Drahtwiderstand über die Länge. Kupferdrahtwiderstand

Wenn dieser Wert kleiner ist, verringert er sich um ein Vielfaches Widerstand Dirigent.

Reduzieren Sie nach Möglichkeit die Länge des im Stromkreis verwendeten Leiters. Der Widerstand ist direkt proportional zur Länge des Leiters. Wenn Sie den Leiter um das N-fache kürzen, dann Widerstand wird um den gleichen Betrag sinken.

Erhöhen Sie die Querschnittsfläche des Leiters. Verlegen Sie einen Leiter mit größerem Querschnitt oder verbinden Sie mehrere Leiter parallel zu einem Adernbündel. Wie oft wird die Querschnittsfläche des Leiters zunehmen, wie oft wird sie abnehmen Widerstand Dirigent.

Sie können diese Methoden kombinieren. Zum Beispiel zum Absenken Widerstand Leiter 16 Mal, ersetzen Sie ihn durch einen spezifischen Leiter Widerstand 2-mal kleiner, reduzieren wir seine Länge um das 2-fache und seine Querschnittsfläche um das 4-fache.

Verringern Widerstand Befestigen Sie an einem Abschnitt der Kette einen weiteren parallel dazu Widerstand, dessen Wert berechnet wird. Bitte beachten Sie, wann parallele Verbindung, Widerstand Der Stromkreisabschnitt ist immer kleiner als der kleinste Widerstand in Parallelzweigen. Berechnen Sie, was Sie brauchen Widerstand welches parallel geschaltet werden muss. Messen Sie dazu Widerstand Abschnitt der Kette R1. Bestimmen Sie das Widerstand, was darauf sein sollte - R. Danach bestimmen Widerstand R2, der parallel zum Widerstand R1 geschaltet werden muss. Ermitteln Sie dazu das Produkt der Widerstände R und R1 und dividieren Sie es durch die Differenz zwischen R1 und R (R2 = R R1 / (R1 – R)). Beachten Sie, dass R1 je nach Bedingung immer größer als R ist.

Widerstand- Dies ist eine bestimmte Fähigkeit des Elements Stromkreis den Durchgang verhindern elektrischer Strom. Sie haben es Verschiedene Materialien, wie Kupfer, Eisen und Nichrom. Der Gesamtwiderstand ist der Widerstand des gesamten Stromkreises als Ganzes. Es wird in Ohm gemessen. Sie müssen den Stromkreiswiderstand kennen, um Ströme abschätzen zu können Kurzschluss und Auswahl von Schaltgeräten.

Du wirst brauchen

• Ohmmeter, Messbrücke, Taschenrechner.

Anweisungen

Bestimmen Sie zunächst, wie die Elemente des Stromkreises zueinander verbunden sind, da dies Einfluss auf die Berechnung des Gesamtwiderstands hat. Die Leiter können in Reihe geschaltet sein oder parallele Verbindung. Eine serielle Verbindung ist eine Verbindung, wenn alle Elemente so verbunden sind, dass der Abschnitt der Kette, der sie umfasst, keinen einzigen Knoten hat, und eine parallele Verbindung ist eine Verbindung, wenn alle Elemente der Kette durch zwei verbunden sind Knoten und haben keine Verbindungen mit anderen Knoten.

Wenn Sie feststellen, dass die Leiter in einem Stromkreis in Reihe geschaltet sind, ist es nicht schwierig, den Gesamtwiderstand zu ermitteln. Addieren Sie einfach die Widerstände aller Elemente. Wenn Sie nicht den Widerstand jedes Leiters, sondern dessen Spannungen und die Stromstärke eines beliebigen Elements des Stromkreises erhalten, erhalten Sie durch Addition aller Spannungen die Gesamtspannung. Aktuelle Stärke jedes Elements bei serielle Verbindung sind gleich, das heißt, die Gesamtstromstärke im gesamten Stromkreis ist gleich der Stromstärke eines beliebigen Leiters in diesem Stromkreis. Und um dann den Gesamtwiderstand zu ermitteln, dividieren Sie die Gesamtspannung durch den Strom.

Wenn die Elemente parallel geschaltet sind, kann der Gesamtwiderstand ermittelt werden auf die folgende Weise: Widerstände aller Leiter multiplizieren und durch deren Summe dividieren. Wenn Sie nicht den Widerstand jedes Elements, sondern dessen Stromstärke und die Spannung eines beliebigen Elements des Stromkreises erhalten, erhalten Sie durch Addition aller Stromstärken die Gesamtsumme. Die Spannungen jedes Elements in einer Parallelschaltung sind gleich, das heißt, die Gesamtspannung im gesamten Stromkreis ist gleich der Spannung jedes Leiters in dieser Kette. Und um dann den Gesamtwiderstand zu ermitteln, dividieren Sie die Spannung durch den Gesamtstrom.

Um den Gesamtwiderstand eines Stromkreises zu bestimmen, verwenden Sie Messgeräte wie ein Ohmmeter und eine Messbrücke. Sie helfen Ihnen bei der Bestimmung elektrischer Widerstände.

Hilfreicher Rat

Stellen Sie sicher, dass Sie die Art der Verbindung der Elemente im Stromkreis bestimmen, da die korrekte Berechnung des Gesamtwiderstands davon abhängt!

Quellen:

• Berechnen Sie den Stromkreiswiderstand im Jahr 2017

Widerstand Drähte zeigt an, wie sehr es den Durchgang von elektrischem Strom beeinträchtigt. Messen Sie es mit einem Tester, der auf Ohmmeter-Betriebsmodus geschaltet ist. Wenn dies nicht möglich ist, können Sie es berechnen verschiedene Wege.

Du wirst brauchen

• - Prüfer;
• - Lineal oder Maßband;
• - Taschenrechner.

Anweisungen

Widerstand messen Drähte. Schließen Sie dazu an dessen Enden einen im Ohmmeter-Betriebsmodus eingeschalteten Tester an. Auf dem Gerätebildschirm wird ein elektrischer Widerstand angezeigt Drähte in Ohm oder einem Vielfachen davon, abhängig von den Geräteeinstellungen. Das Kabel muss von der Stromquelle getrennt werden.

Berechnen Sie den Widerstand mit einem Tester, der im Amperemeter- und Voltmeter-Modus arbeitet. Wenn das Kabel Teil eines Stromkreises ist, schließen Sie es an eine Stromquelle an. Gegen Ende Drähte Schließen Sie den Tester parallel an, eingeschaltet im Voltmeter-Betriebsmodus. Messen Sie den Spannungsabfall über dem Kabel in Volt.

Schalten Sie den Tester auf den Amperemeter-Betriebsmodus und schließen Sie ihn in Reihe an den Stromkreis an. Ermitteln Sie den Strom im Stromkreis in Ampere. Finden Sie mithilfe der aus dem Ohmschen Gesetz abgeleiteten Beziehung elektrischer Wiederstand Dirigent. Teilen Sie dazu den Spannungswert U durch den Strom I, R=U/I.

Beispiel. Die Messung ergab, dass bei einem Spannungsabfall am Leiter von 24 V der Strom darin 1,2 A beträgt. Bestimmen Sie seinen Widerstand. Finden Sie das Verhältnis von Spannung zu Strom R=24/1,2=20 Ohm.

Finden Sie Widerstand Drähte ohne es an eine Stromquelle anzuschließen. Finden Sie heraus, aus welchem ​​Material der Draht besteht. Finden Sie in einer speziellen Tabelle den spezifischen Widerstand dieses Materials in Ohm∙mm2/m.

