Električni otpor

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Elektromagnetizam
VFPt Solenoid correct2.svg
Elektricitet · Magnetizam
Specifični otpor je otpor žice presjeka 1 mm^2 dužine 1m

Električni otpor (znak: R) – je fizikalna veličina kojom se izražava omjer napona i jakosti električne struje, što je za mnoge materijale stalna vrijednost (Ohmov zakon). Mjerna jedinica u Međunarodnom sustavu (SI) je om.

Električni otpor, suprotan je pojam od električne vodljivosti. Materijali sa mnoštvom slobodnih elektrona pružaju mali otpor prolasku struje, odnosno imaju mali tzv. specifični otpor. To je ustvari otpor kojega prolasku struje pruža žica presjeka 1 mm^2 dužine 1 m. Bilježi se sa znakom ρ (čitaj: ro). Vodič presjeka S mm^2 dužine L m pružat će prolasku struje otpor:

R=\rho \cdot \frac{l}{S}

gdje je ρ specifični otpor zavisan o vrsti materijala vodiča

Materije s puno slobodnih elektrona dobro provode struju. To su u prvom redu metali, a posebno mali otpor imaju srebro i bakar. Od njih se izrađuju električni vodovi. Željezo ima oko 7 puta veći otpor od bakrenog vodiča istih dimenzija. Veliki specifični otpor karakterizira izolatore. Neki materijali pružaju umjereno veliki otpor prolasku struje, pa se zato koriste za namjerno zagrijavanje žice ili medija kojim prolaze ili za povećanje otpora strujnih krugova, odnosno od njih se izrađuju električni grijači i otpornici.

Temperaturni koeficijent električnog otpora[uredi VE | uredi]

Kod čistih metala (bakar, aluminij, zlato, srebro, itd.) otpor raste s porastom temperature. Kod nekih legura otpor se ne mijenja s temperaturom. Otpor ugljena, čak i pada kada ga zagrijavamo.

Porast temperature od 1˚C uzrokuje porast svakog oma otpora za α Ω, pri čemu α zovemo temperaturnim koeficijentom električnog otpora, ovisnim o vrsti materijala od koga je izrađen otpornik. Za metale njegova vrijednost iznosi oko 0,004 Ω/ Ω,˚C Porast otpora otpornika dR (Ω) zbog porasta temperature od dt ˚C daje izraz:

dR = R20 x dt x α (Ω)

gdje je R20 otpor kod niže temperature (približno 20˚C)


Posljedica nižeg otpora termičkih trošila kod nižih temperatura su strujni udari u električnoj mreži prilikom priključenja jakih hladnih grijača ili velikog broja hladnih sijalica (npr. u općoj rasvjeti velikih zgrada). Jakost struje stabilizira se na normalnu vrijednost tek kad se otporna žica usije na normalnu radnu temperaturu.

Kako je već spomenuto, neki materijali kao ugljen, smanjuju otpor s porastom temperature. Čak i staklo, koje je pri normalnom rasponu temperatura poznato kao jako dobar izolator, na temperaturi taljenja postaje takoreći supervodljivo. Neki opet, kao manganin i konstantan, zadržavaju približno isti otpor u razumnom rasponu temperatura, pa se koriste za posebne namjene u tehnici. Neke materije postaju supervodljive kod jako niskih temperatura, drastično smanjujući električni otpor. Poluvodiči zagrijavanjem smanjuju otpor u zapornom smjeru, pa njihovo pregrijavanje može ugroziti funkcioniranje elektroničkih uređaja.

Tablica specifičnih otpora i temperaturnih koeficijenata pri 20˚C[uredi VE | uredi]

Materijal Specifični otpor

ρ (Ωmm^2/m)

Temperaturni

koeficijent α (1/K)

Aluminij
- lijevan
- mekan
- tvrdo vučen

0,04
0,028
0,029

0,0036
0,00403
0,0041
Bakar
- mekan
- tvrdo vučen

0,0175
0,0178

0,00392
0,00392
Bronca
- aluminijeva
- kositrena

0,13 - 0,29
0,0278

0,0006 - 0,001
Cekas 1,12 0,00014
Cekas I 0,97 0,00052
Cekas II 1,08 0,00008
Cink 0,06 0,004
Čelik
- lim
- dinamo-lim
- žica
- lijev
0,1 - 0,25
0,13
0,27 - 0,67
0,17
0,142
0,0045 - 0,0055
0,0045
-
0,0052
-
Kantal 0,5 0,00003
Kositar 0,12 0,0045
Magnezij 0,043 0,0041
Manganin 0,43 0,0041
Mjed
- lijevana
- vučena

0,071
0,07 - 0,08

-
0,0013 - 0,0019
Nikelin 0,42 0,00023
Nikal 0,069 0,006
Novo srebro 0,38 0,00007
Olovo 0,06 0,0039
Platina 0,11 0,0031
Silimun, lijevani 0,059 0,004
Srebro 0,0165 0,0038
Volfram 0,055 0,0048
Zlato 0,023 0,004
Željezo, elekrolitsko 0,12 0,0065
Živa 0,958 0,00099