Elektronska prevodnost materialov. Električna prevodnost različnih snovi

Pretvornik dolžine in razdalje Pretvornik mase Pretvornik prostorninskih mer razsutih izdelkov in prehrambenih izdelkov Pretvornik površine Pretvornik prostornine in merskih enot v kulinaričnih receptih Pretvornik temperature Pretvornik tlaka, mehanske napetosti, Youngovega modula Pretvornik energije in dela Pretvornik moči Pretvornik sile Pretvornik časa Pretvornik linearne hitrosti Pretvornik ploskega kota Pretvornik toplotne učinkovitosti in izkoristka goriva Pretvornik števil v različnih številskih sistemih Pretvornik merskih enot količine informacij Tečaji Valute Velikosti ženskih oblačil in čevljev Velikosti moških oblačil in čevljev Pretvornik kotne hitrosti in frekvence vrtenja Pretvornik pospeška Pretvornik kotnega pospeška Pretvornik gostote Pretvornik specifične prostornine Pretvornik vztrajnostnega momenta Pretvornik momenta sile Pretvornik navora Pretvornik specifične toplote zgorevanja (po masi) Pretvornik gostote energije in specifične toplote zgorevanja (po prostornini) Pretvornik temperaturne razlike Pretvornik koeficienta toplotnega raztezanja Pretvornik toplotnega upora Pretvornik toplotne prevodnosti Pretvornik specifične toplotne kapacitete Pretvornik izpostavljenosti energiji in moči toplotnega sevanja Pretvornik gostote toplotnega toka Pretvornik koeficienta toplotnega prehoda Pretvornik volumskega pretoka Pretvornik masnega pretoka Pretvornik molskega pretoka Pretvornik gostote masnega pretoka Pretvornik molske koncentracije Pretvornik masne koncentracije v raztopini Dinamični (absolutni) pretvornik viskoznosti Pretvornik kinematične viskoznosti Pretvornik površinske napetosti Pretvornik prepustnosti pare Pretvornik gostote pretoka vodne pare Pretvornik ravni zvoka Pretvornik občutljivosti mikrofona Pretvornik Raven zvočnega tlaka (SPL) Pretvornik ravni zvočnega tlaka z izbirnim referenčnim tlakom Pretvornik svetilnosti Pretvornik svetilnosti Pretvornik osvetlitve Pretvornik računalniške grafike Pretvornik ločljivosti Frekvenca in Pretvornik valovne dolžine Moč dioptrije in goriščna razdalja Moč dioptrije in povečava leče (×) Pretvornik električnega naboja Pretvornik linearne gostote naboja Pretvornik površinske gostote naboja Pretvornik prostorninske gostote naboja Pretvornik električnega toka Pretvornik linearne gostote toka Pretvornik površinske gostote toka Pretvornik električne poljske jakosti Pretvornik elektrostatičnega potenciala in napetosti Pretvornik električnega upora Pretvornik električne upornosti Pretvornik električne prevodnosti Pretvornik električne prevodnosti Pretvornik električne kapacitivnosti Induktivnost Pretvornik ameriškega merila žice Ravni v dBm (dBm ali dBm), dBV (dBV), vatih itd. enote Pretvornik magnetomotorne sile Pretvornik magnetne poljske jakosti Pretvornik magnetnega pretoka Pretvornik magnetne indukcije Sevanje. Pretvornik hitrosti absorbirane doze ionizirajočega sevanja Radioaktivnost. Pretvornik radioaktivnega razpada Sevanje. Pretvornik doze izpostavljenosti Sevanje. Pretvornik absorbirane doze Pretvornik decimalne predpone Prenos podatkov Pretvornik enot za tipografijo in obdelavo slik Pretvornik enot prostornine lesa Izračun molske mase Periodni sistem kemičnih elementov D. I. Mendelejeva

1 konvencionalna enota električne prevodnosti = 0,0001 siemens na meter [S/m]

Začetna vrednost

Pretvorjena vrednost

siemens na meter pikosiemens na meter mo na meter mo na centimeter abmo na meter abmo na centimeter statmo na meter statmo na centimeter siemens na centimeter milisiemens na meter milisiemens na centimeter mikrosiemens na meter mikrosiemens na centimeter konvencionalna enota za električno prevodnost konvencionalni koeficient električne prevodnosti ppm , koeficient. preračun 700 ppm, koeficient. preračun 500 ppm, koeficient. preračun 640 TDS, ppm, koeficient. preračun 640 TDS, ppm, koeficient. preračun 550 TDS, ppm, koeficient. preračun 500 TDS, ppm, koeficient. preračun 700

Volumska gostota naboja

Več o električni prevodnosti

Uvod in definicije

Električna prevodnost (ali električna prevodnost) je merilo sposobnosti snovi, da prevaja električni tok ali premika električne naboje v njej. To je razmerje med gostoto toka in jakostjo električnega polja. Če upoštevamo kocko prevodnega materiala s stranico 1 meter, bo prevodnost enaka električni prevodnosti, izmerjeni med dvema nasprotnima stranicama te kocke.

Specifična prevodnost je povezana s prevodnostjo z naslednjo formulo:

G = σ(A/l)

Kje G- električna prevodnost, σ - specifična električna prevodnost, A- prerez vodnika pravokoten na smer električnega toka in l- dolžina vodnika. To formulo je mogoče uporabiti s katerim koli prevodnikom v obliki valja ali prizme. Upoštevajte, da je to formulo mogoče uporabiti tudi za pravokotni paralelepiped, ker je to poseben primer prizme, katere osnova je pravokotnik. Spomnimo se, da je električna prevodnost recipročna vrednost električne upornosti.

Ljudje, ki so daleč od fizike in tehnologije, lahko težko razumejo razliko med prevodnostjo prevodnika in specifično prevodnostjo snovi. Medtem pa so to seveda različne fizikalne količine. Prevodnost je lastnost danega prevodnika ali naprave (kot je upor ali platna), medtem ko je prevodnost neločljiva lastnost materiala, iz katerega je ta prevodnik ali naprava izdelana. Na primer, prevodnost bakra je vedno enaka, ne glede na to, kako se spremenita oblika in velikost bakrenega predmeta. Hkrati je prevodnost bakrene žice odvisna od njene dolžine, premera, mase, oblike in nekaterih drugih dejavnikov. Seveda imajo podobni predmeti iz materialov z večjo prevodnostjo večjo prevodnost (čeprav ne vedno).