Berechnen Sie den Querschnitt Drähte, wenn es zunächst nicht angegeben wird. Dazu abisolieren Sie ihn, sofern er isoliert ist, und messen den Durchmesser des Leiters in mm. Bestimmen Sie seinen Radius, indem Sie den Durchmesser durch 2 teilen. Bestimmen Sie den Querschnitt Drähte, indem man die Zahl π≈3,14 mit dem Quadrat des Kernradius multipliziert.

Verwenden Sie zum Messen der Länge ein Lineal oder ein Maßband Drähte in Metern. Berechnen Sie den Widerstand Drähte, indem man den spezifischen Widerstand des Materials ρ mit der Länge des Leiters l multipliziert. Teilen Sie das Ergebnis durch seinen Querschnitt S, R=ρ∙l/S.

Beispiel. Finden Sie den Widerstand von Kupfer Drähte mit einem Durchmesser von 0,4 mm und einer Länge von 100 m. Der spezifische Widerstand von Kupfer beträgt 0,0175 Ohm∙mm2/m. Radius Drähte entspricht 0,4/2=0,2 mm. Abschnitt S=3,14∙0,2²=0,1256 mm². Berechnen Sie den Widerstand mit der Formel R=0,0175∙100/0,1256≈14 Ohm.

Quellen:

• Widerstand Kupferkabel

Wenn Sie einen Stromkreis schließen und an seinen Enden eine Potenzialdifferenz erzeugen, fließt ein elektrischer Strom durch ihn, dessen Stärke mit einem Amperemeter gemessen werden kann. Diese Kraft ändert sich jedoch, wenn ein Leiter im Stromkreis durch einen anderen ersetzt wird. Dies deutet darauf hin, dass nicht nur die Spannung die Stromstärke beeinflusst, sondern auch das Material, aus dem der Leiter besteht. Diese Eigenschaft eines Leiters, den Durchgang von elektrischem Strom zu verhindern, wird als Widerstand bezeichnet.

Jeder Körper zeichnet sich gegenüber elektrischem Strom durch seinen eigenen Widerstand aus. Wenn wir uns an die elektronische Theorie erinnern, dann bestehen danach alle Stoffe aus Atomen und Molekülen. Diese Atome und Moleküle haben in verschiedenen Substanzen unterschiedliche Strukturen. Und sie treffen sich auf dem Bewegungsweg freier Elektronen in einem Leiter, wenn Strom durch einen Stromkreis fließt. Das heißt, wenn ein freies Elektron mit einem Ion kollidiert Kristallgitter Leitermaterial verliert es zwangsläufig einen Teil seiner kinetische Energie und erfährt sozusagen Widerstand gegen seine Bewegung.

Je größer der Widerstand eines Leiters ist, desto schlechter leitet er elektrischen Strom. Der elektrische Widerstand wird mit dem lateinischen Buchstaben R bezeichnet und die Maßeinheit ist 1 Ohm.

Die umgekehrte Eigenschaft des Widerstands eines Stoffes ist seine Leitfähigkeit. Je höher die elektrische Leitfähigkeit eines Materials ist, desto besser leitet es den Strom. Isolatoren unterscheiden sich in der Leitfähigkeit um ein Vielfaches von Leitern, gemessen durch eine Eins gefolgt von zweiundzwanzig Nullen!

Widerstand. Definition und Berechnung

Der elektrische Widerstand hängt also vom Material ab, aus dem der Leiter besteht. Aber es gibt noch zwei weitere wichtige Parameter ist die Länge des Leiters und seine Querschnittsfläche. Je länger der Leiter ist, desto länger stören natürlich die Ionen seiner Substanz die Bewegung freier Elektronen.

Um jedoch besser zu verstehen, warum der Widerstand von der Querschnittsfläche abhängt, müssen wir eine Analogie zu Wasser ziehen. Stellen Sie sich zwei identische Gefäße vor, die im einen Fall durch einen dünnen Schlauch und im anderen Fall durch einen dicken Schlauch verbunden sind. Fließt Wasser durch ein dünnes oder dickes Rohr schneller von einem Gefäß zum anderen? Es ist klar, dass es dick ist.
Der spezifische Widerstand ist der Widerstand eines 1 Meter langen Leiters mit einer Querschnittsfläche von 1 mm2.

Silber und Kupfer haben den niedrigsten spezifischen Widerstand.

Um den elektrischen Widerstand eines Leiters zu berechnen, müssen Sie daher die Formel verwenden:
R = pl/S,
Dabei ist p der spezifische Widerstand, l die Länge des Leiters und S die Querschnittsfläche des Leiters.

Wenn die Temperatur eines Metallleiters steigt, erhöht sich sein Widerstand. Dieses Phänomen kann dadurch erklärt werden, dass bei der Übertragung von Wärmeenergie auf einen Körper die Bewegungsintensität der Atome seiner Substanz zunimmt, was den freien Elektronenfluss stärker beeinträchtigt.

Wenn die Temperatur sinkt, entstehen Metalle Bessere Konditionen elektrischen Strom leiten. Es gibt sogar so etwas wie Supraleitung, also einen Zustand eines Metallleiters, in dem sein Widerstand Null ist. In diesem Fall frieren die Metallatome praktisch ein und beeinträchtigen die Bewegung freier Elektronen überhaupt nicht. Dies geschieht bei einer Temperatur von -273°C.

Quellen:

• Elektrikerschule

Beim Entwerfen elektrische Netzwerke In Wohnungen oder Privathäusern ist die Berechnung des Querschnitts von Drähten und Kabeln zwingend erforderlich. Für die Berechnungen werden Indikatoren wie der Wert des Stromverbrauchs und die Stromstärke verwendet, die durch das Netzwerk fließt. Der Widerstand wird aufgrund seiner geringen Länge nicht berücksichtigt Kabelleitungen. Dieser Indikator ist jedoch bei langen Stromleitungen und Spannungsabfällen erforderlich Diverse Orte. Von besonderer Bedeutung ist der Widerstand des Kupferdrahtes. Solche Drähte werden zunehmend in modernen Netzwerken verwendet, daher müssen ihre physikalischen Eigenschaften bei der Konstruktion berücksichtigt werden.

Konzepte und Bedeutung von Widerstand

Der elektrische Widerstand von Materialien wird in der Elektrotechnik vielfach genutzt und berücksichtigt. Mit diesem Wert können Sie die Grundparameter von Drähten und Kabeln einstellen, insbesondere bei einer versteckten Verlegungsmethode. Zunächst wird die genaue Länge der verlegten Leitung und das zur Herstellung des Drahtes verwendete Material ermittelt. Nach der Berechnung der Ausgangsdaten ist es durchaus möglich, das Kabel zu vermessen.

Im Vergleich zur herkömmlichen elektrischen Verkabelung sind Widerstandsparameter in der Elektronik von entscheidender Bedeutung. Es wird in Verbindung mit anderen in der Tabelle enthaltenen Indikatoren betrachtet und verglichen elektronische Schaltkreise. In diesen Fällen kann ein falsch gewählter Leitungswiderstand zu einer Fehlfunktion aller Elemente des Systems führen. Dies kann passieren, wenn Sie ein Kabel verwenden, das zu dünn für den Anschluss an die Stromversorgung des Computers ist. Es kommt zu einem leichten Spannungsabfall im Leiter, was zu Fehlfunktionen des Computers führt.

Der Widerstand in einem Kupferdraht hängt von vielen Faktoren ab, vor allem von physikalische Eigenschaften das Material selbst. Zusätzlich wird der Durchmesser bzw. Querschnitt des Leiters berücksichtigt, ermittelt durch eine Formel oder eine spezielle Tabelle.

