Zat dan bahan yang mampu menghantarkan listrik listrik, disebut konduktor. Sisanya diklasifikasikan sebagai dielektrik. Tetapi tidak ada dielektrik murni; semuanya juga menghantarkan arus, namun besarnya sangat kecil.
Tetapi konduktor juga menghantarkan arus secara berbeda. Menurut rumus Georg Ohm, arus yang mengalir melalui suatu penghantar berbanding lurus dengan besarnya tegangan yang diberikan padanya, dan berbanding terbalik dengan besaran yang disebut hambatan.
Satuan pengukuran hambatan diberi nama Ohm untuk menghormati ilmuwan yang menemukan hubungan ini. Tapi ternyata konduktornya terbuat dari bahan yang berbeda dan mempunyai dimensi geometri yang sama, mempunyai hambatan listrik yang berbeda. Untuk menentukan resistansi suatu konduktor dengan panjang dan penampang yang diketahui, konsep resistivitas diperkenalkan - koefisien yang bergantung pada material.
Akibatnya, hambatan suatu penghantar yang panjang dan penampangnya diketahui akan sama dengan
Resistivitas berlaku tidak hanya untuk bahan padat, tetapi juga untuk cairan. Namun nilainya juga tergantung pada pengotor atau komponen lain dalam bahan sumbernya. Air murni tidak menghantarkan arus listrik, menjadi dielektrik. Namun air suling tidak ada di alam, selalu mengandung garam, bakteri, dan kotoran lainnya. Koktail ini merupakan penghantar arus listrik dengan resistivitas.
Dengan memasukkan berbagai aditif ke dalam logam, bahan baru diperoleh - paduan, resistivitasnya berbeda dari resistivitasnya bahan sumber, meskipun persentase penambahannya tidak signifikan.
Ketergantungan resistivitas pada suhu
Resistivitas bahan diberikan dalam buku referensi untuk suhu mendekati suhu kamar (20 °C). Ketika suhu meningkat, resistansi material meningkat. Mengapa ini terjadi?
Arus listrik dialirkan di dalam material elektron bebas. Mereka sedang dalam pengaruh Medan listrik melepaskan diri dari atom-atomnya dan bergerak di antara mereka ke arah yang ditentukan oleh bidang ini. Atom-atom suatu zat membentuk kisi kristal, di antara simpul-simpulnya terdapat aliran elektron, yang juga disebut “gas elektron”, bergerak. Di bawah pengaruh suhu, simpul kisi (atom) bergetar. Elektron sendiri juga tidak bergerak dalam garis lurus, melainkan sepanjang jalur yang rumit. Pada saat yang sama, mereka sering bertabrakan dengan atom, mengubah lintasannya. Pada suatu saat, elektron dapat bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah arus listrik.
Dengan meningkatnya suhu, amplitudo getaran atom meningkat. Tabrakan elektron dengan mereka lebih sering terjadi, pergerakan aliran elektron melambat. Secara fisik, hal ini dinyatakan dalam peningkatan resistivitas.
Contoh penerapan ketergantungan resistivitas pada suhu adalah pengoperasian lampu pijar. Spiral tungsten tempat filamen dibuat memiliki resistivitas rendah pada saat dinyalakan. Arus masuk saat dinyalakan dengan cepat memanaskannya, resistivitas meningkat, dan arus berkurang, menjadi nominal.
Proses yang sama terjadi dengan elemen pemanas nichrome. Oleh karena itu, hitung mode operasinya dengan menentukan panjangnya kawat nikrom penampang yang diketahui untuk menciptakan resistensi yang diperlukan tidak berfungsi. Untuk perhitungan, Anda memerlukan resistivitas kawat yang dipanaskan, dan buku referensi memberikan nilainya suhu kamar. Oleh karena itu, panjang akhir spiral nichrome disesuaikan secara eksperimental. Perhitungan menentukan perkiraan panjang, dan saat menyesuaikan, perpendek bagian demi bagian benang secara bertahap.
Koefisien resistansi suhu
Namun tidak di semua perangkat, adanya ketergantungan resistivitas konduktor pada suhu bermanfaat. Dalam teknologi pengukuran, perubahan resistansi elemen rangkaian menyebabkan kesalahan.
Untuk mengukur ketergantungan ketahanan material pada suhu, konsepnya koefisien resistansi suhu (TCR). Ini menunjukkan seberapa besar resistansi suatu material berubah ketika suhu berubah sebesar 1°C.
Untuk pembuatan komponen elektronik – resistor yang digunakan pada rangkaian peralatan ukur, digunakan bahan dengan TCR rendah. Harganya lebih mahal, tetapi parameter perangkat tidak berubah pada rentang suhu yang luas lingkungan.
Namun sifat material dengan TCS tinggi juga digunakan. Pengoperasian beberapa sensor suhu didasarkan pada perubahan resistansi bahan dari mana elemen pengukur dibuat. Untuk melakukan ini, Anda perlu mempertahankan tegangan suplai yang stabil dan mengukur arus yang melewati elemen. Dengan mengkalibrasi skala perangkat yang mengukur arus terhadap termometer standar, diperoleh pengukur suhu elektronik. Prinsip ini digunakan tidak hanya untuk pengukuran, tetapi juga untuk sensor panas berlebih. Menonaktifkan perangkat ketika terjadi kondisi pengoperasian tidak normal, yang menyebabkan panas berlebih pada belitan transformator atau elemen semikonduktor daya.
Elemen juga digunakan dalam teknik kelistrikan yang mengubah hambatannya bukan dari suhu sekitar, tetapi dari arus yang melaluinya - termistor. Contoh penggunaannya adalah sistem demagnetisasi tabung sinar katoda TV dan monitor. Ketika tegangan diterapkan, resistansi resistor menjadi minimal, dan arus melewatinya ke dalam koil demagnetisasi. Tapi arus yang sama memanaskan bahan termistor. Resistansinya meningkat, mengurangi arus dan tegangan pada kumparan. Begitu seterusnya hingga hilang sama sekali. Akibatnya, tegangan sinusoidal dengan amplitudo yang menurun secara bertahap diterapkan pada kumparan, menciptakan medan magnet yang sama di ruangnya. Hasilnya adalah pada saat filamen tabung memanas, ia sudah mengalami kerusakan magnetik. Dan rangkaian kendali tetap terkunci hingga perangkat dimatikan. Kemudian termistor akan menjadi dingin dan siap bekerja kembali.
Fenomena superkonduktivitas
Apa yang terjadi jika suhu bahan diturunkan? Resistivitasnya akan berkurang. Ada batas penurunan suhu yang disebut nol mutlak. Ini - 273°C. Tidak ada suhu di bawah batas ini. Pada nilai ini, resistivitas konduktor apa pun adalah nol.
Pada nol mutlak, atom-atom kisi kristal berhenti bergetar. Akibatnya, awan elektron bergerak di antara simpul-simpul kisi tanpa bertabrakan dengannya. Resistansi material menjadi nol, yang membuka kemungkinan memperoleh arus yang sangat besar dalam konduktor dengan penampang kecil.
Fenomena superkonduktivitas membuka cakrawala baru bagi perkembangan teknik elektro. Namun masih ada kesulitan terkait perolehannya kondisi hidup suhu sangat rendah diperlukan untuk menciptakan efek ini. Ketika masalah teratasi, teknik elektro akan beralih ke tingkat baru perkembangan.
Contoh penggunaan nilai resistivitas dalam perhitungan
Kita telah mengenal prinsip penghitungan panjang kawat nichrome untuk pembuatan elemen pemanas. Tapi ada situasi lain dimana pengetahuan tentang resistivitas material diperlukan.