V mednarodnem sistemu enot (SI) je enota za električno prevodnost Siemens na meter (S/m). Vanj vključena enota za prevodnost je poimenovana po nemškem znanstveniku, izumitelju in podjetniku Wernerju von Siemensu (1816–1892). Podjetje Siemens AG (Siemens), ki ga je ustanovil leta 1847, je eno največjih podjetij za proizvodnjo električne, elektronske, energetske, transportne in medicinske opreme.

Razpon električne prevodnosti je zelo širok: od materialov z visoko upornostjo, kot je steklo (ki, mimogrede, dobro prevaja elektriko, če se segreje rdeče) ali polimetil metakrilat (pleksi steklo) do zelo dobrih prevodnikov, kot so srebro, baker ali zlato. Električna prevodnost je določena s številom nabojev (elektronov in ionov), hitrostjo, s katero se premikajo, in količino energije, ki jo lahko prenašajo. Vodne raztopine različnih snovi, ki se uporabljajo na primer v kopeli za galvanizacijo, imajo povprečne vrednosti prevodnosti. Drug primer elektrolitov s povprečnimi vrednostmi prevodnosti je notranje okolje telesa (kri, plazma, limfa in druge tekočine).

Prevodnost kovin, polprevodnikov in dielektrikov je podrobno obravnavana v naslednjih člankih spletnega mesta Physical Quantity Converter: in Električna prevodnost. V tem članku bomo podrobneje obravnavali specifično prevodnost elektrolitov, pa tudi metode in preprosto opremo za njeno merjenje.

Specifična električna prevodnost elektrolitov in njeno merjenje

Specifična prevodnost vodnih raztopin, v katerih nastane električni tok kot posledica gibanja nabitih ionov, je določena s številom nosilcev naboja (koncentracija snovi v raztopini), hitrostjo njihovega gibanja (gibljivost ionov). odvisno od temperature) in naboja, ki ga nosijo (določeno z valenco ionov). Zato v večini vodnih raztopin povečanje koncentracije vodi do povečanja števila ionov in posledično do povečanja prevodnosti. Vendar pa lahko po dosegu določenega maksimuma specifična prevodnost raztopine začne padati z nadaljnjim povečevanjem koncentracije raztopine. Zato imajo lahko raztopine z dvema različnima koncentracijama iste soli enako prevodnost.

Temperatura vpliva tudi na prevodnost, ker se z zvišanjem temperature ioni premikajo hitreje, kar povzroči večjo prevodnost. Čista voda je slab prevodnik električnega toka. Navadna destilirana voda, ki vsebuje ogljikov dioksid iz zraka v ravnotežju in skupno mineralizacijo manjšo od 10 mg/l, ima specifično električno prevodnost okoli 20 mS/cm. Specifična prevodnost različnih raztopin je podana v spodnji tabeli.

Za določitev specifične prevodnosti raztopine se uporablja merilnik upora (ohmmeter) ali prevodnost. To so skoraj enake naprave, razlikujejo se le v obsegu. Oba merita padec napetosti na odseku vezja, skozi katerega teče električni tok iz baterije naprave. Izmerjena vrednost prevodnosti se ročno ali samodejno pretvori v specifično prevodnost. To se naredi ob upoštevanju fizičnih značilnosti merilne naprave ali senzorja. Senzorji prevodnosti so preprosti: so par (ali dva para) elektrod, potopljenih v elektrolit. Za senzorje za merjenje prevodnosti je značilno konstanta senzorja prevodnosti, ki je v najpreprostejšem primeru definirana kot razmerje med razdaljo med elektrodama D na območje (elektrodo) pravokotno na tok A

Ta formula deluje dobro, če je površina elektrod bistveno večja od razdalje med njimi, saj v tem primeru večina električnega toka teče med elektrodama. Primer: za 1 kubični centimeter tekočine K = D/A= 1 cm/1 cm² = 1 cm⁻¹. Upoštevajte, da so za senzorje prevodnosti z majhnimi elektrodami, razmaknjenimi na sorazmerno veliki razdalji, značilne konstantne vrednosti senzorja 1,0 cm⁻¹ in višje. Istočasno imajo senzorji z relativno velikimi elektrodami, ki se nahajajo blizu druga drugi, konstanto 0,1 cm⁻¹ ali manj. Konstanta senzorja za merjenje električne prevodnosti različnih naprav se giblje od 0,01 do 100 cm⁻¹.

Teoretična konstanta senzorja: levo - K= 0,01 cm⁻¹, desno - K= 1 cm⁻¹

Za pridobitev prevodnosti iz izmerjene prevodnosti se uporablja naslednja formula:

σ = K ∙ G

σ - specifična prevodnost raztopine v S/cm;

K- konstanta senzorja v cm⁻¹;

G- prevodnost senzorja v siemensih.

Konstanta senzorja običajno ni izračunana iz njegovih geometrijskih dimenzij, ampak se meri v določeni merilni napravi ali v določeni merilni postavitvi z uporabo raztopine znane prevodnosti. Ta izmerjena vrednost se vnese v merilnik prevodnosti, ki samodejno izračuna prevodnost iz izmerjenih vrednosti prevodnosti ali upora raztopine. Ker je prevodnost odvisna od temperature raztopine, naprave za njeno merjenje pogosto vsebujejo temperaturni senzor, ki meri temperaturo in zagotavlja samodejno temperaturno kompenzacijo meritev, to je normalizacijo rezultatov na standardno temperaturo 25 ° C. .

Najenostavnejši način za merjenje prevodnosti je napetost na dveh ravnih elektrodah, potopljenih v raztopino, in merjenje toka, ki teče. Ta metoda se imenuje potenciometrična. Po Ohmovem zakonu prevodnost G je razmerje toka jaz na napetost U:

Vendar ni vse tako preprosto, kot je opisano zgoraj - pri merjenju prevodnosti je veliko težav. Če se uporablja enosmerni tok, se ioni zbirajo na površinah elektrod. Prav tako lahko pride do kemične reakcije na površinah elektrod. To vodi do povečanja polarizacijskega upora na površinah elektrod, kar vodi do napačnih rezultatov. Če poskušate izmeriti odpornost na primer raztopine natrijevega klorida z običajnim testerjem, boste jasno videli, kako se odčitki na zaslonu digitalne naprave precej hitro spreminjajo v smeri povečanja odpornosti. Za odpravo vpliva polarizacije se pogosto uporablja zasnova senzorja s štirimi elektrodami.

Polarizacijo lahko tudi preprečite oziroma jo vsekakor zmanjšate, če pri merjenju namesto enosmernega toka uporabljate izmenični tok in celo prilagodite frekvenco glede na prevodnost. Nizke frekvence se uporabljajo za merjenje nizke prevodnosti, kjer je vpliv polarizacije majhen. Višje frekvence se uporabljajo za merjenje visoke prevodnosti. Običajno se frekvenca samodejno prilagodi med postopkom merjenja ob upoštevanju dobljenih vrednosti prevodnosti raztopine. Sodobni digitalni dvoelektrodni merilniki prevodnosti običajno uporabljajo zapletene valovne oblike izmeničnega toka in temperaturno kompenzacijo. Kalibrirani so v tovarni, vendar je med delovanjem pogosto potrebna ponovna kalibracija, saj se konstanta merilne celice (senzorja) s časom spreminja. Lahko se na primer spremeni, ko se senzorji umažejo ali ko so elektrode podvržene fizikalnim in kemičnim spremembam.

V tradicionalnem merilniku prevodnosti z dvema elektrodama (to je tisti, ki ga bomo uporabili v našem poskusu) se med dve elektrodi uporablja izmenična napetost in meri se tok, ki teče med elektrodama. Ta preprosta metoda ima eno pomanjkljivost - meri se ne le upor raztopine, temveč tudi upor, ki ga povzroča polarizacija elektrod. Za zmanjšanje vpliva polarizacije se uporablja zasnova senzorja s štirimi elektrodami, elektrode pa so prevlečene s platinasto črno.

Splošna mineralizacija

Za določanje se pogosto uporabljajo naprave za merjenje električne prevodnosti skupna mineralizacija ali vsebnost trdnih snovi(eng. total dissolved solids, TDS). Je merilo skupne količine organskih in anorganskih snovi, ki jih vsebuje tekočina v različnih oblikah: ionizirani, molekularni (raztopljeni), koloidni in v suspenziji (neraztopljeni). Raztopljene snovi vključujejo vse anorganske soli. Predvsem so to kloridi, bikarbonati in sulfati kalcija, kalija, magnezija, natrija, pa tudi nekatere organske snovi, raztopljene v vodi. Da bi bile snovi razvrščene kot popolna mineralizacija, morajo biti bodisi raztopljene bodisi v obliki zelo drobnih delcev, ki gredo skozi filtre s premerom por manj kot 2 mikrometra. Snovi, ki so nenehno suspendirane v raztopini, vendar ne morejo skozi tak filter, se imenujejo suspendirane trdne snovi(eng. total suspended solids, TSS). Skupne suspendirane trdne snovi se običajno merijo za določanje kakovosti vode.

Obstajata dve metodi za merjenje vsebnosti trdnih snovi: gravimetrična analiza, ki je najbolj natančna metoda, in merjenje prevodnosti. Prva metoda je najbolj natančna, vendar zahteva veliko časa in laboratorijske opreme, saj je treba vodo izhlapeti, da dobimo suh ostanek. To običajno poteka pri 180 °C v laboratorijskih pogojih. Po popolnem izhlapevanju se ostanek stehta na natančni tehtnici.

Druga metoda ni tako natančna kot gravimetrična analiza. Je pa zelo priročna, razširjena in najhitrejša metoda, saj gre za preprosto merjenje prevodnosti in temperature, ki se opravi v nekaj sekundah s poceni merilnim instrumentom. Metoda merjenja specifične električne prevodnosti se lahko uporablja zaradi dejstva, da je specifična prevodnost vode neposredno odvisna od količine ioniziranih snovi, raztopljenih v njej. Ta metoda je še posebej primerna za spremljanje kakovosti pitne vode ali oceno skupnega števila ionov v raztopini.

Izmerjena prevodnost je odvisna od temperature raztopine. To pomeni, da višja kot je temperatura, večja je prevodnost, saj se ioni v raztopini premikajo hitreje, ko temperatura narašča. Za pridobitev temperaturno neodvisnih meritev se uporablja koncept standardne (referenčne) temperature, na katero so reducirani rezultati meritev. Referenčna temperatura vam omogoča primerjavo rezultatov, dobljenih pri različnih temperaturah. Tako lahko merilnik prevodnosti izmeri dejansko prevodnost in nato uporabi korekcijsko funkcijo, ki samodejno prilagodi rezultat na referenčno temperaturo 20 ali 25 °C. Če je zahtevana zelo visoka natančnost, lahko vzorec postavite v inkubator, nato pa lahko merilnik kalibrirate pri isti temperaturi, ki bo uporabljena pri meritvah.

Večina sodobnih merilnikov prevodnosti ima vgrajen temperaturni senzor, ki se uporablja tako za korekcijo temperature kot za merjenje temperature. Najnaprednejši instrumenti so sposobni meriti in prikazovati izmerjene vrednosti v enotah prevodnosti, upornosti, slanosti, skupne slanosti in koncentracije. Vendar še enkrat ugotavljamo, da vse te naprave merijo samo prevodnost (upor) in temperaturo. Vse fizikalne količine, prikazane na zaslonu, naprava izračuna ob upoštevanju izmerjene temperature, ki se uporablja za avtomatsko temperaturno kompenzacijo in spravljanje izmerjenih vrednosti na standardno temperaturo.

Poskus: merjenje skupne mineralizacije in prevodnosti

Nazadnje bomo izvedli več poskusov za merjenje prevodnosti z uporabo poceni merilnika celotne mineralizacije TDS-3 (imenovanega tudi salinometer, salinometer ali merilnik prevodnosti). Cena "neimenovane" naprave TDS-3 na eBayu, vključno z dostavo, je v času pisanja nižja od 3,00 USD. Povsem enaka naprava, vendar z imenom proizvajalca, stane 10-krat več. Ampak to je za tiste, ki radi plačajo za blagovno znamko, čeprav je zelo velika verjetnost, da bosta obe napravi proizvedeni v isti tovarni. TDS-3 izvaja temperaturno kompenzacijo in je v ta namen opremljen s temperaturnim senzorjem, ki se nahaja poleg elektrod. Zato se lahko uporablja tudi kot termometer. Še enkrat je treba opozoriti, da naprava pravzaprav ne meri same mineralizacije, temveč upor med dvema žičnima elektrodama in temperaturo raztopine. Vse ostalo samodejno izračuna z uporabo kalibracijskih faktorjev.

Merilnik skupne mineralizacije vam lahko pomaga določiti vsebnost trdnih delcev, na primer pri spremljanju kakovosti pitne vode ali določanju slanosti vode v akvariju ali sladkovodnem ribniku. Uporablja se lahko tudi za spremljanje kakovosti vode v sistemih za filtriranje in čiščenje vode, da bi vedeli, kdaj je čas za zamenjavo filtra ali membrane. Instrument je tovarniško umerjen s 342 ppm (delcev na milijon ali mg/L) raztopine natrijevega klorida, NaCl. Merilno območje naprave je 0–9990 ppm ali mg/l. PPM - del na milijon, brezdimenzijska merska enota relativnih vrednosti, enaka 1 10⁻⁶ osnovnega indikatorja. Na primer, masna koncentracija 5 mg/kg = 5 mg v 1.000.000 mg = 5 ppm ali ppm. Tako kot je odstotek stotinka, je ppm ena milijoninka. Odstotki in ppm so po pomenu zelo podobni. Deli na milijon so v nasprotju z odstotki uporabni za označevanje koncentracije zelo šibkih raztopin.

Naprava meri električno prevodnost med dvema elektrodama (to je recipročno vrednost upora), nato pa rezultat pretvori v specifično električno prevodnost (v angleški literaturi se pogosto uporablja okrajšava EC) z uporabo zgornje formule za prevodnost, pri čemer upošteva konstanto senzorja K, nato izvede še eno pretvorbo tako, da dobljeno prevodnost pomnoži s pretvorbenim faktorjem 500. Rezultat je skupna vrednost slanosti v delcih na milijon (ppm). Več podrobnosti o tem spodaj.

Tega merilnika skupne mineralizacije ni mogoče uporabiti za testiranje kakovosti vode z visoko vsebnostjo soli. Primeri snovi z visoko vsebnostjo soli so nekatera živila (navadna juha z normalno vsebnostjo soli 10 g/l) in morska voda. Največja koncentracija natrijevega klorida, ki jo ta naprava lahko izmeri, je 9990 ppm ali približno 10 g/l. To je tipična koncentracija soli v živilih. Ta naprava tudi ne more izmeriti slanosti morske vode, saj je običajno 35 g/l oziroma 35.000 ppm, kar je precej več, kot lahko naprava izmeri. Če poskušate izmeriti tako visoko koncentracijo, bo instrument prikazal sporočilo o napaki Err.

Merilnik slanosti TDS-3 meri specifično prevodnost in uporablja tako imenovano "skalo 500" (ali "NaCl lestvico") za kalibracijo in pretvorbo v koncentracijo. To pomeni, da se za pridobitev koncentracije ppm vrednost prevodnosti v mS/cm pomnoži s 500. To pomeni, da se na primer 1,0 mS/cm pomnoži s 500, da dobimo 500 ppm. Različne industrije uporabljajo različne lestvice. Na primer, v hidroponiki se uporabljajo tri lestvice: 500, 640 in 700. Edina razlika med njimi je v uporabi. Lestvica 700 temelji na merjenju koncentracije kalijevega klorida v raztopini, pretvorba specifične prevodnosti v koncentracijo pa se izvede na naslednji način:

1,0 mS/cm x 700 daje 700 ppm

Lestvica 640 uporablja pretvorbeni faktor 640 za pretvorbo mS v ppm:

1,0 mS/cm x 640 daje 640 ppm

V našem poskusu bomo najprej izmerili celotno mineralizacijo destilirane vode. Merilnik slanosti kaže 0 ppm. Multimeter kaže upornost 1,21 MOhm.

Za poskus bomo pripravili raztopino natrijevega klorida NaCl s koncentracijo 1000 ppm in koncentracijo izmerili s TDS-3. Za pripravo 100 ml raztopine moramo raztopiti 100 mg natrijevega klorida in 100 ml dodati destilirano vodo. Natehtamo 100 mg natrijevega klorida in ga damo v merilni valj, dodamo malo destilirane vode in mešamo, dokler se sol popolnoma ne raztopi. Nato dodajte vodo do oznake 100 ml in ponovno dobro premešajte.

Merjenje upora med dvema elektrodama iz enakega materiala in enakih dimenzij kot elektrode TDS-3; multimeter kaže 2,5 kOhm

Za eksperimentalno določanje prevodnosti smo uporabili dve elektrodi iz enakega materiala in enakih dimenzij kot elektrode TDS-3. Izmerjeni upor je bil 2,5 KOhm.

Zdaj, ko poznamo odpornost in koncentracijo natrijevega klorida v ppm, lahko približno izračunamo celično konstanto merilnika slanosti TDS-3 z uporabo zgornje formule:

K = σ/G= 2 mS/cm x 2,5 kOhm = 5 cm⁻¹

Ta vrednost 5 cm⁻¹ je blizu izračunani konstantni vrednosti merilne celice TDS-3 s spodaj navedenimi dimenzijami elektrode (glejte sliko).

  • D = 0,5 cm - razdalja med elektrodama;
  • W = 0,14 cm - širina elektrod
  • L = 1,1 cm - dolžina elektrod

Konstanta senzorja TDS-3 je K = D/A= 0,5/0,14x1,1 = 3,25 cm⁻¹. To se ne razlikuje veliko od zgoraj pridobljene vrednosti. Spomnimo se, da zgornja formula omogoča le približno oceno konstante senzorja.

Vam je težko prevajati merske enote iz enega jezika v drugega? Kolegi so vam pripravljeni pomagati. Objavite vprašanje v TCTerms in v nekaj minutah boste prejeli odgovor.

Da bi lahko govorili o električni prevodnosti, se moramo spomniti narave električnega toka kot takega. Torej, ko je katera koli snov postavljena v električno polje, se naboji premikajo. To gibanje izzove delovanje električnega polja. Električni tok je tok elektronov. Jakost toka, kot vemo iz šolskih ur fizike, se meri v amperih in označuje z latinsko črko I. 1 A predstavlja električni tok, v katerem preteče naboj 1 Coulomb v času, ki je enak eni sekundi.

Električni tok je na voljo v več vrstah, in sicer:

  • enosmerni tok, ki se v nobenem trenutku ne spremeni glede na indikator in trajektorijo gibanja;
  • izmenični tok, ki sčasoma spreminja svoj indikator in pot (proizvajajo ga generatorji in transformatorji);
  • pulzirajoči tok se spremeni v velikosti, vendar ne spremeni svoje smeri.
Pod vplivom električnega polja lahko različne vrste materialov prevajajo električni tok. Ta lastnost se imenuje električna prevodnost, ki je individualna za vsako snov.

Indikator električne prevodnosti je neposredno povezan z vsebnostjo prosto gibajočih se nabojev v materialu, ki nimajo povezave s kristalno mrežo, molekulami ali atomi.

