حساب طول السلك بالمقاومة. مقاومة الأسلاك النحاسية
عند حساب المقطع العرضي للكابل ، ثم في بناء المساكن الخاصة أو في الشقق ، يتم استخدام مؤشرين لتحديد هذه القيمة: استهلاك الطاقة للشبكة والتيار المتدفق عبر الأسلاك. المقاومة في هذه الحالة لا تلعب دورا. كل شيء عن طول الأسلاك القصير. ولكن إذا كان طول خط الطاقة كبيرًا بدرجة كافية ، فمن المستحيل الاستغناء عن تحديد هذا المؤشر. على سبيل المثال ، في بداية القسم ، سيكون الجهد 220-2240 فولت ، وفي النهاية سيكون أقل من 200-220 فولت. وبما أن الأسلاك تستخدم في كثير من الأحيان الكابلات النحاسيةوالأسلاك ، فمهمتنا في هذا المقال هي النظر في المقاومة سلك نحاس(سيتم إرفاق جدول مقاومة الأسلاك أدناه).
ما الذي يعطينا المقاومة بشكل عام؟ من حيث المبدأ ، يمكن استخدامه لمعرفة معلمات السلك المستخدم أو المادة التي صنع منها. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام طريقة مخفية لوضع خط كهرباء ، ثم معرفة مقاومة الخط ، يمكنك تحديد المدة بالضبط. بعد كل شيء ، غالبًا ما يتم التمديد تحت الأرض وبطريقة غير مباشرة. أو خيار آخر ، بمعرفة طول المقطع ومقاومته ، يمكنك حساب قطر الكابل المستخدم ومن خلاله المقطع العرضي. بالإضافة إلى معرفة هذه القيمة ، يمكنك معرفة المادة التي صنع منها هذا السلك. كل هذا يشير إلى أنه لا ينبغي استبعاد هذا المؤشر.
كل هذا يتعلق بالأسلاك الكهربائية ، ولكن عندما يتعلق الأمر بالإلكترونيات ، فلا يمكن الاستغناء عن تحديد المقاومة ومقارنتها مع المعلمات الأخرى في هذا المجال. في بعض الحالات ، يمكن أن تلعب هذه المعلمة دورًا حاسمًا ، حتى اختيار خاطئيمكن أن تؤدي أسلاك المقاومة إلى حقيقة أن الجهاز المتصل بموصل كهذا ببساطة لن يعمل. على سبيل المثال ، إذا قمت بتوصيل سلك رفيع جدًا بمصدر الطاقة الخاص بجهاز كمبيوتر تقليدي. سيصبح الجهد في مثل هذا الموصل منخفضًا ، ليس كثيرًا ، لكن هذا سيكون كافيًا لكي يعمل الكمبيوتر بشكل غير صحيح.
على ماذا تعتمد المقاومة؟
نظرًا لأننا نتحدث عن سلك نحاسي ، فإن أول شيء تعتمد عليه هذه المعلمة المادية هو النحاس ، أي المادة الخام. والثاني هو أبعاد الموصل ، أو بالأحرى قطره أو المقطع العرضي (كلتا الكميتين مترابطتان بواسطة صيغة).
بالطبع ، هناك كميات فيزيائية إضافية تؤثر على مقاومة الموصل. على سبيل المثال ، درجة الحرارة بيئة. بعد كل شيء ، من المعروف أنه مع ارتفاع درجة حرارة السلك نفسه ، تزداد مقاومته. وبما أن هذا المؤشر يرتبط عكسياً بقوة (كثافة) التيار ، فإن التيار يتناقص مع زيادة المقاومة ، على العكس من ذلك. صحيح أن هذا ينطبق على المعادن التي تمتلك معامل درجة حرارة موجبًا. مثال على ذلك هو سبيكة التنغستن المستخدمة في خيوط المصابيح الكهربائية. بالنسبة لمثل هذه المواد ، فإن التغييرات في قوة (كثافة) التيار ليست رهيبة عند التسخين العالي ، لأن هذا المعدن له تأثير سلبي معامل درجة الحرارة.
