Проводники электрического тока

Основы электротехники
Нет комментариев
1021 просмотров

2Вы можете удивиться, но проводниками электрического тока может быть не только металлы и жидкости, но при некоторых условиях пары металлов и газы. Далеко за примерами ходить не надо, достаточно посмотреть на люминесцентные лампы или другие лампы, работающие в парах металлов при высоком давлении. Ну а теперь немного подробнее.

Для простоты представления и наглядности заменим электроны людьми, а проводник – улицей. Что ж, приступим. Чем просторнее улица, и чем лучше на ней покрытие, тем легче по ней передвигаться. Улица без людей и машин или с ними, но находящимися в неподвижном состоянии является диэлектриком или по-другому, материалом, который не проводит электрический ток. То есть улица (материал) есть, но частиц, которые обеспечивают передачу электрического тока.  Идем дальше. Как только на улице появляются люди или машины (электроны или другие частицы, способные принимать и передавать заряд). Удельное сопротивление – это сопротивление проводника электрическому току, или говоря на нашем простом языке, это способность людей и машин передвигаться быстрее. Как вы уже могли догадаться и люди, и машины имеют предельную скорость (как и электроны), а значит, удельное сопротивление в первую очередь зависит от того насколько широка наша улица и какое покрытие на дороге (в переводе на электрический язык – удельное сопротивление зависит от материала и от площади поперечного сечения этого материала). Ну а тут мы подобрались к такому понятию, как сопротивление проводника электрическому току.

Сопротивление проводника электрическому току

Как нам уже известно, электрический ток подчиняется закону Ома для участка или для полной цепи и выглядит это равенство так: I=U/R. Нас интересует величина «R».

Сопротивление проводника через удельное сопротивление.

Это формула определения сопротивления проводника через удельное сопротивление «ρ» (ро). Если длину и сечение проводника мы рассмотрели и поняли, что именно мы решаем, какими они будут, то с величиной «р» такой фокус не пройдет, эта величина неизменна для каждого вида проводника (металла), для газовых и жидких проводников эта величина описана специальными графиками. Самая низкая величина этого показателя у серебра 0,016 Ом*мм.кв/м (при температуре 20 градусов Цельсия. Медь – 0,017. Алюминий – 0,028. Самое интересное, что золото, которое используется в космической промышленности, и о котором большинство думает, что это наилучший по проводимости материал, оказывается всего лишь чуть лучше алюминия – 0,024. Его использования в технике связано с тем, что оно не окисляется и практически ни с чем не вступает в реакцию. В переводе на понятный язык «серебряная» или «медная» улица имеют самые лучшие показатели для строительства токопроводящих «улиц». Но не идеальные.

Стоит заметить, что чем ниже температура, тем выше проводимость, то есть сопротивление проводника уменьшается, но по достижении критической температуры большинство проводников перестают проводить электрический ток и становятся диэлектриками. Однако, известен так же эффект сверхпроводимости. Некоторые металлы и сплавы при очень низких температурах способны полностью потерять удельное сопротивление – оно становится равным нулю. В чем важность этого эффекта? Да в том, что там, где есть сопротивление, даже небольшое, возникает нагрев. Сверхпроводники не нагреваются при прохождении через них очень больших токов (100.000 ампер на 1 квадратный сантиметр, то есть через проводник сечением 1х1 сантиметр может протекать ток, способный питать целый город). С газами и парами все чуть сложнее. Рассматривать здесь подробно мы не будем, но для понимания разберем такую ситуацию. Идет толпа людей по улице, и вы пытаетесь как-то эту толпу отвлечь. Так вот, чем сильнее будет ваш отвлекающий маневр, тем больше толпа на него среагирует. Ну и если вы не сможете привлечь внимание толпы, она вас проигнорирует. Так же с парами и газами, если напряжение недостаточное – пары и газы не реагируют на него. Как только напряжение достигает критической отметки пары и гази ионизируются или приходят в движение электроны и возникает электрический ток.

Направление электрического тока в проводнике

Вроде бы все просто. Еще со школы мы знаем, что ток движется от положительного контакта источника питания к отрицательному. Но, когда этот закон «придумали», еще не знали о таких вещах, как электроны. А электроны как раз движутся в обратном направлении:

5343408

Но так ли это важно? Главное, что ток протекает по проводам, и вы сейчас благодаря этому можете прочитать статью и даже задать вопросы в комментариях. А я на этом с вами прощаюсь.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх