विद्युत प्रतिकार म्हणजे काय?

कोणत्याही पदार्थातील विद्युत प्रवाह I बाह्य उर्जेच्या वापरामुळे (संभाव्य फरक U) विशिष्ट दिशेने चार्ज केलेल्या कणांच्या हालचालीमुळे तयार होतो. प्रत्येक पदार्थाचे वैयक्तिक गुणधर्म असतात जे त्यातील प्रवाहाच्या प्रवाहावर वेगवेगळ्या प्रकारे परिणाम करतात. या गुणधर्मांचे मूल्यमापन विद्युत प्रतिरोधक R द्वारे केले जाते.

जॉर्ज ओमने दिलेल्या पदार्थाच्या विद्युत् प्रतिकारशक्तीच्या परिमाणावर परिणाम करणारे घटक प्रायोगिकरित्या निर्धारित केले. त्याच्या अवलंबित्वाचे सूत्र व्होल्टेज आणि करंट ज्याचे नाव त्याच्या नावावर आहे. प्रतिकाराच्या SI युनिटचे नाव त्याच्या नावावर आहे. 1 ohm हे 1 मिमी 2 च्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रासह 106.3 सेमी लांबीच्या पाराच्या एकसंध स्तंभासाठी 0°C वर मोजले जाणारे प्रतिरोध मूल्य आहे.

व्याख्या

इलेक्ट्रिकल उपकरणांच्या निर्मितीसाठी सराव सामग्रीचे मूल्यमापन करण्यासाठी आणि लागू करण्यासाठी, "कंडक्टर प्रतिरोधक" हा शब्द सुरू करण्यात आला... जोडलेले विशेषण "विशिष्ट" प्रश्नातील पदार्थासाठी स्वीकारलेल्या व्हॉल्यूम संदर्भ मूल्याच्या वापराचे गुणांक दर्शवते. यामुळे विविध सामग्रीच्या विद्युत मापदंडांचे मूल्यांकन करणे शक्य होते.

या प्रकरणात, हे लक्षात घेतले जाते की वायरचा प्रतिकार त्याच्या लांबीच्या वाढीसह आणि क्रॉस-सेक्शनमध्ये घट झाल्यामुळे वाढतो. SI सिस्टीम क्रॉस-सेक्शनमध्ये 1 मीटर लांब आणि 1 m2 एकसंध वायरची व्हॉल्यूम वापरते... तांत्रिक गणनेमध्ये, सिस्टीमच्या बाहेरील व्हॉल्यूमचे एक जुने परंतु सोयीस्कर एकक वापरले जाते, ज्याची लांबी 1 मीटर आणि क्षेत्रफळ असते. च्या 1 mm.2... रेझिस्टन्स ρ चे सूत्र आकृतीमध्ये दाखवले आहे.

पदार्थांचे विद्युत गुणधर्म निश्चित करण्यासाठी, आणखी एक वैशिष्ट्य सादर केले जाते - विशिष्ट चालकता b. हे प्रतिरोधक मूल्याच्या व्यस्त प्रमाणात आहे, विद्युत प्रवाह चालविण्याची सामग्रीची क्षमता निर्धारित करते: b = 1 / p.

प्रतिकार कसा तापमानावर अवलंबून असतो

सामग्रीची चालकता त्याच्या तापमानामुळे प्रभावित होते. पदार्थांचे वेगवेगळे गट गरम झाल्यावर किंवा थंड झाल्यावर सारखेच वागत नाहीत. ही मालमत्ता गरम आणि थंड हवामानात घराबाहेर कार्यरत असलेल्या विद्युत तारांसाठी विचारात घेतली जाते.

कंडक्टरची सामग्री आणि विशिष्ट प्रतिकार त्याच्या ऑपरेशनच्या अटी विचारात घेऊन निवडले जातात.

हीटिंग दरम्यान विद्युत् प्रवाहाच्या प्रवाहासाठी तारांच्या प्रतिकारशक्तीमध्ये वाढ हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले आहे की त्यातील धातूचे तापमान जसजसे वाढते तसतसे अणूंच्या हालचालीची तीव्रता आणि सर्व दिशांमध्ये विद्युत शुल्क वाहक वाढते, ज्यामुळे अनावश्यक अडथळे निर्माण होतात. चार्ज केलेल्या कणांच्या एका दिशेने हालचाली करण्यासाठी आणि त्यांच्या प्रवाहाचे मूल्य कमी करते.

