Tutorialul de rezistență include:
Ce este rezistența Legea lui Ohms Legea Ohmic & Conductorii non-ohmici Rezistivitate Tabelul de rezistivitate pentru materiale obișnuite Coeficientul de temperatură al rezistenței Conductivitatea electrică Serii & rezistențe paralele Tabelul rezistențelor paralele
În comparație cu rezistența care măsoară opoziția la un flux de curent electric, conductivitatea electrică sau conductanța electrică este o măsură a modului în care un curent electric se deplasează în interiorul unei substanțe.
Cu cât este mai mare conductivitatea electrică în interiorul unui material, cu atât este mai mare densitatea de curent pentru o anumită diferență de potențial aplicată.
În acest fel se poate observa că conductivitatea electrică sau conductanța electrică a unei substanțe este o măsură a capacității sale de a conduce electricitatea.
Conductivitatea electrică sau conductanța electrică a unui material este importantă deoarece unele substanțe sunt necesare pentru a conduce electricitatea cât mai bine posibil. Conductorii de sârmă trebuie să permită curentului să circule cât mai ușor posibil. Alte materiale pot fi necesare pentru a restricționa fluxul de curent, ca în cazul unei rezistențe, iar alte materiale sunt necesare pentru a nu conduce electricitatea, ca în cazul izolatorilor.
Bazele conductivității electrice
Conductivitatea electrică este un raport între densitatea de curent și intensitatea câmpului electric. Cu cât valoarea conductivității este mai mare, cu atât rezistența pe care o oferă la trecerea curentului electric este mai mică.
Valoarea conductivității electrice depinde de capacitatea electronilor sau a altor purtători de sarcină, cum ar fi găurile, de a se deplasa în interiorul rețelei materialului.
Materialele puternic conductoare, cum ar fi cuprul, permit libera circulație a electronilor în interiorul rețelei lor moleculare. Există electroni liberi în interiorul rețelei.
Materialele cu un nivel scăzut de conductivitate sau conductibilitate au foarte puțini electroni liberi în structura lor. Electronii sunt ținuți strâns în interiorul structurii moleculare și au nevoie de un nivel semnificativ de energie pentru a-i elibera.
Unități de măsură a conductivității electrice: siemeni și mho
Unitățile de măsură a conductivității electrice sunt siemeni pe metru, S⋅m-1.
Siemenii sunt, de asemenea, denumiți mho – acesta este echivalentul reciproc al unui ohm, iar acest lucru se deduce prin scrierea inversă a ohmului.
Conductanța este reciproca rezistenței, iar un siemens este egal cu reciproca unui ohm.
Numele de siemens pentru unitatea de conductanță a fost adoptat de cea de-a 14-a Conferință Generală a Greutăților și Măsurilor ca unitate derivată SI în 1971. Ea a fost numită după Ernst Werner von Siemens.
Ca în cazul fiecărui nume SI, Sistemul Internațional de Unități de măsură, care este derivat din numele propriu al unei persoane, prima literă a simbolului său este majusculă, adică în acest caz litera „S” denotă o valoare în siemeni, 10S. Atunci când numele complet al unei unități SI este ortografiat în limba engleză, acesta trebuie să înceapă întotdeauna cu o literă minusculă, de exemplu, în acest caz, „siemens”. Excepția este atunci când orice cuvânt ar trebui să fie scris cu majusculă, ca în cazul începutului unei propoziții etc.
Simbolul cel mai frecvent utilizat este versiunea minusculă a literei grecești sigma, σ, deși, dar și kappa, &kappa, gamma, &gamma, sunt, de asemenea, utilizate ocazional.
Deși unitățile SI pentru conductivitate sunt cele mai utilizate pe scară largă, valorile conductivității sunt adesea indicate în termeni de valoare procentuală IACS a acestora. Standardul IACS, International Annealed Copper Standard, a fost stabilit de Comisia Electrochimică Internațională din 1913.
Conductivitatea cuprului recopt (5,8001 x 107S/m) este definită ca fiind 100% IACS la 20°C.
Toate celelalte valori ale conductivității sunt raportate la această valoare a conductivității. Aceasta înseamnă că fierul cu o valoare a conductivității de 1,04 x 107 S/m, are o conductivitate de aproximativ 18% din cea a cuprului recopt și aceasta este dată ca 18% IACS.
Ca urmare a îmbunătățirii metodelor de prelucrare a metalelor de la introducerea standardului, unele produse moderne din cupru au acum adesea valori de conductivitate IACS mai mari de 100% IACS, deoarece acum pot fi eliminate mai multe impurități din metal.
Formulele conductivității electrice
Rezistența și conductivitatea sunt legate între ele. Conductivitatea este inversul rezistivității. În consecință, este ușor de exprimat una în termenii celeilalte.
Unde:
σ este conductivitatea materialului în siemeni pe metru, S⋅m-1
ρ este rezistivitatea materialului în ohmi-metri, Ω⋅m
Aceasta poate fi apoi înlocuită în formula pentru rezistivitate pentru a obține următoarea relație.
Unde:
σ este conductivitatea materialului în siemeni pe metru, S⋅m-1
E este magnitudinea câmpului electric în volți pe metru, V⋅m-1
J este magnitudinea densității de curent în amperi pe metru pătrat, A⋅m-2
De multe ori este necesar să se raporteze conductivitatea la o anumită lungime de material cu o suprafață constantă a secțiunii transversale..
Utilizând această diagramă, este posibil să se raporteze conductivitatea la rezistența, lungimea și aria secțiunii transversale a specimenului în formula de conductivitate de mai jos.
R = σ A l
Unde:
R este rezistența electrică a unei epruvete uniforme din material măsurată în ohmi
l este lungimea bucății de material măsurată în metri, m
A este aria secțiunii transversale a epruvetei măsurată în metri pătrați, m2
Utilizând aceste formule de conductivitate electrică este posibil să se calculeze conductivitatea pornind de la cunoașterea rezistenței, lungimii și ariei secțiunii transversale a unui bloc dintr-un material.
Mai multe concepte de electronică de bază:
Tensiune Curent Putere Rezistență Capacitate Inductanță Transformatoare Decibel, dB Legile lui Kirchoff Q, factor de calitate Zgomot RF
Întoarceți la meniul Concepte de electronică de bază . . .