도체의 저항을 결정하는 요소
화학적으로 순수한 금속으로 만들어진 도체의 저항과 역전도율은 특징적인 물리량이지만 그럼에도 불구하고 저항 값은 상대적으로 낮은 정확도로 알려져 있습니다.
이것은 금속의 저항 값이 다양한 무작위적이고 통제하기 어려운 상황에 의해 크게 영향을 받는다는 사실에 의해 설명됩니다.
첫 번째로 순수한 금속에 대한 작은 불순물은 종종 저항력을 증가시킵니다.
전기 공학에서 가장 중요한 금속은 꿀, 전기 에너지 분배를 위해 만들어진 전선과 케이블은 이와 관련하여 특히 민감한 것으로 밝혀졌습니다.
무시할 정도로 작은 0.05%의 탄소 불순물은 화학적으로 순수한 구리의 저항에 비해 구리의 저항을 33% 증가시킵니다. 0.13%의 불순물은 구리의 저항을 48%, 0.5%의 철은 176%, 20%로 작아서 측정하기 어려운 양의 아연.
다른 금속의 저항에 대한 불순물의 영향은 구리의 경우보다 덜 중요합니다.
화학적으로 순수하거나 일반적으로 특정 화학 성분을 가진 금속의 저항은 열 및 기계적 처리 방법에 따라 다릅니다.
롤링, 인발, 담금질 및 어닐링은 금속의 저항을 몇 퍼센트까지 변화시킬 수 있습니다.
이것은 용융 금속이 응고 중에 결정화되어 수많은 무작위로 분포된 작은 단결정을 형성한다는 사실에 의해 설명됩니다.
모든 기계적 처리는 이러한 결정을 부분적으로 파괴하고 서로에 대해 그룹을 이동시켜 금속 조각의 전체 전기 전도도가 일반적으로 저항이 증가하는 방향으로 변경됩니다.
금속마다 다른 유리한 온도에서 장기간 어닐링하면 결정 감소가 수반되며 일반적으로 저항이 감소합니다.
용융 금속을 응고시키는 동안 다소 중요한 단결정 (단결정)을 얻을 수있는 방법이 있습니다.
금속이 올바른 시스템의 결정을 제공하면 그러한 금속의 단결정 저항은 모든 방향에서 동일합니다. 금속 결정이 육방정계, 정방정계 또는 삼방정계에 속하는 경우 단결정의 저항값은 전류의 방향에 따라 달라집니다.
제한 (극단) 값은 결정의 대칭축 방향과 대칭축에 수직 인 방향으로 얻어지며 다른 모든 방향에서는 저항이 중간 값을 갖습니다.
작은 결정이 무작위로 분포되어 있는 기존의 방법으로 얻은 금속 조각은 응고 중에 다소 규칙적인 결정 분포가 설정되지 않는 한 특정 평균값과 같은 저항을 갖습니다.
이것으로부터 결정이 올바른 시스템에 속하지 않는 다른 화학적으로 순수한 금속 샘플의 저항은 완전히 결정된 값을 가질 수 없다는 것이 분명합니다.
20 °C에서 가장 일반적인 전도성 금속 및 합금의 저항 값: 물질의 저항과 전기 전도도
다양한 금속의 저항에 대한 온도의 영향은 이 효과에 대한 질문이 이론적이고 실제적으로 매우 중요하기 때문에 수많은 철저한 연구의 주제입니다.
순수 금속 저항의 온도 계수, 대부분 가스의 열 선형 팽창 온도 계수에 가깝습니다. 0.004와 크게 다르지 않으므로 0 ~ 100 ° C 범위에서 저항은 절대 온도에 거의 비례합니다.
0 ° 미만의 온도에서는 저항이 절대 온도보다 빠르게 감소하고 온도가 더 빨리 감소합니다. 절대 영도에 가까운 온도에서 일부 금속의 저항은 거의 0이 됩니다. 100 ° 이상의 고온에서 대부분의 금속의 온도 계수는 천천히 증가합니다. 저항은 온도보다 약간 빠르게 증가합니다.
흥미로운 사실:
소위 강자성 금속 (철, 니켈 및 코발트) 저항은 온도보다 훨씬 빠르게 증가합니다.마지막으로, 백금과 팔라듐은 온도 증가에 비해 다소 느린 저항 증가를 나타냅니다.
고온을 측정하기 위해 소위 백금 저항 온도계, 절연 물질의 튜브 위에 나선형으로 감겨 있거나 심지어 석영 튜브의 벽에 융합된 얇은 순수 백금 와이어 조각으로 구성됩니다. 전선의 저항을 측정하면 -40 ~ 1000 ° C의 온도 범위에 대한 표 또는 곡선에서 온도를 결정할 수 있습니다.
금속 전도성을 가진 다른 물질 중에서 석탄, 흑연, 무연탄은 음의 온도 계수를 가진 금속과 다릅니다.
수정 중 하나(금속, 결정 셀레늄, 회색)에서 셀레늄의 저항은 광선에 노출될 때 크게 감소합니다. 이 현상은 지역에 속합니다. 광전지 현상.
셀레늄과 그와 유사한 다른 많은 물질의 경우, 광선을 흡수할 때 물질의 원자에서 분리된 전자는 신체 표면을 통해 날아가지 않고 물질 내부에 남아 있습니다. 물질의 양이 자연스럽게 증가합니다. 현상을 고유 광전 현상이라고합니다.
또한보십시오: