Az ellenállás bemutatása tartalmazza:
Mi az ellenállás Ohm törvény Ohmos & Nem ohmos vezetők Ellenállás Ellenállóság Ellenállósági táblázat a gyakori anyagokhoz Ellenállás hőmérsékleti együtthatója Elektromos vezetőképesség Sorozat & párhuzamos ellenállások Párhuzamos ellenállások táblázat
Az ellenállással ellentétben, amely az elektromos áram áram ellenállását méri, az elektromos vezetőképesség vagy elektromos vezetőképesség azt méri, hogyan mozog az elektromos áram egy anyagban.
Minél nagyobb az elektromos vezetőképesség egy anyagon belül, annál nagyobb az áramsűrűség egy adott alkalmazott potenciálkülönbség esetén.
Így látható, hogy egy anyag elektromos vezetőképessége vagy elektromos vezetőképessége annak a képességének a mérőszáma, hogy mennyire képes vezetni az elektromosságot.
Az anyag elektromos vezetőképessége vagy elektromos vezetőképessége azért fontos, mert bizonyos anyagoknak a lehető legjobban kell vezetniük az elektromosságot. A vezetékvezetőknek lehetővé kell tenniük az áram minél könnyebb áramlását. Más anyagoktól megkövetelhető, hogy korlátozzák az áram áramlását, mint például egy ellenállás esetében, és más anyagoktól megkövetelhető, hogy ne vezessék az áramot, mint például a szigetelők esetében.
Az elektromos vezetőképesség alapjai
Az elektromos vezetőképesség az áramsűrűség és az elektromos térerősség hányadosa. Minél nagyobb a vezetőképesség értéke, annál kisebb ellenállást biztosít az elektromos áram áramlásának.
Az elektromos vezetőképesség értéke attól függ, hogy az elektronok vagy más töltéshordozók, például a lyukak mennyire képesek az anyag rácsán belül mozogni.
A jól vezető anyagok, például a réz, lehetővé teszik az elektronok szabad mozgását a molekularácsukon belül. A rácson belül szabad elektronok vannak.
A kis vezetőképességű vagy vezetőképességű anyagoknak nagyon kevés szabad elektron van a szerkezetükön belül. Az elektronok szorosan a molekulaszerkezeten belül vannak, és jelentős energiára van szükségük ahhoz, hogy kiszabaduljanak.
Elektromos vezetőképesség mértékegységei: siemens és mho
Az elektromos vezetőképesség mértékegysége a siemens per méter, S⋅m-1.
A siemens-t régebben mho-ként is emlegették – ez az egy ohm reciproka, és erre az ohm visszafelé írásával lehet következtetni.
A vezetőképesség az ellenállás reciproka, és egy siemens egyenlő egy ohm reciprokával.
A vezetőképesség egységének siemens elnevezését a 14. Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia 1971-ben fogadta el SI-származékegységként. Ernst Werner von Siemensről nevezték el.
Mint minden olyan SI, Nemzetközi Egységrendszer névnél, amely egy személy tulajdonnevéből származik, a szimbólum első betűje nagybetűs, azaz ebben az esetben az “S” betű a siemensben kifejezett értéket, 10S-t jelöli. Ha egy SI-egység teljes nevét angolul írják ki, akkor mindig kisbetűvel kell kezdeni, azaz ebben az esetben siemens. Kivételt képez ez alól, ha bármelyik szót nagybetűvel írnánk, mint például egy mondat elején stb.
A leggyakrabban használt szimbólum a görög szigma betű kisbetűs változata, σ, bár alkalmanként a kappa, &kappa, gamma, &gamma is használatos.
Bár a vezetőképesség SI-egységeit használják a legszélesebb körben, a vezetőképességi értékeket gyakran az IACS százalékos értékükben adják meg. Az IACS-t, az International Annealed Copper Standardot az 1913-as Nemzetközi Elektrokémiai Bizottság hozta létre.
Az izzított réz vezetőképességét (5,8001 x 107S/m) 20°C-on 100%-os IACS értékként határozzák meg.
Minden más vezetőképességi értéket erre a vezetőképességi értékre vonatkoztatnak vissza. Ez azt jelenti, hogy az 1,04 x 107 S/m vezetőképességi értékű vas vezetőképessége az izzított réz vezetőképességének körülbelül 18%-a, és ezt 18% IACS-nek adjuk meg.
Mivel a szabvány bevezetése óta a fémfeldolgozási módszerek fejlődtek, egyes modern réztermékek IACS vezetőképességi értéke ma már gyakran nagyobb, mint 100% IACS, mivel ma már több szennyeződést lehet eltávolítani a fémből.
Elektromos vezetőképességi képletek
Az ellenállás és a vezetőképesség összefüggnek egymással. A vezetőképesség az ellenállás inverze. Ennek megfelelően az egyiket könnyen kifejezhetjük a másik függvényében.
Ahol:
σ az anyag vezetőképessége siemens per méterben, S⋅m-1
ρ az anyag fajlagos ellenállása ohm méterben, Ω⋅m
Ezt azután behelyettesítve az ellenállás képletébe, a következő összefüggést kapjuk.
Hol:
σ az anyag vezetőképessége siemens per méterben, S⋅m-1
E az elektromos tér nagysága volt per méterben, V⋅m-1
J az áramsűrűség nagysága amper per négyzetméterben, A⋅m-2
Gyakran szükséges a vezetőképességet egy adott hosszúságú, állandó keresztmetszetű anyagra vonatkoztatni..
Ezt a diagramot felhasználva az alábbi vezetőképességi képletben a vezetőképességet a minta ellenállásához, hosszához és keresztmetszeti területéhez lehet viszonyítani.
R = σ A l
Hol:
R az anyagból készült egyenletes minta elektromos ellenállása ohmban mérve
l az anyagdarab hossza méterben mérve, m
A a minta keresztmetszeti területe négyzetméterben mérve, m2
Ezek az elektromos vezetőképességi képletek alkalmazásával egy anyagtömb ellenállásának, hosszának és keresztmetszeti területének ismeretében kiszámítható a vezetőképesség.
Még több elektronikai alapfogalom:
Feszültség Áram Teljesítmény Ellenállás Kapacitás Induktivitás Transzformátorok Decibel, dB Kirchoff-törvények Q, minőségi tényező RF zaj
Return to Basic Electronics Concepts menu . . .