Зависимость сопротивления нихрома от температуры
Во время нагревания удельное сопротивление металла увеличивается в связи с активацией Броуновского движения атомов. Часть сплавов, имеющих большее удельное сопротивление, практически не меняют его с ростом температуры (манганин, константан). Это связано с особой структурой сплавов и малым средним временем свободного пробега электронов.
Изменение проводимости
Температурный коэффициент сопротивления — отражает изменение проводимости при нагревании или охлаждения материала. Если температурный коэффициент обозначить через α, удельное сопротивление при 20 °C через Ro, то во время нагревания материала до температуры t° его удельное сопротивление R1 = Ro (1 + (α(t1 — to))
| Материал | Температурный коэффициент α1/град |
| Алюминий | 0,004 |
| Вольфрам | 0,004 |
| Железо | 0,006 |
| Константан | 0,00001 |
| Латунь | 0,002 |
| Манганин | 0,00004 |
| Медь | 0,004 |
| Нихром | 0,0002 |
| Фехраль | 0,0001 |
| Электролиты | 0,02 |
Приведём пример. Температурный коэффициент фехрали = 0,0001 /1 градус, а для нихрома α= 0,0002 / 1 градус. Это означает, что нагревание на 100 °C, повышает электросопротивление фехрали на 1%, а нихрома на 2%.
Отрезок нихромовой проволоки 1 м
| Поперечное сечение (мм) | Электросопротивление t° 20 °C (ом) | Электросопротивление t° 100 °C (ом) | Электросопротивление t° 1000 °C (ом) |
| 0,3 | 15,71 | 16,05 | 19,1 |
| 0,5 | 5,6 | 5,612 | 5,72 |
| 0,7 | 2,89 | 2,95 | 3,4,7 |
| 0,9 | 1,7 | 1,734 | 2,04 |
| 1,0 | 1,4 | 1,428 | 1,68 |
| 1,5 | 0,62 | 0,632 | 0,742 |
| 2,0 | 0,35 | 0,357 | 0,42 |
| 2,5 | 0,22 | 0,224 | 0,264 |
| 3,0 | 0,16 | 0,163 | 0,192 |
| 4,0 | 0,087 | 0,0887 | 0,104 |
| 5,0 | 0,056 | 0,0673 | 0,079 |
| 6,0 | 0,039 | 0,0398 | 0,0468 |
| 7,0 | 0,029 | 0,0296 | 0,0348 |
| 8,0 | 0,022 | 0,0224 | 0,0264 |
| 9,0 | 0,017 | 0,01734 | 0,0204 |
| 10,0 | 0,014 | 0,01428 | 0,0168 |
Свойство проводников изменять свое сопротивления в зависимости от температуры используется в термомопарах для измерения температуры металлургических процессов, а также в печах сушки и обжига.
Какие сосуды есть в теле человека
Система кровообращения состоит из сердца и нескольких типов сосудов. Они отличаются строением и присущими функциями, а повреждения несут неодинаковые последствия.
| Тип сосудов | Стенки | Функции |
|---|---|---|
| Артерии |
| Перенос крови от сердца к органам. |
| Вены |
| Возврат крови от органов к сердцу. |
| Капилляры |
| Соединение вен и артерий с органами для обмена питательными веществами. |
Вены и артерии повредить непросто. Для этого нужно сильное механическое воздействие, приводящее к наружному или внутреннему кровотечению. Травмы капилляров мы не всегда замечаем, поскольку они вызывают лишь подкожное кровоизлияние. Проявляется это через гематомы (проще говоря – синяки).
Удельное сопротивление металлов. Таблица
Удельное сопротивление металлов является мерой их свойства противодействовать прохождению электрического тока. Эта величина выражается в Ом-метр (Ом⋅м). Символ, обозначающий удельное сопротивление, является греческая буква ρ (ро). Высокое удельное сопротивление означает, что материал плохо проводит электрический заряд.