Tisch

Für Widerstand Kupferleiter Mehrere zusätzliche physikalische Größen beeinflussen. Zunächst muss die Temperatur berücksichtigt werden Umfeld. Jeder weiß, dass mit zunehmender Temperatur eines Leiters sein Widerstand zunimmt. Gleichzeitig sinkt der Strom durch Rückwärtsgang proportionale Abhängigkeit beide Größen. Dies gilt vor allem für Metalle mit positivem Temperaturkoeffizienten. Ein Beispiel für einen negativen Koeffizienten ist die Wolframlegierung, die in Glühlampen verwendet wird. Bei dieser Legierung nimmt die Stromfestigkeit auch bei sehr hohen Temperaturen nicht ab.

So berechnen Sie den Widerstand

Es gibt verschiedene Methoden zur Berechnung des Widerstands eines Kupferdrahtes. Am einfachsten ist die tabellarische Version, die zusammenhängende Parameter anzeigt. Daher wird neben dem Widerstand auch die Stromstärke, der Durchmesser oder der Querschnitt des Drahtes bestimmt.

Im zweiten Fall werden verschiedene verwendet. In jeden von ihnen wird ein Satz physikalischer Mengen Kupferdraht eingeführt, mit dessen Hilfe genaue Ergebnisse erzielt werden. Die meisten dieser Rechner verwenden einen Kupferwiderstand von 0,0172 Ohm * mm 2 /m. In manchen Fällen kann ein solcher Durchschnitt die Genauigkeit der Berechnungen beeinträchtigen.

Als schwierigste Option gelten manuelle Berechnungen nach der Formel: R = p x L/S, wobei p der spezifische Widerstand von Kupfer, L die Länge des Leiters und S der Querschnitt dieses Leiters ist. Es ist zu beachten, dass die Tabelle den Widerstand von Kupferdraht als einen der niedrigsten definiert. Mehr niedriger Wert Nur Silber hat.

Bei der Berechnung des Kabelquerschnitts, im privaten Wohnungsbau oder in Wohnungen werden zur Ermittlung dieses Wertes zwei Indikatoren herangezogen: die Leistungsaufnahme des Netzes und der durch die Leitungen fließende Strom. Widerstand spielt in diesem Fall keine Rolle. Es kommt auf die kurze Länge der Drähte an. Wenn die Länge der Stromleitung jedoch groß genug ist, kann auf die Bestimmung dieses Indikators nicht verzichtet werden. Beispielsweise beträgt die Spannung am Anfang des Abschnitts 220–2240 Volt und am Ende eine niedrigere Spannung von 200–220 Volt. Und da sie zunehmend in der Verkabelung eingesetzt werden Kupferkabel und Drähte, dann besteht unsere Aufgabe in diesem Artikel darin, den Widerstand eines Kupferdrahtes zu berücksichtigen (die Tabelle des Drahtwiderstands wird unten beigefügt).

Was gibt uns Widerstand im Allgemeinen? Im Prinzip kann man damit die Parameter des verwendeten Drahtes bzw. des Materials, aus dem er besteht, herausfinden. Zum Beispiel, wenn Sie früher eine Stromleitung verlegt haben versteckter Weg Wenn Sie dann den Widerstand der Leitung kennen, können Sie genau sagen, wie lang sie ist. Schließlich erfolgt die Verlegung oft unterirdisch und nichtlinear. Oder eine andere Möglichkeit: Wenn Sie die Länge des Abschnitts und seinen Widerstand kennen, können Sie den Durchmesser des verwendeten Kabels und damit seinen Querschnitt berechnen. Plus: Wissen dieser Wert, können Sie herausfinden, aus welchem ​​Material dieser Draht hergestellt wurde. Dies alles deutet darauf hin, dass dieser Indikator nicht außer Acht gelassen werden sollte.

Es ging um alles Elektroverkabelung, aber wenn es um die Elektronik geht, ist es in diesem Bereich unmöglich, auf die Bestimmung des Widerstands und den Vergleich mit anderen Parametern zu verzichten. In manchen Fällen kann dieser Parameter eine entscheidende Rolle spielen; selbst die falsche Wahl des Widerstandsdrahtes kann dazu führen, dass das an einen solchen Draht angeschlossene Gerät einfach nicht funktioniert. Wenn Sie beispielsweise eine sehr verbinden dünner Draht. Die Spannung in einem solchen Leiter wird niedrig, nicht viel, reicht aber aus, damit der Computer nicht richtig funktioniert.

Wovon hängt der Widerstand ab?

Da es sich um Kupferdraht handelt, kommt es zunächst darauf an physikalischer Parameter, das ist Kupfer, also der Rohstoff. Die zweite sind die Abmessungen des Leiters, genauer gesagt sein Durchmesser oder Querschnitt (beide Größen hängen durch die Formel miteinander zusammen).

Natürlich gibt es noch weitere physikalische Quantitäten, die den Widerstand des Leiters beeinflussen. Zum Beispiel Umgebungstemperatur. Schließlich ist bekannt, dass mit zunehmender Temperatur des Drahtes selbst sein Widerstand zunimmt. Und da ist dieser Indikator in umgekehrte Beziehung Je nach Stärke (Dichte) des Stroms nimmt der Strom hingegen mit zunehmendem Widerstand ab. Dies gilt zwar für Metalle, die einen positiven Temperaturkoeffizienten haben. Ein Beispiel ist eine Wolframlegierung, die für den Glühfaden einer Glühbirne verwendet wird. Für ein solches Material sind Änderungen der Stromstärke (Dichte) beim Erhitzen auf hohe Temperaturen ungefährlich, da dieses Metall einen negativen Temperaturkoeffizienten hat.

Widerstandsberechnung

Heute wird alles für den Menschen getan. Und selbst eine so einfache Berechnung kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Manche sind einfach, manche komplex. Beginnen wir mit den einfachen.

Die erste Option ist tabellarisch. Was ist seine Einfachheit? Zum Beispiel die Tabelle im unteren Bild.

Hier ist alles klar dargestellt und miteinander verbunden. Wenn Sie die spezifischen Abmessungen eines Kupferdrahts kennen, können Sie seinen Widerstand und die Stromstärke bestimmen, der der Draht standhalten kann. Oder umgekehrt: Mit Indikatoren für Widerstand oder Stromstärke (Dichte), die übrigens mit einem Multimeter bestimmt werden können, können Sie den Querschnitt oder Durchmesser des Leiters leicht bestimmen. Diese Option Am bequemsten sind Tabellen, die frei verfügbar im Internet verfügbar sind.

Die zweite Möglichkeit zur Bestimmung ist die Verwendung eines Taschenrechners (online). Es gibt eine große Vielfalt solcher Internetgeräte; die Arbeit mit ihnen ist bequem und einfach. In einen solchen Rechner können Sie physikalische Größen eines Kupferleiters eingeben und Dimensionsindikatoren erhalten oder umgekehrt. Zwar haben die meisten dieser Rechner in ihren Programmen einen Standardwert – das ist der spezifische Widerstand von Kupfer, der 0,0172 Ohm mm²/m beträgt.

Und das Meiste schwierige Option Die Berechnung erfolgt mithilfe der Formel selbst. Hier ist es: R=pl/S, wobei:

• p ist der gleiche spezifische Widerstand wie Kupfer;
• l – Länge des Kupferdrahtes;
• S – sein Abschnitt.

Ich möchte darauf hinweisen, dass Kupfer einen der niedrigsten Werte aufweist Widerstand. Darunter ist nur Silber – 0,016.

Der Querschnitt eines Leiters kann mit einer Formel bestimmt werden, bei der der Hauptparameter sein Durchmesser ist. Sie können den Durchmesser aber auf unterschiedliche Weise bestimmen; auf unserer Website gibt es übrigens einen solchen Artikel, Sie können ihn lesen und sich vollständig und zuverlässig informieren.