Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 26.Problemas Adicionais - Ex. 75
Para que temperatura a resistência de um fio de cobre é o dobro da resistência a 20,0ºC? (Use 20,0ºC como ponto de referência na Eq. 26-17; compare a resposta com a Fig. 26-10.) (b) A "temperatura para o dobro da resistência" é a mesma para todos os fios de cobre, independentemente da forma e do tamanho?
Passo 1
Podemos utilizar a fórmula para a variação da resistividade:
ρ - ρ 0 = ρ 0 α T - T 0
Como ρ = 2 ρ 0
2 ρ 0 - ρ 0 = ρ 0 α T - T 0
ρ 0 = ρ 0 α T - T 0
1 = α T - T 0 → T = 1 α + T 0
T = 1 4,3 × 10 - 3 + 20 = 250 º C
Passo 2
(b) Como nessa fórmula, não há nenhum fator geométrico da resistência, a resposta do item (a) vale para qualquer resistência feita com fio de cobre.
Resposta
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Se possível, reduza o comprimento do condutor usado no circuito. A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor. Se você encurtar o condutor n vezes resistencia vai descer quantas vezes.
Aumentar a área da seção transversal do condutor. Instale um condutor com uma seção transversal grande ou conecte vários condutores em paralelo em um feixe de fios. Quantas vezes a área da seção transversal do condutor aumentará, quantas vezes diminuirá resistencia maestro.
Você pode combinar esses métodos. Por exemplo, para diminuir resistencia condutor 16 vezes, substitua-o por um condutor, específico resistencia 2 vezes menos, reduz 2 vezes o seu comprimento e a área da secção transversal 4 vezes.
Reduzir resistencia na seção da corrente, conecte mais uma paralela a ela resistenciacujo valor é calculado. Considere que quando conexão paralela, resistencia a seção da corrente é sempre menor que a menor resistência localizada em ramificações paralelas. Calcular o necessário resistenciaque precisa ser conectado em paralelo. Para fazer isso, meça resistencia seção da cadeia R1. Determine isso resistenciaque deveria estar nele - R. Então determine resistencia R2, que deve ser conectado à resistência R1 em paralelo. Para fazer isso, encontre o produto das resistências R e R1 e divida pela diferença R1 e R (R2 = R R1 / (R1 - R)). Considere que, por condição, R1 é sempre maior que R.
Resistência - isso é alguma habilidade de elemento circuito elétrico obstruir a passagem por ele corrente elétrica. Eles têm vários materiais, como cobre, ferro e nicromo. A resistência total é a resistência de todo o circuito elétrico como um todo. É medido em ohms. Você precisa conhecer a resistência do circuito para a avaliação de correntes de curto-circuito e a escolha de dispositivos de comutação.
Você vai precisar
- Ohmímetro, ponte de medição, calculadora.
Instrução
Primeiro, determine como os elementos do circuito elétrico estão conectados uns aos outros, pois isso afeta o cálculo da resistência total. Os condutores podem estar em série ou conexão paralela. Uma conexão serial é tal conexão, quando todos os elementos são conectados de tal forma que a seção da cadeia que não possui um único nó e uma conexão paralela é tal conexão, quando todos os elementos da cadeia são conectados por dois nós e não têm conexões com outros nós.
Se você determinou que os condutores no circuito elétrico estão conectados em série, encontrar impedância não é difícil. Apenas some a resistência de todos os elementos. Se você não tiver a resistência de cada condutor, mas suas tensões e a intensidade de corrente de qualquer elemento do circuito forem fornecidas, então, adicionando todas as tensões, você reconhecerá a tensão total. A força atual de cada elemento em conexão serial igual, isto é, a corrente total em todo o circuito é igual à força atual de qualquer condutor da corrente. E então, para encontrar a impedância, divida a voltagem total pela amperagem.
Se os elementos estiverem conectados em paralelo, então a resistência total pode ser encontrada da seguinte maneira: multiplique as resistências de todos os condutores e divida por sua soma. Se você não receber a resistência de cada elemento, mas considerando a força e a tensão atuais de qualquer elemento do circuito, adicionando todos os pontos fortes atuais, você descobrirá o total. As tensões de cada elemento com uma conexão paralela são iguais, isto é, a tensão total em todo o circuito é igual à tensão de qualquer condutor da corrente. E então, para encontrar a impedância, divida a voltagem pela amperagem total.
Para determinar a resistência total de um circuito elétrico, use dispositivos de medição, como um ohmímetro e uma ponte de medição. Eles ajudarão você a determinar as resistências elétricas.
Bom conselho
Certifique-se de determinar o método de conexão dos elementos no circuito elétrico, pois o cálculo correto da resistência total depende disso!