जर धातूचे तापमान कमी झाले, तर विद्युत् प्रवाहाच्या स्थितीत सुधारणा होते.जेव्हा गंभीर तापमानाला थंड केले जाते, तेव्हा अनेक धातूंमध्ये सुपरकंडक्टिव्हिटीची घटना दिसून येते, जेव्हा त्यांची विद्युत प्रतिरोधकता व्यावहारिकदृष्ट्या शून्य असते. हा गुणधर्म उच्च पॉवर इलेक्ट्रोमॅग्नेट्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो.

धातूंच्या चालकतेवर तापमानाचा प्रभाव विद्युत उद्योगाद्वारे सामान्य इनॅन्डेन्सेंट दिवे तयार करण्यासाठी वापरला जातो. त्यांचे निक्रोम धागा जेव्हा विद्युत् प्रवाह जातो तेव्हा ते अशा स्थितीत गरम होते की ते प्रकाशमय प्रवाह उत्सर्जित करते. सामान्य परिस्थितीत, निक्रोमचा प्रतिकार सुमारे 1.05 ÷ 1.4 (ओम ∙ मिमी 2) / मीटर असतो.

जेव्हा बल्ब अंडरव्होल्टेज चालू केला जातो, तेव्हा फिलामेंटमधून मोठा प्रवाह जातो, जो धातूला त्वरीत गरम करतो. त्याच वेळी, इलेक्ट्रिकल सर्किटचा प्रतिकार वाढतो, प्रकाश मिळविण्यासाठी आवश्यक असलेल्या नाममात्र मूल्यापर्यंत प्रारंभ करंट मर्यादित करतो. . अशा प्रकारे, सध्याच्या सामर्थ्याचे एक साधे नियमन निक्रोम सर्पिलद्वारे केले जाते, एलईडी आणि फ्लोरोसेंट स्त्रोतांमध्ये वापरल्या जाणार्‍या जटिल बॅलास्ट वापरण्याची आवश्यकता नाही.

अभियांत्रिकीमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सामग्रीचा प्रतिकार कसा केला जातो

नॉन-फेरस मौल्यवान धातूंमध्ये सर्वोत्तम विद्युत चालकता गुणधर्म असतात. म्हणून, इलेक्ट्रिकल उपकरणांमधील गंभीर संपर्क चांदीचे बनलेले असतात. परंतु यामुळे संपूर्ण उत्पादनाची अंतिम किंमत वाढते. स्वस्त धातू वापरणे हा सर्वात स्वीकार्य पर्याय आहे. उदाहरणार्थ, 0.0175 (ओहम ∙ मिमी 2) / मीटरच्या समान तांब्याचा प्रतिकार अशा हेतूंसाठी योग्य आहे.

उदात्त धातू - सोने, चांदी, प्लॅटिनम, पॅलेडियम, इरिडियम, रोडियम, रुथेनियम आणि ऑस्मियम, मुख्यत्वे त्यांच्या उच्च रासायनिक प्रतिरोधकतेसाठी आणि दागिन्यांमध्ये सुंदर दिसण्यासाठी नाव दिले गेले.तसेच, सोने, चांदी आणि प्लॅटिनममध्ये उच्च प्लॅस्टिकिटी असते आणि प्लॅटिनम गटातील धातू अपवर्तक असतात आणि सोन्याप्रमाणेच ते रासायनिकदृष्ट्या जड असतात. मौल्यवान धातूंचे हे फायदे एकत्र आहेत.

चांगल्या चालकता असलेल्या तांब्याच्या मिश्र धातुंचा वापर शंट बनवण्यासाठी केला जातो जे शक्तिशाली अँमीटरच्या मापन प्रमुखाद्वारे मोठ्या प्रवाहाचा प्रवाह मर्यादित करतात.

अॅल्युमिनियम 0.026 ÷ 0.029 (ओम ∙ मिमी 2) / मीटरचा प्रतिकार तांब्याच्या तुलनेत किंचित जास्त आहे, परंतु या धातूचे उत्पादन आणि किंमत कमी आहे. ते हलके देखील आहे. हे बाह्य वायर्स आणि केबल कोरच्या उत्पादनासाठी विजेमध्ये त्याचा व्यापक वापर स्पष्ट करते.

लोह 0.13 (ओम ∙ मिमी 2) / मीटरचा प्रतिकार देखील त्याचा वापर विद्युत प्रवाह प्रसारित करण्यास अनुमती देतो, परंतु यामुळे जास्त वीज हानी होते. स्टील मिश्रधातूंची ताकद वाढली आहे. म्हणून, उच्च-व्होल्टेज पॉवर लाइन्सच्या अॅल्युमिनियम ओव्हरहेड कंडक्टरमध्ये स्टीलचे स्ट्रँड विणले जातात जे ब्रेकिंग लोड्सचा सामना करण्यासाठी डिझाइन केलेले असतात.

हे विशेषतः खरे आहे जेव्हा तारांवर बर्फ तयार होतो किंवा वाऱ्याच्या जोरदार झुंजी होतात.

काही मिश्रधातू, उदाहरणार्थ कॉन्स्टंटाइन आणि निकलाइन, विशिष्ट श्रेणीमध्ये थर्मलली स्थिर प्रतिरोधक वैशिष्ट्ये आहेत. निकलाइनचा विद्युतीय प्रतिकार 0 ते 100 अंश सेल्सिअस पर्यंत बदलत नाही. म्हणून, रिओस्टॅट कॉइल निकेलपासून बनलेले असतात.

मोजमाप यंत्रांमध्ये, तापमानाच्या संदर्भात प्लॅटिनमच्या प्रतिकार मूल्यांमध्ये कठोर बदलाचा गुणधर्म मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो. जर स्थिर व्होल्टेज स्त्रोताकडून विद्युत प्रवाह प्लॅटिनम वायरमधून गेला आणि प्रतिकार मूल्य मोजले गेले तर ते प्लॅटिनमचे तापमान दर्शवेल.हे ओम मूल्यांशी संबंधित अंशांमध्ये स्केल पदवी प्राप्त करण्यास अनुमती देते. ही पद्धत आपल्याला अंशांच्या अचूकतेसह तापमान मोजण्याची परवानगी देते.

काहीवेळा, व्यावहारिक समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी, तुम्हाला केबलचा सामान्य किंवा विशिष्ट प्रतिकार माहित असणे आवश्यक आहे... या उद्देशासाठी, केबल उत्पादन निर्देशिका प्रत्येक मूल्यासाठी एकाच कोरच्या प्रेरक आणि सक्रिय प्रतिकाराची मूल्ये प्रदान करतात. क्रॉस सेक्शन. ते अनुज्ञेय भार, व्युत्पन्न उष्णता, परवानगीयोग्य ऑपरेटिंग परिस्थिती निर्धारित करण्यासाठी आणि प्रभावी संरक्षण निवडण्यासाठी वापरले जातात.

धातूंची विशिष्ट चालकता त्यांच्यावर कशी प्रक्रिया केली जाते यावर परिणाम होतो. प्लास्टिकच्या विकृतीसाठी दाबाचा वापर क्रिस्टल जाळीच्या संरचनेत व्यत्यय आणतो, दोषांची संख्या वाढवते आणि प्रतिकार वाढवते. ते कमी करण्यासाठी, रीक्रिस्टलायझेशन अॅनिलिंग वापरले जाते.

धातूंना ताणणे किंवा संकुचित केल्याने त्यांच्यामध्ये लवचिक विकृती निर्माण होते, ज्यामधून इलेक्ट्रॉनच्या थर्मल कंपनांचे मोठेपणा कमी होते आणि प्रतिकार काहीसा कमी होतो.

अर्थिंग सिस्टम डिझाइन करताना, खात्यात घेणे आवश्यक आहे मातीचा प्रतिकार… हे वरील पद्धतीपेक्षा व्याख्येनुसार वेगळे आहे आणि SI युनिट्स — ओम्समध्ये मोजले जाते. मीटर. त्याच्या मदतीने, जमिनीच्या आत विद्युत प्रवाह वितरणाच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन केले जाते.
जमिनीतील ओलावा आणि तापमानावर मातीच्या प्रतिकारशक्तीचे अवलंबन:

जमिनीतील ओलावा, घनता, कणांचा आकार, तापमान, क्षारांचे प्रमाण, आम्ल आणि तळ यांसह अनेक घटकांमुळे मातीची चालकता प्रभावित होते.