Untuk perhitungan kontur perangkat pembumian koefisien yang sesuai dengan jenis tanah digunakan. Jika jenis tanah pada lokasi ground loop tidak diketahui, maka for perhitungan yang benar resistivitasnya diukur terlebih dahulu. Dengan cara ini, hasil penghitungan menjadi lebih akurat, sehingga menghilangkan kebutuhan untuk menyesuaikan parameter rangkaian selama pembuatan: menambah jumlah elektroda, yang menyebabkan peningkatan dimensi geometris perangkat pembumian.
Ketahanan spesifik dari bahan pembuatnya jalur kabel dan busbar, digunakan untuk menghitung resistansi aktifnya. Selanjutnya, pada arus beban pengenal, gunakan itu nilai tegangan di ujung saluran dihitung. Jika nilainya tidak mencukupi, maka penampang konduktor ditingkatkan terlebih dahulu.
Resistansi tembaga memang berubah seiring suhu, tapi pertama-tama kita perlu memutuskan apakah kita berbicara tentang resistivitas listrik konduktor (resistansi ohmik), yang penting untuk daya DC melalui Ethernet, atau apakah kita berbicara tentang sinyal dalam jaringan data, dan lalu kita berbicara tentang insertion loss selama propagasi gelombang elektromagnetik dalam lingkungan twisted pair dan ketergantungan redaman pada suhu (dan frekuensi, yang tidak kalah pentingnya).
Resistivitas tembaga
Dalam sistem SI internasional, resistivitas konduktor diukur dalam Ohm∙m. Di bidang TI, dimensi non-sistem Ohm∙mm 2 /m lebih sering digunakan, yang lebih nyaman untuk perhitungan, karena penampang konduktor biasanya ditunjukkan dalam mm 2. Nilai 1 Ohm∙mm 2 /m adalah satu juta kali lebih kecil dari 1 Ohm∙m dan mencirikan resistivitas suatu zat, konduktor homogen yang panjangnya 1 m dan luasnya persilangan 1 mm 2 memberikan hambatan 1 ohm.
Resistivitas tembaga listrik murni pada 20°C adalah 0,0172 Ohm∙mm 2 /m. DI DALAM berbagai sumber Anda dapat menemukan nilai hingga 0,018 Ohm∙mm 2 /m, yang juga dapat diterapkan pada tembaga listrik. Nilainya bervariasi tergantung pada pemrosesan bahan yang dilakukan. Misalnya, anil setelah menggambar (“menggambar”) kawat mengurangi resistivitas tembaga beberapa persen, meskipun hal ini dilakukan terutama untuk mengubah sifat mekanik daripada sifat listrik.
Resistivitas tembaga mempunyai implikasi langsung terhadap aplikasi Power over Ethernet. Hanya sebagian dari aslinya arus searah, dimasukkan ke dalam konduktor, akan mencapai ujung konduktor - kerugian tertentu di sepanjang jalan tidak dapat dihindari. Misalnya, PoE Tipe 1 mensyaratkan bahwa dari 15,4 W yang disuplai oleh sumber, setidaknya 12,95 W menjangkau perangkat bertenaga listrik di ujung terjauh.
Resistivitas tembaga bervariasi terhadap temperatur, namun untuk temperatur IT, perubahannya kecil. Perubahan resistivitas dihitung dengan menggunakan rumus:
ΔR = α R ΔT
R 2 = R 1 (1 + (T 2 - T 1))
dimana ΔR adalah perubahan resistivitas, R adalah resistivitas pada suhu yang diambil sebagai level dasar (biasanya 20°C), ΔT adalah gradien suhu, α adalah koefisien suhu resistivitas untuk dari bahan ini(dimensi °C -1). Dalam kisaran dari 0°C hingga 100°C, koefisien suhu 0,004 °C -1 diterima untuk tembaga. Mari kita hitung resistivitas tembaga pada 60°C.
R 60°C = R 20°C (1 + α (60°C - 20°C)) = 0,0172 (1 + 0,004 40) ≈ 0,02 Ohm∙mm 2 /m
Resistivitas meningkat sebesar 16% dengan peningkatan suhu sebesar 40°C. Saat mengoperasikan sistem kabel, tentu saja twisted pair tidak boleh masuk suhu tinggi, hal ini tidak boleh dibiarkan. Ketika dirancang dengan benar dan sistem yang diinstal suhu kabel sedikit berbeda dari biasanya 20°C, dan perubahan resistivitasnya akan kecil. Menurut standar telekomunikasi, resistansi konduktor tembaga sepanjang 100 m dalam kabel pasangan terpilin kategori 5e atau 6 tidak boleh melebihi 9,38 ohm pada 20°C. Dalam praktiknya, pabrikan memasukkan nilai ini dengan margin tertentu, sehingga bahkan pada suhu 25°C 30°C, resistansi konduktor tembaga tidak melebihi nilai ini.
Redaman Sinyal Twisted Pair/Kerugian Penyisipan
Ketika gelombang elektromagnetik merambat melalui kabel tembaga twisted pair, sebagian energinya dihamburkan sepanjang jalur dari ujung dekat ke ujung jauh. Semakin tinggi suhu kabel, semakin banyak sinyal yang dilemahkan. Pada frekuensi tinggi, redamannya lebih besar daripada pada frekuensi rendah, dan lebih banyak lagi kategori tinggi batas yang diperbolehkan lebih ketat saat menguji insertion loss. Dalam hal ini, semua nilai batas ditetapkan untuk suhu 20°C. Jika pada suhu 20°C sinyal asli tiba di ujung segmen sepanjang 100 m dengan tingkat daya P, maka pada suhu tinggi, kekuatan sinyal tersebut akan diamati pada jarak yang lebih pendek. Jika perlu memberikan kekuatan sinyal yang sama pada output segmen, Anda harus memasang kabel yang lebih pendek (yang tidak selalu memungkinkan) atau memilih merek kabel dengan redaman lebih rendah.
- Untuk kabel berpelindung pada suhu di atas 20°C, perubahan suhu sebesar 1 derajat menyebabkan perubahan redaman sebesar 0,2%
- Untuk semua jenis kabel dan frekuensi apa pun pada suhu hingga 40°C, perubahan suhu sebesar 1 derajat menyebabkan perubahan redaman sebesar 0,4%
- Untuk semua jenis kabel dan frekuensi apa pun pada suhu dari 40°C hingga 60°C, perubahan suhu sebesar 1 derajat menyebabkan perubahan redaman sebesar 0,6%
- Kabel kategori 3 mungkin mengalami perubahan redaman sebesar 1,5% per derajat Celcius
Sudah di awal tahun 2000. Standar TIA/EIA-568-B.2 merekomendasikan pengurangan sebanyak mungkin panjang yang diizinkan Jalur/saluran permanen kategori 6 jika kabel dipasang di lingkungan bersuhu tinggi, dan semakin tinggi suhunya, semakin pendek segmennya.
Mengingat batas frekuensi pada kategori 6A dua kali lebih tinggi dibandingkan kategori 6, pembatasan suhu untuk sistem tersebut akan lebih ketat.
Hari ini, ketika mengimplementasikan aplikasi PoE Kita berbicara tentang kecepatan maksimum 1 gigabit. Namun, ketika aplikasi 10-Gigabit digunakan, Power over Ethernet bukanlah suatu pilihan, setidaknya belum ada. Jadi tergantung pada kebutuhan Anda, ketika suhu berubah, Anda perlu mempertimbangkan perubahan resistivitas tembaga atau perubahan redaman. Dalam kedua kasus tersebut, yang paling masuk akal adalah memastikan bahwa kabel disimpan pada suhu mendekati 20°C.
Salah satu besaran fisis yang digunakan dalam teknik kelistrikan adalah resistivitas listrik. Ketika mempertimbangkan resistivitas aluminium, harus diingat bahwa nilai ini mencirikan kemampuan suatu zat untuk mencegah lewatnya arus listrik melaluinya.
Konsep Resistivitas
Nilai yang berlawanan dengan resistansi spesifik disebut konduktivitas spesifik atau konduktivitas listrik. Hambatan listrik biasa hanya merupakan karakteristik suatu konduktor, dan hambatan listrik spesifik hanya merupakan karakteristik suatu zat tertentu.
Biasanya, nilai ini dihitung untuk konduktor yang memiliki struktur homogen. Untuk menentukan penghantar listrik homogen digunakan rumus:
Arti fisis dari besaran ini terletak pada hambatan tertentu dari suatu penghantar homogen dengan satuan panjang dan luas penampang tertentu. Satuan ukurannya adalah satuan SI Om.m atau satuan non sistem Om.mm2/m. Satuan terakhir berarti suatu penghantar yang terbuat dari bahan homogen, panjang 1 m, mempunyai luas penampang 1 mm2, akan mempunyai hambatan sebesar 1 Ohm. Jadi, resistivitas suatu zat dapat dihitung dengan menggunakan bagian rangkaian listrik yang panjangnya 1 m, yang luas penampangnya adalah 1 mm2.
Resistivitas logam yang berbeda
Setiap logam memiliki miliknya sendiri karakteristik individu. Jika kita membandingkan resistivitas aluminium, misalnya dengan tembaga, kita dapat mengetahui bahwa untuk tembaga nilainya adalah 0,0175 Ohm.mm2/m, dan untuk aluminium adalah 0,0271 Ohm.mm2/m. Dengan demikian, resistivitas aluminium jauh lebih tinggi dibandingkan tembaga. Oleh karena itu, konduktivitas listriknya jauh lebih tinggi daripada aluminium.
Nilai resistivitas suatu logam dipengaruhi oleh faktor-faktor tertentu. Misalnya, selama deformasi, struktur kisi kristal terganggu. Karena cacat yang timbul, resistensi terhadap lewatnya elektron di dalam konduktor meningkat. Oleh karena itu, resistivitas logam meningkat.
Suhu juga berpengaruh. Saat dipanaskan, simpul kisi kristal mulai bergetar lebih kuat, sehingga meningkatkan resistivitas. Saat ini, karena resistivitasnya yang tinggi, kabel aluminium banyak digantikan oleh kabel tembaga yang memiliki konduktivitas lebih tinggi.
Isi:
Dalam teknik kelistrikan, salah satu elemen utama rangkaian kelistrikan adalah kabel. Tugas mereka adalah mengalirkan arus listrik dengan kerugian minimal. Telah lama ditentukan secara eksperimental bahwa untuk meminimalkan kehilangan listrik, kabel sebaiknya terbuat dari perak. Logam inilah yang memberikan sifat konduktor dengan resistansi minimal dalam ohm. Namun karena logam mulia ini mahal, penggunaannya dalam industri sangat terbatas.
Aluminium dan tembaga menjadi logam utama kabel. Sayangnya, ketahanan besi sebagai penghantar listrik terlalu tinggi untuk dibuat kawat yang bagus. Meskipun biayanya lebih rendah, ini hanya digunakan sebagai basis pendukung kabel saluran listrik.
