Каждый элемент или участок электрической цепи при анализе электромагнитного процесса, происходящего в нем, первично характеризуется возможностью пропускания или блокировки тока.
Эти две величины могут быть как константами, так и зависеть от других параметров.
Оценивая электрические свойства элементов цепи, мы учитываем их проводимость и сопротивление. Эти характеристики могут быть постоянными или зависеть от других параметров. Это позволяет электрику присоединять электрические устройства и провода друг к другу для передачи электрической энергии.
Электрики используют токопроводящие части, выполненные из металлических проводников с изоляционным покрытием или оболочкой, чтобы присоединять электрические устройства и провода друг к другу и передавать электрическую энергию.
Для определения электрического сопротивления проводника используется закон Ома. Этот закон гласит, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника.
Электрическое сопротивление можно изменить, изменяя геометрические размеры и свойства материала проводника. По закону Ома, электрическое сопротивление прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади поперечного сечения.
В связи с этим, для того, чтобы изменить электрическое сопротивление проводника, можно изменить его геометрические размеры или свойства материала. Например, увеличение длины проводника приведет к увеличению электрического сопротивления, а увеличение площади поперечного сечения проводника снизит электрическое сопротивление.
Для определения электрического сопротивления проводника применяется закон Ома. Этот закон указывает, что сопротивление рав
Электрическое сопротивление равно R = ρl/s = l/(γs), где l – длина проводника в метрах, s – площадь поперечного сечения проводника в мм2, ρ – удельное сопротивление проводника в ом·мм2/м, а γ – удельная проводимость в м/ом·мм.
Эти два параметра зависят от температуры. Удельное электрическое сопротивление может изменяться при различных температурах, и оно возрастает с ростом температуры.
Удельное электрическое сопротивление
Для определения характеристик материала проводника, таких как удельное сопротивление и удельная проводимость, используются специальные вычисления, которые учитывают свойства материала проводника. Эти характеристики рассчитываются для проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Эти параметры зависят от температуры. При изменении температуры удельное электрическое сопротивление также меняется, увеличиваясь с нарастанием температуры.
По величине удельного сопротивления ρ все материалы можно разделить на три группы:
- проводники — металлы и их сплавы с удельным сопротивлением в пределах от 0,015 до 1,2 ом · мм 2/ м;
- электролиты и полупроводники с удельным сопротивлением в диапазоне от 102 до 206 ом · мм 2/ м;
- диэлектрики, или изоляторы с удельным сопротивлением в пределах от 1010 до 2011 ом · мм 2/ м.
В качестве материалов с малыми удельными сопротивлениями могут выступать: цементит, магнезит, кремний, медь, алюминий, алюминий с титаном.
- В электротехнических устройствах используются материалы с различными значениями удельного сопротивления. Так, материалы с низкими сопротивлениями могут быть цементитом, магнезитом, кремнием, медью, алюминием и алюминием с титаном.
Если нужно обеспечить небольшое сопротивление цепи, мы должны использовать проводники с низким ρ — от 0,015 до 0,03. Это может быть медь, серебро или алюминий.д.).
Другие устройства, наоборот, должны выдерживать значительные значения сопротивления (электрические лампы накаливания, приборы для нагрева тела и т.д.).
Работа электрика подразумевает использование материалов с высоким удельным сопротивлением ρ, обычно представляющих собой сплавы металлов, для исполнения проводящих элементов. Поэтому необходимо обеспечить правильное и безопасное выполнение работ по установке и монтажу электрических компонентов.
Различные электрические параметры, такие как манганин, константан, нихром, имеют значения ρ в диапазоне от 0,1 до 1,2. В некоторых случаях изменение температуры может вызывать значительное изменение электрического сопротивления. Например, медная обмотка электродвигателя, изображенная на рисунке, содержит много проводников, из которых каждый имеет свое сопротивление. При изменении температуры меди будет испытывать изменение ее электрического сопротивления.
Влияние температуры на электрическое сопротивление
Значение электрического сопротивления зависит от температуры проводника, которая может изменяться в результате нагревания проводника электрическим током или изменения температуры окружающей среды. В некоторых случаях изменение температуры может привести к значительному изменению электрического сопротивления. Например, медная обмотка электродвигателя, показанная на изображении, содержит множество проводников, из которых каждый имеет свое
Изменение температуры проводника оказывает влияние на величину его удельного сопротивления.
В соответствии с приведенными выше значениями R для различных материалов при температуре, сопротивление относительно изменяется по следующей формуле: Rto = R20°·[1 + α·(to-20°)]. Где Rto – сопротивление проводника при температуре to, R20° – то же при температуре 20°С, ом; а α – температурный коэффициент электрического сопротивления, показывающий изменение сопротивления проводника при нагревании на 1°С.
