Какие существуют виды
Их немного, одно из которых мы уже разобрали:
- омическое;
- активное;
- индуктивное;
- ёмкостное.
Формулы расчёта электрического сопротивления для переменного тока
К сожалению, наш друг-физик решил не идти нам навстречу и вывел несколько формул по нахождению всех трёх величин. Электрическое сопротивление обозначается буквой R.
Но перед тем как пойти дальше, совет: всегда придумывайте какие-нибудь ассоциации, чтобы запомнилось на всю жизнь, например:
- R (сопротивление). Можете запомнить что R, как рюмка. Нужно сопротивляться, чтобы не выпить ещё одну рюмку.
- I (сила тока). Латинская «I», как проводок, по которому идёт ток.
- U (напряжение). Эта буква, как дуга. И напряжение разносится с одного конца на другой по дуге.
Ну и, конечно, формула закона Ома для участка цепи.
- R=U/I т.е., чтобы найти сопротивление(рюмку) надо напряжение (дугу) разделить на ток (проводок).
- U=IR, хотите найти напряжение (дугу), умножьте проводок на рюмку.
- I=U/R чтобы найти чему равен проводок, нужно напряжение разделить на сопротивление.
Ну а теперь главное, для чего мы все здесь собрались: «Зачем нужен этот закон? Что он даёт?»
Также не забывате, если вдруг вас спросят от чего зависит сопротивление — отвечайте: » От напряжения и мощности».
Активного сопротивления
Ну что сказать? Придется запастись терпением и потратить время на все эти законы и определения.
Но к счастью, активное сопротивление, так и осталось большой буквой R. Просто немного поменялась формула и ее предназначение.
Подключим к нашей цепи проводник. Проводником может выступать лампа.
Понятно, что по нему тоже будет проходить ток. Это как танец «волна». Все 5 человек берутся за руки и начинают по очереди создавать колебания. Сопротивление уже известно на всех. Так же и здесь.
Если посмотреть, то можно найти сходство танца «волны» с этой буквой. Так и запомните.
Формула, как рассчитать силу тока:
I=U/Z
Индуктивного сопротивления
Боюсь, что когда вы увидите данную формулу, то она вам точно не понравится. Но нет слова «не хочу», есть слово «надо».
Начнем с обозначения:
- XL (индуктивное сопротивление). Прямо как размер в одежде. Но почему именно так? L — это цепь переменного тока;
- f — частота, в Гц;
- сопротивление с частотой взаимосвязаны, так, если возрастает одно — увеличивается и другое;
- единица СИ индуктивного сопротивления: = Ом;
- запомните, что индуктивное сопротивление отличается от омического тем, что у первого нет потери мощности;
- XL=2π×f×L;
- формула расчета мощности по напряжению: P = U×I;
- мощность электрического тока вычисляется в Ватах.
Емкостного
Ёмкостное сопротивление — это проводник, который подключен к цепи. Он не имеет сопротивление, но есть ёмкость. Обозначается это ёмкостное сопротивление буквами Xc.
- Xc = 1/ωC;
- ω — циклическая частота;
- С — ёмкость.
Полного
Как говорилось выше — полное сопротиление что-то на подобии танца «волны». Нужно узнать R (сопротивление) всех.
Чтобы определить полное сопротивление цепи:
R = R1 +R2 (проводников может быть несколько).
Теперь, если у вас спросят как определить общее сопротивление цепи, вы знаете что делать.
Конструкционные стали.
Их классифицируют по характеристикам и по химическому составу сплавов. Если качественные и обыкновенные. И те и другие — углеродистые стали, хоть содержание углерода в них незначительное.
Предназначение обыкновенных конструкционных сплавов — изготовление промышленных изделий, которые должны подвергаться серьезным механическим нагрузкам: гвоздей, болтов, уголков, швеллеров, балок и т.п. Качественные конструкционные стали подходят для изготовления деталей, используемых в машиностроении. Конечно, выдерживаемые нагрузки у них гораздо ниже, такие марки стали гораздо мягче, их используют для изготовления деталей методом холодной штамповки. Кроме того есть особо-высококачественные марки, их называют криогенными. Они сохраняют прочностные характеристики при экстремально низких температурах. Из них делают емкости для транспортировки и хранения сжиженных газов, а так же применяют при строительстве объектов в условиях вечной мерзлоты.
Классификация
Современная нержавеющая проволока изготавливается не просто из стали с минимальным уровнем коррозии. Это всегда еще и легированный на высоком уровне, стойкий к сильному нагреву материал. Универсальную длинную конструкцию легко распознать – она похожа на нить или струну. Преимущественно нержавеющая проволока имеет в сечении форму круга. Она используется самыми разными сферами, поэтому представлена целым рядом модификаций.
Большой популярностью пользуется вязальная проволока. Ее используют для фиксации арматуры — и неудивительно, что этот материал не должен ржаветь при нормальной эксплуатации как можно дольше. Основные требования озвучены в ГОСТ 3282-74. Специалисты давно отмечают, что чем толще арматура, тем больше должно быть и сечение применяемой проволоки. Располагать ее надо максимально равномерно, потому что иначе нагрузки будут распределены неправильно.
Но нержавеющей может быть и сварочная проволока. Такой материал ценен тем, что готовый сварной шов тоже имеет отличные антикоррозионные свойства. В основном специальное стальное волокно используют для автоматизированного полностью или частично сварочного процесса. Оно пригодится и для работы в атмосфере инертного газа, и для сварки порошкообразного металла.
Отдельного внимания заслуживает нагартованная проволока. Она нужна, чтобы:
- делать щетки для ручной уборки и различных чистящих машин;
- производить металлическую фибру (один из видов арматуры для бетона);
- изготавливать тросы и канаты;
- получать несложные пружины;
- выполнять детали легкового и грузового автотранспорта;
- формировать заборы и другие ограждающие конструкции.
Пружинную нержавеющую проволоку делают из стали с высоким содержанием углеродистых добавок. Ее применяют, когда нужно сделать особенно сложные и важные пружины. Сечение металлической нити может быть в форме круга, овала или прямоугольника — смотря по тому, что нужно в конкретном случае. Диаметр волокна составляет от 0,3 до 5 мм. Если применяют легированную сталь, наибольший диаметр увеличивается до 8 мм.
Принято выделять еще такие виды:
- продукция горячего катания;
- продукция холодного катания;
- светлый металл (лишенный окислов);
- оксидированные изделия;
- омедненная проволока;
- продукция нормальной и увеличенной точности;
- проволока 1 и 2 категории пластичности.
Медь – основной материал для проводников
Квалифицированный выбор подходящего материала сопровождается комплексной оценкой нескольких факторов. Медный проводник не повреждается коррозией, потому что на поверхности образуется защитный слой из окислов. Структурная целостность сохраняется при малом радиусе поворота, после многократных изгибов. Отмеченные параметры пригодятся для оснащения помещений с повышенной влажностью и прокладки линий сложной конфигурации.
Тем не менее, главным преимуществом является малое сопротивление проводов из меди. Кроме улучшения токопроводимости с одновременным снижением потерь при передаче энергии, следует отметить уменьшение веса и размеров кабельной продукции, по сравнению с альтернативными вариантами.
Пример недопустимых гальванических пар:
Гальваническое действие может возникнуть, если строительную конструкцию из нержавеющей стали скреплять оцинкованными болтами. В этой нежелательной паре пострадает высоко анодный крепеж, поскольку его электроны будут перемещаться в направлении катодной нержавеющей стали. Поэтому, крепежные детали должны быть изготовлены из менее гальванически активного металла, чем материал металлоконструкции.
На скорость течения гальванокоррозии оказывает влияние площадь поверхности анода и катода. Если большой по размеру анод соединить с маленьким катодом, то анод будет ржаветь медленно, а если сделать наоборот, то быстро. Например, используйте болты из нержавеющей стали для крепления алюминия, но не наоборот.
Степень интенсивности протекания контактной коррозии зависит и от условий эксплуатации соединения. В обычных атмосферных условиях процесс будет протекать менее быстро и возрастает в агрессивной электропроводной среде, например, растворах кислот и щелочей. Присутствие в воде других веществ увеличивает проводимость электролита и скорость коррозии. Поэтому при проектировании конструкций важна оценка окружающей среды.
Удельное сопротивление меди и алюминия для расчетов
Несмотря на то, что данная тема может показаться совсем банальной, в ней я отвечу на один очень важный вопрос по расчету потери напряжения и расчету токов короткого замыкания. Думаю, для многих из вас это станет таким же открытием, как и для меня.
Недавно я изучал один очень интересный ГОСТ:
ГОСТ Р 50571.5.52-2011 Электроустановки низковольтные. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки.
Советую почитать данный документ, т.к. там много чего полезного.
В этом документе приводится формула для расчета потери напряжения и указано:
р — удельное сопротивление проводников в нормальных условиях, взятое равным удельному сопротивлению при температуре в нормальных условиях, то есть 1,25 удельного сопротивления при 20 °С, или 0,0225 Ом · мм2/м для меди и 0,036 Ом · мм2/м для алюминия;
Я ничего не понял=) Видимо, при расчетах потери напряжения да при расчете токов короткого замыкания мы должны учитывать сопротивление проводников, как при нормальных условиях.
Стоит заметить, что все табличные значения приводят при температуре 20 градусов.
А какие нормальные условия? Я думал 30 градусов Цельсия.
Давайте вспомним физику и посчитаем, при какой температуре сопротивление меди (алюминия) увеличится в 1,25 раза.
R1=R0
R0 – сопротивление при 20 градусах Цельсия;
R1 — сопротивление при Т1 градусах Цельсия;
Т0 — 20 градусов Цельсия;
α=0,004 на градус Цельсия (у меди и алюминия почти одинаковые);
R1/R0=1,25
1,25=1+α (Т1-Т0)
Т1=(1,25-1)/ α+Т0=(1,25-1)/0,004+20=82,5 градусов Цельсия.
Как видим, это совсем не 30 градусов. По всей видимости, все расчеты нужно выполнять при максимально допустимых температурах кабелей. Максимальная рабочая температура кабеля 70-90 градусов в зависимости от типа изоляции.
Честно говоря, я с этим не согласен, т.к. данная температура соответствует практически аварийному режиму электроустановки.
В своих программах я заложил удельное сопротивление меди – 0,0175 Ом · мм2/м, а для алюминия – 0,028 Ом · мм2/м.
Если помните, я писал, что в моей программе по расчету токов короткого замыкания получается результат примерно на 30% меньше от табличных значений. Там сопротивление петли фаза-ноль рассчитывается автоматически. Я пытался найти ошибку, но так и не смог. По всей видимости, неточность расчета заключается в удельном сопротивлении, которое используется в программе. А удельное сопротивление может задать каждый, поэтому вопросов к программе не должно быть, если указать удельные сопротивления из выше приведенного документа.
А вот в программы по расчету потерь напряжения мне скорее всего придется внести изменения. Это приведет к увеличению на 25% результатов расчета. Хотя в программе ЭЛЕКТРИК, потери напряжения получается практически такие, как у меня.
Если вы впервые попали на этот блог, то ознакомиться со всеми моими программами можно на странице МОИ ПРОГРАММЫ.
Как вы считаете, при какой температуре нужно считать потери напряжения: при 30 или 70-90 градусах? Есть ли нормативные документы, которые ответят на этот вопрос?
Советую почитать:
Расчет сопротивления заземлителя (программа)
Расчет необходимого количества светильников при заданной освещенности
Проектирование и расчет заземлителей
Пример расчета нагрузок жилого дома со встроенными помещениями различного типа по СП 31-110-2003
Удельное сопротивление — сталь
При переменном магнитном потоке применяется листовая электротехническая сталь — специальная сталь с добавкой кремния, который увеличивает удельное сопротивление стали, но несколько затрудняет ее обработку.
Наивыгоднейшая величина сечения сердечника реле определяется при выборе оптимальной величиной площади полюсного наконечника из условия для наибольшей условной работы по формуле ( 4 — 85), так как удельное сопротивление стали магнитопро-вода Кж зависит от сечения сердечника.
Кривые зависимости силы притяжения реле типа РКН от диаметра полюсного наконечника при различных ампервитках и ходе якоря 0 8 мм. |
Наивыгоднейшая величина диаметра ( сечения) сердечника может быть определена при выборе оптимальной величины площади полюсного наконечника из условия для наибольшей условной работы согласно формуле ( 4 — 98), так как удельное сопротивление стали магнитопровода Rm зависит от сечения сердечника.
Сопротивление стали при переменном токе определено по диаграмме Л. Р. Неймана для t 20 С. Удельное сопротивление стали при постоянном токе принято равным 140 ом-мм / км.
Электропроводность стали, даже с малым количеством примесей, сравнительно невелика. Это удельное сопротивление стали относится к прохождению через нее постоянного тока; при переменном токе, благодаря магнитным свойствам стали, активное сопротивление ее и потери мощности в ней еще более возрастают.
Для стали этот коэфициент не является постоянной величиной; зависимость с от Т дана на фиг. При комнатной температуре удельное сопротивление стали изменяется в широких пределах при изменении ее химического состава.
Электротехническая сталь является магнитомягким материалом. Для улучшения ее магнитных характеристик в нее вводят кремний, который повышает величину удельного сопротивления стали, что приводит к уменьшению потерь на вихревые токи. Широко применяют несколько видов электротехнической стали: тонколистовую нелегированную, сортовую нелегированную, тонколистовую, легированную кремнием. Все виды сталей — низкоуглеродистые.
Электротехническая сталь является магнитно-мягким материалом. Для улучшения ее магнитных характеристик в нее вводят кремний, который также повышает величину удельного сопротивления стали, что приводит к уменьшению потерь на вихревые токи.
Вычислить наибольшую температуру в стальной шине размером 100 х 10 мм2, по которой протекает постоянный ток / 1000А, расположенной в спокойном воздухе таким образом, что теплоотдача с ее поверхности в окружающее пространство происходит с одной широкой ее плоскости. Удельное сопротивление стали р 13 — 10 — 8 Ом — м и ее теплопроводность X 40 Вт / ( м-град) принять не зависящими от температуры.
Несмотря на дешевизну, сравнительную распространенность и хорошую механическую прочность, сталь в качестве проводникового материала применяют сравнительно редко. Электропроводность стали, даже с малым количеством примесей, сравнительно невелика. Это удельное сопротивление стали относится к прохождению через нее постоянного тока; при переменном токе благодаря магнитным свойствам стали активное сопротивление ее и потери мощности в ней еще более возрастают.
Электрическое сопротивление соединения двух круглых пластин определяется выражением Rl / 2 ak, где а — радиус соединения и k — удельная проводимость металла. При нагрузке 30 кГ сопротивление равно 5 — 10 — 5 Ом. Предел текучести и удельное сопротивление стали соответственно равны 60 кГ / мм2 и 4 — 10 — 5 Ом / см. Рассчитайте число контактов, предполагая, что их проводимости — аддитивные величины.
Сталь с низким содержанием кремния имеет меньшую магнитную проницаемость и большие магнитные потери, а также большое магнитное насыщение. Стали с высоким содержанием кремния имеют меньшие потери на вихревые токи и гистерезис и высокую магнитную проницаемость в слабых и средних полях. Присадка кремнием снижает плотность и повышает удельное сопротивление стали.
Для стали этот коэфициент не является постоянной величиной; зависимость с от Т дана на фиг. При комнатной температуре удельное сопротивление стали изменяется в широких пределах при изменении ее химического состава. При этой температуре обе стали имеют одинаковую структуру ( аустенит) и в связи с этим — близкие электрические свойства. Поэтому удельное сопротивление стали при комнатной температуре не является вполне точным показателем интенсивности выделения тепла при ее сварке.
2 Технические показатели – самые главные цифры
Удельный вес аустенитных и жаропрочных сплавов равняется 7,95 гр/см, ферритных и других – 7,7, коэффициент электросопротивления – 0,72–0,9 для всех сталей, кроме ферритных. Электрическое сопротивление последних составляет 0,6. Коэффициент твердости нержавеющих сплавов следующий:
- По шкале Роквелла – 70–88 единиц для жаростойких и аустенитных сталей, 75–88 для ферритных.
- По шкале Бринелля – 120–190 (аустенитные), 135–180 (магнитные) и 145–210 (жаропрочные).
Предел прочности нержавеющих сплавов с аустенитной микроструктурой варьируется от 500 до 690 Н/мм 2 . Все зависит от конкретной марки стали. А вот прочностной предел ферритных сплавов обычно выше – до 900 Н/мм 2 . Другие характеристики рассматриваемых сталей:
- предел упругости – 195–400 Н/мм 2 ;
- вязкость (ударная) – 120–160Дж/см 2 (для ферритных композиций – не более 50);
- температура появления окалины – 840–1120 °С;
- магнитная проницаемость ферритных сплавов – 1,008 единиц (при комнатной температуре).
Предел текучести большинства марок нержавеющих сталей за минуту равняется около 205 МПа. Эта величина справедлива для всех категорий сплавов за исключением ферритных. Показатель текучести последних обычно ниже на 10–20 МПа.
Еще одна важная характеристика рассматриваемых коррозионностойких сплавов – их теплопроводность. Под ней понимают возможность материала пропускать через себя тепловую энергию (передавать ее). Теплопроводность нержавейки равняется 16–20 Вт/м*К. Это очень малый показатель. Для сравнения скажем, что теплопроводность алюминия находится на уровне 200, а меди – 400 Вт/м*К.
Предел прочности чугуна
Метод определения предела прочности чугуна регламентируется стандартом ГОСТ 27208-87 (Отливки из чугуна. Испытания на растяжение, определение временного сопротивления).
Предел прочности серого чугуна. Серый чугун (ГОСТ 1412-85) маркируется буквами СЧ, после букв следуют цифры, которые указывают минимальную величину предела прочности чугуна — временного сопротивления при растяжении (МПа*10 -1 ). ГОСТ 1412-85 распространяется на чугуны с пластинчатым графитом для отливок марок СЧ10-СЧ35; отсюда видно, минимальные значения предела прочности серого чугуна при растяжении в литом состоянии или после термической обработки варьируются от 10 до 35 кгс/мм 2 (или от 100 до 350 МПа). Превышение минимального значения предела прочности серого чугуна допускается не более, чем на 100 МПа, если иное не оговорено отдельно.
Предел прочности высокопрочного чугуна. Маркировка высокопрочного чугуна также включает в себя цифры, обозначающие временное сопротивление при растяжении чугуна (предел прочности), ГОСТ 7293-85. Предел прочности при растяжении высокопрочного чугуна составляет 35-100 кг/мм 2 (или от 350 до 1000 МПа).
Из вышеизложенного видно, что чугун с шаровидным графитом может успешно конкурировать со сталью.
Подготовлено: Корниенко А.Э. (ИЦМ)
Лит.:
- Циммерман Р., Гюнтер К. Металлургия и материаловедение. Справ. изд. Пер. с нем. – М.: Металлургия, 1982. – 480 с.
- Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. – М.: Машиностроение, 1990. – 384 с.: ил. — ISBN 5-217-00241-1
- Жуковец И.И. Механические испытания металлов: Учеб. для сред. ПТУ. — 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш.шк., 1986. — 199 с.: ил. — (Профтехобразование). — ББК 34.2/ Ж 86/ УДЖ 620.1
- Штремель М.А. Прочность сплавов. Часть II. Деформация: Учебник для вузов. — М.:*МИСИС*, 1997. — 527 с.
- Мешков Ю.Я. Физика разрушения стали и актуальные вопросы конструкционной прочности // Структура реальных металлов: Сб. науч. тр. — Киев: Наук. думка, 1988. — С.235-254.
- Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. Издание четвёртое. — Л.: «Наука», Ленингр. отд., 1972. 424 с.
- Получение и свойства чугуна с шаровидным графитом. Под редакцией Гиршовича Н.Г. — М.,Л.: Ленинградское отделение Машгиза, 1962, — 351 с.
- Бобылев А.В. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. — М.: Металлургия, 1980. 296 с.
Конкурс «Я и моя профессия: металловед, технолог литейного производства». Узнать, участвовать >>> —>
Источник
Высоколегированные стали
Высоколегированные стали имеют удельное электрическое сопротивление в несколько раз выше чем углеродистые и низколегированные. По данным таблицы видно, что при температуре 20°С его величина составляет (30…86)·10-8 Ом·м.
При температуре 1300°С сопротивление высоко- и низко- легированных сталей становится почти одинаковым и не превышает 131·10-8 Ом·м. Удельное электрическое сопротивление высоколегированных сталей ρэ·108, Ом·м
Марка стали | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
Г13 | 68,3 | 75,6 | 93,1 | 95,2 | 114,7 | 123,8 | 127 | 130,8 |
Г20Х12Ф | 72,3 | 79,2 | 91,2 | 101,5 | 109,2 | — | — | — |
Г21Х15Т | — | 82,4 | 95,6 | 104,5 | 112 | 119,2 | — | — |
Х13Н13К10 | — | 90 | 100,8 | 109,6 | 115,4 | 119,6 | — | — |
Х19Н10К47 | — | 90,5 | 98,6 | 105,2 | 110,8 | — | — | — |
Р18 | 41,9 | 47,2 | 62,7 | 81,5 | 103,7 | 117,3 | 123,6 | 128,1 |
ЭХ12 | 31 | 36 | 53 | 75 | 97 | 119 | — | — |
40Х10С2М (ЭИ107) | 86 | 91 | 101 | 112 | 122 | — | — | — |
Механические свойства
Механические свойства фасонного и листового проката из стали С245 при растяжении, ударная вязкость, а также условия испытаний на изгиб должны соответствовать требованиям табл.2 (табл. 3-4, п. 2.7 ГОСТ 27772-88).
Толщина,полки,мм | Механические характеристики | Изгиб до параллельности сторон ( а — толщина образца, d — диаметр оправки) | Ударная вязкость KCU , Дж/см² (кгс·м/см²) | |||
Предел текучести σ т, МПа (кгс/мм²) | Временное сопротив-ление σв, МПа (кгс/мм²) | Относи-тельное удли-нение δ5, % | при температуре, °С | после механи-ческого старения | ||
−20 | −40 | −70 | ||||
не менее | не менее | |||||
Механические свойства фасонного проката | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
От 4 до 20 включ. | 245 (25) | 370 (38) | 25 | d= a | — | 29 (3)* |
Св. 20 до 25 включ. | 235 (24) | 24 | d= 2 a | 29 (3) | ||
Св. 25 до 30 включ. | — | |||||
Механические свойства листового и широкополосного универсального проката | ||||||
От 2 до 3,9 включ. | 245 (25) | 370 (38) | 20 | d= a | — | — |
От 4 до 10 включ. | 25 | d=1,5 a | 29 (3)** | |||
Св. 10 до 20 включ. | 25 | 29 (3) |
- * Для профиля толщиной 5 мм норма ударной вязкости 49 Дж/см² (5 кгс·м/см²)
- ** Для листов и полосы толщиной 5 мм норма ударной вязкости 39 Дж/см² (4 кгс·м/см²)
Для листового проката из стали марки С245 толщиной 4-8 мм норма относительного удлинения в табл. 2 уменьшается на 2 % абс (п. 2.21 ГОСТ 27772-88).
Нормы ударной вязкости приведены для проката толщиной 5 мм и более (п. 2.22 ГОСТ 27772-88).
Допускается снижение величины ударной вязкости на одном образце на 30 %. При этом среднее значение результатов испытаний должно быть не ниже норм табл. 2 (п. 2.23 ГОСТ 27772-88).
Расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката из стали марки С245 по ГОСТ 27772–88 для стальных конструкций зданий и сооружений следует принимать по табл. 3 (табл. 51 прил. 1 СНиП II -23-81)
Толщина проката¹, мм | Расчетное сопротивление², МПа (кгс/см²), проката | |||
листового, широкополосного универсального | фасонного | |||
Ry | Ru | Ry | Ru | |
От 2 до 20 | 240 (2450) | 360 (3700) | 240 (2450) | 360 (3700) |
Св. 20 до 30 | – | 230 (2350) | 360 (3700) |
- За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки (минимальная его толщина 4 мм).
- Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений (предела текучести и временного сопротивления по ГОСТ 27772–88) на коэффициент надежности по материалу γm>=1,025 (п. 3.2 СНиП II -23-81), с округлением до 5 МПа (50 кгс/см²).
Проводимость меди и алюминия: удельная проводимость
Электрическая проводимость или электропроводность — это способность тела проводить электрический ток.
Это понятие крайне важно в электротехнике: металлы, хорошо проводящие ток, используются в проводах, плохие проводники или диэлектрики — для защиты людей от электричества. Лучшим проводником является серебро, на втором месте стоит медь (она совсем немного уступает серебру), далее идут золото и алюминий
Лучшим проводником является серебро, на втором месте стоит медь (она совсем немного уступает серебру), далее идут золото и алюминий.
Достоинства и недостатки медных проводов
Медь — это пластичный переходный металл. Имеет золотисто-розовый цвет, встречается в природе в виде самородков. Используется человеком с давних времен — в его честь была названа целая эпоха.
В таблице дано удельное электрическое сопротивление стали и других металлов
Сегодня медные провода часто используют в электронных устройствах. К их достоинствам относятся:
- Высокая электропроводность (металл занимает второе место по этому показателю, уступая только серебру). По сравнению с алюминием медь эффективнее в 1,7 раза: при равном сечении медный кабель пропускает больше тока.
- Сварку, пайку и лужение можно проводить без использования дополнительных материалов.
- Провода обладают хорошей эластичностью и гибкостью, их можно сворачивать и сгибать без особого вреда.
Медь лишь немного уступает серебру
Однако до недавнего времени медные провода проигрывали алюминиевым из-за нескольких недостатков:
- Высокая плотность: при разных размерах медный провод будет весить больше, чем алюминиевый;
- Цена: алюминий в несколько раз дешевле;
- Медь окисляется на открытом воздухе: впрочем, это не влияет на ее работу и легко устраняется.
Какое сопротивление меди и алюминия
Алюминий — это легкий металл, который легко поддается обработке и литью. Обладает высокой электропроводностью: он стоит на 4 месте после серебра, меди и золота.
Важно! Несмотря на ряд достоинств (невысокую стоимость, малый вес, простоту обработки и другие) в долгосрочной перспективе алюминиевые провода менее выгодны, чем медные. В электротехнике значение имеют 2 термина:
В электротехнике значение имеют 2 термина:
- Электропроводность: отвечает за передачу тока от одной точки к другой. Чем выше проводимость металла, тем лучше он передает электричество. При +20 градусах проводимость меди составляет 59,5 миллионов сименс на метр (См/м), алюминия — 38 миллионов См/м. Проводимость медного кабеля практически не зависит от температуры.
- Электросопротивление: чем выше это понятие, тем хуже вещество будет пропускать ток. Удельное сопротивление меди составляет 0,01724-0,0180 мкОм/м, алюминия — 0,0262-0,0295.
Алюминиевые кабели востребованы не меньше медных
Иными словами, медь обладает более высокой проводимостью и меньшим сопротивлением, чем алюминий.
Какое удельное сопротивление стали
Сталь — это металлический сплав железа с углеродом и другими элементами. В ее состав входит не менее 45% железа, содержание углерода колеблется от 0,02% до 2,14%. В зависимости от точного состава сталь используется в строительстве, машиностроении и приборостроении, а также во многих областях, например, в транспорте, народном хозяйстве, при производстве бытовых приборов.
Стальные провода отличаются невысокой проводимостью
Проводимость стали составляет всего 7,7 миллионов См/м, удельное сопротивление — 0,13 мкОм/м, то есть оно довольно высоко. Сталь плохо проводит электричество и не применяется при производстве непосредственно кабелей.
Однако нередко можно встретить внешнюю оцинкованную стальную оплетку, которая защищает провода от механического растяжения.
Также из стали делают ПНСВ — провод нагревательный со стальной жилой, имеющий изоляцию из винила. Его размещают внутри конструкции до заливания бетона и используют в дальнейшем для электрообогрева готового блока. Электричество кабель практически не проводит.
Из стали производят провод ПНСВ
Примечания[ | ]
- Электрическое сопротивление — статья из Большой советской энциклопедии.
- Василий Петров – основоположник отечественной электротехники // /infourok.ru.
- CRC Handbook of Chemistry and Physics, 92nd Edition. — Ed. William M. Haynes. — 2011. — ISBN 978-1-4398-5511-9
- Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. — Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. — М.: Наука, 1968. — 939 с.
- Иногда в англоязычной литературе сименс называют mho («перевёрнутое» название обратной единицы ohm), соответственно для СГСЭ и СГСМ — statmho (=statsiemens) и abmho (=absiemens).
- 1 кОм в модели, принятой в стандарте IEEE Std 80 Архивная копия от 23 августа 2011 на Wayback Machine
- Новиков С. Г. Действие электрического тока на человека(неопр.) (недоступная ссылка). Московский энергетический институт. Дата обращения 2013-25-04. Архивировано 19 июня 2014 года.
Зачем и кому нужен сопромат
Даже не имеющий отношения к прочностным расчетам инженер-универсал должен иметь понятие о приблизительных (на 10-20%) значениях. Знать конструкционные материалы, представлять свойства. Чувствовать заранее слабые места агрегатов.
Совершенно необходим разработчикам различных конструкций, машиностроительных изделий. Будущим архитекторам в вузах преподается в виде предмета «Строительная механика».
Методика помогает на стадии проектирования обеспечивать необходимый запас прочности изделий. Стойкость к постоянным и динамичным нагрузкам. Это сберегает массу времени и затрат в дальнейших изготовлении, испытании и эксплуатации изделия. Обеспечивает надежность и долговечность.
Химический состав
Химический состав стали С245 по плавочному анализу ковшовой пробы должен соответствовать нормам, приведенным в табл. 1 (табл. 1-2 ГОСТ 27772-88).
углерода | марганца | кремния | серы | фосфора | хрома | никеля | меди | мышьяка |
Массовая доля элемента, %, не более | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0,22 | 0,65 | 0,05-0,15 | 0,050 | 0,040 | 0,30 | 0,08 | ||
Предельные отклонения по массовой доле элементов, % | ||||||||
— | +0,050−0,030 | +0,030−0,020 | +0,005 | — |
- Примечания:
- Допускается увеличение массовой доли марганца до 0,85 %.
- При выплавке стали из керченских руд массовая доля мышьяка — не более 0,15 %.
Допускается обработка стали синтетическими шлаками, вакуумирование, продувка аргоном, модифицирование стали кальцием и редкоземельными элементами из расчета введения в металл не более 0,02 % кальция и 0,05 % редкоземельных элементов (п. 2.10 ГОСТ 27772-88).
Допускается химический анализ стали на содержание хрома, никеля, меди и мышьяка изготовителю не проводить. Требуемый химический состав гарантируются изготовителем. В стали, выплавляемой из керченских руд, определение мышьяка обязательно (п. 2.13.1 ГОСТ 27772-88).
Свариваемость стали гарантируется изготовителем (п. 2.18 ГОСТ 27772-88).