Электрическое сопротивление цепи

Формула сопротивления

Здесь – сопротивление, – удельное сопротивление проводника, – длина проводника, – площадь его сечения.

Единица измерения сопротивления – Ом.

Удельное сопротивление проводника зависит от материала, из которого он сделан. При расчётах эту величину берут из таблиц. Наименьшим среди распространённых металлов удельным сопротивлением обладают цинк, медь и алюминий.

То, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его сечения означает, что чем толще провод, по которому течёт электрический ток, тем больше потери электроэнергии. Поэтому электроснабжение устраивается таким образом, что там, где это возможно, вместо одного толстого провода используются несколько тонких.

Примеры решения задач по теме «Сопротивление»

Задание Найти сопротивление медного провода длиной 1 км и площадью сечения 1 мм. Удельное сопротивление меди равно мкОм*м.
Решение Вспомним, что 1 км = м, 1 мм = м, мкОм*м = Ом*м.

Подставим эти величины в исходную формулу:

Задание Дан цинк объёмом 1 м. Найти, длину провода, который нужно отлить из указанного объёма цинка таким образом, чтобы его сопротивление было равно Ом. Удельное сопротивление цинка Ом*м.
Решение Провод имеет цилиндрическую форму, значит его объём равен произведению длины на площадь сечения:

Подставим полученное выражение в оригинальную формулу:

Что такое удельное сопротивление и электропроводность, формула

В данной статье мы подробно разберем что такое удельное сопротивление и электропроводность, ясно опишем все формулы с помощью примеров задач, а так же дадим вам таблицу удельных сопротивлений некоторых проводников.

Описание

Закон Ома гласит, что, когда источник напряжения (V) подается между двумя точками в цепи, между ними будет протекать электрический ток (I), вызванный наличием разности потенциалов между этими двумя точками. Количество протекающего электрического тока ограничено величиной присутствующего сопротивления (R). Другими словами, напряжение стимулирует протекание тока (движение заряда), но это сопротивление препятствует этому.

Мы всегда измеряем электрическое сопротивление в Омах, где Ом обозначается греческой буквой Омега, Ω. Так, например: 50 Ом, 10 кОм или 4,7 МОм и т.д. Проводники (например, провода и кабели) обычно имеют очень низкие значения сопротивления (менее 0,1 Ом), и, таким образом, мы можем пренебречь ими, как мы предполагаем в расчетах анализа цепи, что провода имеют ноль сопротивление. С другой стороны, изоляторы (например, пластиковые или воздушные), как правило, имеют очень высокие значения сопротивления (более 50 МОм), поэтому мы можем их игнорировать и для анализа цепи, поскольку их значение слишком велико.

Но электрическое сопротивление между двумя точками может зависеть от многих факторов, таких как длина проводников, площадь их поперечного сечения, температура, а также фактический материал, из которого он изготовлен. Например, давайте предположим, что у нас есть кусок провода (проводник), который имеет длину L, площадь поперечного сечения A и сопротивление R, как показано ниже.

Электрическое сопротивление R этого простого проводника является функцией его длины, L и площади поперечного сечения A. Закон Ома говорит нам, что для данного сопротивления R ток, протекающий через проводник, пропорционален приложенному напряжению, поскольку I = V / R. Теперь предположим, что мы соединяем два одинаковых проводника вместе в последовательной комбинации, как показано на рисунке.

Здесь, соединив два проводника вместе в последовательной комбинации, то есть, к концу, мы фактически удвоили общую длину проводника (2L), в то время как площадь поперечного сечения A остается точно такой же, как и раньше. Но помимо удвоения длины, мы также удвоили общее сопротивление проводника, дав 2R как: 1R + 1R = 2R.

Таким образом , мы можем видеть , что сопротивление проводника пропорционально его длину, то есть: R ∝ L. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально больше, чем оно длиннее.

Отметим также, что, удваивая длину и, следовательно, сопротивление проводника (2R), чтобы заставить тот же ток I, чтобы течь через проводник, как и раньше, нам нужно удвоить (увеличить) приложенное напряжение I = (2 В) / (2R). Далее предположим, что мы соединяем два идентичных проводника вместе в параллельной комбинации, как показано.

Здесь, соединяя два проводника в параллельную комбинацию, мы фактически удвоили общую площадь, дающую 2А, в то время как длина проводников L остается такой же, как у исходного одиночного проводника. Но помимо удвоения площади, путем параллельного соединения двух проводников мы фактически вдвое сократили общее сопротивление проводника, получив 1 / 2R, поскольку теперь каждая половина тока протекает через каждую ветвь проводника.

Таким образом, сопротивление проводника обратно пропорционально его площади, то есть: R 1 / ∝ A или R ∝ 1 / A. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально меньше, чем больше его площадь поперечного сечения.

Кроме того, удваивая площадь и, следовательно, вдвое увеличивая суммарное сопротивление ветви проводника (1 / 2R), для того же тока, чтобы I протекал через параллельную ветвь провода, как раньше, нам нужно только наполовину уменьшить приложенное напряжение I = (1 / 2V) / (1 / 2R).

Надеемся, мы увидим, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине (L) проводника, то есть: R ∝ L, и обратно пропорционально его площади (A), R ∝ 1 / A. Таким образом, мы можем правильно сказать, что сопротивление это:

Пропорциональность сопротивления

Но помимо длины и площади проводника, мы также ожидаем, что электрическое сопротивление проводника будет зависеть от фактического материала, из которого он изготовлен, потому что разные проводящие материалы, медь, серебро, алюминий и т.д., имеют разные физические и электрические свойства. Таким образом, мы можем преобразовать знак пропорциональности (∝) вышеприведенного уравнения в знак равенства, просто добавив «пропорциональную константу» в вышеприведенное уравнение, давая:

Уравнение удельного электрического сопротивления

Где: R — сопротивление в омах (Ω), L — длина в метрах (м), A — площадь в квадратных метрах (м 2 ), и где известна пропорциональная постоянная ρ (греческая буква «rho») — удельное сопротивление .

Удельное электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление конкретного материала проводника является мерой того, насколько сильно материал противостоит потоку электрического тока через него. Этот коэффициент удельного сопротивления, иногда называемый его «удельным электрическим сопротивлением», позволяет сравнивать сопротивление различных типов проводников друг с другом при определенной температуре в соответствии с их физическими свойствами без учета их длины или площади поперечного сечения. Таким образом, чем выше значение удельного сопротивления ρ, тем больше сопротивление, и наоборот.

Например, удельное сопротивление хорошего проводника, такого как медь, составляет порядка 1,72 х 10 -8 Ом (или 17,2 нОм), тогда как удельное сопротивление плохого проводника (изолятора), такого как воздух, может быть значительно выше 1,5 х 10 14 или 150 трлн.

Такие материалы, как медь и алюминий, известны низким уровнем удельного сопротивления, благодаря чему электрический ток легко проходит через них, что делает эти материалы идеальными для изготовления электрических проводов и кабелей. Серебро и золото имеют очень низкие значения удельного сопротивления, но по понятным причинам дороже делать из них электрические провода.

Тогда факторы, которые влияют на сопротивление (R) проводника в омах, могут быть перечислены как:

  • Удельное сопротивление (ρ) материала, из которого сделан проводник.
  • Общая длина (L) проводника.
  • Площадь поперечного сечения (А) проводника.
  • Температура проводника.

Пример удельного сопротивления № 1

Рассчитайте общее сопротивление постоянному току 100-метрового рулона медного провода 2,5 мм 2 , если удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 Ом метр.

Приведенные данные: удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 , длина катушки L = 100 м, площадь поперечного сечения проводника составляет 2,5 мм 2 , что дает площадь: A = 2,5 x 10 -6 м 2 .

Ответ: 688 МОм или 0,688 Ом.