После вычислений мы получаем, что величина α равна α = (Rto – R20о)/(R20о · (to-20°). При этом, для большинства металлов и их сплавов, эта величина больше нуля, т. е. их сопротивление увеличивается при нагреве.
Алюминий, медь и другие чистые металлы представляют собой проводники с диапазоном коэффициентов теплопроводности от 0,0037 до 0,0065 на 1°С.
Для сплавов, предоставляющих высокое сопротивление, α имеет крайне низкое значение, которое на десятки и сотни раз меньше, чем у проводников из чистых металлов.
Для манганина α = 0,000015 на°С – это постоянная компенсации температуры.
Уровень α для полупроводников, используемых в электролитах, обычно отрицателен, и достигает порядка 0,02.
При изменении температуры электрическое сопротивление изменяется в отрицательном направлении, превышая температурный коэффициент α для металлов в десятки раз.
В технике измерения температур используются так называемые термометры сопротивления, чья зависимость сопротивления от температуры имеет большой коэффициент α. Они позволяют производить прецизионное измерение температуры. Это достигается за счет использования материалов с низким значением α. В этом случае работа прибора не зависит от изменения температуры окружающей среды.
Для обеспечения бесперебойной работы приборов в случае изменения температуры окружающей среды используются материалы с малым значением α. Таким образом, работа прибора остается независимой от температуры. Это достигается за счет использования материалов с низким значением α. Таким образом, исключается влияние колебаний температуры на показания этих приборов. Это можно легко понять, рассмотрев пример расчета изменения сопротивления проводника при нагреве. Например, чтобы рассчитать температуру нити лампы накаливания в номинальном режиме, необходимо вычислить сопротивление проводника. Это можно сделать, используя формулу для переменного тока.
В результате поверхностного эффекта, переменный ток вынужден вытесняться от центральной части проводника к периферийным слоям, это явление называется поверхностным эффектом.
В результате плотность тока в более внутренних слоях будет меньше, чем в более наружных. Таким образом, при постоянном напряжении сечение проводника выступает неполностью.
Когда напряжение переменное, сечение проводника не полностью используется. При постоянном напряжении сечение проводника также недостаточно.
На частоте 50 Гц различие в сопротивлениях постоянного и переменного тока минимально, поэтому практически можно их пренебречь. В высоковольтных электрических сетях переменного тока электрическое сопротивление составляет основной процент от общего затрат по расходу энергии.
Резистивность проводника при действии постоянного тока называется омической , а при действии переменного тока — активным сопротивлением . В высоковольтных электрических системах переменного тока электрическое сопротивление составляет доминирующую часть из общих затрат энергии.
Материал, геометрия и температура влияют на омическое и активное сопротивления проводника. Омическое сопротивление и активное сопротивление могут изменяться в зависимости от внутренней структуры, геометрических размеров и температуры проводника.
Помимо этого, в стальных сердечниках катушек присутствуют потери, и они влияют на активное сопротивление.
Активные сопротивления – это элементы, в которых электрическая энергия почти целиком превращается в тепловую. На этот счет известны электрические лампы накаливания, электрические печи сопротивления, различные нагревательные приборы, реостаты и провода.
При проектировании цепей переменного тока нужно учитывать активное, индуктивное и емкостное сопротивления.
Изоляция выполняет много функций и должна обеспечивать:
Изоляционное сопротивление
Для гарантирования надежной работы электрической сети и аппаратуры требуется, чтобы изоляция между токоведущими частями различных фаз и между токоведущими частями и землей обладала достаточным уровнем изоляционного сопротивления. В этой области изоляции должны выполнять несколько функций:
Для электриков это очень важно, так как при неуместном выборе изоляции могут происходить отклонения электрических параметров системы и образование потенциальных опасностей.
Для электриков важно знать значение сопротивления изоляции. Если выбрать изоляцию неверно, это может привести к отклонению электрических параметров системы и появлению возможных рисков.
При проведении электрических испытаний с установками и сетями с напряжением менее 1000 В, определение этой величины обычно ограничивается.
Для установок с высоким напряжением необходимо проверить электрическую прочность и диэлектрические потери. Это поможет нам гарантировать безопасность электрических систем и обеспечить их эффективную работу.
Для проверки состояния сети при помощи электрических приборов необходимо использовать различные схемы включения, в зависимости от того, включены или выключены приемники энергии и находится ли сеть под напряжением. Также электрики применяют различные методы измерения величины сопротивления изоляции.
Электрики часто используют мегаомметры и вольтметры для измерения напряжения и тока. Эти инструменты позволяют быстро и точно определить параметры электроэнергии и откликнуться на изменения в системе.
Для определения надежности и безопасности электроустановок необходимо точно рассчитать и измерить сопротивление изоляции. На рисунке показано измерение сопротивления изоляции для расчета проводов на нагрев. Подобная процедура помогает определить реальное напряжение и тепловое воздействие на провода и кабели.
При проектировании электроустановок очень важно правильно подобрать и измерить сопротивление изоляции, чтобы убедиться в надежности и безопасности электроустановок. На рисунке показано измерение сопротивления изоляции для расчета проводов на нагрев. Эта процедура позволяет определить температуру провода и кабеля и поддерживать их в надлежащем состоянии. Таким образом, для обеспечения безопасности электрических сетей необходимо правильно рассчитать размер и нагрев проводов.
Для чего нужен расчет проводов на нагрев?
Электрики должны соединять источник энергии с приемниками таким образом, чтобы обеспечить питание приемников с минимальной потерей напряжения и энергии, но при этом провода не должны нагреваться проходящим по ним током выше допустимой температуры.Если температура превысит допустимые значения, то это может привести к повреждению изоляции проводов и, в результате, к короткому замыканию, что приведет к резкому возрастанию величины тока в цепи.
При проведении расчетов проводов можно с легкостью определить площадь их поперечного сечения, чтобы достичь желаемого уровня потерь напряжения и нагревания проводов.
Как электрик, важно проверять сечение проводов и кабелей для нагрева по таблицам токовых нагрузок из ПУЭ. Если текущее сечение не удовлетворяет требованиям нагрева, следует выбрать более толстый провод или кабель, которые соответствуют этим параметрам.
Нагревательные элементы могут быть как сопротивления, так и тепловых элементов. В этом руководстве мы рассмотрим установку нагрева сопротивлением.
Установка нагрева сопротивлением
Электрические нагревательные элементы и теплоизоляционное устройство, предотвращающее потери тепла, – это основные элементы электропечей. Такие нагревательные элементы могут быть как сопротивления, так и тепловых элементов. В этом руководстве мы рассмотрим процесс установки нагрева сопротивлением.
Для получения элементов нагрева используются железосодержащие материалы с высоким удельным сопротивлением, например, нихром, константан, фехраль и т. д.
Чтобы получить идеально равномерное нагревание таких нагревательных элементов, они должны быть правильно изготовлены
Для достижения оптимального нагрева нагревательные элементы, изготовленные из материалов на основе графита, должны быть изготовлены в виде стержней с трубчатым или плоским сечением. Такое правильное изготовление гарантирует безупречную равномерность нагрева.
Нагревательные элементы из металлических материалов представляют собой проволоку или ленту, предназначенные для использования в качестве нагревательных элементов. Они могут быть изготовлены из различных металлических материалов, таких как медь, цинк, нержавеющая сталь и другие металлы.
Электрики используют металлические нагревательные элементы для получения тепла в различных коммерческих и промышленных приложениях. Они могут быть изготовлены из различных металлических материалов, например, меди, цинка, нержавеющей стали и других металлов. Они используются для процессов нагрева, применяемых в различных промышленных процессах, включая электронную промышленность, производство химических продуктов и многие другие.
Применение плавких предохранителей Для обеспечения безопасности электрических кабелей от излишних токов, допустимые значения которых превышают установленные пределы, предусмотрено использование автоматических выключателей и плавких предохранителей различных типов.
Он предназначен для автоматического отключения питания при перегрузке или коротком замыкании на предохранителе.
В основе плавкого предохранителя лежит участок электрической цепи с небольшой термической устойчивостью. Он предназначен для автоматического отключения питания в случае перегрузки или короткого замыкания на предохранителе.
Этот предохранитель создается для защиты от перегрузки нагрузки до 63 А при высоком напряжении.
Для обеспечения защиты от перегрузки нагрузки до 63 А при высоком напряжении часто используют плавкие предохранители, которые выполняют в виде проводника с хорошими проводящими свойствами (медь, серебро) или проводника с высоким удельным сопротивлением (свинец, олово).
При превышении предельно разрешенного тока нагрузки, плавкая вставка сгорит и отключит исходный участок цепи или токоприемник, защищаемый ею.
Электрическое сопротивление является одним из основных параметров электрической цепи. Оно формируется в результате сопротивления электрического тока прохождению через электрические компоненты, такие как кабели, свищи, резисторы и т.д. Оно зависит от многих факторов, таких как размер, материал и т.д., но основным является температура. Поэтому важно понимать, как изменение температуры влияет на электрическое сопротивление. При повышении температуры электрическое сопротивление возрастает, а при понижении температуры оно уменьшается. Это означает, что при понижении температуры ток, протекающий через цепь, увеличивается.
Источник: https://t-g-b.ru/main/school/1654-elektricheskoe-soprotivlenie-i-ego-zavisimost-ot-temperatury.html.