حساب المقاومة
اليوم كل شيء يعمل من أجل الإنسان. وحتى مثل هذا الحساب البسيط يمكن إجراؤه بعدة طرق. بعضها بسيط وبعضها معقد. لنبدأ بأخرى بسيطة.
الخيار الأول جدولي. ما هي بساطته؟ على سبيل المثال ، الجدول أدناه.
هنا يظهر كل شيء بشكل واضح ومترابط. بمعرفة الأبعاد المحددة للسلك النحاسي ، يمكنك تحديد مقاومته ومقدار التيار الذي يمكن أن يتحمله السلك. أو ، على العكس من ذلك ، مع وجود مؤشرات للمقاومة أو القوة الحالية (الكثافة) ، والتي ، بالمناسبة ، يمكن تحديدها بمقياس متعدد ، يمكنك بسهولة تحديد المقطع العرضي أو قطر الموصل. هذا الخيار هو الأكثر ملاءمة ، يمكن العثور على الجداول المتاحة مجانًا على الإنترنت.
الطريقة الثانية للتحديد هي استخدام الآلة الحاسبة (عبر الإنترنت). هناك عدد كبير جدًا من أجهزة الإنترنت ، ومن السهل التعامل معها. يمكنك إدخال كميات مادية من موصل نحاسي في هذه الآلة الحاسبة والحصول على مؤشرات الأبعاد ، أو العكس. صحيح أن الجزء الأكبر من هذه الآلات الحاسبة في برنامجهم له قيمة قياسية واحدة - هذه المقاومة النوعيةالنحاس يساوي 0.0172 أوم مم² / م.
وخيار الحساب الأكثر صعوبة هو القيام بذلك بنفسك باستخدام صيغة. ها هو: R = pl / S ، حيث:
- p هي نفس مقاومة النحاس ؛
- l طول السلك النحاسي ؛
- S هو قسمها.
أود أن أشير إلى أن النحاس لديه واحدة من أدنى مستويات المقاومة. تحته الفضة فقط - 0.016.
يمكنك تحديد المقطع العرضي للموصل من خلال الصيغة ، حيث تكون المعلمة الرئيسية هي قطرها. لكن يمكنك تحديد القطر طرق مختلفةبالمناسبة ، يوجد مثل هذا المقال على موقعنا ، يمكنك قراءته والحصول على معلومات كاملة وموثوقة.
بمجرد أن تكون هذه القيمة أقل ، ستنخفض عدة مرات مقاومةموصل.
إذا أمكن ، قم بتقليل طول الموصل المستخدم في الدائرة. المقاومة تتناسب طرديا مع طول الموصل. إذا تم تقصير الموصل n مرة ، إذن مقاومةتنقص بنفس المقدار.
زيادة المساحة المقطع العرضيموصل. قم بتركيب موصل بمقطع عرضي كبير أو قم بتوصيل عدة موصلات بشكل متوازٍ في حزمة من الأسلاك. كم مرة ستزداد مساحة المقطع العرضي للموصل ، وكم مرة ستنخفض مقاومةموصل.
يمكنك الجمع بين هذه الطرق. على سبيل المثال ، لخفض مقاومةموصل 16 مرة ، استبداله بموصل محدد مقاومةأقل مرتين ، نقوم بتقليل طوله بمقدار مرتين ، ومساحة المقطع العرضي بمقدار 4 مرات.
لتقليل مقاومةفي قسم السلسلة ، قم بإرفاق واحدة أخرى بالتوازي معها مقاومة، يتم حساب قيمتها. يرجى ملاحظة أنه عندما اتصال موازية, مقاومةدائمًا ما يكون قسم الدائرة أقل من أصغر مقاومة موجودة في الفروع المتوازية. احسب ما تحتاجه مقاومةأن تكون متصلاً بالتوازي. للقيام بذلك ، قم بالقياس مقاومةقسم من السلسلة R1. عرّف شيئًا ما مقاومةالذي يجب أن يكون عليه - R. بعد ذلك ، حدد مقاومة R2 ، والتي يجب أن تكون متصلة بالمقاومة R1 بالتوازي. للقيام بذلك ، ابحث عن ناتج المقاومة R و R1 واقسم على الفرق بين R1 و R (R2 = R R1 / (R1 - R)). ضع في اعتبارك أنه حسب الشرط ، يكون R1 دائمًا أكبر من R.
مقاومةهي قدرة معينة للعنصر دائرة كهربائيةمنعه من المرور التيار الكهربائي. يمتلكها مواد مختلفة ، على سبيل المثال ، النحاس والحديد والنيكروم. المقاومة الكلية هي مقاومة الدائرة الكهربائية ككل. يقاس بالأوم. من الضروري معرفة مقاومة الدائرة لتقييم تيارات الدائرة القصيرة واختيار أجهزة التبديل.
سوف تحتاج
- مقياس المقاومة ، جسر القياس ، الآلة الحاسبة.
تعليمات
أولاً ، حدد كيفية توصيل عناصر الدائرة الكهربائية فيما يتعلق ببعضها البعض ، حيث يؤثر ذلك على حساب المقاومة الإجمالية. قد تكون الموصلات في سلسلة أو اتصال موازية. الاتصال التسلسلي هو مثل هذا الاتصال عندما تكون جميع العناصر متصلة بطريقة لا تحتوي على عقدة واحدة من الدائرة التي تتضمنها ، ويكون الاتصال المتوازي مثل هذا الاتصال عندما تكون جميع عناصر الدائرة متصلة بواسطة اثنين العقد وليس لها اتصالات مع العقد الأخرى.
إذا كنت قد حددت أن الموصلات في الدائرة الكهربائية متصلة في سلسلة ، فإن العثور على الممانعة ليس بالأمر الصعب. فقط اجمع مقاومات جميع العناصر. إذا لم يتم إعطاؤك مقاومة كل موصل ، ولكن بالنظر إلى الفولتية والقوة الحالية لأي عنصر من عناصر الدائرة ، عندئذٍ بإضافة كل الفولتية ، ستكتشف إجمالي الجهد. القوة الحالية لكل عنصر عند اتصال تسلسليمتساوية ، أي أن إجمالي القوة الحالية في الدائرة بأكملها يساوي القوة الحالية لأي موصل لهذه الدائرة. ثم ، لإيجاد المقاومة الكلية ، اقسم الجهد الكلي على التيار.
إذا كانت العناصر متصلة بالتوازي ، فيمكن العثور على المقاومة الكلية بالطريقة التالية: اضرب مقاومات جميع الموصلات واقسمها على مجموعها. إذا لم يتم إعطاؤك مقاومة كل عنصر ، ولكن بالنظر إلى قوتهم الحالية والجهد لأي عنصر من عناصر الدائرة ، فعند إضافة جميع نقاط القوة الحالية ، ستكتشف الإجمالي. تكون الفولتية لكل عنصر عند الاتصال بالتوازي متساوية ، أي أن الجهد الكلي في الدائرة بأكملها يساوي جهد أي موصل لهذه الدائرة. ثم ، لإيجاد المقاومة الكلية ، اقسم الجهد على إجمالي التيار.
لتحديد المقاومة الكلية لدائرة كهربائية ، استخدم أدوات قياس مثل مقياس الأومتر وجسر القياس. سوف يساعدونك في تحديد المقاومة الكهربائية.
تأكد من تحديد طريقة توصيل العناصر في الدائرة الكهربائية ، لأن الحساب الصحيح للمقاومة الكلية يعتمد عليها!
مصادر:
- احسب مقاومة الدائرة في عام 2017
مقاومة الأسلاكيوضح مقدار منع مرور التيار الكهربائي. قم بقياسه باستخدام جهاز اختبار تم تحويله إلى وضع الأومتر. إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، فيمكنك حسابه بطرق مختلفة.
سوف تحتاج
- - فاحص
- - مسطرة أو شريط قياس ؛
- - آلة حاسبة.
تعليمات
قياس المقاومة الأسلاك. للقيام بذلك ، قم بتوصيل جهاز الاختبار ، المضمن في وضع الأومتر ، بنهاياته. ستظهر المقاومة الكهربائية على شاشة الجهاز. الأسلاكفي أوم أو مضاعفاتها ، حسب إعدادات الجهاز. يجب فصل السلك عن مصدر الطاقة.
احسب المقاومة باستخدام جهاز اختبار يعمل في وضع مقياس التيار الكهربائي والفولتميتر. إذا كان السلك جزءًا من دائرة كهربائية ، فقم بتوصيله بمصدر طاقة. حتى النهايات الأسلاكبالتوازي ، قم بتوصيل جهاز الاختبار ، المتضمن في وضع الفولتميتر. قم بقياس انخفاض الجهد عبر السلك بالفولت.
قم بتبديل جهاز الاختبار إلى وضع مقياس التيار الكهربائي وقم بتوصيله بالدائرة في سلسلة. احصل على قيمة التيار في الدائرة بالأمبير. باستخدام النسبة المشتقة من قانون أوم ، أوجد المقاومة الكهربائيةموصل. للقيام بذلك ، قسّم الجهد U على التيار I ، R = U / I.
مثال. أظهر القياس أنه مع انخفاض الجهد عبر الموصل بمقدار 24 فولت ، تكون شدة التيار فيه 1.2 أ. حدد مقاومته. أوجد نسبة الجهد إلى التيار R \ u003d 24 / 1.2 \ u003d 20 أوم.
اعثر على المقاومة الأسلاكدون توصيله بمصدر طاقة. اكتشف المواد التي يتكون منها السلك. في جدول متخصص ، أوجد مقاومة هذه المادة بالأوم ∙ مم 2 / م.
احسب المقطع العرضي الأسلاكإذا لم يتم تحديده في البداية. للقيام بذلك ، قم بتجريده من العزل ، إذا كان معزولًا ، وقياس قطر الموصل بالملليمتر. حدد نصف قطرها بقسمة القطر على 2. حدد المقطع العرضي الأسلاكبضرب الرقم π≈3.14 في مربع نصف قطر القلب.
باستخدام مسطرة أو شريط قياس ، قم بقياس الطول الأسلاكبالأمتار. احسب المقاومة الأسلاك، بضرب مقاومة المادة ρ بطول الموصل ل. قسّم النتيجة على قسمها S ، R = ρ ∙ l / S.
مثال. أوجد مقاومة النحاس الأسلاكبقطر 0.4 مم وطول 100 م مقاومة النحاس 0.0175 أوم ∙ مم 2 / م. نصف القطر الأسلاكيساوي 0.4 / 2 = 0.2 مم. القسم S = 3.14 0.2² = 0.1256 مم². احسب المقاومة باستخدام الصيغة R = 0.0175 100 / 0.1256≈14 أوم.
مصادر:
- مقاومة الأسلاك النحاسية
إذا أغلقت دائرة كهربائية عن طريق إحداث فرق جهد في نهاياتها ، فسوف يمر تيار كهربائي خلالها ، ويمكن قياس قوتها بمقياس التيار. لكن هذه القوة ستختلف إذا تم استبدال موصل بآخر في الدائرة. هذا يشير إلى أن الجهد لا يؤثر فقط على قوة التيار ، ولكن أيضًا على المادة التي يتكون منها الموصل. تسمى خاصية الموصل لمنع مرور التيار الكهربائي بالمقاومة.
يتميز كل جسم بالنسبة للتيار الكهربائي بمقاومته. إذا تذكرنا النظرية الإلكترونية ، فوفقًا لها ، تتكون جميع المواد من ذرات وجزيئات. هذه الذرات والجزيئات في المواد المختلفة لها هياكل مختلفة. وهي التي يتم مواجهتها على مسار حركة الإلكترونات الحرة في موصل عندما يتدفق التيار عبر دائرة كهربائية. أي عندما يصطدم إلكترون حر بأيون من الشبكة البلورية للمادة الموصلة ، فإنه يفقد حتماً جزءًا من طاقته الحركية ويختبر مقاومة حركته.
كيف المزيد من المقاومةموصل ، الأسوأ أنه ينقل التيار الكهربائي. يُشار إلى المقاومة الكهربائية بالحرف اللاتيني R ، ويؤخذ 1 أوم كوحدة قياس.
السمة العكسية لمقاومة مادة ما هي الموصلية. كلما زادت الموصلية الكهربائية للمادة ، كان توصيل التيار أفضل. تختلف العوازل عن الموصلات في الموصلية بعدد كبير من المرات ، مقاسة بواحد مع اثنين وعشرين صفراً!
المقاومة النوعية. التعريف والحساب
لذلك ، تعتمد المقاومة الكهربائية على المادة التي يتكون منها الموصل. ولكن هناك نوعان آخران معلمات مهمةهو طول الموصل ومساحة المقطع العرضي. من الواضح أنه كلما زاد طول الموصل ، كلما تداخلت أيونات مادته مع حركة الإلكترونات الحرة.
ولكن لفهم سبب اعتماد المقاومة بشكل أفضل على منطقة المقطع العرضي ، تحتاج إلى إجراء تشابه مع الماء. تخيل سفينتين متطابقتين متصلتين في حالة واحدة بواسطة أنبوب رفيع ، وفي الأخرى بواسطة أنبوب سميك. هل يتدفق الماء بشكل أسرع عبر أنبوب رفيع أو سميك من إناء إلى آخر؟ من الواضح أنها سميكة.
المقاومة هي مقاومة الموصل بطول متر واحد ومساحة المقطع العرضي 1 مم 2.
الفضة والنحاس لديهما أدنى مقاومة.
وبالتالي ، لحساب المقاومة الكهربائية للموصل ، يجب عليك استخدام الصيغة:
R = رر / س
حيث p هي المقاومة المحددة ، l طول الموصل ، S هي منطقة المقطع العرضي للموصل.
مع ارتفاع درجة حرارة الموصل المعدني ، تزداد مقاومته. يمكن تفسير هذه الظاهرة بحقيقة أنه عندما يتم نقل الطاقة الحرارية إلى الجسم ، تزداد شدة حركة ذرات مادته ، وهذا إلى حد كبير يمنع التدفق الحر للإلكترونات.
مع انخفاض درجة حرارة المعادن ، ظروف أفضللإجراء التيار الكهربائي. حتى أن هناك شيئًا مثل الموصلية الفائقة ، أي حالة موصل معدني عندما تكون مقاومته صفرًا. في هذه الحالة ، تتجمد ذرات المعدن عمليًا في مكانها ، ولا تمنع مطلقًا حركة الإلكترونات الحرة. يحدث هذا عند درجة حرارة -273 درجة مئوية.
مصادر:
- مدرسة للكهربائي
عند التصميم الشبكات الكهربائيةفي الشقق أو المنازل الخاصة ، من الضروري حساب المقطع العرضي للأسلاك والكابلات. بالنسبة للحسابات ، يتم استخدام مؤشرات مثل قيمة استهلاك الطاقة وقوة التيار الذي سيمر عبر الشبكة. لا تؤخذ المقاومة في الاعتبار بسبب الطول الصغير خطوط الكابلات. ومع ذلك ، يعد هذا المؤشر ضروريًا لطول خطوط الطاقة الكبيرة وانخفاض الجهد في أقسام مختلفة. أهمية خاصة هي مقاومة الأسلاك النحاسية. يتم استخدام هذه الأسلاك بشكل متزايد في الشبكات الحديثة ، لذلك يجب مراعاة خصائصها الفيزيائية عند التصميم.
مفاهيم ومعنى المقاومة
تستخدم المقاومة الكهربائية للمواد على نطاق واسع وتؤخذ في الاعتبار في الهندسة الكهربائية. تسمح لك هذه القيمة بتعيين المعلمات الأساسية للأسلاك والكابلات ، خاصةً باستخدام طريقة مخفية لوضعها. بادئ ذي بدء ، جلس الطول المحددالخط الموضوع والمواد المستخدمة لإنتاج السلك. بعد حساب البيانات الأولية ، من الممكن تمامًا قياس الكابل.
مقارنة بالأسلاك الكهربائية التقليدية ، تعتبر معلمات المقاومة ذات أهمية حاسمة في الإلكترونيات. يتم النظر فيه ومقارنته بالاقتران مع المؤشرات الأخرى الموجودة في الدوائر الإلكترونية. في هذه الحالات ، يمكن أن تتسبب مقاومة الأسلاك المختارة بشكل غير صحيح في حدوث خلل في جميع عناصر النظام. يمكن أن يحدث هذا إذا كنت تستخدم سلكًا رفيعًا جدًا للاتصال بمصدر طاقة الكمبيوتر. سيكون هناك انخفاض طفيف في الجهد في الموصل ، مما سيؤدي إلى تشغيل الكمبيوتر بشكل غير صحيح.
تعتمد المقاومة في الأسلاك النحاسية على العديد من العوامل ، وبشكل أساسي عليها الخصائص الفيزيائيةالمادة نفسها. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أخذ القطر أو المقطع العرضي للموصل ، الذي تحدده الصيغة أو جدول خاص ، في الاعتبار.
الطاولة
تتأثر مقاومة الموصل النحاسي بعدة عوامل إضافية كميات فيزيائية. بادئ ذي بدء ، يجب مراعاة درجة الحرارة المحيطة. يعلم الجميع أنه مع زيادة درجة حرارة الموصل ، تزداد مقاومته. في الوقت نفسه ، هناك انخفاض في القوة الحالية بسبب الاعتماد التناسبي العكسي لكلا الكميتين. يتعلق هذا في المقام الأول بالمعادن ذات معامل درجة الحرارة الموجب. مثال على المعامل السلبي هو سبيكة التنجستن المستخدمة في المصابيح المتوهجة. في هذه السبيكة ، لا تنخفض القوة الحالية حتى مع التسخين العالي جدًا.
كيف تحسب المقاومة
هناك عدة طرق لحساب مقاومة الأسلاك النحاسية. أبسطها هي النسخة المجدولة ، حيث يشار إلى المعلمات المترابطة. لذلك ، بالإضافة إلى المقاومة ، يتم تحديد القوة الحالية أو القطر أو المقطع العرضي للسلك.
في الحالة الثانية ، يتم استخدام أنواع مختلفة. يتم إدخال مجموعة من الكميات المادية من الأسلاك النحاسية في كل منها ، بمساعدة الحصول على نتائج دقيقة. تستخدم معظم هذه الآلات الحاسبة مقاومة النحاس بمقدار 0.0172 أوم * مم 2 / م. في بعض الحالات ، قد تؤثر هذه القيمة المتوسطة على دقة الحسابات.
يعتبر الخيار الأكثر صعوبة هو الحسابات اليدوية ، باستخدام الصيغة: R \ u003d p x L / S ، حيث p هي مقاومة النحاس ، L هي طول الموصل و S هي المقطع العرضي لهذا الموصل. وتجدر الإشارة إلى أن الجدول يحدد مقاومة الأسلاك النحاسية على أنها من أقل المقاومة. الفضة فقط لها قيمة أقل.