Tako so glede na stopnjo prevodnosti toka materiali razdeljeni na naslednje vrste:

  • prevodniki;
  • dielektriki;
  • polprevodniki.
Največja električna prevodnost je značilna za vodnike. Predstavljeni so v obliki kovin ali elektrolitov. V kovinskih vodnikih tok nastane zaradi gibanja prostih nabitih delcev, zato je električna prevodnost kovin elektronska. Za elektrolite je značilna ionska električna prevodnost, ki je posledica gibanja ionov.

Visoka električna prevodnost se razlaga v elektronski teoriji. Tako elektroni krožijo med atomi po celotnem prevodniku zaradi svoje šibke valenčne vezi z jedri. To pomeni, da prosto gibajoči se nabiti delci znotraj kovine prekrivajo praznine med atomi in zanje je značilno kaotično gibanje. Če kovinski prevodnik postavimo v električno polje, bodo elektroni prevzeli red v svojem gibanju in se premaknili na pol s pozitivnim nabojem. Zaradi tega se ustvari električni tok. Hitrost širjenja električnega polja v prostoru je podobna svetlobni hitrosti. S to hitrostjo se električni tok giblje znotraj prevodnika. Omeniti velja, da to ni hitrost gibanja samih elektronov (njihova hitrost je zelo majhna in je enaka največ nekaj mm/s), temveč hitrost porazdelitve električne energije po snovi.

Ko se naboji prosto gibljejo znotraj prevodnika, se na svoji poti srečujejo z različnimi mikrodelci, v katere trčijo in jim prenese nekaj energije. Znano je, da prevodniki doživljajo toploto. To se zgodi prav zato, ker se energija elektronov pri premagovanju upora širi kot sproščanje toplote.

Takšne "nesreče" nabojev ustvarjajo oviro za gibanje elektronov, kar v fiziki imenujemo upor. Nizek upor prevodnika ne segreje veliko, visok upor pa povzroči višje temperature. Slednji pojav se uporablja tako v grelnih napravah kot tudi v tradicionalnih žarnicah z žarilno nitko. Upornost se meri v Ohmih. Označeno z latinsko črko R.

Električna prevodnost- pojav, ki odraža sposobnost kovine ali elektrolita, da prevaja električni tok. Ta vrednost je recipročna vrednost električnega upora.
Električno prevodnost meri Siemens (Cm) in jo označujemo s črko G.

Ker atomi ustvarjajo oviro za prehod toka, je indeks odpornosti snovi drugačen. Za označevanje je bil uveden koncept upornosti (Ohm-m), ki daje informacije o prevodnosti snovi.

Sodobni prevodni materiali imajo obliko tankih trakov ali žic z določeno površino preseka in določeno dolžino. Električna prevodnost in upornost se merita v naslednjih enotah: Sm-m/mm.sq oziroma Ohm-mm.sq.m.

Tako sta električna upornost in električna prevodnost značilnosti prevodnosti materiala, katerega površina preseka je 1 mm2 in dolžina 1 m, temperatura za karakteristiko je 20 stopinj Celzija.

Dobri prevodniki električnega toka med kovinami so plemenite kovine, in sicer zlato in srebro, pa tudi baker, krom in aluminij. Jekleni in železni prevodniki imajo šibkejše lastnosti. Omeniti velja, da imajo čiste kovine boljše lastnosti električne prevodnosti v primerjavi s kovinskimi zlitinami. Za visoko odpornost se po potrebi uporabljajo volframovi, nikromovi in ​​​​stalni vodniki.

Z znanjem o upornosti ali prevodnosti je zelo enostavno izračunati upornost in prevodnost določenega prevodnika. V tem primeru je treba pri izračunih uporabiti dolžino in površino prečnega prereza določenega vodnika.

Pomembno je vedeti, da je indikator električne prevodnosti, pa tudi odpornost katerega koli materiala, neposredno odvisna od temperaturnega režima. To je razloženo z dejstvom, da s spremembami temperature pride do sprememb v frekvenci in amplitudi atomskih vibracij. Tako se bo z naraščanjem temperature povečal tudi upor proti toku gibajočih se nabojev. In ko se temperatura zniža, se upor ustrezno zmanjša, električna prevodnost pa se poveča.

Pri nekaterih materialih je odvisnost temperature od upora zelo izrazita, pri drugih manj izrazita.

Fizikalna narava električnega upora. Ko se prosti elektroni premikajo v prevodniku, na svoji poti trčijo s pozitivnimi ioni 2 (glej sliko 10, a), atomi in molekulami snovi, iz katere je prevodnik, in jim prenesejo del svoje energije. V tem primeru se energija gibajočih se elektronov zaradi njihovega trka z atomi in molekulami delno sprosti in razprši v obliki toplote, ki ogreva prevodnik. Zaradi dejstva, da elektroni, ki trčijo z delci prevodnika, premagajo določen upor gibanja, je običajno reči, da imajo prevodniki električni upor. Če je upor prevodnika majhen, ga tok razmeroma slabo segreva; če je upor visok, se lahko prevodnik segreje. Žice, ki napajajo električni štedilnik z električnim tokom, se skoraj ne segrejejo, saj je njihov upor nizek, spirala štedilnika, ki ima velik upor, pa se segreje. Žarilna nitka električne žarnice se še bolj segreje.
Enota upora je ohm. Prevodnik ima upor 1 Ohm, skozi katerega teče tok 1 A s potencialno razliko na njegovih koncih (napetostjo) enako 1 V. Etalon upora 1 Ohm je steber živega srebra dolžine 106,3 cm in križnega površina preseka 1 mm2 pri temperaturi 0°C. V praksi se upor pogosto meri v tisočih ohmih - kiloohmih (kOhm) ali milijonih ohmov - megaohmih (MOhm). Odpornost je označena s črko R (r).
Prevodnost. Vsak prevodnik je lahko označen ne le z njegovo odpornostjo, temveč tudi s tako imenovano prevodnostjo - sposobnostjo prevajanja električnega toka. Prevodnost je recipročna vrednost upora. Enota za prevodnost se imenuje siemens (Sm). 1 cm je enak 1/1 ohma. Prevodnost je označena s črko G (g). torej

G=1/R(4)

Električna upornost in prevodnost. Atomi različnih snovi imajo neenakomeren upor pri prehodu električnega toka. Sposobnost posameznih snovi, da prevajajo električni tok, lahko sodimo po njihovi električni upornosti p. Vrednost, ki označuje upornost, se običajno šteje za upornost kocke z robom 1 m. Električna upornost se meri v Ohm * m. Za presojo električne prevodnosti materialov se uporablja tudi koncept specifične električne prevodnosti? = 1/?. Specifična električna prevodnost se meri v siemensih na meter (S/m) (prevodnost kocke z robom 1 m). Električna upornost je pogosto izražena v ohm-centimetrih (Ohm*cm), električna prevodnost pa v siemensih na centimeter (S/cm). pri čemer 1 Ohm*cm = 10 -2 Ohm*m in 1 S/cm = 10 2 S/m.

Prevodniški materiali se uporabljajo predvsem v obliki žic, palic ali trakov, katerih površina prečnega prereza je običajno izražena v kvadratnih milimetrih, dolžina pa v metrih. Zato so za električno upornost takih materialov in električno prevodnost uvedene druge merske enote: ? merjeno v Ohm * mm 2 / m (upornost prevodnika dolžine 1 m in prečnega prereza 1 mm 2), kajne? - v Sm * m / mm2 (prevodnost prevodnika z dolžino 1 m in površino prečnega prereza 1 mm2).

Od kovin imata največjo električno prevodnost srebro in baker, saj struktura njunih atomov omogoča enostavno gibanje prostih elektronov, sledijo zlato, krom, aluminij, mangan, volfram itd. Železo in jeklo slabše prevajata tok.

Čiste kovine vedno bolje prevajajo elektriko kot njihove zlitine. Zato se v elektrotehniki uporablja predvsem zelo čist baker, ki vsebuje le 0,05 % primesi. In obratno, v primerih, ko je potreben material z visoko odpornostjo (za različne grelne naprave, reostate itd.), Se uporabljajo posebne zlitine: konstantan, manganin, nikrom, fehral.

Treba je opozoriti, da se v tehnologiji poleg kovinskih prevodnikov uporabljajo tudi nekovinski. Med take prevodnike sodi na primer premog, iz katerega izdelujejo ščetke električnih strojev, elektrode za reflektorje ... Prevodniki električnega toka so debelina zemlje, živa tkiva rastlin, živali in človeka. Vlažen les in številni drugi izolacijski materiali prevajajo elektriko, ko so mokri.
Električna upornost prevodnika ni odvisna samo od materiala prevodnika, temveč tudi od njegove dolžine l in preseka s. (Električni upor je podoben uporu pri gibanju vode v cevi, ki je odvisen od površine prečnega prereza cevi in ​​njene dolžine.)
Odpornost ravnega vodnika

R= ? l/s (5)

Če je upornost? izraženo v Ohm*mm/m, potem je treba, da bi dobili upornost prevodnika v ohmih, njegovo dolžino nadomestiti s formulo (5) v metrih in površino prečnega prereza v kvadratnih milimetrih.

Odvisnost upora od temperature. Električna prevodnost vseh materialov je odvisna od njihove temperature. V kovinskih vodnikih se ob segrevanju poveča obseg in hitrost nihanja atomov v kristalni mreži kovine, zaradi česar se poveča tudi upor, ki ga dajejo pretoku elektronov. Pri ohlajanju pride do nasprotnega pojava: naključno nihajno gibanje atomov na vozliščih kristalne mreže se zmanjša, njihov upor proti toku elektronov se zmanjša in električna prevodnost prevodnika se poveča.

V naravi pa obstajajo nekatere zlitine: fehral, ​​​​konstantan, manganin itd., V katerih se električni upor v določenem temperaturnem območju relativno malo spremeni. Takšne zlitine se uporabljajo v tehnologiji za izdelavo različnih uporov, ki se uporabljajo v električnih merilnih instrumentih in nekaterih napravah za kompenzacijo vpliva temperature na njihovo delovanje.

Stopnjo spremembe upora prevodnikov s temperaturnimi spremembami ocenjujemo s tako imenovanim temperaturnim koeficientom upora a. Ta koeficient predstavlja relativno povečanje upora prevodnika, ko se njegova temperatura poveča za 1 °C. V tabeli Tabela 1 prikazuje vrednosti temperaturnega koeficienta upora za najpogosteje uporabljene materiale prevodnikov.

Odpornost kovinskega prevodnika R t pri kateri koli temperaturi t

R t = R 0 [ 1 + ? (t - t 0)] (6)

kjer je R 0 upor prevodnika pri določeni začetni temperaturi t 0 (običajno pri + 20 ° C), ki se lahko izračuna s formulo (5);

t- t 0 - sprememba temperature.

Lastnost kovinskih vodnikov, da povečajo svojo odpornost pri segrevanju, se v sodobni tehnologiji pogosto uporablja za merjenje temperature. Na primer, pri preskušanju vlečnih motorjev po popravilu se temperatura ogrevanja njihovih navitij določi z merjenjem njihove upornosti v hladnem stanju in po delovanju pod obremenitvijo v določenem obdobju (običajno 1 uro).

Med preučevanjem lastnosti kovin med globokim (zelo močnim) ohlajanjem so znanstveniki odkrili izjemen pojav: blizu absolutne ničle (-273,16 °C) nekatere kovine skoraj popolnoma izgubijo električni upor. Postanejo idealni prevodniki, ki lahko dolgo časa prepuščajo tok skozi zaprt tokokrog brez vpliva vira električne energije. Ta pojav imenujemo superprevodnost. Trenutno so ustvarjeni prototipi daljnovodov in električnih strojev, ki uporabljajo pojav superprevodnosti. Takšni stroji imajo bistveno manjšo težo in dimenzije v primerjavi s stroji za splošno uporabo in delujejo z zelo visokim izkoristkom. V tem primeru so daljnovodi lahko izdelani iz žic z zelo majhno površino prečnega prereza. V prihodnosti se bo ta pojav čedalje bolj uporabljal v elektrotehniki.

|
električna prevodnost, električna prevodnost
Električna prevodnost(električna prevodnost, prevodnost) - sposobnost telesa, da prevaja električni tok, pa tudi fizična količina, ki označuje to sposobnost in je inverzna električnemu uporu. Enota za merjenje električne prevodnosti v mednarodnem sistemu enot (SI) je Siemens (ruska oznaka: Cm; mednarodni: S), definirana kot 1 Sm = 1 Ohm-1, to je kot električna prevodnost odseka električnega tokokroga z uporom 1 Ohm.

