ПРОВОЂЕЊЕ: ФОРМУЛЕ, ИЗРАЧУНАВАЊЕ, ПРИМЕРИ, ВЕЖБЕ - ФИЗИЧКИ - 2025

Проводљивост једног проводника се дефинише и како је лако пустити електричне струје пас. То не зависи само од материјала који се користи за његову израду, већ и од његове геометрије: дужине и површине попречног пресека.

Симбол који се користи за проводљивост је Г, а то је обрнути електрични отпор Р, нешто познатија количина. СИ јединица за проводљивост је инверзна вредност охма, означена са Ω ^-1 и назива се сиеменс (С).

Слика 1. Проводљивост зависи од материјала и геометрије проводника. Извор: Пикабаи.

Остали изрази који се користе у електрицитету који звуче слично кондукцији и повезани су проводљивост и проводљивост, али их не треба бркати. Први од ових појмова је својствено својство материје од које се прави проводник, а други описује проток електричног набоја кроз њега.

За електрични проводник са константним пресеком подручја А, дужине Л и проводљивости σ, проводљивост је дана:

Што је већа проводљивост, већа је и проводљивост. Такође, што је већа површина попречног пресека, то је лакше да проводник прође струју. Напротив, што је већа дужина Л, нижа је проводљивост, јер тренутни носачи губе више енергије на дужим стазама.

Како се израчунава проводљивост?

Проводљивост Г за проводник са константном површином пресека израчунава се према горе наведеној једначини. Ово је важно, јер ако пресјек није константан, морате користити интегрални рачун да бисте пронашли и отпор и проводљивост.

Пошто је отпор обрнут, проводљивост Г се може израчунати знајући да:

У ствари, електрични отпор проводника може се директно мерити мултиметром, уређајем који такође мери струју и напон.

Јединице проводљивости

Као што је речено на почетку, јединица проводљивости у међународном систему је Сиеменс (С). Кажи се да проводник има проводност од 1 С ако се струја кроз њега повећава за 1 амперу за сваки волт разлике потенцијала.

Да видимо како је то могуће кроз Охмов закон, ако је написан у смислу проводљивости:

Где је В напон или разлика потенцијала између крајева проводника, а И је интензитет струје. У погледу ових величина, формула изгледа овако:

Раније је јединица за проводљивост била мхо (охм написан уназад) означен са Ʊ, што је обрнути капитал омега. Ова нота је престала да се користи и заменио ју је Сиеменс у част немачког инжењера и проналазача Ернста Вон Сиеменс-а (1816-1892), пионира телекомуникација, али оба су потпуно једнака.

Слика 2. Проводност према отпорности. Извор: Викимедиа Цоммонс. Тхинк танк

У осталим системима за мерење, статсиеменс (статС) (у системима цгс или центиметр-грам-секунда) и абсиеменс (абС) (систем електромагнетних цгс) користе се са "с" на крају, без навођења једнине или множине, и које потичу из одговарајућег имена.

Неке еквиваленције

1 Статс = 1,11265 к 10 ^-12 сиеменс

1 абС = 1 к 10 ⁹ сиемена

Примери

Као што је раније поменуто, имајући отпор, проводљивост се одмах зна када се одређује обрнута или реципрочна вредност. На овај начин, електрични отпор од 100 охма одговара еквиваленту, на пример, 0,01 сиена.

Ево још два примера употребе проводљивости:

Проводљивост и проводљивост

То су различити изрази, као што је већ назначено. Проводљивост је својство материје од које је направљен проводник, док је проводљивост одговарајућа проводнику.

Проводљивост се може изразити изразима Г као:

σ = Г. (Л / А)

Ево табеле са проводљивости често коришћених проводљивих материјала:

Табела 1. Проводљивости, отпорности и топлотни коефицијент неких проводника. Референтна температура: 20 ºЦ.

Метал	σ к 10 6 (С / м)	ρ к 10 -8 (Ω.м)	α ºЦ -1
Сребро	62.9	1,59	0.0058
Бакар	56.5	1.77	0.0038
Злато	41.0	2.44	0.0034
Алуминијум	35.4	2.82	0.0039
Волфрам	18.0	5.60	0.0045
Гвожђе	10.0	10.0	0.0050

Када паралелно имате склопове са отпорницима, понекад је потребно добити еквивалентни отпор. Познавање вредности еквивалентног отпора омогућава супституцију једне вредности за скуп отпорника.

Слика 3. Паралелно удруживање отпорника. Извор: Викимедиа Цоммонс. Није доступан аутор за читање машина. Сотеке је претпоставио (на основу тврдњи о ауторским правима). .

За ову конфигурацију отпорника еквивалентни отпор даје се:

Г _ек = Г ₁ + Г ₂ + Г ₃ +… Г _н

Односно, једнака проводљивост је збир проводљивости. Ако желите знати еквивалентни отпор, једноставно преокрените резултат.

Вежбе

- Вежба 1

а) Напишите Охмов закон у смислу проводљивости.

б) Пронађите проводљивост волфрамове жице дужине 5,4 цм и пречника 0,15 мм.

ц) Сада кроз струју пролази струја од 1,5 А. Која је потенцијална разлика између крајева овог проводника?

Решење за

Из претходних одељка морате:

В = И / Г

Замјена другог у првом, изгледа овако:

Где:

-Ја сам интензитет струје.

-Л је дужина проводника.

-σ је проводљивост.

-А је површина попречног пресека.

Решење б

Да би се израчунала проводљивост ове волфрамове жице, потребна је њена проводљивост која је дата у табели 1:

σ = 18 к10 ⁶ С / м

Л = 5,4 цм = 5,4 к 10 ^-2 м

Д = 0. 15 мм = 0.15 к 10 ^-3 м

А = π.Д ² /4 = π. (0,15 к 10 ^-3 м) ² /4 = 1.77 к 10 ^-8 м ²

Супституцијом у једначини имамо:

Г = А / Л = 18 к10 ⁶ С / м. 1,77 к 10 ^-8 м ² / 0,15 к 10 ^-3 м = 2120,6 С.

Решење ц

В = И / Г = 1,5 А / 2120,6 С = 0,71 мВ.

- Вежба 2

Пронађите следећи круг еквивалентног отпора и знајући да је и _о = 2 А, израчунајте и _к и снагу дисипутирану кругом:

Слика 4. Паралелни круг са отпорницима. Извор: Алекандер, Ц. 2006. Основе електричних кола. 3рд. Едитион. МцГрав Хилл.

Решење

Отпори су наведени: Р ₁ = 2 Ω; Р ₂ = 4 Ω; Р ₃ = 8 Ω; Р ₄ = 16 Ω

Тада се проводи кондукција за сваки случај: Г ₁ = 0,5 Ʊ; Г ₂ = 0.25 Ʊ; Г ₃ = 0.125 Ʊ; Г ₄ = 0,0625 Ʊ

И на крају се додају као што је претходно наведено, како би се пронашла еквивалентна проводљивост:

Г _ек = Г ₁ + Г ₂ + Г ₃ +… Г _н = 0,5 Ʊ + 0,25 Ʊ + 0,125 Ʊ + 0,0625 Ʊ = 0,9375 Ʊ

Зато је Р _ек = 1,07 Ω.

Напон преко Р ₄ је В ₄ = и _о . Р ₄ = 2 А. 16 Ω = 32 В, а исто је код свих отпорника, јер су паралелно повезани. Тада је могуће пронаћи струје које теку кроз сваки отпорник:

-и ₁ = В ₁ / Р ₁ = 32 В / 2 Ω = 16 А

-и ₂ = В ₂ / Р ₂ = 32 В / 4 Ω = 8 А

-и ₃ = В ₃ / Р ₃ = 32 В / 8 Ω = 4 А

-и _к = и ₁ + и ₂ + и ₃ + и _о = 16 + 8 + 4 + 2 А = 30 А

Коначно, распршена снага П је:

П = (и _к ) ² . Р _ек = 30 А к 1,07 Ω = 32,1 В

Референце

1. Алекандер, Ц. 2006. Основе електричних кола. 3рд. Едитион. МцГрав Хилл.
2. Калкулатор мегаампера / миливолта у абсиеменс Цалцулатор. Опоравак од: пинкбирд.орг.
3. Гарциа, Л. 2014. Електромагнетизам. 2нд. Едитион. Индустријски универзитет у Сантандеру. Колумбија
4. Книгхт, Р. 2017. Физика за научнике и инжењерство: стратешки приступ. Пеарсон.
5. Роллер, Д. 1990. Физика. Електрична енергија, магнетизам и оптика. ИИ свезак. Редакција Реверте.
6. Википедиа. Електрична проводљивост. Опоравак од: ес.википедиа.орг.
7. Википедиа. Сиеменс. Опоравак од: ес.википедиа.орг.