Pretvarač dužine i udaljenosti Pretvarač mase Pretvarač zapremine i količine hrane Konvertor površine Konvertor zapremine i jedinica u kulinarski recepti Pretvarač temperature Pritisak, mehaničko naprezanje, konvertor Youngovog modula Pretvarač energije i rada Pretvarač snage Pretvarač sile Pretvarač vremena Linearni pretvarač brzine Ravni ugao Konvertor toplotne efikasnosti i efikasnosti goriva Konvertor brojeva u različitim sistemima brojeva Pretvarač mernih jedinica količine informacija Tečaji Dimenzije ženska odeća i obuće Veličine muške odeće i obuće Pretvarač ugaone brzine i brzine rotacije Pretvarač ubrzanja Pretvarač ugaonog ubrzanja Pretvarač gustine Konvertor specifične zapremine Pretvarač momenta inercije Pretvarač obrtnog momenta Pretvarač obrtnog momenta Specifična toplota sagorevanja Pretvarač (po masi) Pretvarač gustine energije i specifične toplote sagorevanja zapremine goriva (po masi) Konvertor temperaturne razlike Konvertor koeficijenta termička ekspanzija Pretvarač termičkog otpora toplotna provodljivost Konvertor specifičnog toplotnog kapaciteta Pretvarač snage izlaganja energije i toplotnog zračenja Pretvarač gustine toplotnog protoka Konvertor koeficijenta prenosa toplote Konvertor zapreminskog protoka Konvertor masenog protoka Konvertor molarnog protoka Konvertor gustine masenog protoka Konvertor molarne koncentracije Konvertor masene koncentracije u rastvoru Konvertor dinamičkog (apsolutnog) kinematičkog viskoziteta Konverter viskoziteta Konvertor površinskog napona Konvertor paropropusnosti Konvertor paropropusnosti i brzine prenosa pare Konvertor nivoa zvuka Konvertor osetljivosti mikrofona Konvertor nivoa zvučnog pritiska (SPL) Konvertor nivoa zvučnog pritiska sa izborom referentnog pritiska Konvertor osvetljenosti Konvertor svetlosnog intenziteta Konvertor osvetljenja Konvertor rezolucije kompjuterske grafike Pretvarač talasne frekvencije pretvarač Optička snaga u dioptrijama i žižna daljina Optička snaga u dioptrijama i uvećanje sočiva (×) Električni pretvarač Linearni pretvarač gustine naboja Konvertor gustine površinskog naboja Pretvarač zapreminske gustine naboja Konvertor gustine električne struje Konvertor linearne gustine struje Konvertor gustine površinske struje Pretvarač napona električno polje Pretvarač elektrostatičkog potencijala i napona Pretvarač električnog otpora Pretvarač električne otpornosti Pretvarač električne provodljivosti Pretvarač električne provodljivosti Pretvarač električne provodljivosti Pretvarač induktivnosti Američki pretvarač merača žice Nivoi u dBm (dBm ili dBmW), dBV (dBV), vatima i drugim jedinicama Konvertor magnetomotorne sile Konvertor magnetsko polje Converter magnetni fluks Magnetna indukcija pretvarač Zračenje. Konvertor brzine doze apsorbovanog jonizujućeg zračenja Radioaktivnost. Converter radioaktivnog raspada Radijacija. Konvertor doze ekspozicije Zračenje. Pretvarač apsorbovanih doza Pretvarač decimalnog prefiksa Prenos podataka Tipografija i jedinica za obradu slike Konverter jedinica zapremine drveta Konverter Kalkulacija molarna masa Periodni sistem hemijski elementi D. I. Mendeljejev
1 ohm centimetar [Ohm cm] = 0,01 ohm metar [Ohm m]
Početna vrijednost
Preračunata vrijednost
ohm metar ohm centimetar ohm inč mikroom centimetar mikroom inč abom centimetar statom po centimetru kružni mil ohm po stopi ohm sq. milimetar po metru
Feromagnetne tečnosti
Više o električnoj otpornosti
Opće informacije
Čim je električna energija napustila laboratorije naučnika i počela se široko uvoditi u praksu svakodnevnog života, postavilo se pitanje traženja materijala koji imaju određene, ponekad potpuno suprotne karakteristike u odnosu na protok električne struje kroz njih.
Na primjer, prilikom prijenosa električne energije na velike udaljenosti, materijal žice je bio potreban da se minimiziraju gubici zbog zagrijavanja Joulea u kombinaciji s karakteristikama male težine. Primjer za to je poznato visokonaponskih vodova dalekovodi od aluminijumske žice sa čeličnom jezgrom.
Ili, obrnuto, da bi se stvorili kompaktni cijevni električni grijači, bili su potrebni materijali s relativno visokim električnim otporom i visokom toplinskom stabilnošću. Najjednostavniji primjer uređaja koji koristi materijale sličnih svojstava je plamenik običnog kuhinjskog električnog štednjaka.
Provodnici koji se koriste u biologiji i medicini kao elektrode, sonde i sonde zahtijevaju visoku hemijsku otpornost i kompatibilnost sa biomaterijalima, u kombinaciji sa niskom otpornošću na kontakt.
Čitava galaksija pronalazača iz različite zemlje: Engleska, Rusija, Njemačka, Mađarska i SAD. Thomas Edison, nakon što je proveo više od hiljadu eksperimenata testirajući svojstva materijala prikladnih za ulogu filamenata, stvorio je lampu s platinastom spiralom. Edisonove lampe, iako su imale dug vek trajanja, nisu bile praktične zbog visoka cijena izvorni materijal.
Naknadni rad ruskog pronalazača Lodygina, koji je predložio korištenje relativno jeftinog, vatrostalnog volframa i molibdena s većom otpornošću kao filamentnih materijala, otkrio je praktična upotreba. Osim toga, Lodygin je predložio ispumpavanje zraka iz cilindara žarulja sa žarnom niti, zamjenjujući ga inertnim ili plemenitim plinovima, što je dovelo do stvaranja modernih žarulja sa žarnom niti. Pionir masovne proizvodnje pristupačnih i izdržljivih električnih lampi bila je kompanija General Electric, kojoj je Lodygin ustupio prava na svoje patente, a zatim je dugo vremena uspješno radio u laboratorijima kompanije.
Ova lista se može nastaviti, budući da je radoznali ljudski um toliko inventivan da su mu ponekad, za rješavanje određenog tehničkog problema, potrebni materijali sa do sada neviđenim svojstvima ili sa nevjerovatnim kombinacijama ovih svojstava. Priroda više ne može da prati naše apetite i naučnici iz celog sveta su se uključili u trku u stvaranju materijala koji nemaju prirodne analoge.