  • 1 Specifična prevodnost
    • 1.1 Povezava s koeficientom toplotne prevodnosti
  • 2 Električna prevodnost kovin
    • 2.1 Poskusi Tolmana in Stewarta
  • 3 Specifična prevodnost nekaterih snovi
  • 4 Glej tudi
  • 5 Opombe
  • 6 Literatura

Prevodnost

Specifična prevodnost (električna prevodnost) je merilo sposobnosti snovi, da prevaja električni tok. Po Ohmovem zakonu je v linearni izotropni snovi specifična prevodnost koeficient sorazmernosti med gostoto nastalega toka in velikostjo električnega polja v mediju:

  • - specifična prevodnost,
  • - vektor gostote toka,
  • - vektor jakosti električnega polja.

V nehomogenem mediju je lahko σ odvisen (in na splošno je odvisen) od koordinat, to pomeni, da ne sovpada na različnih točkah prevodnika.

Prevodnost anizotropnih (v nasprotju z izotropnimi) mediji na splošno ni skalarna, ampak tenzor (simetrični tenzor ranga 2), množenje z njim pa se zmanjša na matrično množenje:

v tem primeru vektorji gostote toka in poljske jakosti na splošno niso kolinearni.

Za kateri koli linearni medij lahko izberete lokalno (in če je medij homogen, potem globalno) tako imenovani. lastna osnova - pravokoten sistem kartezičnih koordinat, v katerem matrika postane diagonalna, to je, da dobi obliko, v kateri so od devetih komponent samo tri različne od nič: , in. V tem primeru z označbo kot namesto prejšnje formule dobimo enostavnejšo

Količine se imenujejo glavne vrednosti tenzorja prevodnosti. V splošnem primeru zgornja relacija velja le v enem koordinatnem sistemu.

Recipročna vrednost prevodnosti se imenuje upornost.

Na splošno je zgoraj zapisana linearna relacija (tako skalarna kot tenzorska) v najboljšem primeru približno pravilna in ta približek je dober le za relativno majhne vrednosti E. Vendar pa tudi pri takih vrednostih E, ko odstopanja od linearnosti opazne, lahko električna prevodnost ohrani svojo vlogo koeficienta v linearnem členu raztezanja, medtem ko bodo drugi, višji členi raztezanja dali popravke, ki zagotavljajo dobro natančnost. V primeru nelinearne odvisnosti J od E je uvedena diferencialna električna prevodnost (za anizotropne medije:).

Električno prevodnost G prevodnika dolžine L s presekom S lahko izrazimo s specifično prevodnostjo snovi, iz katere je prevodnik izdelan, z naslednjo formulo:

V sistemu SI se električna prevodnost meri v siemensih na meter (S/m) ali Ohm−1 m−1. Enota SGSE za električno prevodnost je recipročna sekunda (s−1).

Povezava s koeficientom toplotne prevodnosti

Glavni članek: Wiedemann-Franzov zakon

Wiedemann-Franzov zakon, ki velja za kovine pri visokih temperaturah, vzpostavlja nedvoumno povezavo med električno prevodnostjo in koeficientom toplotne prevodnosti K:

kjer je k Boltzmannova konstanta, e je elementarni naboj. Ta povezava temelji na dejstvu, da sta električna in toplotna prevodnost v kovinah posledica gibanja prostih prevodnih elektronov.

Električna prevodnost kovin

Že dolgo pred odkritjem elektronov je bilo eksperimentalno dokazano, da prehod toka v kovinah ni povezan, za razliko od toka v tekočih elektrolitih, s prenosom kovinskih snovi. Eksperiment, ki ga je izvedel nemški fizik Carl Viktor Eduard Riecke leta 1901, je zajemal uporabo kontaktov iz različnih kovin - dveh bakrenih in enega aluminijastega valja s skrbno poliranimi konci, postavljenih enega na drugega, za eno leto. skozenj je potekal konstanten električni tok. Po tem je bil pregledan material v bližini kontaktov. Pokazalo se je, da ni opaziti prenosa snovi čez mejo in da ima snov na različnih straneh meje enako sestavo kot pred pretokom toka. Ti poskusi so pokazali, da kovinski atomi in molekule ne sodelujejo pri prenosu električnega toka, niso pa odgovorili na vprašanje o naravi nosilcev naboja v kovinah.

Poskusi Tolmana in Stewarta

Neposredni dokaz, da električni tok v kovinah povzroča gibanje elektronov, so bili poskusi Richarda C. Tolmana in Thomasa D. Stewarta, ki sta bila izvedena leta 1916. Zamisel o teh poskusih sta izrazila Mandelstam in Papaleksi leta 1913. .

Vzemimo tuljavo, ki se lahko vrti okoli svoje osi. Konci tuljave so z drsnimi kontakti povezani z galvanometrom. Če tuljavo, ki se hitro vrti, močno zavremo, se bodo prosti elektroni v žici še naprej gibali po vztrajnosti, zaradi česar mora galvanometer zaznati tokovni impulz.

Pri dovolj gostem navitju in tankih žicah lahko domnevamo, da je linearni pospešek tuljave med zaviranjem usmerjen vzdolž žic. Ko tuljava zavira, na vsak prosti elektron deluje vztrajnostna sila - usmerjena nasprotno od pospeška (- mase elektrona). Pod njegovim vplivom se elektron v kovini obnaša, kot da bi bil predmet nekega učinkovitega električnega polja:

Zato je efektivna elektromotorna sila v tuljavi zaradi vztrajnosti prostih elektronov enaka

kjer je L dolžina žice na tuljavi.

Naj uvedemo oznako: I je tok, ki teče skozi sklenjen tokokrog, R je upor celotnega tokokroga, vključno z uporom žic tuljave in žic zunanjega tokokroga ter galvanometra. Zapišimo Ohmov zakon v obliki:

Količina električne energije, ki teče skozi presek prevodnika v času dt pri jakosti toka I, je enaka

Nato bo med zaviranjem skozi galvanometer šel naboj

Vrednost Q najdemo iz odčitkov galvanometra, vrednosti L, R, v0 pa so znane, kar omogoča iskanje vrednosti.Poskusi kažejo, da to ustreza razmerju med nabojem elektrona in njegovim masa. To dokazuje, da je tok, opazovan z galvanometrom, posledica gibanja elektronov.

Specifična prevodnost nekaterih snovi

Specifična prevodnost je podana pri +20 °C:

snov Sm/m
srebro 62 500 000
baker 58 100 000
zlato 45 500 000
aluminij 37 000 000
magnezij 22 700 000
iridij 21 100 000
molibden 18 500 000
volfram 18 200 000
cink 16 900 000
nikelj 11 500 000
čisto železo 10 000 000
platina 9 350 000
kositer 8 330 000
lito jeklo 7 690 000
svinec 4 810 000
nikljevo srebro 3 030 000
konstantan 2 000 000
manganin 2 330 000
živo srebro 1 040 000
nikrom 893 000
grafit 125 000
morska voda 3
tla so mokra 10−2
destilirano vodo 10−4
marmor 10−8
steklo 10−11
porcelan 10−14
kremenčevo steklo 10−16
jantar 10−18

Poglej tudi

  • Vstopnina
  • Conska teorija
  • Hallov učinek
  • Superprevodnost
  • Negativna absolutna prevodnost

Opombe

  1. Električna prevodnost (fizikalna) - članek iz Velike sovjetske enciklopedije
  2. Dengub V. M., Smirnov V. G. Količinske enote. Slovar-priročnik. - M .: Založba standardov, 1990. - Str. 105. - 240 str. - ISBN 5-7050-0118-5.
  3. Če dve od treh lastnih vrednosti sovpadata, pride do poljubnosti pri izbiri takega koordinatnega sistema (pravih osi tenzorja), in sicer je povsem očitno, da ga lahko poljubno zasukaš glede na os z drugačno lastno vrednostjo. in izraz se ne bo spremenil. Vendar to slike ne spremeni kaj dosti. Če vse tri lastne vrednosti sovpadajo, imamo opravka z izotropno prevodnostjo in, kot je enostavno videti, se množenje s takim tenzorjem zmanjša na množenje s skalarjem.
  4. Za mnoge medije je linearna aproksimacija precej dobra ali celo zelo dobra za precej širok razpon vrednosti električnega polja, vendar obstajajo mediji, za katere to sploh ne velja, tudi pri zelo majhnih E.
  5. Vse točke žice se gibljejo z enakim pospeškom, zato jih lahko izvzamemo iz integralnega predznaka.
  6. Kuhling H. Priročnik za fiziko. per. iz nemščine, M.: Mir, 1982, str.475 (tabela 39); Vrednosti prevodnosti so izračunane iz upornosti in zaokrožene na 3 pomembne številke.

Literatura

  • A. N. Matveev. Elektrika in magnetizem. (Prva izd. M .: Višja šola, 1983. 463 str.)

električna prevodnost, električna prevodnost, električna prevodnost sladkorja

Informacije o električni prevodnosti

Naj bosta dve veji električnega tokokroga povezani vzporedno, kot je prikazano na sl. 1.21. Tok v vsakem od njih je mogoče najti z uporabo Ohmovega zakona, če sta znana njihov upor in napetost, na katero so priključeni. Kar zadeva skupni tok, to je tok v nerazvejanem delu vezja, je enak vsoti tokov.

To pomeni, da se skupni tok lahko izračuna na naslednji način:

Upoštevajte, da je napetost U za obe veji (pri vzporedni povezavi) enaka.

Na podoben način lahko izračunate skupni tok v primeru, ko ni dveh, ampak treh ali več vzporednih vej.

riž. 1.21. Dva vzporedno povezana upora. V nerazvejanem odseku vezja je tok enak vsoti tokov v vzporednih vejah

Primer 1. Dve vzporedni veji z uporoma Ω in Ω sta priključeni na napetost 300 V. Poiščite skupni tok (tok v nerazvejanem delu vezja).

Reshevi e. Skupni tok

V primerih, ko obstaja več vzporednih vej in ko morate najti skupni tok, je priročno uporabiti koncept prevodnosti.

Prevodnost je recipročna vrednost upora:

Prevodnost običajno označujemo z latinsko črko G:

Enota za prevodnost je njena recipročna vrednost; je označena Obstaja tudi posebna enota prevodnosti Siemens (Cm).

Če je upor katerega koli odseka vezja 100 Ohmov, je njegova prevodnost enaka, če je upor 1/2 Ohma, potem je njegova prevodnost enaka

Iz zgornjega je razvidno, da namesto delitve napetosti z uporom, jo ​​lahko pomnožite s prevodnostjo. Zato

V primeru dveh vzporednih vej lahko izrazimo skupni tok na naslednji način:

Toda enak rezultat dobimo, če napetost (enako za obe veji) pomnožimo z vsoto prevodnosti:

Vse povedano o dveh vejah velja tudi za primer večjega števila vzporednih vej: skupni tok je enak uporabljeni napetosti, pomnoženi z vsoto prevodnosti vseh vzporednih vej.

Iz tega sklepamo, da je skupna prevodnost števila vzporednih vej enaka vsoti prevodnosti teh vej.

Zamenjava vzporednih vej z eno z enako odpornostjo. Če želimo zamenjati vse vzporedne veje z eno vejo s takšnim uporom, da se tok v nerazvejanem delu vezja ne spremeni, moramo ta upor narediti enak ena, deljeno z vsoto prevodnosti vseh vzporednih vej.

Ta upor se imenuje ekvivalentni upor vzporedne veje.

V primeru vzporedne povezave

Primer 2. S konceptom prevodnosti rešimo problem, zastavljen v prejšnjem primeru. Dve vzporedni veji z ohmskimi upornostmi sta priključeni na napetost 300 V.

Poiščite skupni tok.

rešitev. Izračunamo prevodnost:

prevodnost prve veje

prevodnost drugo

skupna prevodnost

Skupni tok je enak napetosti, pomnoženi z vsoto prevodnosti:

Primer 3. Dve veji z uporom Ohm in Ohm sta priključeni vzporedno na napetost 240 V. Poiščite ekvivalentni upor in izračunajte skupni tok.

Enakovredna odpornost

Skupni tok je enak napetosti, deljeni z ekvivalentnim uporom:

Našli smo odgovor. Preverimo takole:

tok v prvi veji

tok v drugi veji

Njihova vsota je dejansko enaka skupnemu toku, ugotovljenemu zgoraj:

Skupni ekvivalentni upor več vzporednih vej mora biti vedno manjši od upora vsake od teh vej. S priključitvijo nove veje namreč ustvarimo novo pot za tok, povečamo prevodnost, upor in prevodnost pa sta medsebojno inverzni količini.

Opozorimo na dva pomembna posebna primera. Če je več vej z enakim uporom povezanih vzporedno, potem je enakovredno upornost takega vezja mogoče najti tako, da upor ene veje delimo s številom vej.

Torej, na primer, ko je vzporedno povezanih osem žarnic s 100 ohmi, je upor, enak uporu osmih žarnic, enak

Skupni upor dveh vzporednih vej. Če sta dve (vendar ne več) veji z različnimi upornostmi povezani vzporedno, potem je ekvivalentna upornost (skupna upornost) enaka produktu teh dveh uporov, deljenem z njuno vsoto:



 

Morda bi bilo koristno prebrati: