Resistência específica do cobre. A física do processo

Muitas vezes, na literatura eletrotécnica existe uma noção de "resistividade elétrica do cobre". E involuntariamente fazendo a pergunta, o que é?

O conceito de "resistência" para qualquer condutorestá continuamente conectado com a compreensão do processo de fluxo de corrente elétrica através dele. Uma vez que o discurso neste artigo é dedicado à resistência do cobre, então suas propriedades e as propriedades dos metais também devem ser consideradas.

Quando se trata de metais, é involuntárioVocê lembra que todos eles têm uma certa estrutura - uma rede de cristal. Os átomos estão nos nós de tal rede e realizam oscilações periódicas em relação a eles. As distâncias e locais desses nós dependem das forças de interação de átomos entre si (repulsão e atração), e são diferentes para metais diferentes. E ao redor dos átomos em suas órbitas os elétrons rodam. Eles também estão em equilíbrio na órbita. Somente essa força de atração para o átomo e centrífuga. Você se imaginou? Você pode chamá-lo, de certa forma, estático.

E agora adicione a dinâmica. Um campo elétrico começa a atuar sobre um pedaço de cobre. O que acontece dentro do condutor? Os elétrons, rasgados pela força do campo elétrico de suas órbitas, correm para o pólo positivo. Aqui você e o movimento direcionado de elétrons, ou melhor, a corrente elétrica. Mas, no caminho de seu movimento, tropeçam em átomos nos nós da rede de cristal e os elétrons ainda estão girando em torno de seus átomos. Neste caso, eles perdem a energia e mudam a direção do movimento. Agora, o significado da frase "resistência do condutor" torna-se um pouco mais claro? Estes átomos de rede e elétrons que rodam em torno deles resistem ao movimento direcional de elétrons arrancados pelo campo elétrico de suas órbitas. Mas o conceito de resistência de um condutor pode ser chamado de característica geral. Mais especificamente, cada condutor caracteriza a resistividade. Cobre também. Esta característica é individual para cada metal, uma vez que depende diretamente da forma e dimensões da rede cristalina e, até certo ponto, da temperatura. Quando a temperatura do condutor sobe, os átomos realizam uma oscilação mais intensa nos locais de rede. E os elétrons rodam em torno dos nós a uma velocidade mais alta e em órbitas de um raio maior. E, naturalmente, os elétrons livres encontram mais resistência quando se movem. Esta é a física do processo.

A resistividade do cobre é padrãovalor. Os valores deste parâmetro para todos os metais e outras substâncias medidas a 20 ° C podem ser facilmente encontrados na tabela de referência. Para o cobre, é 0,0175 ohm * mm2 / m. Dos metais que mais ocorrem na natureza, esse valor é próximo de valor apenas ao alumínio. Para ele é 0,0271 Ohm * mm2 / m. A resistência específica do cobre em seu valor é apenas a prata, cujo valor é 0,016 ohm * mm2 / m. Isso causa sua ampla aplicação em equipamentos elétricos, na fabricação de cabos de energia, vários tipos de condutores, para a instalação impressa de dispositivos eletrônicos. Sem fios de cobre, é impossível criar transformadores de potência e motores para pequenos eletrodomésticos que tenham a propriedade de economia de energia. Neste caso, os requisitos para a pureza química da substância são substancialmente aumentados, uma vez que na presença de até 0,02% de alumínio, a resistividade do cobre é aumentada em 10%. Esse cobre, no entanto, é considerado tecnicamente limpo e é possível fazer uma série de certos produtos a partir dele.

Sem conhecimento dos valores de resistividadeÉ impossível calcular a resistência geral dos condutores de acordo com seu tamanho e forma ao projetar e projetar equipamentos elétricos. Para calcular a resistência total do condutor, utilizamos a fórmula R = p * l / S, onde as abreviaturas indicam o seguinte:

R é a resistência total do condutor;

p é a resistividade do metal;

I é o comprimento do condutor;

S é a área de seção transversal do condutor.

Para as necessidades da esfera eletrotécnica é ajustadauma ampla produção de metais, como alumínio e cobre, cuja resistência específica é bastante pequena. Dentre estes metais, os cabos e os vários tipos de fios são fabricados, que são amplamente utilizados na construção, para a fabricação de eletrodomésticos, fabricação de pneus, enrolamento de transformadores e outros produtos elétricos.