Jedan od najvažnije karakteristike i prirodnih i sintetiziranih materijala je specifičnost električni otpor. Primjer električnog uređaja u kojem čista forma Kada se ovo svojstvo primeni, osigurač može poslužiti kao osigurač koji štiti našu električnu i elektronsku opremu od izlaganja struji koja prelazi dozvoljene vrednosti.
Treba napomenuti da su domaće zamjene za standardne osigurače, napravljene bez znanja o otpornosti materijala, koje ponekad uzrokuju ne samo izgaranje različitih elemenata električnih krugova, već i požare u kućama i požare u ožičenju u automobilima.
Isto vrijedi i za zamjenu osigurača energetske mreže, kada se umjesto osigurača niže snage ugrađuje osigurač veće radne struje. To dovodi do pregrijavanja električnih instalacija, pa čak i, kao posljedicu, do požara sa strašnim posljedicama. Ovo se posebno odnosi na okvirne kuće.
Istorijska referenca
Koncept specifičnog električnog otpora pojavio se zahvaljujući radovima poznatog njemačkog fizičara Georga Ohma, koji je teorijski potkrijepio i kroz brojne eksperimente dokazao vezu između jačine struje, elektromotorne sile baterije i otpora svih dijelova baterije. kola, otkrivši tako zakon elementarnog električnog kola, koji je tada dobio ime po njemu. Ohm je proučavao ovisnost veličine struje koja teče o veličini primijenjenog napona, o dužini i obliku materijala provodnika, kao i o vrsti materijala koji se koristi kao provodni medij.
Istovremeno, moramo odati počast radu Sir Humphry Davyja, engleskog hemičara, fizičara i geologa, koji je prvi ustanovio ovisnost električnog otpora provodnika od njegove dužine i površine poprečnog presjeka, te također je primijetio ovisnost električne provodljivosti o temperaturi.
Proučavajući ovisnost toka električne struje o vrsti materijala, Ohm je otkrio da svaki vodljivi materijal koji mu je dostupan ima neku karakterističnu karakteristiku otpora protoku struje koja je svojstvena samo njemu.
Treba napomenuti da je u Ohmovo vrijeme jedan od najčešćih provodnika današnjice – aluminij – imao status posebno plemenitog metala, pa se Ohm ograničio na eksperimente sa bakrom, srebrom, zlatom, platinom, cinkom, kositrom, olovom i željezom. .
Konačno, Ohm je uveo koncept električne otpornosti materijala kao temeljne karakteristike, ne znajući apsolutno ništa o prirodi strujnog toka u metalima ili ovisnosti njihovog otpora o temperaturi.
Specifični električni otpor. Definicija
Električna otpornost ili jednostavno otpornost - fundamentalna fizička karakteristika provodljivi materijal, koji karakterizira sposobnost tvari da spriječi protok električne struje. Označava se grčkim slovom ρ (izgovara se rho) i izračunava se na osnovu empirijske formule za izračunavanje otpora koju je dobio Georg Ohm.
ili odavde
gdje je R otpor u omima, S je površina u m²/, L je dužina u m
Dimenzija električne otpornosti u međunarodnom sistemu jedinica SI izražena je u Ohm m.
Ovo je otpor vodiča dužine 1 m i površine poprečnog presjeka od 1 m² / 1 ohm.
U elektrotehnici, zbog pogodnosti proračuna, uobičajeno je koristiti derivaciju vrijednosti električnog otpora, izraženu u Ohm mm²/m. Vrijednosti otpornosti za najčešće metale i njihove legure mogu se naći u odgovarajućim referentnim knjigama.
U tablicama 1 i 2 prikazane su vrijednosti otpornosti različitih najčešćih materijala.
Tabela 1. Otpornost nekih metala
Tabela 2. Otpornost uobičajenih legura
Specifični električni otpori različitih medija. Fizika pojava
Električna otpornost metala i njihovih legura, poluvodiča i dielektrika
Danas, naoružani znanjem, u mogućnosti smo unaprijed izračunati električnu otpornost bilo kojeg materijala, kako prirodnog tako i sintetiziranog, na osnovu njegovog kemijskog sastava i očekivanog fizičkog stanja.
Ovo znanje nam pomaže da bolje iskoristimo mogućnosti materijala, ponekad prilično egzotičnih i jedinstvenih.
Zbog preovlađujućih ideja, sa stanovišta fizike čvrste materije dijele se na kristalne, polikristalne i amorfne tvari.
Najlakši način, u smislu tehničkog proračuna otpora ili njegovog mjerenja, je sa amorfnim supstancama. Nemaju izraženu kristalnu strukturu (iako mogu imati mikroskopske inkluzije takvih supstanci), relativno su homogeni po hemijskom sastavu i pokazuju karakteristike ovog materijala svojstva.
Za polikristalne supstance, formirane skupom relativno malih kristala istog hemijskog sastava, ponašanje svojstava se ne razlikuje mnogo od ponašanja amorfnih supstanci, budući da se električna otpornost, po pravilu, definiše kao integralno kumulativno svojstvo dati uzorak materijala.
Situacija je složenija sa kristalnim supstancama, posebno sa monokristalima, koji imaju različitu električnu otpornost i druge električne karakteristike u odnosu na ose simetrije njihovih kristala. Ovo svojstvo se naziva kristalna anizotropija i široko se koristi u tehnologiji, posebno u radio krugovima kvarcnih oscilatora, gdje je stabilnost frekvencije određena upravo generiranjem frekvencija svojstvenih datom kristalu kvarca.
Svako od nas, kao vlasnik računara, tableta, mobilnog telefona ili pametnog telefona, uključujući vlasnike elektronskih satova do iWatch-a, takođe je vlasnik kvarcnog kristala. Iz ovoga možemo suditi o obimu upotrebe kvarcnih rezonatora u elektronici, koji iznosi desetine milijardi.
Osim toga, otpornost mnogih materijala, posebno poluprovodnika, ovisi o temperaturi, pa se referentni podaci obično daju na temperaturi mjerenja, obično 20°C.
Jedinstvena svojstva platine, koja ima stalnu i dobro proučenu zavisnost električne otpornosti od temperature, kao i mogućnost dobijanja metala visoke čistoće, poslužila su kao preduslov za stvaranje senzora na bazi nje u širokoj temperaturi. domet.
Za metale, širenje referentnih vrijednosti otpornosti određuje se metodama pripreme uzoraka i kemijskom čistoćom metala datog uzorka.
Za legure, veći raspršivanje referentnih vrijednosti otpora je posljedica metoda pripreme uzoraka i varijabilnosti sastava legure.
Specifični električni otpor tečnosti (elektrolita)
Razumijevanje otpornosti tekućina temelji se na teorijama termičke disocijacije i mobilnosti kationa i anjona. Na primjer, u najobičnijoj tečnosti na Zemlji – običnoj vodi, neki njeni molekuli se pod uticajem temperature raspadaju na jone: H+ katione i OH– anjone. Kada se na elektrode uronjene u vodu pod normalnim uvjetima dovede vanjski napon, nastaje struja zbog kretanja gore navedenih jona. Kako se ispostavilo, čitave asocijacije molekula nastaju u vodi – klasterima, ponekad se kombinujući sa H+ kationima ili OH– anionima. Stoga se prijenos jona po klasterima pod utjecajem električnog napona odvija na sljedeći način: primajući ion u smjeru primijenjenog električnog polja na jednoj strani, klaster „ispušta“ sličan ion na drugu stranu. Prisustvo klastera u vodi to savršeno objašnjava naučna činjenica da na temperaturi od oko 4 °C voda ima najveću gustinu. Većina molekula vode je u klasterima zbog djelovanja vodikovih i kovalentnih veza, gotovo u kvazikristalnom stanju; termička disocijacija je minimalna, a formiranje kristala leda, koji imaju manju gustoću (led pluta u vodi), još nije počelo.
Općenito, otpornost tekućina više ovisi o temperaturi, pa se ova karakteristika uvijek mjeri na temperaturi od 293 K, što odgovara temperaturi od 20 °C.
Pored vode postoji veliki broj druga otapala koja mogu stvoriti katione i anjone rastvorljivih supstanci. Poznavanje i mjerenje otpornosti ovakvih rješenja je također od velike praktične važnosti.
Za vodene otopine soli, kiselina i alkalija, koncentracija otopljene tvari igra značajnu ulogu u određivanju otpornosti otopine. Primjer je sljedeća tabela koja prikazuje vrijednosti otpornosti različitih tvari otopljenih u vodi na temperaturi od 18 °C:
Tabela 3. Vrijednosti otpornosti različitih tvari otopljenih u vodi na temperaturi od 18 °C
Podaci tabele preuzeti su iz Kratke fizičke i tehničke literature, tom 1, - M.: 1960.
Specifični otpor izolatora
Cijeli razred igra ogromnu ulogu u oblastima elektrotehnike, elektronike, radiotehnike i robotike. razne supstance, koji ima relativno visoku otpornost. Bez obzira na njihovu stanje agregacije, bilo da je čvrsta, tečna ili gasovita, takve supstance se nazivaju izolatori. Takvi materijali se koriste za izolaciju pojedinačni dijelovi električni krugovi jedan od drugog.
Primjer čvrstih izolatora je poznata fleksibilna električna traka, zahvaljujući kojoj obnavljamo izolaciju prilikom spajanja razne žice. Mnogi ljudi su upoznati sa porculanskim visećim izolatorima za nadzemne dalekovode, tekstolitnim pločama sa elektronskim komponentama koje su uključene u većinu elektronskih proizvoda, keramikom, staklom i mnogim drugim materijalima. Moderna čvrsta izolacioni materijali izrađene na bazi plastike i elastomera bezbedan za upotrebu električna struja različitih napona u raznim uređajima i instrumentima.
Pored čvrstih izolatora, u elektrotehnici se široko koriste i tekući izolatori visoke otpornosti. U energetskim transformatorima električnih mreža, tečno transformatorsko ulje sprječava međunavojne kvarove zbog samoindukcijske EMF, pouzdano izolirajući zavoje namotaja. Prekidači za ulje koriste ulje za gašenje električni luk, koji se javlja prilikom prebacivanja izvora struje. Kondenzatorsko ulje se koristi za stvaranje kompaktnih kondenzatora sa visokim električnim performansama; Osim ovih ulja, kao tekući izolatori koriste se prirodno ricinusovo ulje i sintetička ulja.
Pri normalnom atmosferskom pritisku, svi gasovi i njihove mešavine su odlični izolatori sa stanovišta elektrotehnike, ali plemeniti gasovi (ksenon, argon, neon, kripton), zbog svoje inertnosti, imaju veću otpornost, koja se široko koristi u neke oblasti tehnologije.
Ali najčešći izolator je zrak, koji se uglavnom sastoji od molekularnog dušika (75% po težini), molekularnog kisika (23,15% po težini), argona (1,3% po težini), ugljičnog dioksida, vodika, vode i nekih nečistoća raznih plemenitih plinova. Izoluje protok struje u konvencionalnim kućnim prekidačima za rasvjetu, strujnim prekidačima na bazi releja, magnetnim starterima i mehaničkim prekidačima. Treba napomenuti da smanjenje tlaka plinova ili njihovih mješavina ispod atmosferskog pritiska dovodi do povećanja njihove električne otpornosti. Idealan izolator u tom smislu je vakuum.
Električna otpornost različitih tla
Jedan od najvažnijih načina zaštite osobe od štetnog djelovanja električne struje prilikom nesreća na električnim instalacijama je uređaj zaštitno uzemljenje.
To je namjerno povezivanje kućišta ili kućišta električnih uređaja na zaštitni uređaj za uzemljenje. Obično se uzemljenje izvodi u obliku čeličnih ili bakrenih traka, cijevi, šipki ili uglova zakopanih u zemlju do dubine veće od 2,5 metra, koji u slučaju nesreće osiguravaju protok struje duž uređaja strujnog kola - kućište ili kućište - uzemljenje - neutralna žica izvora naizmjenična struja. Otpor ovog kola ne bi trebao biti veći od 4 oma. U ovom slučaju, napon na kućištu uređaj za hitne slučajeve smanjuje na vrijednosti koje su sigurne za ljude, i automatski uređaji zaštita električnog kruga na ovaj ili onaj način isključuje uređaj za hitne slučajeve.
Prilikom proračuna zaštitnih elemenata za uzemljenje značajnu ulogu igra poznavanje otpornosti tla, koja može uvelike varirati.
U skladu sa podacima u referentnim tabelama, odabire se površina uređaja za uzemljenje, iz njega se izračunava broj elemenata za uzemljenje i stvarni dizajn cijelog uređaja. Konstruktivni elementi uređaja zaštitnog uzemljenja spojeni su zavarivanjem.
Električna tomografija
Električna prospekcija proučava geološko okruženje blizu površine i koristi se za traženje rudnih i nemetalnih minerala i drugih objekata na osnovu proučavanja različitih veštačkih električnih i elektromagnetnih polja. Poseban slučaj elektroprospekcije je električna tomografija (Electrical Resistivity Tomography) - metoda za određivanje svojstava stijena prema njihovoj otpornosti.
Suština metode je da se na određenoj poziciji izvora električnog polja mjere napona na različitim sondama, zatim se izvor polja premješta na drugu lokaciju ili prebacuje na drugi izvor i mjerenja se ponavljaju. Izvori polja i sonde prijemnika polja postavljaju se na površinu iu bunare.
Zatim se dobijeni podaci obrađuju i interpretiraju korištenjem savremenih metoda kompjuterske obrade, koje omogućavaju vizualizaciju informacija u obliku dvodimenzionalnih i trodimenzionalnih slika.
Kao vrlo precizna metoda pretraživanja, električna tomografija pruža neprocjenjivu pomoć geolozima, arheolozima i paleozoolozima.
Utvrđivanje oblika pojavljivanja mineralnih naslaga i granica njihove distribucije (ocrtavanje) omogućava nam da identifikujemo pojavu venskih naslaga minerala, što značajno smanjuje troškove njihovog naknadnog razvoja.
Za arheologe, ova metoda pretraživanja pruža vrijedne informacije o lokaciji drevnih ukopa i prisutnosti artefakata u njima, čime se smanjuju troškovi iskopavanja.
Paleozoolozi koriste električnu tomografiju za traženje fosiliziranih ostataka drevnih životinja; rezultati njihovog rada mogu se vidjeti u muzejima prirodnih nauka u obliku zapanjujućih rekonstrukcija skeleta praistorijske megafaune.
Osim toga, električna tomografija se koristi tokom izgradnje i naknadnog rada inženjerskih konstrukcija: visoke zgrade, brane, nasipi, nasipi i drugo.
Definicije otpornosti u praksi
Ponekad, kako bismo riješili praktične probleme, možemo se suočiti sa zadatkom određivanja sastava tvari, na primjer, žice za rezanje polistirenske pjene. Imamo dva namotaja žice odgovarajućeg prečnika od raznih nama nepoznatih materijala. Da bi se riješio problem, potrebno je pronaći njihovu električnu otpornost, a zatim, koristeći razliku u pronađenim vrijednostima ili pomoću tabele za pretraživanje, odrediti materijal žice.
Mjerimo mjernom trakom i odrežemo 2 metra žice od svakog uzorka. Odredimo prečnike žica d₁ i d₂ mikrometrom. Uključujući multimetar na donju granicu mjerenja otpora, mjerimo otpor uzorka R₁. Ponavljamo postupak za drugi uzorak i također mjerimo njegovu otpornost R₂.
Uzmimo u obzir da se površina poprečnog presjeka žica izračunava po formuli
S = π d 2 /4
Sada će formula za izračunavanje električne otpornosti izgledati ovako:
ρ = R π d 2 /4 L
Zamjenom dobivenih vrijednosti L, d₁ i R₁ u formulu za izračunavanje otpornosti datu u gornjem članku, izračunavamo vrijednost ρ₁ za prvi uzorak.
ρ 1 = 0,12 ohm mm 2 /m
Zamjenom dobijenih vrijednosti L, d₂ i R₂ u formulu, izračunavamo vrijednost ρ₂ za drugi uzorak.
ρ 2 = 1,2 ohm mm 2 /m
Iz poređenja vrijednosti ρ₁ i ρ₂ sa referentnim podacima u Tabeli 2. iznad, zaključujemo da je materijal prvog uzorka čelik, a drugog nihrom, od kojeg ćemo napraviti konopac.
Da li vam je teško prevesti mjerne jedinice s jednog jezika na drugi? Kolege su spremne da vam pomognu. Postavite pitanje u TCTerms i u roku od nekoliko minuta dobićete odgovor.
Stoga je važno znati parametre svih elemenata i materijala koji se koriste. I ne samo električni, već i mehanički. I imajte na raspolaganju neke prikladne referentne materijale koji vam omogućavaju da uporedite karakteristike različitih materijala i izabrati za dizajn i rad upravo ono što će biti optimalno u određenoj situaciji.
U energetskim dalekovodima, gdje je cilj isporučiti energiju potrošaču na najproduktivniji način, odnosno uz visoku efikasnost, uzima se u obzir kako ekonomika gubitaka, tako i mehanika samih vodova. Konačna ekonomska efikasnost vodova zavisi od mehanike - odnosno uređaja i rasporeda provodnika, izolatora, nosača, step-up/step-down transformatora, težine i čvrstoće svih konstrukcija, uključujući žice razvučene na velike udaljenosti, kao i materijali odabrani za svaki element konstrukcije, njegov rad i operativni troškovi. Osim toga, kod vodova koji prenose električnu energiju postoje veći zahtjevi za osiguranje sigurnosti kako samih vodova tako i svega oko njih gdje prolaze. A to dodaje troškove kako za obezbjeđivanje električnih instalacija tako i za dodatnu marginu sigurnosti svih konstrukcija.
Radi poređenja, podaci se obično svode na jednu, uporedivu formu. Često se takvim karakteristikama dodaje epitet "specifičan", a same vrijednosti se smatraju na osnovu određenih standarda ujedinjenih fizičkim parametrima. Na primjer, električna otpornost je otpor (om) vodiča napravljenog od nekog metala (bakar, aluminij, čelik, volfram, zlato) koji ima jediničnu dužinu i jedinični poprečni presjek u sistemu mjernih jedinica koji se koriste (obično SI ). Osim toga, navedena je temperatura, jer kada se zagriju, otpor vodiča može se ponašati drugačije. Kao osnova uzimaju se normalni prosječni radni uvjeti - na 20 stepeni Celzijusa. A tamo gdje su svojstva važna kada se mijenjaju parametri okoline (temperatura, pritisak), uvode se koeficijenti i sastavljaju dodatne tabele i grafovi zavisnosti.
Vrste otpornosti
Pošto se otpor dešava:
- aktivni - ili omski, otporni - koji nastaje kao rezultat utroška električne energije na zagrijavanje vodiča (metala) kada električna struja prolazi kroz njega, i
- reaktivni - kapacitivni ili induktivni - koji nastaju zbog neizbježnih gubitaka zbog stvaranja bilo kakve promjene struje koja prolazi kroz provodnik električnih polja, tada otpor provodnika dolazi u dvije varijante:
- Specifični električni otpor na istosmjernu struju (otporne prirode) i
- Specifični električni otpor naizmjenične struje (reaktivne prirode).
