Opór Samouczek zawiera:
Co to jest opór Prawo Ohma Przewodniki omowe & Przewodniki nieomowe Oporność Tabela oporności dla popularnych materiałów Współczynnik temperaturowy oporu Przewodnictwo elektryczne Seria & oporników równoległych Tabela oporników równoległych
W przeciwieństwie do oporu, który mierzy opór wobec przepływu prądu elektrycznego, przewodnictwo elektryczne lub przewodność elektryczna jest miarą tego, jak prąd elektryczny porusza się w substancji.
Im wyższa przewodność elektryczna w materiale, tym większa gęstość prądu dla danej przyłożonej różnicy potencjałów.
W ten sposób można zauważyć, że przewodność elektryczna lub przewodność elektryczna substancji jest miarą jej zdolności do przewodzenia prądu elektrycznego.
Przewodność elektryczna lub przewodność elektryczna materiału jest ważna, ponieważ niektóre substancje są wymagane do przewodzenia prądu elektrycznego tak dobrze, jak to możliwe. Przewodniki drutu muszą umożliwiać przepływ prądu tak łatwo, jak to możliwe. Inne materiały mogą być wymagane, aby ograniczyć przepływ prądu, jak w przypadku rezystora, a inne materiały są wymagane, aby nie przewodzić prądu, jak w przypadku izolatorów.
Podstawy przewodnictwa elektrycznego
Przewodnictwo elektryczne to stosunek gęstości prądu do natężenia pola elektrycznego. Im wyższa wartość przewodności, tym mniejszy opór stawia przepływowi prądu elektrycznego.
Wartość przewodności elektrycznej zależy od zdolności elektronów lub innych nośników ładunku, takich jak dziury, do przemieszczania się w obrębie siatki materiału.
Materiały o dużej przewodności, takie jak miedź, pozwalają na swobodny ruch elektronów w obrębie ich siatki molekularnej. Istnieją wolne elektrony w obrębie lattice.
Materiały o niskim poziomie przewodności lub przewodności mają bardzo mało wolnych elektronów w swojej strukturze. Elektrony są ściśle trzymane w strukturze molekularnej i wymagają znacznego poziomu energii, aby je uwolnić.
Jednostki przewodnictwa elektrycznego: siemens i mho
Jednostkami przewodnictwa elektrycznego są siemensy na metr, S⋅m-1.
Siemensy były również określane jako mho – jest to odwrotność oma, co można wywnioskować przez pisownię oma wspak.
Przewodność jest odwrotnością oporu i jeden siemens jest równy odwrotności jednego oma.
Nazwa siemens dla jednostki przewodności została przyjęta przez 14 Generalną Konferencję Miar i Wag jako jednostka pochodna układu SI w 1971 roku. Nazwano ją na cześć Ernsta Wernera von Siemensa.
Jak w przypadku każdej nazwy w układzie SI, Międzynarodowym Układzie Jednostek, która pochodzi od imienia i nazwiska osoby, pierwsza litera jej symbolu jest wielka, tzn. w tym przypadku litera „S” oznacza wartość w siemensach, 10S. Gdy pełna nazwa jednostki SI jest zapisana w języku angielskim, powinna zawsze zaczynać się od małej litery, tj. w tym przypadku siemens. Wyjątkiem jest sytuacja, w której dowolne słowo byłoby pisane wielką literą, jak w przypadku początku zdania, itp.
Symbolem, który jest najczęściej używany jest mała wersja greckiej litery sigma, σ, chociaż kappa, &kappa, gamma, &gamma, są również używane przy różnych okazjach.
Pomimo, że jednostki przewodnictwa w układzie SI są najszerzej stosowane, wartości przewodnictwa są często podawane w kategoriach ich wartości procentowej IACS. IACS, International Annealed Copper Standard, został ustanowiony przez Międzynarodową Komisję Elektrochemiczną w 1913 roku.
Przewodność wyżarzonej miedzi (5.8001 x 107S/m) jest zdefiniowana jako 100% IACS w 20°C.
Wszystkie inne wartości przewodności są odnoszone z powrotem do tej wartości przewodności. Oznacza to, że żelazo o wartości przewodności 1,04 x 107 S/m, ma przewodność około 18% przewodności wyżarzonej miedzi i jest to podane jako 18% IACS.
Ponieważ metody obróbki metali poprawiły się od czasu wprowadzenia normy, niektóre nowoczesne produkty miedziane obecnie często mają wartości przewodności IACS większe niż 100% IACS, ponieważ więcej zanieczyszczeń może być teraz usuniętych z metalu.
Wzory na przewodność elektryczną
Resistywność i przewodność są wzajemnie powiązane. Przewodność jest odwrotnością rezystywności. W związku z tym łatwo jest wyrazić jedno z nich w kategoriach drugiego.
Gdzie:
σ jest przewodnością materiału w siemensach na metr, S⋅m-1
ρ jest rezystywnością materiału w omometrach, Ω⋅m
Można to następnie podstawić do wzoru na rezystywność, aby uzyskać następującą zależność.
Gdzie:
σ jest przewodnością materiału w siemensach na metr, S⋅m-1
E jest wielkością pola elektrycznego w woltach na metr, V⋅m-1
J jest wielkością gęstości prądu w amperach na metr kwadratowy, A⋅m-2
Często zachodzi konieczność odniesienia przewodności do określonej długości materiału o stałym polu przekroju poprzecznego..
Korzystając z tego schematu, można odnieść przewodność do rezystancji, długości i pola przekroju poprzecznego próbki w poniższym wzorze na przewodność.
R = σ A l
Gdzie:
R jest oporem elektrycznym jednorodnej próbki materiału mierzonym w omach
l jest długością kawałka materiału mierzoną w metrach, m
A jest polem przekroju poprzecznego próbki mierzonym w metrach kwadratowych, m2
Używając tych wzorów na przewodnictwo elektryczne można obliczyć przewodnictwo ze znajomości oporu, długości i pola przekroju poprzecznego bloku materiału.
Więcej podstawowych pojęć z zakresu elektroniki:
Napięcie Prąd Moc Rezystancja Pojemność Indukcyjność Transformatory Decybel, dB Prawa Kirchoffa Q, współczynnik jakości Szum RF
Powrót do menu Podstawowe pojęcia z zakresu elektroniki . . .