Материалы высокого сопротивления.

ДОКЛАД

На тему: <<Электроизмерительные приборы.>>

Студент 1курса

Группы 629 Чеховской Егор

Преподаватель Кациеро Н.С

Содержание

Содержание…………………………………………………………………………………........................1

1. Материалы высокого сопротивления……………………………………………………............….2

1.1 Что такое электрическое сопротивление…………………………………………...........................2

1.2 Материалы высокого напряжения………………………………………………........................…..2

2. Электроизмерительные приборы…………………………………………............…………………5

2.1 Что такое электроизмерительные приборы………………………………........................………...6

2.2 Применение……………………………………………………………………........................……...6

2.3 Классификация……………………………………………………………........................………….6

2.4 Обозначения………………………………………………………………………........................…..7

2.5 История……………………………………………………………………………........................…..7

2.6 Нормативно-техническая документация……………………………………........................……...9

Материалы высокого сопротивления.

1.1 Что такое электрическое сопротивление?

Любые устройства, служащие для получения, передачи или потребления электроэнергии, обладают сопротивлением.

Электрическое сопротивление — это способность элемента электрической цепи противодействовать в той или иной степени прохождению по нему электрического тока. Сопротивление, в общем случае, зависит от материала элемента, его размеров, температуры, частоты тока и измеряется в омах (Ом). Различают активное (омическое), реактивное и полное сопротивления. Они обозначаются, соответственно, r, х, z. Используются также прописные буквы R, X, Z, чаще всего для обозначения элементов на электрических схемах:

Активное сопротивление элемента — это сопротивление постоянному току, (Ом),

,

где – удельное сопротивление материала, (Ом × м).

Природу активного или омического сопротивления, связан­ного с нагревом материала, по которому протекает ток, объ­ясняют столкновением носителей заряда с узлами кристал­лической решетки этого материала. Если электрическое сопротивление цепи или его элемента не зависит от величины проходящего тока, то такие цепи или элементы называют линейными. В противном случае говорят о нелинейных цепях.

Индуктивное сопротивление - это сопротивление эле­мента, связанное с созданием вокруг него переменного или из­меняющегося магнитного поля. Оно зависит от конфигурации и размеров элемента, его магнитных свойств и частоты тока:

Индуктивность можно определить как меру магнитной инерции элемента в отношении электромагнитного поля. По смыслу индуктивность в электротехнике можно уподобить массе в механике. Например, чем больше индуктивность элемента, тем медленнее и тем большую энергию магнитного поля он за­пасает. Следует отметить, что индуктивным сопротивлением и, сле­довательно, индуктивностью обладают в разной мере все эле­менты электрической цепи переменного тока: обмотки электри­ческих машин, провода, шины, кабели и т. д. В цепях посто­янного тока индуктивное сопротивление проявляется лишь в переходных режимах.

Емкостное сопротивление — это сопротивление элемента, связанное с созданием внутри и вокруг него электрического поля. Оно зависит от материала элемента, его размеров, конфигурации и частоты тока; измеряется в Омах (Ом). Электрическую емкость можно определить как меру инертности элемента электрической цепи по отношению к электромагнитному полю. Электрическое поле между обклад­ками конденсатора создается вследствие разделения зарядов. Разделение зарядов происходит благодаря токам смещения, протекающим в диэлектрике между обкладки конденсатора под воздействием внешнего напряжения. Ток смещения следует понимать как процесс переориентации электрических диполей диэлектрика вдоль электромагнитного поля. Как видно, опреде­ление для тока, предложенное Фарадеем, наиболее привле­кательно для понимания сути токов смещения.

1.2 Материалы высокого сопротивления.

Материалы высокого электрического сопротивления используются для поглощения электрической энергии и преобразования ее в тепло. Очевидно, что к таким материалам будут предъявляться следующие требования: высокое удельное сопротивление, механическая прочность, технологичность (способность к сварке, пайке, высокая пластичность). Высокая коррозионная стойкость, низкая стоимость, низкое значение термо - Э.Д.С. в паре с медью, малый температурный коэффициент сопротивления. Очевидно, что для того, чтобы материал имел высокое удельное сопротивление, он должен представлять собой твердый раствор одного металла в другом. Причем хотя бы один из компонентов сплава должен быть переходным металлом. Из теории сплавов известно, что неограниченное растворение одного металла в другом возможно при близости размеров ионов и одинаковом типе кристаллических решеток. Рассмотрим некоторые материалы высокого сопротивления.

Сплавы на основе меди.

Константан. Твердый раствор 40% никеля в меди, точнее 40%Ni, 1,5%Mn, остальное медь. Этот сплав маркируется как НММц 58,5-1,5. Наименование этого сплава подчеркивает неизменность его сопротивления при изменении температуры. Его удельное сопротивление остается постоянным, то есть температурный коэффициент сопротивления равен 0. У данного сплава довольно-таки высокое удельное сопротивление, он пластичен и прочен. При нагреве на его поверхности образуется окисная пленка, обладающая изоляционными свойствами. Оксидная изоляция позволяет плотно навивать константановую проволоку если напряжение между витками не превышает 1 В. Применение константана для изготовле-ния прецизионных резисторов ограничено высоким значением термо- Э.Д.С. в паре с медью.

Никель-хромовые сплавы.

Никелин. МНМц30-1,5 (68,5% Cu; 30%Ni; 1,5% Mn). Из-за меньшего содержания никеля сплав более дешев, однако его удельное сопротивление меньше чем у константана. Кроме того, температурный коэффициент удельного электросопро-тивления сплава отличен от нуля. Главным образом этот сплав используют для изготовления пусковых и регулировоч-ных реостатов. Нихромы. Классическим никель-хромовым сплавом является сплав Х20Н80 (20%Cr, 80%Ni). При комнатной температу-ре в никеле растворяется 20% хрома. При этом хотя и сохраняется ГЦК решетка никеля, но она сильно искажается ионами хрома. Это обстоятельство в сочетании с тем, что и никель и хром являются переходными металлами приводит к высокому удельному сопротивлению сплава. Поверхность нихрома покрыта химически стойкими окислами, которые затрудняют пайку нихрома и защищают его от окисления при высоких температурах. Для повышения механической прочности в нихром вводят титан, молибден, кремний.

Сплавы на основе благородных металлов.

В ряде случаев требуется высокая стойкость к окислению материала. В этом случае используют материалы высокого сопротивления на основе благородных металлов: серебра, платины, палладия. Типичным представителем таких материалов является серебряный манганин. Из проволок такого сплава изготавливают миниатюрные потенциометры и резисторы.