Сопротивление провода
Величина сопротивления провода зависит от трех параметров: удельного сопротивления металла, длины и диаметра самого провода. Формула для расчета сопротивления провода:
где:R — сопротивление провода (Ом)ρ — удельное сопротивление металла (Ом.m)L — длина провода (м)
А — площадь поперечного сечения провода (м2)
В качестве примера рассмотрим проволочный резистор из нихрома с удельным сопротивлением 1.10×10-6 Ом.м. Проволока имеет длину 1500 мм и диаметр 0,5 мм. На основе этих трех параметров рассчитаем сопротивление провода из нихрома:
R=1,1*10-6*(1,5/0,000000196) = 8,4 Ом
Нихром и константан часто используют в качестве материала для сопротивлений. Ниже в таблице вы можете посмотреть удельное сопротивление некоторых наиболее часто используемых металлов.
Поверхностное сопротивление
Величина поверхностного сопротивления рассчитывается таким же образом, как и сопротивление провода. В данном случае площадь сечения можно представить в виде произведения w и t:
Для некоторых материалов, таких как тонкие пленки, соотношение между удельным сопротивлением и толщиной пленки называется поверхностное сопротивление слоя RS:
где RS измеряется в омах. При данном расчете толщина пленки должна быть постоянной.
Часто производители резисторов для увеличения сопротивления вырезают в пленке дорожки, чтобы увеличить путь для электрического тока.
Свойства резистивных материалов
Удельное сопротивление металла зависит от температуры. Их значения приводится, как правило, для комнатной температуры (20°С). Изменение удельного сопротивления в результате изменения температуры характеризуется температурным коэффициентом.
Например, в термисторах (терморезисторах) это свойство используется для измерения температуры. С другой стороны, в точной электронике, это довольно нежелательный эффект.Металлопленочные резисторы имеют отличные свойства температурной стабильности. Это достигается не только за счет низкого удельного сопротивления материала, но и за счет механической конструкции самого резистора.
Много различных материалов и сплавов используются в производстве резисторов.
Нихром (сплав никеля и хрома), из-за его высокого удельного сопротивления и устойчивости к окислению при высоких температурах, часто используют в качестве материала для изготовления проволочных резисторов.
Недостатком его является то, что его невозможно паять. Константан, еще один популярный материал, легко паяется и имеет более низкий температурный коэффициент.
Отправить сообщение об ошибке.
- Предыдущая записьВодопоглощение — таблицы электронного справочника по химии, содержащие Водопоглощение
- Следующая записьПостоянная решетки — таблицы электронного справочника по химии, содержащие Постоянная решетки
×
Рекомендуем посмотреть
Энергия ионизации — таблицы электронного справочника по химии, содержащие Энергия ионизации
Энергия диссоциации — таблицы электронного справочника по химии, содержащие Энергия диссоциации
Основные характеристики
На такой показатель, как температура плавления латуни в первую очередь влияет её состав. Температура в разных случаях может иметь различные показатели, которые колеблются в диапазоне от восьмисот восьмидесяти градусов по Цельсию до девятисот пятидесяти. Конечно, возможно этот диапазон понизить. Если существует потребность в этом, то следует просто в состав сплава вводить больше цинка. Для обратного эффекта следует делать соответственно наоборот.
Обработка этого металла может осуществляться посредством сварки, но следует помнить, что в таком случае она может прокатываться.
Следует знать тот важный факт, что если не позаботиться о покрытии поверхности этого сплава дополнительной защитой, то впоследствии придётся столкнуться с почернением поверхности. Это связано с тем, что при контакте с воздухом она немного окисляется, вследствие чего и происходит лёгкое почернение.
Поверхность латуни достаточно легко поддаётся полировке. Для того чтобы выбрать способ плавления для этого металла следует, для начала, учесть его состав.
Следует помнить, что на латунный сплав весьма негативно влияют такие элементы, как свинец или висмут. Это связано с тем, что эти элементы значительно снижают свойства материала к деформации в условиях, когда он находится в состоянии нагрева.
Латунь является цветным металлом, но в то же время она обладает множеством особых характеристик, что свойственны только этому материалу. Металл обладает некоторыми преимуществами, которые напрямую влияют на популярность материала:
- Латунь имеет высокую устойчивость к процессам коррозии.
- Материал обладает довольно высокой степенью текучести, что является очень важным фактором при его плавлении.
