วิธีการหาความต้านทานของโลหะ ความต้านทานไฟฟ้าและการนำไฟฟ้า

ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบพารามิเตอร์ขององค์ประกอบและวัสดุทั้งหมดที่ใช้ และไม่ใช่แค่ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเครื่องกลด้วย และเพื่อให้คุณมีเอกสารอ้างอิงที่สะดวกซึ่งช่วยให้คุณสามารถเปรียบเทียบคุณลักษณะของวัสดุต่างๆ และเลือกสิ่งที่จะเหมาะสมที่สุดในสถานการณ์เฉพาะสำหรับการออกแบบและการทำงาน
ในสายส่งไฟฟ้าซึ่งงานมีประสิทธิผลมากที่สุด กล่าวคือ มีประสิทธิภาพสูง เพื่อนำพลังงานมาสู่ผู้บริโภค คำนึงถึงทั้งความสูญเสียทางเศรษฐศาสตร์และกลไกของสายไฟฟ้าด้วย ตั้งแต่กลไก - นั่นคืออุปกรณ์และตำแหน่งของตัวนำ ฉนวน ตัวรองรับ หม้อแปลงแบบขั้นบันไดขึ้น/ลง น้ำหนักและความแข็งแรงของโครงสร้างทั้งหมด รวมถึงสายไฟที่ขึงเป็นระยะทางยาว ตลอดจนวัสดุที่เลือกใช้สำหรับแต่ละโครงสร้าง องค์ประกอบสุดท้าย ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจสายงานและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน นอกจากนี้ ในสายที่ส่งไฟฟ้า ข้อกำหนดสำหรับการรับรองความปลอดภัยของทั้งสายเองและสภาพแวดล้อมที่สายผ่านนั้นสูงกว่า และสิ่งนี้จะเพิ่มค่าใช้จ่ายทั้งเพื่อให้แน่ใจว่าการเดินสายไฟฟ้าและเพื่อความปลอดภัยเพิ่มเติมสำหรับโครงสร้างทั้งหมด

สำหรับการเปรียบเทียบ ข้อมูลมักจะลดลงเหลือรูปแบบเดียวที่สามารถเปรียบเทียบได้ บ่อยครั้งที่มีการเพิ่มฉายา "เฉพาะ" เข้ากับลักษณะดังกล่าว และค่าต่างๆ นั้นจะถูกพิจารณาในบางมาตรฐานที่รวมเป็นหนึ่งเดียวในแง่ของพารามิเตอร์ทางกายภาพ ตัวอย่างเช่นเฉพาะ ความต้านทานไฟฟ้า- นี่คือความต้านทาน (โอห์ม) ของตัวนำที่ทำจากโลหะบางชนิด (ทองแดง อะลูมิเนียม เหล็ก ทังสเตน ทอง) ที่มีความยาวหน่วยและหน่วยส่วนในระบบหน่วยที่ใช้ (ปกติอยู่ใน SI) นอกจากนี้ยังมีการระบุอุณหภูมิ เนื่องจากเมื่อถูกความร้อน ความต้านทานของตัวนำอาจทำงานแตกต่างกัน เงื่อนไขการใช้งานเฉลี่ยปกติถือเป็นพื้นฐาน - ที่ 20 องศาเซลเซียส และเมื่อคุณสมบัติมีความสำคัญเมื่อเปลี่ยนพารามิเตอร์ของตัวกลาง (อุณหภูมิ ความดัน) จะมีการแนะนำค่าสัมประสิทธิ์และรวบรวมตารางและกราฟเพิ่มเติมของการขึ้นต่อกัน

ประเภทของความต้านทาน

เนื่องจากความต้านทานคือ:

• แอกทีฟ - หรือโอห์มมิก, ตัวต้านทาน - เป็นผลมาจากค่าไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนแก่ตัวนำ (โลหะ) เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านและ
• ปฏิกิริยา - ตัวเก็บประจุหรืออุปนัย - ซึ่งมาจากการสูญเสียที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในกระแสที่ไหลผ่านตัวนำของสนามไฟฟ้า จากนั้น ความต้านทานตัวนำมีสองประเภท:

1. ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะต่อกระแสตรง (มีตัวต้านทาน) และ
2. ความต้านทานไฟฟ้าเฉพาะต่อกระแสสลับ (มีปฏิกิริยา)

ที่นี่ ความต้านทานประเภท 2 เป็นค่าที่ซับซ้อน ประกอบด้วยสองส่วนประกอบของ TP - แอกทีฟและรีแอกทีฟ เนื่องจากความต้านทานตัวต้านทานมีอยู่เสมอเมื่อกระแสผ่านไป โดยไม่คำนึงถึงธรรมชาติ และความต้านทานปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงของกระแสในวงจรเท่านั้น ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง รีแอกแตนซ์จะเกิดขึ้นเฉพาะในช่วงชั่วคราวที่เกี่ยวข้องกับกระแสเปิด (เปลี่ยนกระแสจาก 0 เป็นค่าเล็กน้อย) หรือปิด (ผลต่างจากค่าระบุเป็น 0) และมักจะนำมาพิจารณาเฉพาะเมื่อออกแบบการป้องกันการโอเวอร์โหลด

ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับรีแอกแตนซ์นั้นมีความหลากหลายมากกว่า พวกเขาไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับเส้นทางที่แท้จริงของกระแสผ่านบางส่วนเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับรูปร่างของตัวนำด้วยและการพึ่งพาอาศัยกันนั้นไม่เป็นเชิงเส้น

ความจริงก็คือกระแสสลับเหนี่ยวนำสนามไฟฟ้าทั้งรอบตัวนำที่ไหลผ่านและในตัวนำเอง และจากสนามนี้ กระแสน้ำวนจะเกิดขึ้น ซึ่งให้ผลของการ "ผลัก" การเคลื่อนที่หลักของประจุที่แท้จริง จากความลึกของส่วนทั้งหมดของตัวนำไปยังพื้นผิวของมัน ซึ่งเรียกว่า "ผลกระทบทางผิวหนัง" (จากผิวหนัง - ผิว). ปรากฎว่ากระแสน้ำวน "ขโมย" ส่วนตัดขวางจากตัวนำ กระแสไหลในชั้นหนึ่งใกล้กับพื้นผิว ส่วนที่เหลือของความหนาของตัวนำยังคงไม่ได้ใช้ มันไม่ได้ลดความต้านทาน และไม่มีประโยชน์ที่จะเพิ่มความหนาของตัวนำ โดยเฉพาะที่ความถี่สูง ดังนั้นสำหรับกระแสสลับ ความต้านทานจะถูกวัดในส่วนตัดขวางของตัวนำดังกล่าว ซึ่งส่วนตัดขวางทั้งหมดสามารถพิจารณาได้ว่าอยู่ใกล้พื้นผิว ลวดดังกล่าวเรียกว่าบางความหนาของมันคือสองเท่าของความลึกของชั้นผิวนี้โดยที่กระแสไหลวนจะแทนที่กระแสหลักที่มีประโยชน์ซึ่งไหลในตัวนำ

แน่นอน การนำไฟฟ้ากระแสสลับที่มีประสิทธิภาพไม่ได้จำกัดอยู่ที่ความหนาของสายไฟที่กลมในส่วนตัดขวางเท่านั้นที่ลดลง ตัวนำสามารถทำให้บางลงได้ แต่ในเวลาเดียวกันทำให้แบนในรูปแบบของเทปจากนั้นส่วนตัดขวางจะสูงกว่าลวดกลมตามลำดับและความต้านทานจะต่ำกว่า นอกจากนี้ การเพิ่มพื้นที่ผิวเพียงอย่างเดียวจะมีผลในการเพิ่มส่วนตัดขวางที่มีประสิทธิภาพ สามารถทำได้เช่นเดียวกันโดยใช้ลวดตีเกลียวแทนเกลียวเดียว นอกจากนี้ ลวดตีเกลียวยังมีความยืดหยุ่นเหนือกว่าเกลียวเดียว ซึ่งมักจะมีประโยชน์เช่นกัน ในทางกลับกัน เมื่อคำนึงถึงผลกระทบของผิวในสายไฟ จึงเป็นไปได้ที่จะทำให้สายไฟประกอบขึ้นด้วยการทำแกนจากโลหะที่มีลักษณะความแข็งแรงดี เช่น เหล็ก แต่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าต่ำ ในเวลาเดียวกัน ลวดถักอลูมิเนียมทำขึ้นเหนือเหล็กซึ่งมีความต้านทานต่ำกว่า

นอกจากผลกระทบทางผิวหนังแล้ว การไหลของกระแสสลับในตัวนำยังได้รับผลกระทบจากการกระตุ้นของกระแสวนในตัวนำโดยรอบ กระแสดังกล่าวเรียกว่ากระแสปิ๊กอัพและถูกเหนี่ยวนำทั้งในโลหะที่ไม่ได้มีบทบาทในการเดินสายไฟ (องค์ประกอบโครงสร้างแบริ่ง) และในสายไฟของคอมเพล็กซ์ตัวนำไฟฟ้าทั้งหมด - มีบทบาทเป็นสายไฟของเฟสอื่น, ศูนย์, สายดิน .

ปรากฏการณ์ทั้งหมดนี้พบได้ในการออกแบบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า ซึ่งยิ่งตอกย้ำความสำคัญของการมีข้อมูลอ้างอิงสรุปสำหรับวัสดุที่หลากหลาย

ความต้านทานของตัวนำวัดด้วยเครื่องมือที่มีความไวและแม่นยำสูง เนื่องจากโลหะถูกเลือกสำหรับการเดินสายและมีความต้านทานต่ำสุด - ตามลำดับโอห์ม * 10 -6 ต่อความยาวและสี่เหลี่ยมจัตุรัสหนึ่งเมตร มม. ส่วน ในการวัดสภาพต้านทานของฉนวน ในทางกลับกัน จำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่มีช่วงมาก ค่ามากความต้านทานมักจะเป็นเมกะโอห์ม เป็นที่ชัดเจนว่าตัวนำต้องนำไฟฟ้าได้ดี และฉนวนต้องหุ้มฉนวนอย่างดี

โต๊ะ

ตารางค่าความต้านทานเฉพาะของตัวนำ (โลหะและโลหะผสม)
วัสดุตัวนำ	ส่วนประกอบ (สำหรับโลหะผสม)	ความต้านทาน ρ mΩ × มม. 2 / ม
	ทองแดง สังกะสี ดีบุก นิกเกิล ตะกั่ว แมงกานีส เหล็ก ฯลฯ
อลูมิเนียม
ทังสเตน
โมลิบดีนัม
	ทองแดง ดีบุก อะลูมิเนียม ซิลิกอน เบริลเลียม ตะกั่ว ฯลฯ (ยกเว้นสังกะสี)
	เหล็กคาร์บอน
	ทองแดง นิกเกิล สังกะสี
แมงกานิน	ทองแดง นิกเกิล แมงกานีส
คอนสแตนตัน	ทองแดง นิกเกิล อะลูมิเนียม
	นิกเกิล โครเมียม เหล็ก แมงกานีส
	เหล็ก โครเมียม อะลูมิเนียม ซิลิกอน แมงกานีส

เหล็กเป็นตัวนำในวิศวกรรมไฟฟ้า

เหล็กเป็นโลหะที่พบมากที่สุดในธรรมชาติและเทคโนโลยี (รองจากไฮโดรเจนซึ่งเป็นโลหะเช่นกัน) นอกจากนี้ยังมีราคาถูกที่สุดและมีความแข็งแรงดีเยี่ยมดังนั้นจึงใช้ทุกที่เป็นพื้นฐานสำหรับความแข็งแรงของโครงสร้างต่างๆ

ในวิศวกรรมไฟฟ้า เหล็กถูกใช้เป็นตัวนำในรูปแบบของลวดเหล็กกล้าที่มีความยืดหยุ่น ซึ่งต้องการความแข็งแรงทางกายภาพและความยืดหยุ่น และสามารถบรรลุความต้านทานที่ต้องการได้เนื่องจากส่วนที่เหมาะสม

มีตารางความต้านทาน โลหะต่างๆและโลหะผสม คุณสามารถคำนวณส่วนตัดขวางของสายไฟที่ทำจากตัวนำที่แตกต่างกันได้

ตัวอย่างเช่น ลองหาส่วนตัดขวางที่เทียบเท่าทางไฟฟ้าของตัวนำที่ทำจากวัสดุต่างๆ: ลวดทองแดง ทังสเตน นิกเกิล และเหล็ก สำหรับการเริ่มต้นใช้ลวดอลูมิเนียมที่มีหน้าตัด 2.5 มม.

เราต้องการที่ความยาว 1 ม. ความต้านทานของลวดจากโลหะเหล่านี้ทั้งหมดจะเท่ากับความต้านทานของของเดิม ความต้านทานของอลูมิเนียมต่อความยาว 1 ม. และหน้าตัด 2.5 มม. จะเท่ากับ

ที่ไหน ร- ความต้านทาน, ρ - ความต้านทานของโลหะจากตาราง ส- พื้นที่หน้าตัด แอล- ความยาว.

แทนที่ค่าเริ่มต้นเราจะได้ความต้านทานของลวดอลูมิเนียมยาวหนึ่งเมตรในหน่วยโอห์ม

หลังจากนั้นเราแก้สูตรสำหรับ S

เราจะแทนค่าจากตารางและรับพื้นที่หน้าตัดของโลหะต่างๆ

เนื่องจากความต้านทานในตารางวัดจากลวดยาว 1 ม. ในหน่วยไมโครโอห์มต่อ 1 มม. 2 เราจึงได้หน่วยเป็นไมโครโอห์ม ในการรับค่าเป็นโอห์ม คุณต้องคูณค่าด้วย 10 -6 แต่จำนวนโอห์มที่มีศูนย์ 6 ตัวหลังจุดทศนิยมไม่จำเป็นสำหรับเราตั้งแต่นั้นมา ผลลัพธ์สุดท้ายเรายังคงพบในมม. 2

อย่างที่คุณเห็น ความต้านทานของเหล็กค่อนข้างใหญ่ ลวดมีความหนา

แต่มีวัสดุที่มีมากกว่านั้น เช่น นิเกิลหรือคอนสแตนแทน

หลายคนเคยได้ยินเกี่ยวกับกฎของโอห์ม แต่ทุกคนไม่ทราบว่ามันคืออะไร การศึกษาเริ่มต้นด้วยหลักสูตรของโรงเรียนในวิชาฟิสิกส์ รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคณะกายภาพและอิเล็กโทรไดนามิกส์ สำหรับคนธรรมดาความรู้นี้ไม่น่าจะมีประโยชน์ แต่จำเป็นสำหรับ การพัฒนาทั่วไปและบุคคลสำหรับอาชีพในอนาคต ในทางกลับกัน ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับไฟฟ้า โครงสร้าง และคุณสมบัติต่างๆ ในบ้านจะช่วยเตือนคุณให้ระวังปัญหาต่างๆ ไม่น่าแปลกใจที่กฎของโอห์มเรียกว่ากฎพื้นฐานของไฟฟ้า เจ้าของบ้านจำเป็นต้องมีความรู้ในด้านไฟฟ้าเพื่อป้องกันแรงดันไฟเกิน ซึ่งอาจทำให้มีภาระเพิ่มขึ้นและเกิดไฟไหม้ได้

แนวคิดของความต้านทานไฟฟ้า

ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณพื้นฐานทางกายภาพ วงจรไฟฟ้า- ความต้านทาน แรงดัน ความแรงของกระแสไฟฟ้า ถูกค้นพบโดย Georg Simon Ohm นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน

ความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำเป็นค่าที่แสดงลักษณะความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้ากล่าวอีกนัยหนึ่ง ส่วนหนึ่งของอิเล็กตรอนภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้าบนตัวนำจะออกจากตำแหน่งในตาข่ายคริสตัลและไปที่ขั้วบวกของตัวนำ อิเล็กตรอนบางส่วนยังคงอยู่ในแลตทิซ หมุนรอบอะตอมของนิวเคลียสต่อไป อิเล็กตรอนและอะตอมเหล่านี้สร้างความต้านทานไฟฟ้าที่ป้องกันการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่ปล่อยออกมา

กระบวนการข้างต้นใช้ได้กับโลหะทุกชนิด แต่ความต้านทานในโลหะนั้นเกิดขึ้นได้หลายวิธี เนื่องจากความแตกต่างของขนาด รูปร่าง วัสดุของตัวนำประกอบด้วย ดังนั้นขนาดของตาข่ายคริสตัลจึงมีรูปร่างไม่เท่ากันสำหรับวัสดุต่างๆ ดังนั้นความต้านทานไฟฟ้าต่อการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าจึงไม่เท่ากัน

จากแนวคิดนี้เป็นไปตามคำจำกัดความของความต้านทานของสารซึ่งเป็นตัวบ่งชี้เฉพาะสำหรับโลหะแต่ละชนิดแยกกัน สภาพต้านทานไฟฟ้า (SER) เป็นปริมาณทางกายภาพที่แสดงด้วยตัวอักษรกรีก ρ และแสดงคุณลักษณะด้วยความสามารถของโลหะในการป้องกันการผ่านของกระแสไฟฟ้า

ทองแดงเป็นวัสดุหลักสำหรับตัวนำ

ความต้านทานของสารคำนวณโดยสูตรโดยที่หนึ่งใน ตัวชี้วัดที่สำคัญคือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานไฟฟ้า ตารางประกอบด้วยค่าความต้านทานของโลหะที่รู้จักสามชนิดในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 0 ถึง 100°C

หากเราใช้ดัชนีความต้านทานของเหล็กซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุที่มีอยู่เท่ากับ 0.1 โอห์ม 1 โอห์มจะต้องใช้ 10 เมตร เงินมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำสุด สำหรับตัวบ่งชี้ที่ 1 โอห์ม จะออกมา 66.7 เมตร ความแตกต่างที่สำคัญ แต่เงินเป็นโลหะราคาแพงที่ไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย ในแง่ของประสิทธิภาพถัดไปคือทองแดงโดยที่ 1 โอห์มต้องใช้ 57.14 เมตร เนื่องจากความพร้อมใช้งาน ราคาเมื่อเทียบกับเงิน ทองแดงจึงเป็นหนึ่งในวัสดุยอดนิยมสำหรับใช้ในเครือข่ายไฟฟ้า ความต้านทานต่ำของลวดทองแดงหรือความต้านทานของลวดทองแดงทำให้สามารถใช้ตัวนำทองแดงในสาขาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี ตลอดจนในอุตสาหกรรมและในครัวเรือนได้