Ovdje je otpor tipa 2 kompleksna vrijednost; sastoji se od dvije TC komponente - aktivne i reaktivne, budući da otpornost uvijek postoji kada struja prođe, bez obzira na njenu prirodu, a reaktivni otpor se javlja samo sa bilo kojom promjenom struje u krugovima. U lancima jednosmerna struja reaktancija se javlja samo tokom prelaznih procesa koji su povezani sa uključivanjem struje (promena struje od 0 do nominalne) ili gašenjem (razlika od nominalne do 0). I obično se uzimaju u obzir samo pri projektovanju zaštite od preopterećenja.
U krugovima naizmjenične struje, pojave povezane s reaktancijom su mnogo raznovrsnije. One zavise ne samo od stvarnog prolaska struje kroz određeni poprečni presjek, već i od oblika vodiča, a ovisnost nije linearna.
Činjenica je da naizmjenična struja inducira električno polje i oko vodiča kroz koji teče i u samom vodiču. I iz ovog polja nastaju vrtložne struje koje daju efekat „guranja“ stvarnog glavnog kretanja naelektrisanja, iz dubine čitavog poprečnog preseka provodnika na njegovu površinu, tzv. „efekat kože“ (od koža - koža). Ispostavilo se da vrtložne struje kao da "kradu" njegov poprečni presjek od vodiča. Struja teče u određenom sloju blizu površine, preostala debljina vodiča ostaje neiskorištena, ne smanjuje njegov otpor i jednostavno nema smisla povećavati debljinu vodiča. Posebno na visokim frekvencijama. Stoga se za naizmjeničnu struju otpor mjeri u takvim presjecima vodiča gdje se cijeli njegov presjek može smatrati blizu površine. Takva žica se naziva tanka; njena debljina je jednaka dvostrukoj dubini ovog površinskog sloja, gdje vrtložne struje istiskuju korisnu glavnu struju koja teče u vodiču.
Naravno, smanjenjem debljine okruglih žica ne iscrpljuje se efektivno provođenje naizmjenične struje. Provodnik se može istanjiti, ali istovremeno učiniti ravnim u obliku trake, tada će poprečni presjek biti veći od okrugle žice, a samim tim i otpor će biti manji. Osim toga, jednostavno povećanje površine imat će učinak povećanja efektivnog poprečnog presjeka. Isto se može postići korištenjem višežilne žice umjesto jednožilne; štoviše, upredena žica je fleksibilnija od jednožilne žice, što je često vrijedno. S druge strane, uzimajući u obzir skin efekat u žicama, moguće je žice napraviti kompozitnim izradom jezgra od metala koji ima dobre karakteristike čvrstoće, na primjer čelik, ali niske električne karakteristike. U ovom slučaju se preko čelika izrađuje aluminijska pletenica, koja ima manji otpor.
Osim skin efekta, na tok naizmjenične struje u provodnicima utiče i pobuda vrtložnih struja u okolnim provodnicima. Takve struje nazivaju se indukcijske struje, a induciraju se kako u metalima koji ne igraju ulogu ožičenja (nosivi konstrukcijski elementi), tako i u žicama cijelog vodljivog kompleksa - igrajući ulogu žica drugih faza, neutralnih , uzemljenje.
Svi ovi fenomeni se javljaju u svim električnim strukturama, što čini još važnijim imati sveobuhvatnu referencu za širok spektar materijala.
Otpor provodnika se mjeri vrlo osjetljivim i preciznim instrumentima, jer se za ožičenje biraju metali sa najmanjim otporom - reda veličine oma * 10 -6 po metru dužine i kvadratnom metru. mm. sekcije. Da biste izmjerili otpornost izolacije, potrebni su vam instrumenti, naprotiv, koji imaju raspon vrlo velikih vrijednosti otpora - obično megohma. Jasno je da provodnici moraju dobro provoditi, a izolatori moraju dobro izolirati.
Table
| Tabela otpornosti provodnika (metala i legura) |
||||
| Materijal provodnika | Sastav (za legure) | Otpornost ρ mΩ × mm 2/m |
||
| bakar, cink, kalaj, nikl, olovo, mangan, gvožđe itd. | ||||
| Aluminijum | ||||
| Tungsten | ||||
| molibden | ||||
| bakar, kalaj, aluminijum, silicijum, berilijum, olovo, itd. (osim cinka) | ||||
| gvožđe, ugljenik | ||||
| bakar, nikl, cink | ||||
| Manganin | bakar, nikl, mangan | |||
| Constantan | bakar, nikl, aluminijum | |||
| nikl, hrom, gvožđe, mangan | ||||
| gvožđe, hrom, aluminijum, silicijum, mangan | ||||
Gvožđe kao provodnik u elektrotehnici
Gvožđe je najčešći metal u prirodi i tehnologiji (posle vodonika, koji je takođe metal). Najjeftiniji je i ima odlične karakteristike čvrstoće, stoga se svugdje koristi kao osnova za čvrstoću različitih konstrukcija.
U elektrotehnici se željezo koristi kao provodnik u obliku fleksibilnih čeličnih žica gdje je potrebna fizička čvrstoća i fleksibilnost, a odgovarajućim poprečnim presjekom može se postići potreban otpor.
Imajući tablicu otpornosti različitih metala i legura, možete izračunati poprečne presjeke žica napravljenih od različitih vodiča.
Kao primjer, pokušajmo pronaći električni ekvivalentni poprečni presjek vodiča izrađenih od različitih materijala: bakrene, volframove, nikalne i željezne žice. Uzmimo aluminijsku žicu poprečnog presjeka 2,5 mm kao početnu.
Trebamo da na dužini od 1 m otpor žice napravljene od svih ovih metala bude jednak otporu originalne. Otpor aluminijuma po 1 m dužine i preseku 2,5 mm biće jednak
Gdje R- otpor, ρ – otpornost metala iz tabele, S- površina poprečnog presjeka, L- dužina.
Zamjenom originalnih vrijednosti, dobivamo otpor metar dugog komada aluminijske žice u omima.
Nakon toga, riješimo formulu za S
Zamijenit ćemo vrijednosti iz tabele i dobiti površine poprečnog presjeka za različite metale.
Pošto se otpor u tabeli mjeri na žici dužine 1 m, u mikroomima po presjeku od 1 mm 2, onda smo ga dobili u mikroomima. Da biste ga dobili u omima, trebate pomnožiti vrijednost sa 10 -6. Ali ne moramo nužno dobiti broj ohma sa 6 nula nakon decimalnog zareza, jer još uvijek nalazimo konačni rezultat u mm2.
Kao što vidite, otpor gvožđa je prilično visok, žica je debela.
Ali postoje materijali za koje je još veći, na primjer, nikal ili konstantan.
Električni otpor je glavna karakteristika materijala za provodnike. Ovisno o području primjene vodiča, vrijednost njegovog otpora može igrati i pozitivnu i negativnu ulogu u funkcioniranju električnog sustava. Također, specifična primjena provodnika može zahtijevati uzimanje u obzir dodatnih karakteristika, čiji se utjecaj u konkretnom slučaju ne može zanemariti.
Provodnici su čisti metali i njihove legure. U metalu, atomi fiksirani u jednoj „jakoj“ strukturi imaju slobodne elektrone (tzv. „elektronski gas“). Upravo te čestice u ovom slučaju su nosioci naboja. Elektroni su u stalnom, nasumičnom kretanju od jednog atoma do drugog. Kada se pojavi električno polje (povezivanje izvora napona na krajeve metala), kretanje elektrona u vodiču postaje uređeno. Pokretni elektroni nailaze na prepreke na svom putu uzrokovane posebnostima molekularne strukture provodnika. Kada se sudare sa strukturom, nosioci naboja gube energiju, dajući je provodniku (zagrevajući ga). Što više prepreka provodna struktura stvara za nosioce naboja, to je veći otpor.
Kako se poprečni presjek provodne strukture povećava za jedan broj elektrona, "transmisioni kanal" će postati širi i otpor će se smanjiti. Shodno tome, kako se dužina žice povećava, takvih prepreka će biti više i otpor će se povećati.
Dakle, osnovna formula za izračunavanje otpora uključuje dužinu žice, površinu poprečnog presjeka i određeni koeficijent koji povezuje ove dimenzijske karakteristike sa električnim veličinama napona i struje (1). Ovaj koeficijent se naziva otpornost.
R= r*L/S (1)
Otpornost
Otpornost je nepromijenjena i svojstvo je tvari od koje je provodnik napravljen. Mjerne jedinice r - ohm*m. Često se vrijednost otpora daje u ohm*mm sq./m. To je zbog činjenice da je površina poprečnog presjeka najčešće korištenih kabela relativno mala i mjeri se u mm2. Dajemo jednostavan primjer.
Zadatak br. 1. Dužina bakrene žice L = 20 m, presjek S = 1,5 mm. sq. Izračunajte otpor žice.
Rješenje: otpornost bakarne žice r = 0,018 ohm*mm. sq./m. Zamjenom vrijednosti u formulu (1) dobijamo R=0,24 oma.
Prilikom izračunavanja otpora elektroenergetskog sistema, otpor jedne žice mora se pomnožiti sa brojem žica.
Ako umjesto bakra koristite aluminij s većom otpornošću (r = 0,028 ohm * mm sq. / m), tada će se otpor žica u skladu s tim povećati. Za gornji primjer, otpor će biti R = 0,373 oma (55% više). Bakar i aluminijum su glavni materijali za žice. Postoje metali sa nižom otpornošću od bakra, kao što je srebro. Međutim, njegova upotreba je ograničena zbog očigledne visoke cijene. Donja tabela prikazuje otpornost i druge osnovne karakteristike materijala provodnika.
Tabela - glavne karakteristike provodnika
Toplotni gubici žica
Ako se pomoću kabla iz gornjeg primjera na jednofaznu mrežu od 220 V priključi opterećenje od 2,2 kW, tada će kroz žicu teći struja I = P / U ili I = 2200/220 = 10 A. Formula za izračunavanje gubitaka snage u provodniku:
Ppr=(I^2)*R (2)
Primjer br. 2. Izračunati aktivne gubitke pri prijenosu snage od 2,2 kW u mreži napona 220 V za navedenu žicu.
Rješenje: zamjenom vrijednosti struje i otpora žice u formulu (2) dobijamo Ppr=(10^2)*(2*0,24)=48 W.
Dakle, pri prijenosu energije iz mreže na opterećenje, gubici u žicama će biti nešto više od 2%. Ova energija se pretvara u toplinu koju provodnik oslobađa u okolinu. Prema stanju grijanja vodiča (prema trenutnoj vrijednosti), odabire se njegov poprečni presjek, vođen posebnim tablicama.
Na primjer, za gornji vodič, maksimalna struja je 19 A ili 4,1 kW u mreži od 220 V.
Za smanjenje aktivnih gubitaka u dalekovodima koristi se povećan napon. Istovremeno, struja u žicama se smanjuje, gubici padaju.
Uticaj temperature
Povećanje temperature dovodi do povećanja vibracija kristalne rešetke metala. Shodno tome, elektroni nailaze na više prepreka, što dovodi do povećanja otpora. Veličina “osjetljivosti” otpornosti metala na povećanje temperature naziva se temperaturni koeficijent α. Formula za izračunavanje temperature je sljedeća
R=Rn*, (3)
gdje je Rn – otpor žice na normalnim uslovima(na temperaturi t°n); t° je temperatura provodnika.
Obično t°n = 20° C. Vrijednost α je također naznačena za temperaturu t°n.
Zadatak 4. Izračunati otpor bakarne žice na temperaturi t° = 90° C. α bakar = 0,0043, Rn = 0,24 Ohm (zadatak 1).
Rješenje: zamjenom vrijednosti u formulu (3) dobijamo R = 0,312 Ohm. Otpor zagrijane žice koja se analizira je 30% veći od njenog otpora na sobnoj temperaturi.
Efekat frekvencije
Kako se frekvencija struje u vodiču povećava, dolazi do procesa pomicanja naboja bliže njegovoj površini. Kao rezultat povećanja koncentracije naelektrisanja u površinskom sloju, povećava se i otpor žice. Ovaj proces se naziva “efekt kože” ili površinski efekat. Koeficijent kože– efekat zavisi i od veličine i oblika žice. Za gornji primjer, na AC frekvenciji od 20 kHz, otpor žice će se povećati za približno 10%. Imajte na umu da visokofrekventne komponente mogu imati strujni signal od mnogih modernih industrijskih i kućnih potrošača (štedljive lampe, prekidački izvori napajanja, frekventni pretvarači i tako dalje).
Utjecaj susjednih provodnika
Oko svakog vodiča kroz koji teče struja postoji magnetsko polje. Interakcija polja susjednih provodnika također uzrokuje gubitak energije i naziva se “efekat blizine”. Također imajte na umu da svaki metalni provodnik ima induktivnost koju stvara provodljivo jezgro i kapacitet koji stvara izolacija. Ove parametre karakteriše i efekat blizine.
Tehnologije
Visokonaponske žice sa nultim otporom
Ova vrsta žice se široko koristi u sistemima za paljenje automobila. Otpor visokonaponskih žica je prilično nizak i iznosi nekoliko frakcija oma po metru dužine. Podsjetimo da se otpor ove veličine ne može mjeriti ommetrom. opšta upotreba. Često se mjerni mostovi koriste za mjerenje niskih otpora.
Strukturno, takve žice imaju veliki broj bakreni provodnici sa izolacijom na bazi silikona, plastike ili drugih dielektrika. Posebnost upotrebe takvih žica nije samo rad na visokom naponu, već i prijenos energije u kratkom vremenskom periodu (impulsni način rada).
Bimetalni kabl
Glavno područje primjene navedenih kablova je prijenos visokofrekventnih signala. Jezgro žice je napravljeno od jedne vrste metala, čija je površina obložena drugom vrstom metala. Od dalje visoke frekvencije Provodljiv je samo površinski sloj provodnika, odnosno unutrašnjost žice se može zamijeniti. Ovo rezultira uštedama skupog materijala a mehaničke karakteristike žice su povećane. Primjeri takvih žica: posrebreni bakar, bakreni čelik.
Zaključak
Otpor žice je vrijednost koja zavisi od grupe faktora: vrste vodiča, temperature, frekvencije struje, geometrijski parametri. Značaj uticaja ovih parametara zavisi od uslova rada žice. Kriterijumi optimizacije, u zavisnosti od zadataka za žice, mogu biti: smanjenje aktivnih gubitaka, poboljšanje mehaničke karakteristike, pad cijene.
Supstance i materijali koji mogu provesti električnu struju nazivaju se provodnicima. Ostali su klasifikovani kao dielektrici. Ali ne postoje čisti dielektrici; svi oni također provode struju, ali je njegova veličina vrlo mala.
Ali provodnici također različito provode struju. Prema Georg Ohmovoj formuli, struja koja teče kroz provodnik je linearno proporcionalna veličini napona primijenjenog na njega, i obrnuto proporcionalna količini koja se zove otpor.
Jedinica mjerenja otpora nazvana je Ohm u čast naučnika koji je otkrio ovu vezu. Ali pokazalo se da vodiči napravljeni od različitih materijala i iste geometrijske dimenzije imaju različit električni otpor. Za određivanje otpora vodiča poznate dužine i poprečnog presjeka uveden je koncept otpornosti - koeficijenta koji ovisi o materijalu.
Kao rezultat toga, otpor vodiča poznate dužine i poprečnog presjeka bit će jednak
Otpornost se ne odnosi samo na čvrste materijale, već i na tečnosti. Ali njegova vrijednost također ovisi o nečistoćama ili drugim komponentama u izvornom materijalu. Čista voda ne provodi električnu struju jer je dielektrik. Ali destilirana voda ne postoji u prirodi, ona uvijek sadrži soli, bakterije i druge nečistoće. Ovaj koktel je provodnik električne struje sa otpornošću.
Uvođenjem raznih aditiva u metale dobijaju se novi materijali - legure, čija se otpornost razlikuje od otpornosti originalnog materijala, čak i ako je postotak dodatka beznačajan.
Ovisnost otpora o temperaturi
Otpornosti materijala date su u referentnim knjigama za temperature bliske sobnoj (20 °C). Kako temperatura raste, otpornost materijala raste. Zašto se ovo dešava?
Električna struja se provodi unutar materijala slobodnih elektrona. Pod uticajem električnog polja, oni se odvajaju od svojih atoma i kreću se između njih u pravcu određenom ovim poljem. Atomi supstance formiraju kristalnu rešetku između čijih čvorova se kreće tok elektrona, koji se naziva i "elektronski gas". Pod uticajem temperature, čvorovi (atomi) rešetke vibriraju. Sami elektroni se također ne kreću pravolinijski, već zamršenom putanjom. Istovremeno se često sudaraju s atomima, mijenjajući njihovu putanju. U nekim trenucima vremena, elektroni se mogu kretati u smjeru suprotnom od smjera električne struje.
Sa povećanjem temperature, amplituda atomskih vibracija raste. Do sudara elektrona s njima dolazi češće, kretanje toka elektrona se usporava. Fizički, to se izražava povećanjem otpora.
Primjer korištenja ovisnosti otpora o temperaturi je rad žarulje sa žarnom niti. Volframova spirala od koje je napravljen filament ima nisku otpornost u trenutku uključivanja. Nalet struje u trenutku uključivanja brzo ga zagrijava, otpornost se povećava, a struja se smanjuje, postajući nominalna.
Isti se proces događa i sa nihromskim grijaćim elementima. Stoga izračunajte njihov način rada određivanjem dužine nihrom žice poznati poprečni presjek za stvaranje potrebnog otpora ne funkcionira. Za proračune vam je potrebna otpornost zagrijane žice, a referentne knjige daju vrijednosti za sobnoj temperaturi. Stoga se konačna dužina nihrom spirale eksperimentalno prilagođava. Proračuni određuju približnu dužinu, a prilikom podešavanja postupno skraćujte dio navoja.
Temperaturni koeficijent otpora
Ali ne u svim uređajima, prisutnost ovisnosti otpornosti vodiča o temperaturi je korisna. U mjernoj tehnici, promjena otpora elemenata kola dovodi do greške.
Za kvantificiranje ovisnosti otpornosti materijala o temperaturi, koncept temperaturni koeficijent otpor (TCS). Pokazuje koliko se otpor materijala mijenja kada se temperatura promijeni za 1°C.
Za proizvodnju elektronskih komponenti - otpornika koji se koriste u krugovima mjerne opreme koriste se materijali s niskim TCR-om. Oni su skuplji, ali se parametri uređaja ne mijenjaju u širokom temperaturnom rasponu okruženje.
Ali se koriste i svojstva materijala sa visokim TCS. Rad nekih temperaturnih senzora temelji se na promjenama otpora materijala od kojeg je mjerni element napravljen. Da biste to učinili, morate održavati stabilan napon napajanja i izmjeriti struju koja prolazi kroz element. Kalibracijom skale uređaja koji mjeri struju u odnosu na standardni termometar dobija se elektronski mjerač temperature. Ovaj princip se koristi ne samo za mjerenja, već i za senzore pregrijavanja. Onemogućavanje uređaja kada dođe do nenormalnih radnih uvjeta koji dovode do pregrijavanja namotaja transformatora ili energetskih poluvodičkih elemenata.
U elektrotehnici se koriste i elementi koji svoj otpor mijenjaju ne od temperature okoline, već od struje kroz njih - termistori. Primjer njihove upotrebe su sistemi za demagnetizaciju katodne cijevi Televizori i monitori. Kada se primijeni napon, otpor otpornika je minimalan, a struja prolazi kroz njega u zavojnicu za demagnetizaciju. Ali ista struja zagrijava materijal termistora. Njegov otpor se povećava, smanjujući struju i napon na zavojnici. I tako sve dok potpuno ne nestane. Kao rezultat toga, na zavojnicu se primjenjuje sinusoidni napon s glatko opadajućom amplitudom, stvarajući isto magnetsko polje u njegovom prostoru. Rezultat je da je u trenutku kada se filament cijevi zagrije, već demagnetiziran. I kontrolni krug ostaje zaključan sve dok se uređaj ne isključi. Tada će se termistori ohladiti i ponovo biti spremni za rad.
Fenomen supravodljivosti
Šta se događa ako se temperatura materijala smanji? Otpor će se smanjiti. Postoji granica do koje se temperatura smanjuje, tzv apsolutna nula. Ovo - 273°S. Nema temperatura ispod ove granice. Pri ovoj vrijednosti, otpornost bilo kojeg vodiča je nula.
Na apsolutnoj nuli, atomi kristalne rešetke prestaju da vibriraju. Kao rezultat toga, elektronski oblak se kreće između čvorova rešetke bez sudara s njima. Otpor materijala postaje nula, što otvara mogućnost dobivanja beskonačno velikih struja u vodičima malih poprečnih presjeka.
Fenomen supravodljivosti otvara nove horizonte za razvoj elektrotehnike. Ali još uvijek postoje poteškoće u vezi s dobivanjem uslove za život ultra niske temperature potrebne za stvaranje ovog efekta. Kada se problemi riješe, elektrotehnika će preći na novi nivo razvoja.
Primjeri korištenja vrijednosti otpornosti u proračunima
Već smo se upoznali sa principima izračunavanja dužine nihrom žice za izradu grijaćeg elementa. Ali postoje i druge situacije kada je potrebno znanje o otpornosti materijala.
Za obračun konture uređaja za uzemljenje koriste se koeficijenti koji odgovaraju tipičnim tlima. Ako je vrsta tla na lokaciji petlje za uzemljenje nepoznata, onda za tačne proračune njegova otpornost se preliminarno mjeri. Na ovaj način su rezultati proračuna precizniji, što eliminiše potrebu za podešavanjem parametara kola tokom proizvodnje: dodavanjem broja elektroda, što dovodi do povećanja geometrijskih dimenzija uređaja za uzemljenje.
Otpornost materijala od kojih su napravljeni kablovski vodovi i sabirnice koristi se za izračunavanje njihovog aktivnog otpora. Zatim ga koristite pri nazivnoj struji opterećenja izračunava se vrijednost napona na kraju linije. Ako se pokaže da je njegova vrijednost nedovoljna, tada se poprečni presjeci provodnika povećavaju unaprijed.
Specifični električni otpor ili jednostavno otpornost tvari je fizička veličina koja karakterizira sposobnost tvari da spriječi prolaz električne struje.
Otpornost se označava grčkim slovom ρ. Recipročna vrijednost otpora naziva se specifična provodljivost (električna provodljivost). Za razliku od električnog otpora, koji je svojstvo vodiča i ovisi o njegovom materijalu, obliku i veličini, električna otpornost je svojstvo samo tvari.
Električni otpor homogenog vodiča otpornosti ρ, dužine l i površine poprečnog presjeka S može se izračunati pomoću formule (pod pretpostavkom da se ni površina ni oblik poprečnog presjeka ne mijenjaju duž vodiča). Prema tome, za ρ imamo
Iz posljednje formule slijedi: fizičko značenje Otpornost tvari je da ona predstavlja otpor homogenog vodiča jedinične dužine i jedinične površine poprečnog presjeka napravljenog od ove tvari.
Jedinica otpornosti u Međunarodnom sistemu jedinica (SI) je Ohm m.
Iz odnosa proizilazi da je jedinica mjere otpornosti u SI sistemu jednaka otpornosti tvari pri kojoj homogeni provodnik dužine 1 m površine poprečnog presjeka 1 m², napravljen od ove tvari, ima otpor jednak 1 Ohm. Prema tome, otpor proizvoljne tvari, izražen u SI jedinicama, brojčano je jednak otporu dijela električnog kruga napravljenog od date tvari dužine 1 m i površine poprečnog presjeka od 1 m².
U tehnologiji se također koristi zastarjela nesistemska jedinica Ohm mm²/m, jednaka 10 −6 od 1 Ohm m. Ova jedinica jednaka je otporu tvari pri kojoj homogeni vodič dužine 1 m s površinom poprečnog presjeka od 1 mm², napravljen od ove tvari, ima otpor jednak 1 Ohm. Prema tome, otpornost tvari, izražena u ovim jedinicama, brojčano je jednaka otporu dijela električnog kruga napravljenog od ove tvari, dužine 1 m i površine poprečnog presjeka od 1 mm².
Elektromotorna sila (EMF) je skalarna fizička veličina koja karakterizira rad vanjskih sila, odnosno bilo koje sile neelektričnog porijekla koje djeluju u kvazistacionarnim DC ili AC krugovima. U zatvorenom provodnom kolu, EMF je jednak radu ovih sila da pomaknu jedan pozitivan naboj duž cijelog kruga.
Analogno jačini električnog polja uvodi se koncept jačine vanjske sile, koja se podrazumijeva kao vektorska fizička veličina jednaka omjeru vanjske sile koja djeluje na probni električni naboj prema veličini ovog naboja. Onda unutra zatvorena petlja EMF će biti jednak:
gdje je element konture.
EMF se, kao i napon, mjeri u voltima u Međunarodnom sistemu jedinica (SI). Možemo govoriti o elektromotornoj sili na bilo kojem dijelu kola. To je specifičan rad vanjskih sila ne u cijelom krugu, već samo u datom području. EMF galvanske ćelije je rad vanjskih sila pri pomicanju jednog pozitivnog naboja unutar elementa s jednog pola na drugi. Rad vanjskih sila ne može se izraziti kroz razliku potencijala, jer su vanjske sile nepotencijalne i njihov rad ovisi o obliku putanje. Dakle, na primjer, rad vanjskih sila pri pomicanju naboja između terminala struje izvan sebe? izvor je nula.