- Можно отметить и высокие антифрикционные свойства этого металла, а также довольно низкую склонность к ликвации.
В принципе, можно отметить ещё много разных достоинств, которые приписываются латуни, но они не общие, а узконаправленные. Это означает, что в зависимости от марки, материал используется в различных промышленных сферах.
Латунь используется в таких важных областях, как автомобилестроение и машиностроение. Также из этого компонентного металла создают большое количество разнообразных изделий различного назначения.
Для того чтобы можно было осуществлять работу с таким материалом, нужно для начала знать все его физические свойства, что впоследствии окажет непосредственную помощь в обработке латуни в домашних условиях.
Технические особенности латуни
- Температура плавления латуни — 880–950 градусов по Цельсию.
- Удельная теплоёмкость этого металла — 0,377 кДж*кг — 1*К-1 при термическом воздействии в 20 градусов по Цельсию.
- Плотность материала — 8300–8700 кг/метр кубический.
- Удельное электрическое сопротивление (0,07–0,08)*6—10 Ом*м.
2.1.1. Физическая природа электропроводности металлов
Металлы имеют кристаллическое строение: в узлах кристаллической решетки находятся положительно заряженные ионы, окруженные коллективизированными электронами (электронным газом).
Современные представления об электронном строении металлов, распределении электронов по энергетическим состояниям, их взаимодействии с другими элементарными частицами и кристаллической решеткой дает квантовая теория, основы которой были разработаны советским ученым Я.И.Френкелем и немецким физиком А.Зоммерфельдом.
Читать также: Приспособления для деревообрабатывающих станков своими руками
Свободные электроны хаотически перемещаются по кристаллу со средней тепловой скоростью и = 10 5 м/с. В электрическом поле напряженностью Е электроны получают добавочную скорость упорядоченного движения v — скорость дрейфа, благодаря чему и возникает электрический ток. Плотность тока зависит от скорости дрейфа, заряда электрона е и концентрации свободных электронов n .
Скорость дрейфа в реальных условиях существенно меньше скорости теплового движения электронов v u . Так, в медном про-
воднике при плотности тока j = 1 А/мм 2 скорость дрейфа составляет v = 1 . 10 -4 м/с.
За время τ между столкновениями с узлами кристаллической решетки на длине свободного пробега l , электроны, двигаясь с уско-
рением a = e E , приобретают скорость дрейфа: m e
Приравнивая аналитическое выражение закона Ома (1.1) к выражению (2.1) с учетом (2.2), получим формулу для удельной проводимости
Выразим произведение m e . и через концентрацию свободных электронов, используя квантовую статистику, базирующуюся на принципе Паули, согласно которому в каждом энергетическом состоянии может находиться только один электрон, а на каждом энергетическом уровне — не более двух (с антипараллельными спинами). Тогда при температуре абсолютного нуля ( Т = 0 К) половина из общего числа свободных электронов в кристалле ( n /2) займет наиболее низкие энергетические уровни.
В квантовой теории вероятность заполнения электронами энергетических состояний с энергией уровня Э определяется функцией Ферми
где Э F — энергия Ферми, т.е. максимальная энергия, которую может иметь электрон в металле при температуре абсолютного нуля.
Из формулы (2.4) следует, что при Э = Э F , вероятность заполнения электронами уровня Ферми равна 0,5. Энергия Ферми для большинства металлов составляет от 3 до 15 эВ. Уровни, расположенные ниже уровня Ферми ( Э Э F ), с вероятностью >0,5 заполнены электронами, а уровни, лежащие выше уровня Ферми ( Э > Э F ), с такой же вероятностью свободны от электронов.
В соответствии с квантовой статистикой Ферми-Дирака концентрация свободных электронов в металле определяется путем интег-
рирования по всем заполненным энергетическим состояниям, что дает следующее выражение
Выразив из этого соотношения значение энергии Ферми через концентрацию электронов и, учитывая, что Э F = m e и 2 2 , получим
Подставляя m e и в формулу (2.3), найдем выражение для
удельной проводимости металлов
Концентрация свободных электронов в чистых металлах, характер их распределения по энергиям и энергия Ферми с повышением температуры почти не изменяются. Например, при нагреве серебра от 0 до 1000 К энергия Ферми уменьшается лишь на 0,2%. Такие малые изменения в широком температурном диапазоне можно не учитывать. Следовательно, формула (2.6) справедлива при любой температуре. Поэтому электропроводность металла определяется, в основном, средней длиной свободного пробега электронов, которая зависит от электронного строения атомов и типа кристаллической решетки. Длина свободного пробега для некоторых металлов дана в табл. 1.
Длина свободного пробега электронов в некоторых металлах при 0 ° С
Наибольшая длина свободного пробега наблюдается в металлах с гранецентрированной кубической кристаллической решеткой (Ag, Cu, Au), которые и являются лучшими проводниками.
Переходные металлы (Fe, Ni, Co, Cr, Mn, V, Zr, Nb, Mo, W, Hf, Ta, Re, Pt и др.) имеют меньшую электропроводность, что связано с их специфическим электронным строением. В этих элементах внутренние d — или f -оболочки неполностью заполнены электронами. В электрическом поле часть валентных электронов из внешней s — оболочки переходят на свободные уровни внутренних оболочек, что приводит к уменьшению числа свободных электронов, участвующих в проводимости.
Особенности электронного строения переходных металлов являются причиной многих их специфических свойств: тепловых, магнитных, склонности к полиморфизму, переменной валентности и др.
И в заключение, у чистых металлов при нагреве средняя энергия электронов практически остается без изменения, что свидетельствует о малой теплоемкости электронного газа.
Характеристики электротехнических материалов
Главной характеристикой в электротехнике считается удельная электропроводность, измеряемая в См/м. Она служит коэффициентом пропорциональности между вектором напряжённости поля и плотностью тока. Обозначается часто греческой буквой гамма γ. Удельное сопротивление признано величиной, обратной электропроводности. В результате формула, упомянутая выше, обретает вид: плотность тока прямо пропорциональна напряжённости поля и обратно пропорциональна удельному сопротивлению среды. Единицей измерения становится Ом м.
Рассматриваемое понятие сохраняет актуальность не только для твёрдых сред. К примеру, ток проводят жидкости-электролиты и ионизированные газы. Следовательно, в каждом случае допустимо ввести понятие удельного сопротивления, ведь через среду проходит электрический заряд. Найти в справочниках значения, к примеру, для сварочной дуги сложно по простой причине – подобными задачами не занимаются в достаточной степени. Это не востребовано
С момента обнаружением Дэви накала платиновой пластины электрическим током до внедрения в обиход лампочек накала прошло столетие – по схожей причине не сразу осознали важность, значимость открытия
В зависимости от значения величины удельного сопротивления материалы делятся:
- У проводников – менее 1/10000 Ом м.
- У диэлектриков – свыше 100 млн. Ом м.
- Полупроводники по значениям удельного сопротивления находятся между диэлектриками и проводниками.
Эти значения характеризуют исключительно способность тела сопротивляться прохождению электрического тока и не влияют на прочие аспекты (упругость, термостойкость). К примеру, магнитные материалы бывают проводниками, диэлектриками и полупроводниками.
Сопротивление провода
Величина сопротивления провода зависит от трех параметров: удельного сопротивления металла, длины и диаметра самого провода. Формула для расчета сопротивления провода:
где: R — сопротивление провода (Ом) ρ — удельное сопротивление металла (Ом.m) L — длина провода (м) А — площадь поперечного сечения провода (м2)
В качестве примера рассмотрим проволочный резистор из нихрома с удельным сопротивлением 1.10×10-6 Ом.м. Проволока имеет длину 1500 мм и диаметр 0,5 мм. На основе этих трех параметров рассчитаем сопротивление провода из нихрома:
R=1,1*10 -6 *(1,5/0,000000196) = 8,4 Ом
Нихром и константан часто используют в качестве материала для сопротивлений. Ниже в таблице вы можете посмотреть удельное сопротивление некоторых наиболее часто используемых металлов.
