O que é resistência elétrica?

A corrente elétrica I em qualquer substância é criada pelo movimento de partículas carregadas em uma determinada direção devido à aplicação de energia externa (diferença de potencial U). Cada substância tem propriedades individuais que afetam o fluxo de corrente de maneiras diferentes. Essas propriedades são avaliadas pela resistência elétrica R.

Georg Ohm determinou empiricamente os fatores que afetam a magnitude da resistência elétrica de uma determinada substância fórmula da sua dependência de tensão e corrente que leva seu nome. A unidade SI de resistência leva o nome dele. 1 ohm é o valor de resistência medido a 0°C para uma coluna homogênea de mercúrio de 106,3 cm de comprimento com área de seção transversal de 1 mm2.

Definição

Para avaliar e aplicar na prática materiais para a produção de dispositivos elétricos, o termo «Resistência do condutor» foi introduzido... O adjetivo adicionado "específico" indica o coeficiente de uso do valor de referência de volume aceito para a substância em questão. Isso torna possível avaliar os parâmetros elétricos de diferentes materiais.

Nesse caso, leva-se em consideração que a resistência do fio aumenta com o aumento de seu comprimento e a diminuição de sua seção transversal. O sistema SI usa o volume de um fio homogêneo de 1 metro de comprimento e 1 m2 de seção transversal. de 1 mm.2... A fórmula da resistência ρ é mostrada na figura.

Para determinar as propriedades elétricas das substâncias, outra característica é introduzida — condutividade específica b. É inversamente proporcional ao valor da resistência, determina a capacidade do material de conduzir corrente elétrica: b = 1 / p.

Como a resistência depende da temperatura

A condutividade de um material é afetada por sua temperatura. Diferentes grupos de substâncias não se comportam da mesma forma quando aquecidos ou resfriados. Esta propriedade é levada em consideração para fios elétricos operando ao ar livre em climas quentes e frios.

O material e a resistência específica do condutor são selecionados levando em consideração as condições de sua operação.

O aumento da resistência dos fios à passagem da corrente durante o aquecimento é explicado pelo fato de que à medida que a temperatura do metal aumenta, aumenta a intensidade do movimento dos átomos e portadores de cargas elétricas em todas as direções, o que cria obstáculos desnecessários ao movimento de partículas carregadas em uma direção e reduz o valor de seu fluxo.

Se a temperatura do metal diminuir, as condições para a passagem da corrente melhoram.Quando resfriados a uma temperatura crítica, o fenômeno da supercondutividade aparece em muitos metais, quando sua resistência elétrica é praticamente zero. Esta propriedade é amplamente utilizada em eletroímãs de alta potência.

O efeito da temperatura na condutividade dos metais é utilizado pela indústria elétrica na fabricação de lâmpadas incandescentes comuns. deles fio de nicromo quando a corrente passa, ele é aquecido a tal estado que emite um fluxo luminoso. Em condições normais, a resistência do nicromo é de cerca de 1,05 ÷ 1,4 (ohm ∙ mm2) / m.

Quando a lâmpada é ligada sob tensão, uma grande corrente passa pelo filamento, que aquece muito rapidamente o metal. Ao mesmo tempo, a resistência do circuito elétrico aumenta, limitando a corrente de partida ao valor nominal necessário para obter iluminação . Desta forma, uma simples regulagem da intensidade da corrente é realizada por meio de uma espiral de nicromo, não sendo necessário o uso de reatores complexos utilizados em fontes LED e fluorescentes.

Como é a resistência dos materiais usados ​​na engenharia

Os metais preciosos não ferrosos têm as melhores propriedades de condutividade elétrica. Portanto, contatos críticos em dispositivos elétricos são feitos de prata. Mas isso aumenta o preço final de todo o produto. A opção mais aceitável é usar metais mais baratos. Por exemplo, a resistência do cobre igual a 0,0175 (ohm ∙ mm2) / m é bastante adequada para tais fins.

Metais nobres - ouro, prata, platina, paládio, irídio, ródio, rutênio e ósmio, nomeados principalmente por sua alta resistência química e bela aparência em joias.Além disso, ouro, prata e platina têm alta plasticidade, e os metais do grupo da platina são refratários e, como o ouro, são quimicamente inertes. Essas vantagens dos metais preciosos se combinam.

Ligas de cobre com boa condutividade são usadas para fazer derivações que limitam o fluxo de grandes correntes através da cabeça de medição de amperímetros potentes.

A resistência do alumínio 0,026 ÷ 0,029 (ohm ∙ mm2) / m é ligeiramente superior à do cobre, mas a produção e o preço desse metal são menores. Também é mais leve. Isso explica seu amplo uso em eletricidade para a produção de fios externos e núcleos de cabos.

A resistência do ferro 0,13 (ohm ∙ mm2)/m também permite seu uso para transmitir corrente elétrica, mas isso acarreta maiores perdas de potência. As ligas de aço têm maior resistência. Portanto, fios de aço são tecidos nos condutores aéreos de alumínio de linhas de energia de alta tensão que são projetadas para suportar cargas de ruptura.

Isso é especialmente verdadeiro quando o gelo se forma em fios ou fortes rajadas de vento.

Algumas ligas, por exemplo, constantine e nickeline, têm características resistivas termicamente estáveis ​​dentro de uma certa faixa. A resistência elétrica do Nickeline praticamente não varia de 0 a 100 graus Celsius. Portanto, as bobinas do reostato são feitas de níquel.

Nos instrumentos de medição, a propriedade de uma mudança estrita nos valores de resistência da platina em relação à sua temperatura é amplamente utilizada. Se uma corrente elétrica de uma fonte de tensão estabilizada passar por um fio de platina e o valor da resistência for calculado, ele indicará a temperatura da platina.Isso permite que a escala seja graduada em graus correspondentes aos valores de ohm. Este método permite medir a temperatura com uma precisão de frações de grau.

Às vezes, para resolver problemas práticos, você precisa saber a resistência geral ou específica do cabo... Para isso, os diretórios de produtos de cabos fornecem os valores da resistência indutiva e ativa de um único núcleo para cada valor do corte transversal. Eles são usados ​​para calcular as cargas permitidas, o calor gerado, determinar as condições de operação permitidas e escolher a proteção efetiva.

A condutividade específica dos metais é afetada pela forma como eles são processados. O uso de pressão para deformação plástica rompe a estrutura da rede cristalina, aumenta o número de defeitos e aumenta a resistência. Para reduzi-lo, recozimento de recristalização é usado.

Esticar ou comprimir metais causa deformação elástica neles, a partir da qual as amplitudes das vibrações térmicas dos elétrons diminuem e a resistência diminui um pouco.

Ao projetar sistemas de aterramento, é necessário levar em consideração resistência do solo… Difere por definição do método acima e é medido em unidades SI — Ohms. Metro. Com seu auxílio, avalia-se a qualidade da distribuição da corrente elétrica dentro do solo.
Dependência da resistência do solo na umidade e temperatura do solo:

A condutividade do solo é afetada por muitos fatores, incluindo umidade do solo, densidade, tamanho das partículas, temperatura, concentração de sais, ácidos e bases.