Fontes:
- calcular a resistência do circuito em 2017
Resistência fios mostra como evita a passagem de corrente elétrica. Meça com um testador ligado ao modo de operação do ohmímetro. Se isso não for possível, você pode calcular de maneiras diferentes.
Você vai precisar
- - testador;
- - régua ou fita métrica;
- - calculadora.
Instrução
Medir a resistência fios. Para fazer isso, conecte o testador às suas extremidades, que estão incluídas no modo de operação do ohmímetro. A resistência elétrica aparecerá na tela. fios em ohms ou múltiplos deles, dependendo das configurações do instrumento. O fio deve ser desconectado da fonte atual.
Calcule a resistência usando um testador que opera no modo amperímetro e voltímetro. Se o fio fizer parte de um circuito elétrico, conecte-o a uma fonte atual. Até os confins fios Conecte um testador conectado ao modo de voltímetro em paralelo. Meça a queda de tensão no fio em volts.
Mude o testador para o modo de operação do amperímetro e conecte-o ao circuito em série. Obter o valor da corrente no circuito em amperes. Usando a taxa obtida da lei de Ohm, encontre resistência elétrica maestro. Para fazer isso, divida a tensão U pela corrente I, R = U / I.
Um exemplo. A medição mostrou que quando a tensão no condutor é de 24 V, a corrente nela é de 1,2 A. Determine sua resistência. Encontre a relação entre tensão e corrente R = 24 / 1.2 = 20 Ω.
Encontre resistência fiossem conectá-lo à fonte atual. Descubra o material que é feito de arame. Na tabela especializada encontrar resistividade deste material em ohm ∙ mm2 / m.
Calcular a seção transversal fiosse não for especificado inicialmente. Para fazer isso, limpe-o do isolamento, se estiver isolado, e meça o diâmetro do condutor em mm. Determine seu raio dividindo o diâmetro pelo número 2. Determine a seção transversal fiosmultiplicando o número π≈3,14 pelo quadrado do raio do núcleo.
Use uma régua ou fita métrica para medir fios em metros. Calcular Resistência fiosmultiplicando a resistividade do material ρ pelo comprimento do condutor l. Divida o resultado por sua seção S, R = ρ ∙ l / S.
Um exemplo. Encontre a resistência de cobre fios com um diâmetro de 0,4 mm e um comprimento de 100 m A resistividade do cobre é igual a 0,0175 mm2 / m Raio fios igual a 0,4 / 2 = 0,2 mm. Seção S = 3,14 ± 0,2² = 0,1256 mm². Calcule a resistência usando a fórmula R = 0,0175 ∙ 100 / 0,1256≈14 Ω.
Fontes:
- resistencia fio de cobre
Se você fechar o circuito elétrico, criando uma diferença de potencial em suas extremidades, então uma corrente elétrica irá correr ao longo dele, a força da qual pode ser medida com um Amperímetro. Mas essa força irá variar se um condutor no circuito for substituído por outro. Isso sugere que não apenas a tensão
afeta a força da corrente, mas também o material do qual o condutor é feito. Esta propriedade do condutor para impedir a passagem de corrente elétrica é chamada de resistência.
Cada corpo em relação à corrente elétrica é caracterizado por sua resistência. Se nos lembrarmos da teoria eletrônica, então, de acordo com ela, todas as substâncias consistem em átomos e moléculas. Esses átomos e moléculas em diferentes substâncias têm uma estrutura diferente. E eles são os que são encontrados no caminho dos elétrons livres em um condutor quando a corrente flui através de um circuito elétrico. Ou seja, quando um elétron livre colide com a rede de íons do material condutor, ele perde inevitavelmente parte de sua energia cinética e experimenta resistência a seu movimento.
Que mais resistência condutor, pior passa corrente elétrica. A resistência elétrica é denotada pela letra latina R, e 1 Ohm é tomado como a unidade de medida.
A característica inversa da resistência de uma substância é sua condutividade. Quanto maior a condutividade elétrica do material, melhor é a condução da corrente. Os isolantes diferem dos condutores em condutividade por um grande número de vezes, medidos por uma unidade com vinte e dois zeros!
Resistividade. Definição e cálculo
Então, a resistência elétrica depende do material do qual o condutor é feito. Mas existem dois parâmetros mais importantes - o comprimento do condutor e a área de sua seção transversal. Obviamente, o que maestro mais longoquanto mais tempo os íons de sua substância irão interferir com o movimento de elétrons livres.
Mas, para entender melhor por que a resistência depende da área da seção transversal, é necessário fazer uma analogia com a água. Imagine dois vasos idênticos, conectados em um caso por um tubo fino, e no outro - por um tubo grosso. Em um tubo fino ou
grosso, a água fluirá mais rapidamente de um vaso para outro? É claro que pelo grosso.
A resistividade é a resistência do condutor, 1 metro de comprimento e 1 mm2 de área de seção transversal.
Prata e cobre têm a menor resistividade.
Assim, para calcular a resistência elétrica do condutor, devemos usar a fórmula:
R = pl / S,
onde p é a resistividade, l é o comprimento do condutor, S é a área da seção transversal do condutor.
À medida que a temperatura do condutor metálico aumenta, sua resistência aumenta. Esse fenômeno pode ser explicado pelo fato de que a transferência de energia térmica para o corpo aumenta a intensidade do movimento dos átomos de sua substância, e isso impede amplamente o livre fluxo de elétrons.
Com a diminuição da temperatura, os metais criam melhores condições para a condução da corrente elétrica. Existe até mesmo uma supercondutividade, isto é, um estado de um condutor metálico quando sua resistência é zero. Ao mesmo tempo, os átomos de metal praticamente congelam no lugar, sem impedir o movimento de elétrons livres. Isso acontece a uma temperatura de -273 ° C.
Fontes:
- Escola para o eletricista
Ao calcular a seção transversal do cabo, na construção de habitação privada ou em apartamentos, dois indicadores são usados para determinar este valor: o consumo de energia da rede e a corrente que flui através da fiação. Resistência, neste caso, não importa. É tudo sobre o pequeno comprimento dos fios. Mas se o comprimento da linha de energia for grande o suficiente, este indicador é indispensável. Por exemplo, no início da seção, a tensão será de 220 a 2240 volts e, no final, de 200 a 220 volts. E como a fiação é cada vez mais usada cabos de cobre e fios, nossa tarefa neste artigo é considerar a resistência do fio de cobre (a tabela da resistência dos fios será anexada abaixo).
O que nos dá resistência em geral? Em princípio, pode ser usado para descobrir os parâmetros do fio usado ou o material do qual é feito. Por exemplo, se um método oculto foi usado para colocar a linha de transmissão, então, conhecendo a resistência da linha, você pode dizer exatamente quanto tempo ela é. Afinal, muitas vezes a postura é feita no subsolo e de maneira não linear. Ou outra opção, conhecendo o comprimento da seção e sua resistência, você pode calcular o diâmetro do cabo usado e, através dele, sua seção transversal. Além disso, conhecendo esse valor, você pode descobrir o material do qual este fio foi feito. Tudo isso sugere que esse indicador não deve ser descontado.
Tudo isso relacionado à fiação elétrica, mas quando se trata de eletrônica, nesta área é impossível fazer sem determinar a resistência e compará-la com outros parâmetros. Em alguns casos, este parâmetro pode ter um papel decisivo, mesmo a seleção incorreta de fios para resistência pode levar ao fato de que o dispositivo conectado a tal condutor simplesmente não funcionará. Por exemplo, se você conectar um fio muito fino à fonte de alimentação de um computador comum. A voltagem em tal condutor será baixa, não muito, mas será suficiente para o computador funcionar incorretamente.
O que determina a resistência
Como estamos falando de fio de cobre, a primeira coisa que determina esse parâmetro físico é o cobre, isto é, a matéria-prima. O segundo é o tamanho do condutor e, mais precisamente, seu diâmetro ou seção transversal (ambos os valores são relacionados um ao outro pela fórmula).
Naturalmente, existem quantidades físicas adicionais que afetam a resistência do condutor. Por exemplo, a temperatura o meio ambiente. Sabe-se que com o aumento da temperatura do próprio fio, a sua resistência aumenta. E como este indicador está inversamente relacionado à força (densidade) da corrente, a corrente diminui com o aumento da resistência, pelo contrário. No entanto, isso se aplica aos metais que são proprietários de um coeficiente de temperatura positivo. Por exemplo, a liga de tungstênio, que é usada para o filamento de uma lâmpada. Tal material altera a força (densidade) da corrente não é terrível em alta temperatura, porque este metal tem um negativo coeficiente de temperatura.
Cálculo de resistência
Hoje tudo é feito para o homem. E até mesmo um cálculo tão simples pode ser feito de várias maneiras. Existem simples, existem complexos. Vamos começar com os mais simples.
A primeira opção é tabular. Qual é a sua simplicidade? Por exemplo, a tabela na figura inferior.