ค่าความต้านทาน

ค่าความต้านทานไม่คงที่ จะเปลี่ยนไปตามปัจจัยต่อไปนี้:

• ขนาด. เส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำที่ใหญ่ขึ้น อิเล็กตรอนจะผ่านตัวมันเองได้มากขึ้น ดังนั้นยิ่งมีขนาดเล็กลงเท่าใดความต้านทานก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
• ความยาว. อิเล็กตรอนผ่านอะตอม ดังนั้นยิ่งลวดยาวเท่าไร อิเล็กตรอนก็ยิ่งต้องเดินทางผ่านอะตอมมากขึ้นเท่านั้น เมื่อทำการคำนวณจำเป็นต้องคำนึงถึงความยาวขนาดของลวดเพราะยิ่งลวดยาวและบางลงเท่าใด ความต้านทานก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และในทางกลับกัน ความล้มเหลวในการคำนวณภาระของอุปกรณ์ที่ใช้อาจทำให้สายไฟร้อนเกินไปและเกิดไฟไหม้ได้
• อุณหภูมิ. เป็นที่รู้จักกันว่า ระบอบอุณหภูมิมันมี ความสำคัญอย่างยิ่งเกี่ยวกับพฤติกรรมของสารในรูปแบบต่างๆ โลหะเปลี่ยนคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่างกัน ความต้านทานของทองแดงโดยตรงขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานของทองแดงและเพิ่มขึ้นเมื่อถูกความร้อน
• การกัดกร่อน การก่อตัวของการกัดกร่อนจะเพิ่มภาระอย่างมาก สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากผลกระทบ สิ่งแวดล้อมการซึมผ่านของความชื้น เกลือ สิ่งสกปรก ฯลฯ อาการต่างๆ ขอแนะนำให้แยก, ป้องกันการเชื่อมต่อทั้งหมด, ขั้วต่อ, บิด, ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันที่อยู่บนถนน, เปลี่ยนสายไฟ, ส่วนประกอบ, ส่วนประกอบที่เสียหายในเวลาที่เหมาะสม

การคำนวณความต้านทาน

การคำนวณจะทำเมื่อออกแบบวัตถุสำหรับวัตถุประสงค์และการใช้งานต่างๆ เนื่องจากการช่วยชีวิตของแต่ละคนมาจากไฟฟ้า ทุกอย่างถูกนำมาพิจารณาตั้งแต่โคมไฟไปจนถึงอุปกรณ์ที่ซับซ้อนทางเทคนิค ที่บ้านการคำนวณจะเป็นประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการวางแผนที่จะเปลี่ยนสายไฟ สำหรับการก่อสร้างที่อยู่อาศัยส่วนตัวจำเป็นต้องคำนวณภาระมิฉะนั้นการประกอบสายไฟ "งานฝีมือ" อาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้

วัตถุประสงค์ของการคำนวณคือการกำหนดความต้านทานรวมของตัวนำของอุปกรณ์ทั้งหมดที่ใช้โดยคำนึงถึงพารามิเตอร์ทางเทคนิค คำนวณโดยสูตร R=p*l/S โดยที่:

R คือผลลัพธ์ที่คำนวณได้

p คือดัชนีความต้านทานจากตาราง

l คือความยาวของเส้นลวด (ตัวนำ);

S คือเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วน

หน่วย

ในระบบสากลของหน่วย ปริมาณทางกายภาพ(SI) ความต้านทานไฟฟ้าวัดเป็นโอห์ม (โอห์ม) หน่วยวัดความต้านทานตามระบบ SI เท่ากับค่าความต้านทานของสารที่ตัวนำที่ทำจากวัสดุหนึ่งชิ้นยาว 1 ม. โดยมีหน้าตัด 1 ตร.ม. m. มีความต้านทาน 1 โอห์ม การใช้ 1 โอห์ม / ม. สำหรับโลหะต่าง ๆ แสดงไว้อย่างชัดเจนในตาราง

ความสำคัญของความต้านทาน

ความสัมพันธ์ระหว่างสภาพต้านทานและการนำไฟฟ้าสามารถมองได้ว่าเป็นส่วนกลับกัน ยิ่งดัชนีของตัวนำหนึ่งสูงเท่าใด ดัชนีของอีกอันก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น และในทางกลับกัน ดังนั้นเมื่อคำนวณค่าการนำไฟฟ้าจะใช้การคำนวณ 1 / r เนื่องจากจำนวนส่วนกลับของ X คือ 1 / X และในทางกลับกัน ตัวบ่งชี้เฉพาะแสดงด้วยตัวอักษร g

ประโยชน์ของทองแดงด้วยไฟฟ้า

ความต้านทานต่ำ (รองจากเงิน) เป็นข้อดี ทองแดงไม่จำกัด มีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะตัวคือ ปั้นได้ อ่อนตัวได้สูง ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ ทองแดงอิเล็กโทรไลต์ที่มีความบริสุทธิ์สูงจึงถูกผลิตขึ้นสำหรับการผลิตสายเคเบิลที่ใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้า เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมไฟฟ้าและอุตสาหกรรมยานยนต์

การพึ่งพาดัชนีความต้านทานต่ออุณหภูมิ

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิคือค่าที่เท่ากับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าของส่วนหนึ่งของวงจรและความต้านทานของโลหะอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ โลหะส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มความต้านทานด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการสั่นสะเทือนจากความร้อนของโครงผลึก ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานของทองแดงมีผลต่อความต้านทานจำเพาะของลวดทองแดง และที่อุณหภูมิตั้งแต่ 0 ถึง 100°C คือ 4.1 10−3(1/เคลวิน) สำหรับเงิน ตัวบ่งชี้นี้ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันมีค่า 3.8 และสำหรับเหล็ก 6.0 นี่เป็นการพิสูจน์ประสิทธิภาพของการใช้ทองแดงเป็นตัวนำอีกครั้ง

เนื้อหา:

ความต้านทานของโลหะคือความสามารถในการต้านทานกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านโลหะ หน่วยการวัดค่านี้คือ โอห์ม * ม. (โอห์ม-เมตร) อักษรกรีก ρ (rho) ใช้เป็นสัญลักษณ์ ความต้านทานสูงหมายถึงการนำประจุไฟฟ้าที่ไม่ดีของวัสดุบางชนิด

ข้อมูลจำเพาะของเหล็ก

ก่อนที่จะพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับความต้านทานของเหล็ก คุณควรทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลขั้นพื้นฐานของเหล็กก่อน เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุนี้จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคการผลิตและด้านอื่น ๆ ของชีวิตและกิจกรรมของผู้คน

เหล็กเป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอนที่มีปริมาณไม่เกิน 1.7% นอกจากคาร์บอนแล้ว เหล็กกล้ายังมีสิ่งเจือปนจำนวนหนึ่ง เช่น ซิลิกอน แมงกานีส กำมะถัน และฟอสฟอรัส ในแง่ของคุณภาพ ดีกว่าเหล็กหล่อมาก ชุบแข็ง หลอม รีด และแปรรูปประเภทอื่นๆ ได้ง่าย เหล็กทุกประเภทมีความแข็งแรงและความเหนียวสูง

ตามวัตถุประสงค์ เหล็กแบ่งออกเป็นโครงสร้าง เครื่องมือ และพิเศษ คุณสมบัติทางกายภาพ. คาร์บอนแต่ละชนิดมีปริมาณคาร์บอนต่างกัน เนื่องจากวัสดุมีคุณสมบัติเฉพาะบางอย่าง เช่น ทนความร้อน ทนความร้อน ต้านทานการเกิดสนิมและการกัดกร่อน

สถานที่พิเศษถูกครอบครองโดยเหล็กไฟฟ้าที่ผลิตในรูปแบบแผ่นและใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า เพื่อให้ได้สารนี้ จะทำการเติมด้วยซิลิกอนซึ่งสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางแม่เหล็กและไฟฟ้าได้

เพื่อให้เหล็กไฟฟ้าได้รับคุณสมบัติที่จำเป็น ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดและเงื่อนไขบางประการ วัสดุควรถูกทำให้เป็นแม่เหล็กและถูกทำให้เป็นแม่เหล็กใหม่ได้ง่าย กล่าวคือ มีการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง เหล็กดังกล่าวมีคุณสมบัติที่ดีและการกลับตัวของแม่เหล็กนั้นดำเนินการโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด

ขนาดและมวลของแกนแม่เหล็กและขดลวด ตลอดจนค่าสัมประสิทธิ์ การกระทำที่เป็นประโยชน์หม้อแปลงไฟฟ้าและขนาด อุณหภูมิในการทำงาน. การปฏิบัติตามเงื่อนไขนั้นได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย รวมถึงความต้านทานของเหล็ก

ความต้านทานและตัวบ่งชี้อื่น ๆ

ค่าความต้านทานไฟฟ้าคืออัตราส่วนของแรงดึง สนามไฟฟ้าในโลหะและความหนาแน่นกระแสที่ไหลเข้า สำหรับการคำนวณเชิงปฏิบัติจะใช้สูตร: ซึ่ง ρ คือความต้านทานของโลหะ (โอห์ม * ม.) อี- ความแรงของสนามไฟฟ้า (V/m) และ เจ- ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าในโลหะ (A / m 2) ด้วยความแรงของสนามไฟฟ้าที่สูงมากและความหนาแน่นกระแสต่ำ ความต้านทานของโลหะจะสูง

มีอีกปริมาณหนึ่งที่เรียกว่าค่าการนำไฟฟ้า ค่าผกผันของสภาพต้านทาน ซึ่งบ่งชี้ระดับการนำไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าโดยวัสดุเฉพาะ กำหนดโดยสูตรและแสดงเป็นหน่วย Sm / m - ซีเมนส์ต่อเมตร

สภาพต้านทานสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความต้านทานไฟฟ้า อย่างไรก็ตามพวกเขามีความแตกต่างกัน ในกรณีแรก นี่เป็นคุณสมบัติของวัสดุ รวมถึงเหล็ก และในกรณีที่สอง คุณสมบัติของวัตถุทั้งหมดจะถูกกำหนด คุณภาพของตัวต้านทานได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายอย่างรวมกัน โดยหลักๆ แล้วคือรูปร่างและสภาพต้านทานของวัสดุที่นำมาผลิต ตัวอย่างเช่น หากใช้เส้นลวดที่บางและยาวเพื่อสร้างตัวต้านทานแบบลวด ความต้านทานของมันจะมากกว่าตัวต้านทานที่ทำจากลวดที่หนาและสั้นของโลหะชนิดเดียวกัน

อีกตัวอย่างหนึ่งคือตัวต้านทานลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวเท่ากัน อย่างไรก็ตามหากวัสดุตัวใดตัวหนึ่งมีความต้านทานสูงและอีกตัวมีค่าต่ำ ดังนั้นความต้านทานไฟฟ้าในตัวต้านทานตัวแรกจะสูงกว่าตัวต้านทานตัวที่สอง

เมื่อทราบคุณสมบัติพื้นฐานของวัสดุแล้ว คุณสามารถใช้ค่าความต้านทานของเหล็กเพื่อกำหนดค่าความต้านทานของตัวนำเหล็กได้ สำหรับการคำนวณนอกเหนือจากความต้านทานไฟฟ้าแล้วจะต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของเส้นลวดด้วย การคำนวณดำเนินการตามสูตรต่อไปนี้: , ซึ่ง รคือ (โอห์ม) ρ - ความต้านทานของเหล็ก (โอห์ม * ม.) แอล- สอดคล้องกับความยาวของลวด ก- พื้นที่หน้าตัดของมัน

อุณหภูมิขึ้นอยู่กับความต้านทานของเหล็กและโลหะอื่นๆ ในการคำนวณส่วนใหญ่จะใช้อุณหภูมิห้อง - 20 0 C การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดภายใต้อิทธิพลของปัจจัยนี้จะนำมาพิจารณาโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ

ความต้านทานเป็นแนวคิดประยุกต์ในวิศวกรรมไฟฟ้า มันแสดงถึงความต้านทานต่อหน่วยความยาวของวัสดุของส่วนหน่วยต่อกระแสที่ไหลผ่าน - กล่าวอีกนัยหนึ่งว่าลวดส่วนมิลลิเมตรยาวหนึ่งเมตรมีความต้านทานเท่าใด แนวคิดนี้ใช้ในการคำนวณทางไฟฟ้าต่างๆ

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงและความต้านทานไฟฟ้ากระแสสลับ ในกรณีแรก ความต้านทานเกิดจากการกระทำของกระแสตรงบนตัวนำเท่านั้น ในกรณีที่สอง กระแสสลับ (อาจมีรูปร่างใดก็ได้: ไซน์, สี่เหลี่ยม, สามเหลี่ยมหรือตามอำเภอใจ) ทำให้เกิดสนามกระแสน้ำวนเพิ่มเติมในตัวนำซึ่งสร้างความต้านทานด้วย

การแสดงทางกายภาพ

ในการคำนวณทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับการวางสายเคเบิลขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ จะใช้พารามิเตอร์ในการคำนวณความยาวสายเคเบิลที่ต้องการและคุณสมบัติทางไฟฟ้า หนึ่งในพารามิเตอร์หลักคือความต้านทาน สูตรความต้านทานไฟฟ้า:

ρ = R * S / l โดยที่:

• ρ คือความต้านทานของวัสดุ
• R คือความต้านทานไฟฟ้าโอห์มมิกของตัวนำเฉพาะ
• S - ภาพตัดขวาง;
• ลิตร - ความยาว

ขนาด ρ วัดเป็นโอห์ม มม. 2 / ม. หรือทำให้สูตรสั้นลง - โอห์ม ม.

ค่า ρ ของสารชนิดเดียวกันจะเท่ากันเสมอ ดังนั้นจึงเป็นค่าคงที่ที่แสดงลักษณะของวัสดุตัวนำ มักจะระบุไว้ในหนังสืออ้างอิง จากนี้จึงเป็นไปได้ที่จะดำเนินการคำนวณปริมาณทางเทคนิค

สิ่งสำคัญคือต้องพูดเกี่ยวกับค่าการนำไฟฟ้าเฉพาะ ค่านี้เป็นค่าส่วนกลับของค่าความต้านทานของวัสดุ และใช้ร่วมกับค่านั้น เรียกอีกอย่างว่าการนำไฟฟ้า ยิ่งค่านี้สูงเท่าไร โลหะที่ดีกว่าดำเนินการในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น ค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงเท่ากับ 58.14 ม. / (โอห์ม มม. 2) หรือในหน่วย SI: 58,140,000 S/m. (ซีเมนส์ต่อเมตรคือหน่วย SI ของการนำไฟฟ้า)

เป็นไปได้ที่จะพูดถึงความต้านทานไฟฟ้าเฉพาะเมื่อมีองค์ประกอบที่นำกระแสเนื่องจากไดอิเล็กตริกมีความต้านทานไฟฟ้าที่ไม่มีที่สิ้นสุดหรือใกล้เคียงกับมัน โลหะเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าที่ดีมาก คุณสามารถวัดความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำโลหะได้โดยใช้มิลลิโอห์มมิเตอร์ หรือแม่นยำกว่านั้นคือไมโครโอห์มมิเตอร์ ค่าจะถูกวัดระหว่างหัววัดที่ใช้กับส่วนตัวนำ ช่วยให้คุณสามารถตรวจสอบวงจร สายไฟ ขดลวดของมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โลหะมีความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าต่างกัน ความต้านทานของโลหะต่างๆ เป็นพารามิเตอร์ที่แสดงลักษณะความแตกต่างนี้ ข้อมูลได้รับที่อุณหภูมิวัสดุ 20 องศาเซลเซียส:

พารามิเตอร์ ρ แสดงความต้านทานของตัวนำมิเตอร์ที่มีหน้าตัด 1 มม. 2 จะมี ยิ่งค่านี้มากเท่าใด ความต้านทานไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นสำหรับสายไฟที่ต้องการตามความยาวที่กำหนด ค่า ρ ที่เล็กที่สุด ดังที่เห็นได้จากรายการ สำหรับสีเงิน ค่าความต้านทาน 1 เมตรของวัสดุนี้จะอยู่ที่ 0.015 โอห์มเท่านั้น แต่เป็นโลหะที่แพงเกินไปที่จะใช้ในระดับอุตสาหกรรม ถัดไปคือทองแดงซึ่งพบได้ทั่วไปในธรรมชาติ (ไม่ใช่โลหะมีค่า แต่เป็นโลหะที่ไม่มีธาตุเหล็ก) ดังนั้นการเดินสายทองแดงจึงเป็นเรื่องธรรมดามาก

ทองแดงไม่เพียงแต่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเท่านั้น แต่ยังเป็นวัสดุที่เหนียวมากอีกด้วย ด้วยคุณสมบัตินี้ การเดินสายทองแดงจึงเหมาะสมกว่า ทนทานต่อการงอและยืด

ทองแดงเป็นที่ต้องการของตลาดสูง ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ มากมายทำจากวัสดุนี้:

• ตัวนำที่หลากหลาย
• ชิ้นส่วนรถยนต์ (เช่น หม้อน้ำ)
• กลไกนาฬิกา
• ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์
• รายละเอียดอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์.

ความต้านทานไฟฟ้าของทองแดงเป็นหนึ่งในวัสดุที่นำกระแสไฟฟ้าได้ดีที่สุด ดังนั้นผลิตภัณฑ์จำนวนมากของอุตสาหกรรมไฟฟ้าจึงถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของมัน นอกจากนี้ ทองแดงยังง่ายต่อการบัดกรี ดังนั้นจึงเป็นเรื่องธรรมดามากในวิทยุสมัครเล่น

การนำความร้อนสูงของทองแดงช่วยให้สามารถใช้ในอุปกรณ์ทำความเย็นและความร้อนได้ และความเหนียวทำให้สามารถสร้างรายละเอียดที่เล็กที่สุดและตัวนำที่บางที่สุดได้

ตัวนำกระแสไฟฟ้าเป็นประเภทที่หนึ่งและสอง ตัวนำประเภทแรกคือโลหะ ตัวนำประเภทที่สองคือสารละลายนำไฟฟ้าของของเหลว กระแสในอดีตถูกพาโดยอิเล็กตรอน และพาหะปัจจุบันในตัวนำประเภทที่สองคือไอออน อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าของของเหลวอิเล็กโทรไลต์

เป็นไปได้ที่จะพูดคุยเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของวัสดุเฉพาะในบริบทของอุณหภูมิแวดล้อมเท่านั้น เพิ่มเติมด้วย อุณหภูมิสูงตัวนำชนิดแรกจะเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าและชนิดที่สองจะลดลง ดังนั้นจึงมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานของวัสดุ ความต้านทานเฉพาะของทองแดงโอห์ม m เพิ่มขึ้นเมื่อความร้อนเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ α ยังขึ้นอยู่กับวัสดุเท่านั้น ค่านี้ไม่มีมิติและสำหรับโลหะและโลหะผสมต่างๆ จะเท่ากับตัวบ่งชี้ต่อไปนี้:

• เงิน - 0.0035;
• เหล็ก - 0.0066;
• แพลทินัม - 0.0032;
• ทองแดง - 0.0040;
• ทังสเตน - 0.0045;
• ปรอท - 0.0090;
• คอนสแตนตาน - 0.000005;
• นิกเกิล - 0.0003;
• นิโครม - 0.00016.

การหาค่าความต้านทานไฟฟ้าของส่วนตัวนำที่ อุณหภูมิสูง R (t) คำนวณโดยสูตร:

R (t) = R (0) โดยที่:

• R (0) - ความต้านทานที่อุณหภูมิเริ่มต้น
• α - ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ
• t - t (0) - ความแตกต่างของอุณหภูมิ

ตัวอย่างเช่น เมื่อทราบค่าความต้านทานไฟฟ้าของทองแดงที่ 20 องศาเซลเซียส คุณสามารถคำนวณค่าความต้านทานไฟฟ้าที่ 170 องศาได้ นั่นคือเมื่อได้รับความร้อน 150 องศา ความต้านทานเริ่มต้นจะเพิ่มขึ้น 1.6 เท่า

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุจะลดลง เนื่องจากนี่คือส่วนกลับของความต้านทานไฟฟ้า ดังนั้นมันจึงลดลงในจำนวนครั้งเท่ากันทุกประการ ตัวอย่างเช่น ค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงเมื่อวัสดุได้รับความร้อน 150 องศาจะลดลง 1.6 เท่า

มีโลหะผสมที่ไม่เปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้าเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ตัวอย่างเช่นคอนสแตนตัน เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงหนึ่งร้อยองศา ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเพียง 0.5%

หากการนำไฟฟ้าของวัสดุลดลงด้วยความร้อน มันจะดีขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ของตัวนำยิ่งยวด หากคุณลดอุณหภูมิของตัวนำให้ต่ำกว่า -253 องศาเซลเซียส ความต้านทานไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็วจนเกือบเป็นศูนย์ ส่งผลให้ค่าส่งไฟฟ้าลดลง ปัญหาเดียวคือการทำให้ตัวนำเย็นลงจนถึงอุณหภูมิดังกล่าว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการค้นพบล่าสุดเกี่ยวกับตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งมีพื้นฐานมาจากออกไซด์ของทองแดง วัสดุจะต้องถูกทำให้เย็นลงตามค่าที่ยอมรับได้

ความต้านทานไฟฟ้าซึ่งแสดงเป็นโอห์มแตกต่างจากแนวคิดของ "ความต้านทาน" เพื่อให้เข้าใจว่าความต้านทานคืออะไร จำเป็นต้องสัมพันธ์กับคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุ

เกี่ยวกับการนำไฟฟ้าและความต้านทาน

การไหลของอิเล็กตรอนไม่ได้เคลื่อนที่อย่างอิสระผ่านวัสดุ ที่อุณหภูมิคงที่ อนุภาคมูลฐานแกว่งไปรอบ ๆ สถานะที่เหลือ นอกจากนี้ อิเล็กตรอนในแถบการนำไฟฟ้าจะรบกวนซึ่งกันและกันโดยการผลักกันเนื่องจากประจุไฟฟ้าที่คล้ายคลึงกัน จึงเกิดการต่อต้านขึ้น

การนำไฟฟ้าเป็นลักษณะเฉพาะของวัสดุและวัดค่าความง่ายในการที่ประจุสามารถเคลื่อนที่ได้เมื่อสารอยู่ภายใต้สนามไฟฟ้า ความต้านทานคือส่วนกลับของระดับความยากที่อิเล็กตรอนมีในการเคลื่อนที่ผ่านวัสดุ ซึ่งบ่งชี้ว่าตัวนำนั้นดีหรือไม่ดีเพียงใด

สำคัญ!ค่าความต้านทานไฟฟ้าที่มีค่าสูงแสดงว่าวัสดุนั้นนำไฟฟ้าได้ไม่ดี และด้วย มูลค่าต่ำ- กำหนดสารนำไฟฟ้าที่ดี

ค่าการนำไฟฟ้าเฉพาะจะแสดงด้วยตัวอักษร σ และคำนวณโดยสูตร:

ความต้านทาน ρ เป็นตัวบ่งชี้ผกผันสามารถพบได้ดังนี้:

ในนิพจน์นี้ E คือความแรงของสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้น (V / m) และ J คือความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า (A / m²) จากนั้นหน่วยการวัด ρ จะเป็น:

V/m x m²/A = โอห์ม m

สำหรับค่าการนำไฟฟ้าเฉพาะ σ หน่วยที่วัดได้คือ Sm/m หรือซีเมนส์ต่อเมตร

ประเภทวัสดุ

ตามความต้านทานของวัสดุสามารถจำแนกได้หลายประเภท:

1. ตัวนำ ซึ่งรวมถึงโลหะทั้งหมด โลหะผสม สารละลายที่แยกตัวออกเป็นไอออน ตลอดจนก๊าซที่ถูกกระตุ้นด้วยความร้อน รวมทั้งพลาสมา กราไฟต์เป็นตัวอย่างของอโลหะ
2. สารกึ่งตัวนำซึ่งเป็นวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า โปรยคริสตัลซึ่งเจือด้วยเจตนาด้วยการรวมอะตอมแปลกปลอมที่มีจำนวนอิเล็กตรอนผูกพันมากหรือน้อย เป็นผลให้อิเล็กตรอนหรือโฮลส่วนเกินกึ่งอิสระก่อตัวขึ้นในโครงสร้างแลตทิซ ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดค่าการนำไฟฟ้าในปัจจุบัน
3. ไดอิเล็กทริกหรือฉนวนที่แยกออกจากกัน - วัสดุทั้งหมดที่อยู่ใน สภาวะปกติไม่มีอิเล็กตรอนอิสระ

สำหรับการขนส่งพลังงานไฟฟ้าหรือการติดตั้งระบบไฟฟ้าภายในบ้านและอุตสาหกรรม วัสดุที่ใช้บ่อยคือทองแดงในรูปแบบของสายเคเบิลแกนเดียวหรือหลายแกน โลหะทางเลือกคืออะลูมิเนียม แม้ว่าค่าความต้านทานของทองแดงจะอยู่ที่ 60% ของค่าความต้านทานของอะลูมิเนียม แต่เบากว่าทองแดงมากซึ่งกำหนดไว้ล่วงหน้าว่าใช้ในสายไฟของเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง ทองคำเป็นตัวนำใช้ในวงจรไฟฟ้าเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ

น่าสนใจ.ค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงบริสุทธิ์ได้รับการรับรองโดย International Electrotechnical Commission ในปี 1913 เป็นมาตรฐานสำหรับค่านี้ ตามคำนิยาม ค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงที่วัดที่ 20° คือ 0.58108 S/m ค่านี้เรียกว่า LACS 100% และค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุที่เหลือจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของ LACS

โลหะส่วนใหญ่มีค่าการนำไฟฟ้าน้อยกว่า 100% LACS อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้น เช่น เงินหรือทองแดงพิเศษที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงมาก กำหนดให้เป็น C-103 และ C-110 ตามลำดับ

อิเล็กทริกไม่นำไฟฟ้าและใช้เป็นฉนวน ตัวอย่างของฉนวน:

• กระจก,
• เซรามิก,
• พลาสติก,
• ยาง,
• ไมกา,
• ขี้ผึ้ง,
• กระดาษ,
• ไม้แห้ง,
• เครื่องลายคราม,
• ไขมันบางชนิดสำหรับอุตสาหกรรมและไฟฟ้าและเบกกาไลต์

ระหว่างสามกลุ่ม การเปลี่ยนเป็นไปอย่างลื่นไหล เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าไม่มีสื่อและวัสดุใดที่ไม่นำไฟฟ้าอย่างแน่นอน ตัวอย่างเช่น อากาศเป็นฉนวนที่อุณหภูมิห้อง แต่ภายใต้สภาวะที่มีสัญญาณความถี่ต่ำแรงสูง อากาศจะกลายเป็นตัวนำไฟฟ้าได้

การหาค่าการนำไฟฟ้า

ถ้าเราเปรียบเทียบความต้านทานไฟฟ้า สารต่างๆจำเป็นต้องมีเงื่อนไขการวัดมาตรฐาน:

1. ในกรณีของของเหลว ตัวนำไฟฟ้าและฉนวนที่ไม่ดี ให้ใช้ตัวอย่างลูกบาศก์ที่มีขอบยาว 10 มม.
2. ค่าความต้านทานของดินและการก่อตัวทางธรณีวิทยาจะพิจารณาจากลูกบาศก์ที่มีความยาวของแต่ละซี่โครง 1 เมตร
3. การนำไฟฟ้าของสารละลายขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไอออน สารละลายเข้มข้นจะแตกตัวน้อยกว่าและมีตัวพาประจุน้อยกว่า ซึ่งช่วยลดการนำไฟฟ้า เมื่อการเจือจางเพิ่มขึ้น จำนวนคู่ไอออนจะเพิ่มขึ้น ความเข้มข้นของสารละลายตั้งไว้ที่ 10%
4. ในการพิจารณาความต้านทานของตัวนำโลหะจะใช้สายไฟที่มีความยาวหนึ่งเมตรและหน้าตัดขนาด 1 มม. ²

หากวัสดุเช่นโลหะสามารถให้อิเล็กตรอนอิสระได้ เมื่อใช้ความต่างศักย์ ลวดจะไหล ไฟฟ้า. เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านสสารมากขึ้นในหน่วยเวลา หากพารามิเตอร์เพิ่มเติมทั้งหมด (อุณหภูมิ พื้นที่หน้าตัด ความยาวสายไฟ และวัสดุ) ไม่เปลี่ยนแปลง จากนั้นอัตราส่วนของกระแสต่อแรงดันที่ใช้ก็จะคงที่และเรียกว่าการนำไฟฟ้า:

ดังนั้นความต้านทานไฟฟ้าจะเป็น:

ผลลัพธ์เป็นโอห์ม

ในทางกลับกัน ตัวนำสามารถมีความยาว ขนาดหน้าตัด และทำจากวัสดุต่างๆ ได้ ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าของ R ในทางคณิตศาสตร์ ความสัมพันธ์นี้มีลักษณะดังนี้:

ปัจจัยด้านวัสดุคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์ ρ

จากนี้เราสามารถหาสูตรสำหรับความต้านทาน:

หากค่าของ S และ l สอดคล้องกับเงื่อนไขที่กำหนดสำหรับการคำนวณเปรียบเทียบความต้านทานเช่น 1 mm² และ 1 m ดังนั้น ρ = R เมื่อขนาดของตัวนำเปลี่ยน จำนวนโอห์มก็จะเปลี่ยนไปด้วย