)
Kao primjer, razmotrite otpornik od nichrome žice s otporom od 1,10 × 10-6 ohm.m. Žica ima duljinu od 1500 mm i promjer od 0,5 mm. Na temelju ova tri parametra izračunavamo otpor nichrome žice:
R \u003d 1,1 * 10 -6 * (1,5 / 0,000000196) \u003d 8,4 ohma
Nikrom i konstantan često se koriste kao otporni materijali. Dolje u tablici možete vidjeti otpornost nekih od najčešće korištenih metala.
Vrijednost površinskog otpora izračunava se na isti način kao i otpor žice. U ovom slučaju, površina poprečnog presjeka može se predstaviti kao umnožak w i t: 
Za neke materijale, kao što su tanki filmovi, odnos između otpora i debljine filma naziva se otpor sloja RS:
gdje se RS mjeri u omima. U ovom proračunu, debljina filma mora biti konstantna.
Proizvođači otpornika često izrezuju staze u filmu kako bi povećali otpor i povećali put električne struje.
Svojstva otpornih materijala
Otpornost metala ovisi o temperaturi. Njihove vrijednosti date su, u pravilu, za sobnu temperaturu (20°C). Promjena otpora kao rezultat promjene temperature karakterizirana je temperaturnim koeficijentom.
Na primjer, u termistorima (termistorima), ovo se svojstvo koristi za mjerenje temperature. S druge strane, u preciznoj elektronici to je prilično nepoželjan učinak.
Otpornici s metalnim filmom imaju izvrsna svojstva temperaturne stabilnosti. To se postiže ne samo zbog niske otpornosti materijala, već i zbog mehaničke konstrukcije samog otpornika.
Mnogi različiti materijali i legure koriste se u proizvodnji otpornika. Nikrom (legura nikla i kroma), zbog svoje velike otpornosti i otpornosti na oksidaciju pri visokim temperaturama, često se koristi kao materijal za izradu žičanih otpornika. Mana mu je što se ne može lemiti. Constantan, još jedan popularan materijal, lako se lemi i ima niži temperaturni koeficijent.
Većina zakona fizike temelji se na eksperimentima. Imena eksperimentatora ovjekovječena su u naslovima ovih zakona. Jedan od njih bio je Georg Ohm.
Eksperimenti Georga Ohma
Tijekom pokusa o interakciji elektriciteta s različitim tvarima, uključujući metale, utvrdio je temeljni odnos između gustoće, jakosti električnog polja i svojstva tvari, koje se naziva "vodljivost". Formula koja odgovara ovom uzorku, nazvana "Ohmov zakon" je sljedeća:
j= λE , pri čemu
- j- gustoća električne struje;
- λ — specifična vodljivost, koja se također naziva "električna vodljivost";
- E- jakost električnog polja.
U nekim slučajevima, drugo slovo grčke abecede koristi se za označavanje vodljivosti - σ . Specifična vodljivost ovisi o nekim parametrima tvari. Na njegovu vrijednost utječu temperatura, tvari, tlak, ako se radi o plinu, i što je najvažnije, struktura ove tvari. Ohmov zakon se poštuje samo za homogene tvari.
Za praktičnije izračune koristi se recipročna vrijednost vodljivosti. Nazvana je "otpornost", koja se također povezuje sa svojstvima tvari u kojoj teče električna struja, a označava se grčkim slovom ρ i ima dimenziju Ohm*m. Ali budući da za razne fizičke pojave primjenjuju se različita teorijska opravdanja, mogu se koristiti alternativne formule za otpornost. Oni su odraz klasične elektroničke teorije metala, kao i kvantne teorije.
Formule
U ovim zamornim, za obične čitatelje, formulama pojavljuju se faktori poput Boltzmannove konstante, Avogadrove konstante i Planckove konstante. Ove se konstante koriste za proračune koji uzimaju u obzir slobodni put elektrona u vodiču, njihovu brzinu tijekom toplinskog gibanja, stupanj ionizacije, koncentraciju i gustoću tvari. Jednom riječju, sve je prilično teško za nespecijaliste. Da ne budemo neutemeljeni, dalje se možete upoznati kako sve izgleda u stvarnosti:
Značajke metala
Budući da kretanje elektrona ovisi o homogenosti tvari, struja u metalnom vodiču teče sukladno njegovoj strukturi, što utječe na raspored elektrona u vodiču, uzimajući u obzir njegovu nehomogenost. Određuje se ne samo prisutnošću inkluzija nečistoća, već i fizičkim nedostacima - pukotinama, prazninama itd. Nehomogenost vodiča povećava njegov otpor, što je određeno Matthiesenovim pravilom.