Resistensi yang berbeda-beda
Resistansi diukur dalam ohm. Namun untuk kabel, nilai ini ternyata sangat kecil. Jika Anda mencoba melakukan pengukuran dengan tester dalam mode pengukuran resistansi, akan sulit mendapatkan hasil yang benar. Selain itu, kabel apa pun yang kita ambil, hasil pada tampilan perangkat akan sedikit berbeda. Namun bukan berarti hambatan listrik pada kabel-kabel tersebut akan berdampak sama terhadap rugi-rugi listrik. Untuk memverifikasi ini, Anda perlu menganalisis rumus yang digunakan untuk menghitung resistansi:
Rumus ini menggunakan besaran seperti:
Ternyata perlawanan menentukan perlawanan. Ada hambatan yang dihitung dengan rumus menggunakan hambatan lain. Resistivitas listrik ρ (huruf Yunani rho) inilah yang menentukan keunggulan logam tertentu sebagai konduktor listrik:
Oleh karena itu, jika Anda menggunakan tembaga, besi, perak, atau bahan lainnya untuk membuat kabel atau konduktor identik dengan desain khusus, bahan tersebut akan memainkan peran utama dalam sifat kelistrikannya.
Namun kenyataannya, situasi resistensi lebih rumit daripada sekadar menghitung menggunakan rumus di atas. Rumus ini tidak memperhitungkan suhu dan bentuk diameter konduktor. Dan dengan meningkatnya suhu, resistivitas tembaga, seperti logam lainnya, menjadi lebih besar. Sangat contoh yang jelas itu bisa jadi bola lampu pijar. Anda dapat mengukur hambatan spiralnya dengan tester. Kemudian, setelah mengukur arus pada rangkaian dengan lampu ini, gunakan hukum Ohm untuk menghitung hambatannya dalam keadaan menyala. Hasilnya akan jauh lebih besar dibandingkan saat mengukur resistansi dengan tester.
Demikian pula, tembaga tidak akan memberikan efisiensi arus yang diharapkan kekuatan yang besar, jika kita mengabaikan bentuk penampang konduktor. Efek kulit, yang terjadi berbanding lurus dengan peningkatan arus, membuat konduktor dengan penampang melingkar tidak efektif, bahkan jika digunakan perak atau tembaga. Untuk alasan ini, perlawanan dari putaran kawat tembaga dengan arus yang tinggi mungkin lebih tinggi dari pada kawat aluminium datar.
Terlebih lagi, meskipun luas diameternya sama. Pada arus bolak-balik Efek kulit juga muncul, meningkat seiring dengan meningkatnya frekuensi arus. Efek kulit berarti kecenderungan arus mengalir lebih dekat ke permukaan konduktor. Karena alasan ini, dalam beberapa kasus lebih menguntungkan menggunakan kabel berlapis perak. Bahkan sedikit penurunan resistivitas permukaan konduktor tembaga berlapis perak secara signifikan mengurangi kehilangan sinyal.
Generalisasi konsep resistivitas
Seperti dalam kasus lain yang berhubungan dengan menampilkan dimensi, resistivitas dinyatakan dalam sistem yang berbeda unit. SI (Satuan Sistem Internasional) menggunakan ohm·m, tetapi penggunaan Ohm*kV mm/m juga dapat diterima (ini adalah satuan resistivitas non-sistemik). Namun pada konduktor nyata, nilai resistivitasnya tidak konstan. Karena semua bahan memiliki kemurnian tertentu, yang dapat bervariasi dari titik ke titik, maka perlu untuk membuat representasi resistensi yang sesuai pada bahan sebenarnya. Manifestasinya adalah hukum Ohm dalam bentuk diferensial:
Undang-undang ini kemungkinan besar tidak akan berlaku untuk pembayaran rumah tangga. Namun dalam perancangan berbagai komponen elektronik, misalnya resistor, elemen kristal, pasti digunakan. Karena ini memungkinkan Anda melakukan penghitungan berdasarkan titik tertentu yang memiliki rapat arus dan kuat medan listrik. Dan resistivitas yang sesuai. Rumusnya digunakan untuk zat isotropik dan anisotropik yang tidak homogen (kristal, pelepasan gas, dll.).
Cara memperoleh tembaga murni
Untuk meminimalkan kerugian pada kabel tembaga dan inti kabel, kabel tersebut harus sangat murni. Ini dicapai dengan cara khusus proses teknologi:
- berdasarkan berkas elektron dan zona leleh;
- pembersihan elektrolisis berulang.
Arus listrik terjadi akibat penutupan suatu rangkaian dengan beda potensial pada terminal-terminalnya. Gaya medan bekerja pada elektron bebas dan bergerak sepanjang konduktor. Selama perjalanan ini, elektron bertemu atom dan mentransfer sebagian energi yang terkumpul ke atom tersebut. Akibatnya kecepatan mereka menurun. Namun karena pengaruh medan listrik, momentumnya kembali meningkat. Dengan demikian, elektron terus-menerus mengalami hambatan, itulah sebabnya arus listrik memanas.
Sifat suatu zat untuk mengubah listrik menjadi panas bila terkena arus adalah hambatan listrik dan dilambangkan dengan R, satuan ukurnya adalah Ohm. Besarnya hambatan terutama bergantung pada kemampuan berbagai bahan untuk menghantarkan arus.
Untuk pertama kalinya, peneliti Jerman G. Ohm berbicara tentang perlawanan.
Untuk mengetahui ketergantungan arus pada hambatan, fisikawan terkenal itu melakukan banyak eksperimen. Untuk percobaan ia menggunakan berbagai konduktor dan memperoleh berbagai indikator.
Hal pertama yang ditentukan G. Ohm adalah bahwa resistivitas bergantung pada panjang konduktor. Artinya, jika panjang penghantar bertambah maka hambatannya juga bertambah. Alhasil, hubungan ini ditetapkan berbanding lurus.
Hubungan kedua adalah luas penampang. Hal ini dapat ditentukan dengan memotong konduktor. Luas bangun yang terbentuk pada potongan adalah luas penampang. Di sini hubungannya berbanding terbalik. Artinya, semakin besar luas penampang, semakin rendah resistansi penghantarnya.
Dan yang ketiga, kuantitas penting yang menjadi sandaran resistensi adalah materialnya. Sebagai hasil dari apa yang Om gunakan dalam eksperimen berbagai bahan, ia menemukan berbagai sifat resistensi. Semua eksperimen dan indikator ini dirangkum dalam sebuah tabel yang dapat dilihat arti yang berbeda resistensi spesifik berbagai zat.
Diketahui bahwa yang paling banyak panduan terbaik- logam. Logam manakah yang merupakan konduktor terbaik? Tabel tersebut menunjukkan bahwa tembaga dan perak memiliki resistansi paling kecil. Tembaga lebih sering digunakan karena biayanya yang lebih rendah, dan perak digunakan pada perangkat yang paling penting dan kritis.
Zat dengan resistivitas tinggi dalam tabel tidak dapat menghantarkan listrik dengan baik, yang berarti zat tersebut dapat menjadi sangat baik bahan isolasi. Zat yang paling banyak memiliki sifat ini adalah porselen dan ebonit.
Secara umum resistivitas listrik sangat tinggi faktor penting Lagi pula, dengan menentukan indikatornya, kita dapat mengetahui bahan penghantar itu terbuat dari apa. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengukur luas penampang, mencari arus menggunakan voltmeter dan ammeter, dan juga mengukur tegangan. Dengan cara ini kita akan mengetahui nilai resistivitas dan, dengan menggunakan tabel, kita dapat dengan mudah mengidentifikasi zat tersebut. Ternyata resistivitas itu seperti sidik jari suatu zat. Selain itu, resistivitas penting ketika merencanakan rangkaian listrik yang panjang: kita perlu mengetahui indikator ini untuk menjaga keseimbangan antara panjang dan luas.
Ada rumus yang menentukan hambatan adalah 1 ohm jika pada tegangan 1V arusnya 1A. Artinya, hambatan suatu satuan luas dan satuan panjang yang terbuat dari suatu zat tertentu adalah hambatan jenis.