Свойства манганина
Основные свойства манганин приобретает во время термообработки. Изначально сплав не подвержен внутренней деформации. По этой причине его кристаллическая решетка с течением времени практически не изменяется.
На механические, химические и физические параметры металла влияет его химический состав. Для этого материала характерно высокое процентное содержание меди (84%). Также в нем присутствует большое количество различных смесей из марганца (12%) и никеля (4%). При таком соотношении веществ металл становится наиболее термостойким. Температура плавления сплава составляет 960 °C. В данном случае сопротивление изменяется на 0,05% в год. Многие производители при изготовлении сплава, вместо никеля, добавляют в него кобальт. Это позволяет уменьшить стоимость материала без изменения его основных характеристик. Если вместо меди использовать серебро, то металл приобретет белый окрас. При этом его химические свойства сохранятся.
В отличие от остальных термостойких сплавов, манганин обладает низкой термической ЭДС (0,9 мВ — 1 мВ/°C). Но он уступает по показателям удельного сопротивления и предельной рабочей температуры. Сравнительная характеристика термостойких сплавов представлена в следующей таблице: Сравнительная таблица сплавов
| Наименование материала | Удельное сопротивление, Ом/м | Термическая ЭДС, мВ/°C | Максимальная рабочая температура, °C | Температура плавления, °C |
| Манганин | 450 | 2 | 100 – 200 | 960 |
| Константан | 480 | 50 | 450 – 500 | 1260 |
| Нихром | 1000 | 110 | 1000 | 1100 |
Манганин отличается от константана и нихрома следующими свойствами:
- низкая устойчивость к коррозии в атмосфере с повышенным содержанием кислот из аммиака;
- высокая чувствительность к влажности воздуха;
- устойчивость к физическим деформациям с течением времени.
Технология производства данного прецизионного материала была разработана в 1889 г. на территории Германии. В России он производится в соответствии с ГОСТ 492-2006.
ГОСТ 492-2006 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением
1 файл 467.66 KB Металл производится в виде пластин, листов, полос и проволочных механизмов небольшого размера. Для получения этого материала используют хлористые слои железа и марганца. Полученный раствор промывается, высушивается и нагревается. После этого вещество сплавляется с медью в магнезиальных тиглях или электрических печах
При производстве важно, чтобы в него не попали частицы углерода, снижающие величину сопротивления манганина
Электрическая проводимость
До сих пор мы рассматривали сопротивление проводника как препятствие, которое оказывает проводник электрическому току. Но все же ток по проводнику проходит. Следовательно, кроме сопротивления (препятствия), проводник обладает также способностью проводить электрический ток, то есть проводимостью.
Чем большим сопротивлением обладает проводник, тем меньшую он имеет проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем большей проводимостью он обладает, тем легче току пройти по проводнику. Поэтому сопротивление и проводимость проводника есть величины обратные.
Из математики известно, что число, обратное 5, есть 1/5 и, наоборот, число, обратное 1/7, есть 7. Следовательно, если сопротивление проводника обозначается буквой r, то проводимость определяется как 1/r. Обычно проводимость обозначается буквой g.
Электрическая проводимость измеряется в (1/Ом) или в сименсах.
Пример 8. Сопротивление проводника равно 20 Ом. Определить его проводимость.
Если r = 20 Ом, то
Пример 9. Проводимость проводника равна 0,1 (1/Ом). Определить его сопротивление,
Если g = 0,1 (1/Ом), то r = 1 / 0,1 = 10 (Ом)
Влияние температуры
Рост температуры приводит к увеличению колебаний кристаллической решётки металла. Соответственно, электроны встречают большее количество препятствий, что приводит к росту сопротивления. Величину «чувствительности» сопротивления металла к росту температуры называют температурным коэффициентом α. Формула учёта температуры выглядит следующим образом R=Rн*, (3) где Rн – сопротивление провода при нормальных условиях (при температуре t°н); t° — температура проводника. Обычно t°н = 20° С. Значение α также указывают для температуры t°н. Задача 4. Рассчитать сопротивление медного провода при температуре t° = 90° С. α меди = 0.0043, Rн = 0.24 Ома (задача 1). Решение: подставив значения в формулу (3) получим R = 0.312 Ом. Сопротивление анализируемого нагретого провода на 30% больше его сопротивления при комнатной температуре.
Тепловые потери проводов
Если с помощью кабеля из вышеприведенного примера к однофазной сети 220 В подключить нагрузку 2.2 кВт, то через провод потечёт ток I = P / U или I=2200/220=10 А. Формула для вычисления мощности потерь в проводнике: Pпр=(I^2)*R (2) Пример № 2. Рассчитать активные потери при передаче мощности 2.2 кВт в сети с напряжением 220 В для упомянутого провода. Решение: подставив значения тока и сопротивления проводов в формулу (2), получим Pпр=(10^2)*(2*0.24)=48 Вт. Таким образом, при передаче энергии от сети в нагрузку потери в проводах составят чуть больше 2%. Эта энергия превращается в тепло, выделяемое проводником в окружающую среду. По условию нагрева проводника (по величине тока) производят выбор его сечения, руководствуясь специальными таблицами. Например, для вышеприведенного проводника максимальный ток равен 19 А или 4.1 кВт в сети напряжения 220 В.
Как навить спираль из нихрома
Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.
Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.
Учет температуры
Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 0 С. Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя. При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного. Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.
На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали. Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение. Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.
Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины
Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления. Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U. Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.
Обозначения здесь общепринятые:
Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов. Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки. Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd 2 )/4ρ. Здесь:
Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве. В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.
Электрическое сопротивление манганиновой проволоки
Номинальный диаметр проволоки, мм | Сопротивление | Номинальный | Сопротивление | ||
мягкой | твердой | мягкой | твердой | ||
0,020 | – | 1370,0 | 0,45 | 2,64 – | 2,71 – |
0,025 | – | 876,0 | 0,50 | 2,14 – | 2,19 – |
0,030 | – | 608,0 | 0,55 | 1,77 – | 1,81 – |
0,040 | – | 342,0 | 0,56 | 1,71 – | 1,75 – |
0,050 | 214,0 | 219,0 | 0,60 | 1,49 – | 1,52 – |
0,060 | 149,0 | 152,0 | 0,63 | 1,35 – | 1,38 – |
0,070 | 109,0 | 112,0 | 0,65 | 1,27 – | 1,30 – |
0,080 | 83,6 – | 85,6 – | 0,70 | 1,09 – | 1,12 – |
0,090 | 66,0 – | 67,6 – | 0,75 | 0,951 | 0,974 |
0,10 | 53,5 – | 54,8 – | 0,80 | 0,836 | 0,856 |
0,12 | 37,1 – | 38,1 – | 0,85 | 0,740 | 0,758 |
0,14 | 27,3 – | 27,9 – | 0,90 | 0,660 | 0,676 |
0,15 | 23,8 – | 24,4 – | 1,00 | 0,536 | 0,548 |
0,16 | 20,9 – | 21,4 – | 1,10 | 0,443 | 0,453 |
0,18 | 16,5 – | 16,9 – | 1,20 | 0,371 | 0,381 |
0,20 | 13,4 – | 13,7 – | 1,30 | 0,317 | 0,324 |
0,22 | 11,1 – | 11,3 – | 1,40 | 0,273 | 0,279 |
0,25 | 8,58 – | 8,76 – | 1,50 | 0,238 | 0,244 |
0,28 | 6,82 – | 6,98 – | 1,60 | 0,209 | 0,214 |
0,30 | 5,94 – | 6,09 – | 1,70 | 0,185 | 0,189 |
0,35 | 4,37 – | 4,47 – | 1,80 | 0,165 | 0,169 |
0,36 | 4,12 – | 4,23 – | 1,90 | 0,148 | 0,152 |
0,38 | 3,71 – | 3,79 – | 2,00 | 0,134 | 0,137 |
0,40 | 3,35 – | 3,42 – | 2,20 | 0,111 | 0,113 |
2,50 | 0,0856 | 0,0876 | |||
2,80 | 0,0683 | 0,0699 | |||
3,00 | 0,0595 | 0,0609 | |||
3,60 | 0,0413 | 0,0423 | |||
4,00 | 0,0335 | 0,0343 | |||
4,50 | 0,0265 | 0,0271 | |||
5,00 | 0,0214 | 0,0219 | |||
6,00 | 0,0149 | 0,0152 |
Примечание. Омическое сопротивление проволоки вычислено с учетом предельных
отклонений по диаметру и предельных отклонений по удельному электрическому
сопротивлению.