Ovo jednostavno razumljivo pravilo zapravo kaže da se u vodiču kroz koji teče struja može razlikovati nekoliko zasebnih otpora. A dobivena vrijednost bit će njihov zbroj. Pojmovi će biti otpornost kristalne rešetke metala, nečistoće i defekti vodiča. Budući da ovaj parametar ovisi o prirodi tvari, za njegov izračun određuju se odgovarajuće zakonitosti, uključujući i za miješane tvari.
Unatoč činjenici da su legure također metali, one se smatraju otopinama s kaotičnom strukturom, a za izračunavanje otpora važno je koji su metali uključeni u sastav legure. U osnovi, većina dvokomponentnih legura koje ne pripadaju prijelaznim i rijetkim zemnim metalima spadaju pod opis Nodheimovog zakona.
Kao posebna tema razmatra se otpor metalnih tankih slojeva. Sasvim je logično pretpostaviti činjenicu da bi njegova vrijednost trebala biti veća od vrijednosti masovnog vodiča od istog metala. No istovremeno se za film uvodi posebna Fuchsova empirijska formula koja opisuje međuovisnost otpora i debljine filma. Ispada da u filmovima metali pokazuju svojstva poluvodiča.
A na proces prijenosa naboja utječu elektroni koji se kreću u smjeru debljine filma i ometaju kretanje "uzdužnih" naboja. Pritom se reflektiraju od površine filmskog vodiča, pa jedan elektron oscilira dovoljno dugo između njegovih dviju površina. Drugi značajan faktor u povećanju otpora je temperatura vodiča. Što je viša temperatura, veći je otpor. Nasuprot tome, što je niža temperatura, manji je otpor.
Metali su tvari s najmanjim otporom na takozvanoj "sobnoj" temperaturi. Jedini nemetal koji opravdava svoju upotrebu kao vodiča je ugljik. Grafit, koji je jedna od njegovih vrsta, naširoko se koristi za izradu kliznih kontakata. Ima vrlo uspješnu kombinaciju svojstava kao što su otpornost i koeficijent trenja klizanja. Stoga je grafit neizostavan materijal za motorne četke i druge klizne kontakte. Vrijednosti otpora glavnih tvari koje se koriste u industrijske svrhe prikazane su u donjoj tablici.
Supravodljivost
Na temperaturama koje odgovaraju ukapljivanju plinova, odnosno do temperature tekućeg helija, koja iznosi - 273 stupnja Celzijusa, otpor se smanjuje gotovo do potpunog nestanka. I to ne samo dobri metalni vodiči kao što su srebro, bakar i aluminij. Gotovo svi metali. U takvim uvjetima, koji se nazivaju supravodljivost, metalna struktura nema inhibicijski učinak na kretanje naboja pod djelovanjem električnog polja. Stoga živa i većina metala postaju supravodiči.
No, kako se pokazalo, relativno nedavno, 80-ih godina 20. stoljeća, neke vrste keramike također su sposobne za supravodljivost. A za to ne morate koristiti tekući helij. Takvi materijali nazivaju se visokotemperaturnim supravodičima. Međutim, već je prošlo nekoliko desetljeća, a raspon visokotemperaturnih vodiča značajno se proširio. No masovna uporaba takvih visokotemperaturnih supravodljivih elemenata nije opažena. U nekim su zemljama napravljene pojedinačne instalacije uz zamjenu konvencionalnih bakrenih vodiča visokotemperaturnim supravodičima. Za održavanje normalnog načina visokotemperaturne supravodljivosti neophodan je tekući dušik. I to se pokazalo preskupo tehničko rješenje.
Stoga niska vrijednost otpora, koju je priroda podarila bakru i aluminiju, čini ih još uvijek nezamjenjivim materijalima za izradu raznih vodiča električne struje.