Perlu juga dicatat bahwa indikator resistivitas secara langsung bergantung pada frekuensi zat. Artinya, apakah ada kotorannya. Namun, menambahkan hanya satu persen mangan akan meningkatkan ketahanan zat paling konduktif, tembaga, sebanyak tiga kali lipat.
Tabel ini menunjukkan secara spesifik hambatan listrik beberapa zat.
Bahan yang sangat konduktif
Tembaga
Seperti yang telah kami katakan, tembaga paling sering digunakan sebagai konduktor. Hal ini dijelaskan tidak hanya oleh resistansinya yang rendah. Tembaga memiliki keunggulan kekuatan tinggi, ketahanan terhadap korosi, kemudahan penggunaan dan kemampuan mesin yang baik. Merek yang bagus tembaga dianggap M0 dan M1. Jumlah pengotor di dalamnya tidak melebihi 0,1%.
Tingginya harga logam dan dominasinya di Akhir-akhir ini kelangkaan mendorong produsen untuk menggunakan aluminium sebagai konduktor. Paduan tembaga dengan berbagai logam juga digunakan.
Aluminium
Logam ini jauh lebih ringan dibandingkan tembaga, namun aluminium memiliki kapasitas panas dan titik leleh yang tinggi. Dalam hal ini, untuk menjadikannya cair, dibutuhkan lebih banyak energi daripada tembaga. Namun, fakta kekurangan tembaga harus diperhitungkan.
Dalam produksi produk listrik, biasanya digunakan aluminium kelas A1. Ini mengandung tidak lebih dari 0,5% pengotor. Dan logam frekuensi tertinggi- ini adalah aluminium kelas AB0000.
Besi
Murahnya dan ketersediaan besi dibayangi oleh resistivitasnya yang tinggi. Selain itu, cepat terkorosi. Oleh karena itu, konduktor baja sering kali dilapisi dengan seng. Yang disebut bimetal banyak digunakan - ini adalah baja yang dilapisi tembaga untuk perlindungan.
Sodium
Natrium juga merupakan bahan yang mudah didapat dan menjanjikan, namun ketahanannya hampir tiga kali lipat dari tembaga. Selain itu, natrium logam memiliki aktivitas kimia yang tinggi, sehingga konduktor tersebut harus ditutup dengan pelindung yang tertutup rapat. Itu juga harus melindungi konduktor dari kerusakan mekanis, karena natrium adalah bahan yang sangat lunak dan agak rapuh.
Superkonduktivitas
Tabel di bawah menunjukkan resistivitas zat pada suhu 20 derajat. Indikasi suhu tidak disengaja, karena resistivitas secara langsung bergantung pada indikator ini. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa ketika dipanaskan, kecepatan atom juga meningkat, yang berarti kemungkinan bertemunya elektron juga akan meningkat.
Menariknya apa yang terjadi pada resistensi dalam kondisi pendinginan. Perilaku atom pada suhu yang sangat rendah pertama kali diketahui oleh G. Kamerlingh Onnes pada tahun 1911. Dia mendinginkan kawat merkuri hingga 4K dan menemukan bahwa resistansinya turun menjadi nol. Perubahan indeks resistivitas beberapa paduan dan logam pada kondisi suhu rendah disebut superkonduktivitas oleh fisikawan.
Superkonduktor menjadi superkonduktivitas ketika didinginkan, dan karakteristik optik dan strukturalnya tidak berubah. Penemuan utama adalah listrik dan sifat magnetik logam dalam keadaan superkonduktor sangat berbeda dengan sifat-sifatnya dalam keadaan normal, serta sifat-sifat logam lain yang tidak dapat bertransisi ke keadaan ini ketika suhu menurun.
Penggunaan superkonduktor dilakukan terutama untuk memperoleh superkonduktor Medan gaya, gaya yang mencapai 107 A/m. Sistem saluran listrik superkonduktor juga sedang dikembangkan.
Bahan serupa.