-
Удельные объемное и поверхностное сопротивления диэлектриков. Схемы измерения.
Удельное объемное
электрическое сопротивление ρv,
численно равное сопротивлению куба из
исследуемого материала с ребром 1 м,
через который проходит электрический
ток от одной грани куба к противоположной.
Для плоского образца диэлектрика (рис.
4.6) величина удельного объемного
сопротивления определяется:
(Ом*м) где Rv
— объемное сопротивление образца; S
— площадь электрода; d
— толщина образца.
Удельное поверхностное
сопротивление ρs,
численно равно сопротивлению квадрата
любого размера на поверхности материала
при прохождении электрического тока
через две его противоположные стороны.
Для плоского образца диэлектрика (рис.
4.7) величина удельного поверхностного
сопротивления определяется:
(Ом) где Rs
— поверхностное
сопротивление образца; h
— ширина
электрода; l
— расстояние между электродами.
Основной
причиной появления поверхностной
проводимости является влага, оседающая
на поверхности диэлектрика. Полная
проводимость твердого диэлектрика,
соответствующая его сопротивлению
изоляции складывается из его объемной
и поверхностной проводимости. Сопротивление
изоляции:
В случае измерения
RV
верхний
электрод (1) является измерительным и
имеет нулевой потенциал. Охранное кольцо
(2) также имеет нулевой потенциал и
необходимо для исключения поверхностных
токов. Нижний электрод (3) является
потенциальным и необходим для создания
электрического поля в исследуемом
образце. При измерении RS
охранное
кольцо (2) выступает в роли потенциального
электрода, а нижний электрод (3) становится
заземленным. Режим измерения выбирается
с помощью переключателя (RV
/ RS).
Измерительная ячейка с исследуемым
образцом помещены в термостат, который
дает возможность исследовать температурные
зависимости RV(T)
и RS(T).
-
Относительная диэлектрическая проницаемость. Факторы, влияющие на относительную диэлектрическую проницаемость.
Мерой поляризации диэлектрика является
относительная диэлектрическая
проницаемость.
ОДП:
где D
— электрическая индукция, (Кл/м2),
которая характеризует количество
заряда, протекающего через некоторую
поверхность, отнесенного к этой
поверхности; Е
— напряженность электрического поля,
(В/м); ε0
= 8,85·10— 12
Ф/м — электрическая постоянная.
Относительная диэлектрическая
проницаемость (ε)
показывает во сколько раз емкость
конденсатора (Сд)
с диэлектриком больше емкости того же
конденсатора, между обкладками которого
вакуум (Со):
.
Относительная
диэлектрическая проницаемость газов
близка к единице (εвоздуха
= 1,006), относительная диэлектрическая
проницаемость жидкостей зависит от их
полярности и меняется от 2 до 10 (у высоко
полярных жидкостей может достигать
30), ′
твердых веществ колеблется от 2 до 105
и более (керамика).
Электронная
поляризация:
Относительная диэлектрическая
проницаемость неполярных диэлектриков
не зависит от частоты электрического
поля, вплоть до резонансной (1016
– 1017
Гц) (рис. 4.1, а).
При росте температуры величина ε
уменьшается из-за уменьшения плотности
вещества, для неполярных полимеров
наблюдается резкий скачок при температуре
плавления (рис. 4.1, б).
Ионная
поляризация: Относительная
диэлектрическая проницаемость веществ,
характеризующихся ионной поляризацией,
также не зависит от частоты вплоть до
резонансной (рис. 4.3, а).
При росте температуры величина ε обычно
возрастает, так как из-за уменьшения
величины силы упругих связей увеличивается
подвижность ионов (рис. 4.3, б),
однако если ионная поляризация в веществе
по своей значимости уступает электронной,
то зависимость ε
от температуры может иметь спадающий
характер.
Дипольная
поляризация: Для
полярных диэлектриков до частоты равной
106
– 108
Гц величина ε практически не меняется,
но когда период изменения внешнего
электрического поля становится
соизмеримым со временем установления
дипольной поляризации, диэлектрическая
проницаемость уменьшается до значения
ε,
соответствующего электронной поляризации
(рис. 4.4, а).
С ростом температуры вязкость вещества
падает, следовательно, подвижность
диполей, сегментов и радикалов
увеличивается и ε
возрастает, но при достижении определенной
температуры Т*,
тепловое движение будет настолько
велико, что оно станет мешать ориентации
диполей по направлению поля и ε постепенно
станет уменьшаться (рис. 4.4, б).
Спонтанная
поляризация
присуща сегнетоэлектрикам, величина
ε,
может достигать 10000 и более. С ростом
температуры относительная диэлектрическая
проницаемость сегнетоэлектриков растет
вплоть до температуры Кюри (Тк),
после достижения, которой ε
резко падает.
-
Основные
требования к электрофизическим свойствам
жидких диэлектриков.
Электроизоляционные
жидкости должны обеспечивать изоляцию
токоведущих частей электрооборудования
(трансформаторов, кабелей и др.), являться
диэлектрической средой с высокой
диэлектрической проницаемостью в
конденсаторах, служить теплоотводящей
средой, а также способствовать быстрому
гашению электрической дуги в выключателях.
Требования к жидким диэлектрикам
определяются конструкцией оборудования,
в котором они используются, а также
условиями эксплуатации и экологической
безопасностью.
Электрическая
прочность
пропитывающих жидкостей должна быть
высокой. Наряду с примесями на электрическую
прочность жидкостей оказывает влияние
также вид, длительность и значение
приложенного напряжения, а также форма,
материал и состояние поверхности
электродов.
Величина
тангенса диэлектрических потерь
пропитывающей жидкости должна быть
минимальной. Величина tgδ
зависит как от химической природы
жидкости, так и от степени ее загрязнения
различными примесями.
Электрическое
сопротивление
пропитывающей жидкости должно быть
высоким.
Величина
относительной диэлектрической
проницаемости
пропитывающей жидкости выбирается в
зависимости от особенностей изоляции
электрооборудования. Для изоляции
трансформаторов и кабелей важно, чтобы
значения ε
пропитывающей жидкости и твердого
изоляционного материала были бы
достаточно близкими. В ряде случаев
(например, для кабельной изоляции)
величина относительной диэлектрической
проницаемости должна быть минимальной,
чтобы увеличить пропускную способность
кабеля. Наоборот, для электрических
конденсаторов необходимы пропитывающие
жидкости с максимальным значением ε
для увеличения
удельных параметров конденсаторов.
Стойкость
к воздействию электрического поля
(газостойкость) Пропитывающие
жидкости для изоляции высоковольтного
электрооборудования (конденсаторов,
кабелей) должны характеризоваться
высоким значением напряжения возникновения
частичных разрядов (UЧР),
низкой амплитудой и частотой повторения
импульсов частичных разрядов (QЧР,
nЧР)
и высокой способностью поглощать
газообразные продукты старения.
Определенный
уровень вязкости, стабильность против
окисления.
Безопасность.
Электроизоляционные
жидкости должны быть негорючими, а смеси
их паров с воздухом
взрывобезопасными.
Электроизоляционные
жидкости должны быть совместимыми с
твердой изоляцией и конструктивными
материалами, используемыми в
электрооборудовании
Высокая способность
пропитывающих жидкостей быстро и
достаточно полно разрушаться под
действием солнечной радиации и
микроорганизмов (биодеградация)
Ни один из существующих
жидких диэлектриков полностью не
удовлетворяет этим требованиям. Поэтому
при выборе жидкого диэлектрика
обеспечивают их соответствие важнейшим
требованиям, а наименее важными
пренебрегают, недостатки диэлектрика
компенсируют, вводя ограничения на
условия эксплуатации
-
Проводники.
Термо-э.д.с. Сплавы для термопар.
Проводники
– материалы, имеющие свободные заряды,
которые могут перемещаться в объеме
проводника под действием сколь угодно
малого внешнего электрического поля
В
электрической цепи, составленной из
двух различных проводников, контакты
которых находятся при различных
температурах, возникает термоэлектродвижущая
сила (термо-ЭДС). Причины
возникновения термо-ЭДС: 1. Разность в
работе выхода электронов в проводниках;
2. Различие концентраций квазисвободных
электронов в соединенных проводниках.
Т2>Т1
Термо-ЭДС
(u)
в цепи, составленной из двух различных
проводников А и В, определяется следующим
выражением:
,где
k
– коэффициент Больцмана; е – заряд
электрона; Т – температура; nA
– концентрация квазисвободных электронов
в материале А; nВ
– концентрация квазисвободных электронов
в материале В; Ψ – термоэлектрический
коэффициент. Термо-ЭДС, возникающая в
месте контакта двух проводников, может
быть использована в двух вариантах: 1.
Если надо создать термопару, используемую
для измерения температуры, необходимо
подобрать проводники так, чтобы u
была максимальна. 2. Если надо избежать
возникновения паразитных ЭДС в
электрической схеме, то следует подбирать
такие проводники, чтобы u
была минимальна.
Сплавы
для термопар. Сплавы
на основе меди.
Константан —
(60 % Cu + 40 % Ni). Особенности константана: в
контакте с медью он дает высокое значение
термо-ЭДС, порядка 50 мкВ/°С. Интервал
рабочих температур: (− 273 ÷ 400) ºС,
кратковременно до 700 ºС; имеется слабая
зависимость удельного электрического
сопротивления от температуры. Копель
— (56 % Cu + 44 % Ni). В сплав также входит
небольшое количество кобальта.
Сплавы
на основе никеля.
Алюмель — (95
% Ni + 5 % (Al, Si, Mn, Co)), его рабочая температура
достигает 600 °С. Хромель — (90 % Ni + 10 % Cr +
1 % Co), его рабочая температура до 1000 °С.
Соседние файлы в папке Экзамен
- #
- #
Удельное сопротивление — свойство диэлектриков
Фундаментальное свойство диэлектриков – это удельное сопротивление. Удельное сопротивление может быть использовано для определения пробоя диэлектрика, тангенса угла потерь, содержание влаги, механической целостности и других важных свойств материала. Для измерения таких больших величин сопротивления диэлектриков существуют специальные измерительные приборы – электрометры и используются они благодаря их способности измерять малые токи.
От чего зависит удельное сопротивление?
Удельное сопротивление диэлектрика — это измерение источника известного напряжения, приложенного к образцу, измерение полученного тока и расчета сопротивления с помощью закона Ома. После измерения сопротивления, удельное сопротивление определяется на основе физических параметров испытуемого образца.
Удельное сопротивление зависит от нескольких факторов. Во-первых, оно зависит от приложенного напряжения. Иногда напряжение может изменяться умышленно, чтобы определить зависимость напряжения диэлектрика. Удельное сопротивление также варьируется в зависимости от продолжительности времени, электрификации. Чем больше напряжение, тем выше сопротивление, потому что материал продолжает заряжаться в геометрической прогрессии. Экологические факторы также влияют на удельное сопротивление диэлектрика. В общем, чем выше влажность, тем ниже сопротивление.
Для получения точных сведений теста нужно, чтобы приложенное напряжение, время электрификации и условия окружающей среды должны быть постоянными.
Удельное поверхностное сопротивление
Поверхностное сопротивление (Ом/квадрат) — способность пропускать электрический ток по поверхности диэлектрика — определяется как электрическое сопротивление поверхности диэлектрического материала. Измерение происходит от электрода к электроду вдоль поверхности образца диэлектрика. Так как длина поверхности фиксированная, то измерение не зависит от физических размеров (т.е. толщины и диаметра) образца диэлектрика.
Объемное удельное электрическое сопротивление
Объемное удельное сопротивление (Ом*см) — способность пропускать электрический ток через его объем — измеряется путем приложения потенциала напряжения на противоположных сторонах образца диэлектрика и измерения результирующего тока через образец.
Удельное объемное электрическое сопротивление определяется как электрическое сопротивление с помощью куба из диэлектрического материала.
Если значение выражено в Ом*см, то это измерение электрического сопротивления через 1 сантиметр куба диэлектрического материала. Если выражено в Ом*Дюйм, то это электрическое сопротивление через 1 дюйм куба изоляционного материала.
Приборы для измерения удельного сопротивления диэлектриков
Измерения поверхностного и объемного удельного сопротивления производятся с помощью электрометра Keithley 6517B совместно с испытательной камерой удельного сопротивления Keithley 8009.
Ниже указана ссылка, где Вы можете прочитать подробнее об измерениях удельного сопротивления при помощи электрометра Keithley 6517B >>
и тестовой оснастки (испытательной камеры удельного сопротивления) Keithley 8009 >>>
Консультация специалиста по оборудованию и проведению измерений
Если Вам необходима консультация специалиста по проведению измерений, свяжитесь с нашими специалистами.
На все вопросы по приобретению оборудования для измерения удельного сопротивления Вам ответит наш инженер — Баширов Руслан.
Тел. +7 (495) 204-13-17, e-mail: br@sernia.ru.
Руслан Баширов — Технический специалист по электронно-измерительному оборудованию.
- Информация о материале
- Опубликовано: 02 апреля 2014 02 апреля 2014
-
Просмотров: 34130 34130
Ток, проходящий через электрическую изоляцию в установившемся режиме (после достаточно продолжительного промежутка времени после приложения напряжения), является постоянным и называется сквозным током утечки. Величина сопротивления изоляции Rиз равна отношению приложенного напряжения U, В к сквозному току утечки Iиз, А:
Rиз = U/ Iиз
Величина проводимости изоляции Gиз является обратной к Rиз:
Gиз = 1 / Rиз.
Различают объемное сопротивление электрической изоляции, равное сопротивлению через толщу материала, и поверхностное сопротивление, которое определяется наличием загрязнений (влага, растворы солей, кислот), нарушениями структуры поверхности, поскольку поверхность диэлектрика в большей степени подвержена воздействию внешних факторов. Соответственно, различают и токи утечки – на объемный и поверхностный (рис. 1).
Рис. 1. Объемный Iv и поверхностный Is токи утечки через образец изоляции.
Порядок величины токов составляет очень малые величины до10-15 и даже до 10-17 А. Поэтому особое внимание при проведении измерений уделяют устранению паразитных токов утечки, которые могут существенно повлиять на точность получаемых результатов.
Для исключения поверхностного тока утечки при измерении объемного электрического сопротивления диэлектриков применяют специальное охранное кольцо, окружающее измерительный электрод. При этом потенциал охранного кольца равен потенциалу измерительного электрода, именно в этом случае ток утечки между ними будет отсутствовать (рис. 2).
Рис. 2. Расположение концентрических электродов при измерении объемного сопротивления диэлектрика.
1 — охранное кольцо; 2- центральный электрод; 3- нижний электрод.
Для измерений применяют напыленные или фольговые электроды, которые вырезают из оловянной или отожженной алюминиевой фольги толщиной 5–20 мкм. Контакт фольгового электрода с образцом создается путем притирания с помощью тонкого слоя вазелина, трансформаторного, конденсаторного или вазелинового масла, кремнийорганической жидкости или другого аналогичного вещества. Толщина смазки не должна превышать 1 мкм.
Тогда удельное объемное сопротивление материала может быть рассчитано по формуле:
ρV = RV × S / h = U × S/( IV × h),
где IV – измеряемый объемный ток; U – напряжение на электродах; S – площадь центрального измерительного электрода; h – толщина диэлектрика; RV– объемное сопротивление образца.
При измерении поверхностного электрического сопротивления диэлектрика при данной системе электродов напряжение прикладывается между охранным кольцом и центральным электродом.
В такой системе удельное поверхностное сопротивление может быть рассчитано по формуле:
где RS– поверхностное электрическое сопротивление образца диэлектрика, заключенного между электродами; d1 – внутренний диаметр охранного кольца; d2 – диаметр центрального электрода.
Удельное объемное сопротивление имеет размерность [Ом×м], а удельное поверхностное – [Ом]. Это разные физические величины, которые нельзя сравнивать друг с другом.
При измерении сопротивления электрической изоляции следует учесть, что в первый момент времени выдержки под напряжением через нее протекает не только сквозной электрический ток, но и сопровождающий его ток абсорбции (смещения), связанный с установлением замедленных видов поляризации (рис. 3).
Электропроводность диэлектрика определяется при постоянном напряжении по величине сквозного тока, значение сопротивления образца вычисляется по формуле: Rиз = U / Iиз = U / ( IΣ – Iабс), где Iиз – сквозной ток утечки, IΣ – суммарное значение тока, Iабс – ток абсорбции.
Следовательно, если измерить сопротивление изоляции в первый же момент приложения напряжения, то можно получить его завышенное значение.
В связи с тем, что величины токов абсорбции очень малы, измерять их крайне сложно. Поэтому сопротивление изоляции принято измерять после 1 минуты выдержки образца под постоянным напряжением. Считается, что за это время поляризационные процессы, вносящие основной вклад в ток абсорбции диэлектрика, закончатся.
Рис. 3. Зависимость тока через диэлектрик от времени
Iиз – сквозной ток утечки;
IΣ – суммарное значение тока;
Iабс – ток абсорбции.
Вас также может заинтересовать:
Что такое удельное сопротивление
Содержание
- 1 Физический смысл удельного сопротивления
- 2 Как определяется
- 3 Объемное и поверхностное сопротивление
- 4 Видео по теме
В любом проводнике электрический ток возникает, если заряженные частицы начинают двигаться в определенном направлении. На прохождение тока влияют физические и химические свойства вещества. Оцениваются эти свойства электрическим сопротивлением.
Зависимость электросопротивления от характеристик проводника
Физический смысл удельного сопротивления
Чтобы понять, что собой представляет удельное электрическое сопротивление, представим сначала проводник определенной длины L и площадью поперечного сечения S. Если его подключить к источнику напряжения, то через него начнет протекать ток I.
Пример с проводником
Если известны параметры тока и напряжения, то с лёгкостью можно найти сопротивление R через закон Ома:
Формула, выражающая закон Ома
Однако, зависит ли R только от U и I? Конечно, нет. Оно еще зависит от длины и площади поперечного сечения проводника:
Связь сопротивления с длиной и площадью
Следовательно, R проводника прямо пропорционально L и обратно пропорционально S. Но нам нужно заменить знак пропорциональности (~) на знак равенства. Для этого вводим величину, которая будет являться коэффициентом пропорциональности или, иначе говоря, удельным сопротивлением. Его принято обозначать буквой буквой ρ (ро). Формула после подстановки этого параметра приобретает вид:
Введение в формулу УС
Определение удельного сопротивления проводников формулируется следующим образом: ρ — это сопротивление проводника длиной 1 м и сечением 1 кв. мм. Единица его измерения — Ом*м . Но площадь сечения обычно указывают в квадратных миллиметрах, поэтому на практике в качестве единицы измерения используют Ом*мм2/м.
Физический смысл УС
Как определяется
В металлических проводниках заряд переносят свободные электроны. Если исходить из того, что у каждого металла своя кристаллическая решетка и свое количество носителей заряда, то становится понятно, почему удельное сопротивление проводника зависит от рода материала. Оно также зависит от длины и площади сечения. Поэтому, чтобы найти ρ, можно воспользоваться формулой:
Формула УС
Но лучше обратиться к специальной литературе, где есть таблица удельного сопротивления электрических проводников. В ней указаны, выведенные экспериментальным путём, значения УС различных электротехнических материалов.
УС некоторых материалов
Как видно из таблицы, удельное сопротивление у всех металлов разное. Например, удельное электрическое сопротивление стали колеблется от 0.103 до 0.137 Ом*мм2/м, а для железа оно составляет 0.1, серебра — 0.015 Ом*мм2/м и это самое маленькое значение. Один из самых больших показателей у графита — 13 Ом*мм2/м.
Отдельно хотелось бы отметить никелин и константан. Эти материалы входят в группу сплавов, а УС любого сплава на порядок выше, чем у чистого материала. Но есть некоторые нюансы: удельное сопротивление никелина и константана может меняться, в зависимости от химического состава сплава, а вот от температуры оно не зависит. Чего не скажешь об УС металлов.
Зависимость УС от температуры
Кроме того, удельное сопротивление стали, никеля, вольфрама и других металлов может изменяться под воздействием внешней силы, то есть, когда металл сгибают, скручивают или растягивают.
Для изготовления проводников часто используют алюминий (Al). Удельное сопротивление алюминия составляет 0.028 Ом*мм2/м, поэтому он хорошо проводит электрический ток. Еще лучше это делает медь (Cu). Провода из этого материала пользуются большой популярностью. Если сравнивать удельное электрическое сопротивление меди и алюминия, то у меди оно меньше (0.0175), поэтому электропроводность у Cu выше, чем у Al. Плюс ко всему медь достаточно дешёвый материал.
Таблицей следует воспользоваться, если необходимо узнать электрическое сопротивление R металлической проволоки. Допустим, длина никелевой проволоки составляет 10 метров, площадь ее поперечного сечения — S = 2 . Чтобы узнать R, необходимо воспользоваться формулой:
Определение УС
Из таблицы находим УС никеля — 0.087 Ом*мм2/м. Тогда подставив значения, получим
Окончательный результат
Таким образом, найдено, что R никелевой проволоки длиной 10 метров будет равняться 0.4 Ом.
Объемное и поверхностное сопротивление
Свойство диэлектриков препятствовать прохождению тока выражается через такие понятия, как объёмное и поверхностное УС. Удельное объёмное сопротивление характеризирует способность прохождения тока через объём материала, а поверхностное показывает, насколько поверхность какого-либо предмета, изготовленного из диэлектрика, способна проводить ток. Удельное поверхностное сопротивление меняет свое значение в зависимости от химического состава материала, присутствия или отсутствия влаги на поверхности, ее температуры и приложенного напряжения.
Определение поверхностного УС
Объемное УС по величине равно сопротивлению куба с ребром 1 метр и изготовленного из какого-либо диэлектрика, когда через 2 его противоположные грани протекает постоянный ток.
Определение и поверхностного, и объемного УС осуществляется экспериментальным путем.
Видео по теме
Удельное электрическое сопротивление является физической величиной, которая показывает, в какой степени материал может сопротивляться прохождению через него электрического тока. Некоторые люди могут перепутать данную характеристику с обыкновенным электрическим сопротивлением. Несмотря на схожесть понятий, разница между ними заключается в том, что удельное касается веществ, а второй термин относится исключительно к проводникам и зависит от материала их изготовления.
Обратной величиной данного материала является удельная электрическая проводимость. Чем выше этот параметр, тем лучше проходит ток по веществу. Соответственно, чем выше сопротивление, тем больше потерь предвидится на выходе.
Содержание
- 1 Формула расчета и величина измерения
- 2 Зависимость от температуры
- 3 Удельное объемное электрическое сопротивление
- 4 Использование в электротехнике
Формула расчета и величина измерения
Рассматривая, в чем измеряется удельное электрическое сопротивление, также можно проследить связь с не удельным, так как для обозначения параметра используются единицы Ом·м. Сама величина обозначается как ρ. С таким значением можно определять сопротивление вещества в конкретном случае, исходя из его размеров. Эта единица измерения соответствует системе СИ, но могут встречаться и другие варианты. В технике периодически можно увидеть устаревшее обозначение Ом·мм2/м. Для перевода из этой системы в международного не потребуется использовать сложные формулы, так как 1 Ом·мм2/м равняется 10-6 Ом·м.
Формула удельного электрического сопротивления выглядит следующим образом:
R= (ρ·l)/S, где:
- R – сопротивление проводника;
- Ρ – удельное сопротивление материал;
- l – длина проводника;
- S – сечение проводника.
Зависимость от температуры
Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры. Но все группы веществ проявляют себя по-разному при ее изменении. Это необходимо учитывать при расчете проводов, которые будут работать в определенных условиях. К примеру, на улице, где значения температуры зависят от времени года, необходимые материалы с меньшей подверженностью изменениям в диапазоне от -30 до +30 градусов Цельсия. Если же планируется применение в технике, которая будет работать в одних и тех же условиях, то здесь также нужно оптимизировать проводку под конкретные параметры. Материал всегда подбирается с учетом эксплуатации.
В номинальной таблице удельное электрическое сопротивление берется при температуре 0 градусов Цельсия. Повышение показателей данного параметра при нагреве материала обусловлено тем, что интенсивность передвижения атомов в веществе начинает возрастать. Носители электрических зарядов хаотично рассеиваются во всех направлениях, что приводит к созданию препятствий при передвижении частиц. Величина электрического потока снижается.
При уменьшении температуры условия прохождения тока становятся лучше. При достижении определенной температуры, которая для каждого металла будет отличаться, появляется сверхпроводимость, при которой рассматриваемая характеристика почти достигает нуля.
Отличия в параметрах порой достигают очень больших значений. Те материалы, которые обладают высокими показателями, могут использовать в качестве изоляторов. Они помогают защищать проводку от замыкания и ненамеренного контакта с человеком. Некоторые вещества вообще не применимы для электротехники, если у них высокое значение этого параметра. Этому могут мешать другие свойства. Например, удельная электрическая проводимость воды не будет иметь большого значения для данный сферы. Здесь приведены значения некоторых веществ с высокими показателями.
| Материалы с высоким удельным сопротивлением | ρ (Ом·м) |
| Бакелит | 1016 |
| Бензол | 1015…1016 |
| Бумага | 1015 |
| Вода дистиллированная | 104 |
| Вода морская | 0.3 |
| Дерево сухое | 1012 |
| Земля влажная | 102 |
| Кварцевое стекло | 1016 |
| Керосин | 1011 |
| Мрамор | 108 |
| Парафин | 1015 |
| Парафиновое масло | 1014 |
| Плексиглас | 1013 |
| Полистирол | 1016 |
| Полихлорвинил | 1013 |
| Полиэтилен | 1012 |
| Силиконовое масло | 1013 |
| Слюда | 1014 |
| Стекло | 1011 |
| Трансформаторное масло | 1010 |
| Фарфор | 1014 |
| Шифер | 1014 |
| Эбонит | 1016 |
| Янтарь | 1018 |
Более активно в электротехнике применяются вещества с низкими показателями. Зачастую это металлы, которые служат проводниками. В них также наблюдается много различий. Чтобы узнать удельное электрическое сопротивление меди или других материалов, стоит посмотреть в справочную таблицу.
| Материалы с низким удельным сопротивлением | ρ (Ом·м) |
| Алюминий | 2.7·10-8 |
| Вольфрам | 5.5·10-8 |
| Графит | 8.0·10-6 |
| Железо | 1.0·10-7 |
| Золото | 2.2·10-8 |
| Иридий | 4.74·10-8 |
| Константан | 5.0·10-7 |
| Литая сталь | 1.3·10-7 |
| Магний | 4.4·10-8 |
| Манганин | 4.3·10-7 |
| Медь | 1.72·10-8 |
| Молибден | 5.4·10-8 |
| Нейзильбер | 3.3·10-7 |
| Никель | 8.7·10-8 |
| Нихром | 1.12·10-6 |
| Олово | 1.2·10-7 |
| Платина | 1.07·10-7 |
| Ртуть | 9.6·10-7 |
| Свинец | 2.08·10-7 |
| Серебро | 1.6·10-8 |
| Серый чугун | 1.0·10-6 |
| Угольные щетки | 4.0·10-5 |
| Цинк | 5.9·10-8 |
| Никелин | 0,4·10-6 |
Удельное объемное электрическое сопротивление
Данный параметр характеризует возможность пропускать ток через объем вещества. Для измерения необходимо приложить потенциал напряжения с разных сторон материала, изделие из которого будет включено в электрическую цепь. На него подается ток с номинальными параметрами. После прохождения измеряются данные на выходе.
Использование в электротехнике
Изменение параметра при разных температурах широко применяется в электротехнике. Наиболее простым примером является лампа накаливания, где используется нихромовая нить. При нагревании она начинает светиться. При прохождении через нее тока она начинает нагреваться. С ростом нагрева возрастает и сопротивление. Соответственно, ограничивается первоначальный ток, который нужен был для получения освещения. Нихромовая спираль, используя тот же принцип, может стать регулятором на различных аппаратах.
Широкое применение коснулось и благородных металлов, которые обладают подходящими характеристиками для электротехники. Для ответственных схем, которым требуется быстродействие, подбираются серебряные контакты. Они обладают высокой стоимостью, но с учетом относительно небольшого количества материалов их применение вполне оправданно. Медь уступает серебру по проводимости, но обладает более доступной ценой, благодаря чему ее чаще используют для создания проводов.
В условиях, где можно использовать предельно низкие температуры, применяются сверхпроводники. Для комнатной температуры и уличной эксплуатации они не всегда уместны, так как при повышении температуры их проводимость начнет падать, поэтому для таких условий лидерами остаются алюминий, медь и серебро.
На практике учитывается много параметров и этот является одним из наиболее важных. Все расчеты проводятся еще на стадии проектирования, для чего и используются справочные материалы.
Читайте также:
- Какой электрический ток называют переменным: где используют
- Кто изобрел электрическую лампочку
- Электрическое сопротивление