- električna veličina koja karakterizira svojstvo materijala da sprječava protok električne struje. Ovisno o vrsti materijala, otpor može težiti nuli - biti minimalan (mi/mikro oma - vodiči, metali) ili biti vrlo velik (giga oma - izolacija, dielektrici). Recipročna vrijednost električnog otpora je .
jedinica mjere električni otpor - Ohm. Označava se slovom R. Određuje se ovisnost otpora o struji i u zatvorenom krugu.
Ohmmetar- uređaj za izravno mjerenje otpora kruga. Ovisno o rasponu izmjerene vrijednosti, dijele se na gigaommetre (za velike otpore - pri mjerenju izolacije) i na mikro/miliohmmetre (za male otpore - pri mjerenju prijelaznog otpora kontakata, namota motora itd.).
Postoji veliki izbor ohmmetara po dizajnu različitih proizvođača, od elektromehaničkih do mikroelektroničkih. Vrijedno je napomenuti da klasični ohmmetar mjeri aktivni dio otpora (tzv. ohme).
Svaki otpor (metalni ili poluvodički) u krugu izmjenične struje ima aktivnu i reaktivnu komponentu. Zbroj aktivne i reaktancije je Impedancija AC kruga a izračunava se po formuli:
gdje je Z ukupni otpor izmjeničnog kruga;
R je aktivni otpor izmjeničnog kruga;
Xc je kapacitivna reaktancija izmjeničnog kruga; 
(C-kapacitet, w - kutna brzina naizmjenična struja)
Xl je induktivna reaktancija izmjeničnog kruga; 
(L je induktivitet, w je kutna brzina izmjenične struje).
Aktivni otpor- ovo je dio impedancije električnog kruga, čija se energija potpuno pretvara u druge vrste energije (mehanička, kemijska, toplinska). Posebnost aktivne komponente je potpuna potrošnja sve električne energije (energija se ne vraća u mrežu natrag u mrežu), a reaktancija vraća dio energije natrag u mrežu (negativno svojstvo jalove komponente).
Fizičko značenje aktivnog otpora
Svaka sredina gdje električni naboji, stvara prepreke na svom putu (vjeruje se da su to čvorovi kristalne rešetke), u koje kao da udaraju i gube svoju energiju koja se oslobađa u obliku topline.
Dakle, postoji pad (gubitak električna energija), od čega se dio gubi zbog unutarnjeg otpora vodljivog medija.
Numerička vrijednost koja karakterizira sposobnost materijala da spriječi prolaz naboja naziva se otpor. Mjeri se u Ohmima (Ohm) i obrnuto je proporcionalna električnoj vodljivosti.
Razni elementi periodni sustav Mendeljejev imaju različit električni otpor (p), na primjer, najmanji sp. srebro (0,016 Ohm * mm2 / m), bakar (0,0175 Ohm * mm2 / m), zlato (0,023) i aluminij (0,029) imaju otpor. Koriste se u industriji kao glavni materijali na kojima se gradi sva elektrotehnika i energija. Dielektrici, s druge strane, imaju visoku sp. otpornost i koristi se za izolaciju.
Otpor vodljivog medija može značajno varirati ovisno o presjeku, temperaturi, veličini i frekvenciji struje. Osim toga, različiti mediji imaju različite nositelje naboja (slobodni elektroni u metalima, ioni u elektrolitima, "rupe" u poluvodičima), koji su odlučujući faktori otpora.
Fizičko značenje reaktancije
U zavojnicama i kondenzatorima, kada se primijeni, energija se akumulira u obliku magnetskog i električnog polja, što zahtijeva određeno vrijeme.
Magnetska polja u mrežama izmjenične struje mijenjaju se prateći promjenu smjera kretanja naboja, pružajući pritom dodatni otpor.
Osim toga, dolazi do ravnomjernog faznog i strujnog pomaka, što dovodi do dodatnih gubitaka električne energije.
Otpornost
Kako saznati otpor materijala ako ne teče kroz njega, a nemamo ohmmetar? Za to postoji posebna vrijednost - električni otpor materijala u
(ovo su tablične vrijednosti koje se određuju empirijski za većinu metala). S ovom vrijednošću i fizičkim količinama materijala, možemo izračunati otpor pomoću formule:
gdje, str- otpornost (mjerne jedinice ohm * m / mm 2);
l je duljina vodiča (m);
S - presjek (mm 2).