Природа сопротивления
Проводниками являются чистые металлы и их сплавы. В металле, фиксированные в единую «прочную» структуру атомы, обладают свободными электронами (так называемый «электронный газ»). Именно эти частицы в данном случае являются носителями заряда. Электроны находятся в постоянном беспорядочном движении от одного атома к другому. При появлении электрического поля (подключении к концам металла источника напряжения) движение электронов в проводнике становится упорядоченным. Движущиеся электроны встречают на своём пути препятствия, вызванные особенностями молекулярной структуры проводника. При столкновении со структурой носители заряда теряют свою энергию, отдавая её проводнику (нагревают его). Чем больше препятствий проводящая структура создаёт носителям заряда, тем выше сопротивление.
Таким образом, в базовую формулу для вычисления сопротивления входит длина провода, площадь поперечного сечения и некий коэффициент, связывающий эти размерные характеристики с электрическими величинами напряжения и тока (1). Этот коэффициент называют удельным сопротивлением. R= r*L/S (1)
Читать также: Мощность параллельно соединенных резисторов
Основные характеристики
На такой показатель, как температура плавления латуни в первую очередь влияет её состав. Температура в разных случаях может иметь различные показатели, которые колеблются в диапазоне от восьмисот восьмидесяти градусов по Цельсию до девятисот пятидесяти. Конечно, возможно этот диапазон понизить. Если существует потребность в этом, то следует просто в состав сплава вводить больше цинка. Для обратного эффекта следует делать соответственно наоборот.
Обработка этого металла может осуществляться посредством сварки, но следует помнить, что в таком случае она может прокатываться.
Следует знать тот важный факт, что если не позаботиться о покрытии поверхности этого сплава дополнительной защитой, то впоследствии придётся столкнуться с почернением поверхности. Это связано с тем, что при контакте с воздухом она немного окисляется, вследствие чего и происходит лёгкое почернение.
Поверхность латуни достаточно легко поддаётся полировке. Для того чтобы выбрать способ плавления для этого металла следует, для начала, учесть его состав.
Следует помнить, что на латунный сплав весьма негативно влияют такие элементы, как свинец или висмут. Это связано с тем, что эти элементы значительно снижают свойства материала к деформации в условиях, когда он находится в состоянии нагрева.
Латунь является цветным металлом, но в то же время она обладает множеством особых характеристик, что свойственны только этому материалу. Металл обладает некоторыми преимуществами, которые напрямую влияют на популярность материала:
- Латунь имеет высокую устойчивость к процессам коррозии.
- Материал обладает довольно высокой степенью текучести, что является очень важным фактором при его плавлении.
- Можно отметить и высокие антифрикционные свойства этого металла, а также довольно низкую склонность к ликвации.
В принципе, можно отметить ещё много разных достоинств, которые приписываются латуни, но они не общие, а узконаправленные. Это означает, что в зависимости от марки, материал используется в различных промышленных сферах.
Латунь используется в таких важных областях, как автомобилестроение и машиностроение. Также из этого компонентного металла создают большое количество разнообразных изделий различного назначения.
Для того чтобы можно было осуществлять работу с таким материалом, нужно для начала знать все его физические свойства, что впоследствии окажет непосредственную помощь в обработке латуни в домашних условиях.
Технические особенности латуни
- Температура плавления латуни — 880–950 градусов по Цельсию.
- Удельная теплоёмкость этого металла — 0,377 кДж*кг — 1*К-1 при термическом воздействии в 20 градусов по Цельсию.
- Плотность материала — 8300–8700 кг/метр кубический.
- Удельное электрическое сопротивление (0,07–0,08)*6—10 Ом*м.
Применение нихромовой проволоки
Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава. Нихромовая спираль применяется в двух качествах — как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.
Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Примеры применений:
Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.
Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры. Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.
