Resistance Tutorial Includes:
Co je to odpor Ohmův zákon Ohmické & Neohmické vodiče Rezistivita Tabulka rezistivity pro běžné materiály Teplotní součinitel odporu Elektrická vodivost Série & paralelních rezistorů Tabulka paralelních rezistorů
Na rozdíl od odporu, který měří odpor proti toku elektrického proudu, je elektrická vodivost neboli elektrická konduktivita mírou toho, jak se elektrický proud pohybuje v látce.
Čím vyšší je elektrická vodivost uvnitř látky, tím větší je hustota proudu při daném přiloženém rozdílu potenciálů.
Z toho je patrné, že elektrická vodivost neboli elektrická konduktivita látky je mírou její schopnosti vést elektrický proud.
Elektrická vodivost neboli elektrická konduktivita látky je důležitá, protože některé látky musí vést elektrický proud co nejlépe. Vodiče musí umožňovat co nejsnadnější průchod proudu. Od jiných materiálů může být požadováno, aby omezovaly tok proudu, jako v případě rezistoru, a od jiných materiálů je požadováno, aby nevedly elektrický proud, jako v případě izolantů.
Základy elektrické vodivosti
Elektrická vodivost je poměr hustoty proudu k intenzitě elektrického pole. Čím vyšší je hodnota elektrické vodivosti, tím menší odpor klade průtoku elektrického proudu.
Hodnota elektrické vodivosti závisí na schopnosti elektronů nebo jiných nosičů náboje, například děr, pohybovat se v mřížce materiálu.
Vysoce vodivé materiály, jako je měď, umožňují volný pohyb elektronů ve své molekulární mřížce. V jejich mřížce jsou volné elektrony.
Materiály s nízkou úrovní vodivosti nebo vodivosti mají ve své struktuře velmi málo volných elektronů. Elektrony jsou pevně drženy uvnitř molekulární struktury a k jejich uvolnění je zapotřebí značné množství energie.
Jednotky elektrické vodivosti: siemens a mho
Jednotky elektrické vodivosti jsou siemens na metr, S⋅m-1.
Siemens se také dříve označoval jako mho – jedná se o reciprokou hodnotu ohmu, což se odvodí, když se ohm napíše pozpátku.
Vodivost je reciproká hodnota odporu a jeden siemens se rovná reciproké hodnotě jednoho ohmu.
Název siemens pro jednotku vodivosti byl přijat 14. generální konferencí pro váhy a míry jako odvozená jednotka SI v roce 1971. Byl pojmenován po Ernstu Werneru von Siemensovi.
Jako u každého názvu SI, Mezinárodní soustavy jednotek, který je odvozen od vlastního jména osoby, je první písmeno jeho symbolu velké, tj. v tomto případě písmeno „S“ označuje hodnotu v siemensech, 10S. Pokud se celý název jednotky SI píše v angličtině, měl by vždy začínat malým písmenem, tj. v tomto případě siemens. Výjimkou jsou případy, kdy by se jakékoli slovo psalo s velkým písmenem, jako je tomu v případě začátku věty apod.
Symbol, který se nejčastěji používá, je malá verze řeckého písmene sigma, σ, i když se občas používá také kappa, &kappa, gama, &gamma.
Ačkoli se nejčastěji používají jednotky SI pro vodivost, hodnoty vodivosti se často uvádějí v procentech podle IACS. IACS, Mezinárodní norma pro žíhanou měď, byla stanovena Mezinárodní elektrochemickou komisí v roce 1913.
Vodivost žíhané mědi (5,8001 x 107S/m) je definována jako 100 % IACS při 20 °C.
Všechny ostatní hodnoty vodivosti se vztahují zpětně k této hodnotě vodivosti. To znamená, že železo s hodnotou vodivosti 1,04 x 107 S/m má vodivost přibližně 18 % vodivosti žíhané mědi a ta se udává jako 18 % IACS.
Jelikož se od zavedení normy zdokonalily metody zpracování kovů, mají nyní některé moderní výrobky z mědi často hodnoty vodivosti IACS vyšší než 100 % IACS, protože z kovu lze nyní odstranit více nečistot.
Vzorce pro elektrickou vodivost
Resistivita a vodivost spolu souvisejí. Vodivost je převrácenou hodnotou měrného odporu. Podle toho je snadné vyjádřit jednu ve vztahu k druhé.
Kde:
σ je vodivost materiálu v siemensech na metr, S⋅m-1
ρ je měrný odpor materiálu v ohm metrech, Ω⋅m
Tento vztah pak lze dosadit do vzorce pro měrný odpor a získat následující vztah.
Kde:
σ je vodivost materiálu v siemensech na metr, S⋅m-1
E je velikost elektrického pole ve voltech na metr, V⋅m-1
J je velikost proudové hustoty v ampérech na metr čtvereční, A⋅m-2
Často je nutné vztahovat vodivost na určitou délku materiálu s konstantním průřezem..
Pomocí tohoto diagramu je možné vztahovat vodivost k odporu, délce a ploše průřezu vzorku v níže uvedeném vzorci pro vodivost.
R = σ A l
Kde:
R je elektrický odpor stejnoměrného vzorku materiálu měřený v ohmech
l je délka kusu materiálu měřená v metrech, m
A je plocha průřezu vzorku měřená v metrech čtverečních, m2
Pomocí těchto vzorců pro elektrickou vodivost lze ze znalosti odporu, délky a plochy průřezu bloku materiálu vypočítat vodivost.
Další základní pojmy z elektroniky:
Napětí Proud Výkon Odpor Kapacita Indukčnost Transformátory Decibel, dB Kirchoffovy zákony Q, činitel jakosti VF šum
Zpět do nabídky Základní pojmy z elektroniky . . .