Aqui tudo é claramente mostrado e interconectado. Conhecendo as dimensões específicas do fio de cobre, pode-se determinar sua resistência e a força da corrente que o fio pode suportar. Ou, pelo contrário, com a presença de indicadores de resistência ou força (densidade) da corrente, que, a propósito, pode ser determinado por um multímetro, você pode facilmente determinar a seção transversal ou o diâmetro do condutor. Esta opção é a mais conveniente, as tabelas podem ser encontradas no domínio público na Internet.
O segundo método de determinação é usar uma calculadora (online). Há um grande número desses dispositivos de Internet, é conveniente e fácil de trabalhar com eles. Você pode inserir quantidades físicas em tal calculadora. condutor de cobre e obter leituras dimensionais ou vice-versa. É verdade que a maior parte dessas calculadoras em seu programa tem um valor padrão - essa é a resistividade específica do cobre, igual a 0,0172 Ohm · mm² / m.
E a opção de cálculo mais difícil é fazer você mesmo, usando a fórmula. Aqui está: R = pl / S, onde:
- p é a mesma resistividade do cobre;
- l é o comprimento do fio de cobre;
- S é a sua seção transversal.
Eu gostaria de observar que o cobre tem uma das menores resistências específicas. Abaixo, apenas prata é 0,016.
A seção transversal do condutor pode ser determinada usando a fórmula, onde o parâmetro principal é seu diâmetro. Mas você pode determinar o diâmetro de diferentes maneiras, a propósito, existe um artigo em nosso site, você pode ler e receber informações completas e confiáveis.
Conteúdos:
Ao projetar redes elétricas em apartamentos ou casas particulares, é obrigatório calcular a seção transversal de fios e cabos. Para cálculos, indicadores como o valor do consumo de energia e a corrente que passará pela rede são usados. A resistência não é levada em conta devido ao pequeno comprimento linhas de cabo. No entanto, este indicador é necessário com um grande comprimento de linhas de energia e quedas de tensão em diferentes áreas. De particular importância é a resistência do fio de cobre. Tais fios são cada vez mais utilizados em redes modernas, portanto, suas propriedades físicas devem necessariamente ser levadas em conta ao projetar.
Conceitos e significado da resistência
A resistência elétrica dos materiais é amplamente utilizada e levada em conta na engenharia elétrica. Este valor permite que você defina os parâmetros básicos de fios e cabos, especialmente quando o método oculto de colocá-los. Primeiro de tudo, o comprimento exato da linha e o material usado para fazer o fio são determinados. Calculando os dados iniciais, é possível medir o cabo.
Comparado ao normal fiação elétricaNa eletrônica, os parâmetros de resistência são decisivos. É revisado e comparado em conjunto com outros indicadores presentes no circuitos eletronicos. Nestes casos, a resistência incorreta do fio pode causar um mau funcionamento de todos os elementos do sistema. Isso pode acontecer se você usar um fio muito fino para conectar a fonte de alimentação do computador. Haverá uma leve diminuição na voltagem no condutor, o que causará uma operação incorreta do computador.
A resistência no fio de cobre depende de muitos fatores e, principalmente, das propriedades físicas do próprio material. Além disso, o diâmetro ou seção transversal do condutor, determinado pela fórmula ou uma tabela especial.
Tabela
A resistência do condutor de cobre é influenciada por vários quantidades físicas. Primeiro de tudo, a temperatura ambiente deve ser levada em conta. Todos sabem que com o aumento da temperatura do condutor, observa-se um aumento na sua resistência. Ao mesmo tempo, a corrente diminui devido à dependência inversamente proporcional de ambas as grandezas. Em primeiro lugar, refere-se a metais com um coeficiente de temperatura positivo. Um exemplo de coeficiente negativo é uma liga de tungstênio usada em lâmpadas incandescentes. Nesta liga, a corrente não diminui mesmo com aquecimento muito alto.
Como calcular a resistência
Para calcular a resistência do fio de cobre, existem várias maneiras. A mais simples é a versão da tabela, onde os parâmetros inter-relacionados são indicados. Portanto, além da resistência, a força atual, diâmetro ou seção transversal do fio é determinada.
No segundo caso, vários são usados. Um conjunto de quantidades físicas de fio de cobre é inserido em cada uma delas, com o qual resultados precisos são obtidos. A maioria dessas calculadoras usa resistência de cobre na quantidade de 0,0172 Ohm * mm 2 / m. Em alguns casos, esse valor médio pode afetar a precisão dos cálculos.
A opção mais difícil é considerada cálculos manuais, usando a fórmula: R = p x L / S, em que p é a resistividade do cobre, L é o comprimento do condutor e S é a seção transversal deste condutor. Deve-se notar que a tabela determina a resistência do fio de cobre como um dos mais baixos. Apenas prata tem um valor menor.