Удельное электрическое сопротивление материала

Ранее мы говорили, что удельное сопротивление — это электрическое сопротивление на единицу длины и на единицу площади поперечного сечения проводника, таким образом, показывая, что удельное сопротивление ρ имеет размеры в Ом-метрах или Ом · м, как это обычно пишется. Таким образом, для конкретного материала при определенной температуре его удельное электрическое сопротивление определяется как.

Электрическая проводимость

Хотя как электрическое сопротивление (R), так и удельное сопротивление ρ, являются функцией физической природы используемого материала, а также его физической формы и размера, выраженных его длиной (L) и площадью его сечения ( А), Проводимость или удельная проводимость относится к легкости, с которой электрический ток проходит через материал.

Проводимость (G) является обратной величиной сопротивления (1 / R) с единицей проводимости, являющейся сименсом (S), и ей дается перевернутый символ омов mho, ℧. Таким образом, когда проводник имеет проводимость 1 сименс (1S), он имеет сопротивление 1 Ом (1 Ом). Таким образом, если его сопротивление удваивается, проводимость уменьшается вдвое, и наоборот, как: Сименс = 1 / Ом, или Ом = 1 / Ом.

В то время как сопротивление проводников дает степень сопротивления потоку электрического тока, проводимость проводника указывает на легкость, с которой он пропускает электрический ток. Таким образом, металлы, такие как медь, алюминий или серебро, имеют очень большие значения проводимости, что означает, что они являются хорошими проводниками.

Проводимость, σ (греческая буква сигма), является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и измеряется в сименах на метр (S / m). Поскольку электропроводность σ = 1 / ρ, предыдущее выражение для электрического сопротивления R можно переписать в виде:

Электрическое сопротивление как функция проводимости

Тогда мы можем сказать, что проводимость — это эффективность, посредством которой проводник пропускает электрический ток или сигнал без потери сопротивления. Поэтому материал или проводник, который имеет высокую проводимость, будет иметь низкое удельное сопротивление, и наоборот, поскольку 1 сименс (S) равен 1 Ом -1 . Таким образом, медь, которая является хорошим проводником электрического тока, имеет проводимость 58,14 x 10 6 Симен на метр.

Пример удельного сопротивления №2

Кабель длиной 20 метров имеет площадь поперечного сечения 1 мм 2 и сопротивление 5 Ом. Рассчитать проводимость кабеля.

Приведенные данные: сопротивление постоянному току, R = 5 Ом, длина кабеля, L = 20 м, а площадь поперечного сечения проводника составляет 1 мм 2, что дает площадь: A = 1 x 10 -6 м 2 .

Ответ: 4 мега-симена на метр длины.

Таблица удельных сопротивлений проводников

Проводник Удельное сопротивление
ρ
Температурный коэффициент α
Алюминий 0,028 4,2
Бронза 0,095 — 0,1
Висмут 1,2
Вольфрам 0,05 5
Железо 0,1 6
Золото 0,023 4
Иридий 0,0474
Константан 0,5 0,05
Латунь 0,025 — 0,108 0,1-0,4
Магний 0,045 3,9
Манганин 0,43 — 0,51 0,01
Медь 0,0175 4,3
Молибден 0,059
Нейзильбер 0,2 0,25
Натрий 0,047
Никелин 0,42 0,1
Никель 0,087 6,5
Нихром 1,05 — 1,4 0,1
Олово 0,12 4,4
Платина 0.107 3,9
Ртуть 0,94 1,0
Свинец 0,22 3,7
Серебро 0,015 4,1
Сталь 0,103 — 0,137 1-4
Титан 0,6
Фехраль 1,15 — 1,35 0,1
Хромаль 1,3 — 1,5
Цинк 0,054 4,2
Чугун 0,5-1,0 1,0

Где: удельное сопротивление ρ измеряется в Ом*мм 2 /м и температурный коэффициент электрического сопротивления металлов α измеряется в 10 -3 *C -1 (или K -1 ) .

Краткое описание удельного сопротивления

Мы поговорили в этой статье об удельном сопротивлении, что удельное сопротивление — это свойство материала или проводника, которое указывает, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Мы также видели, что электрическое сопротивление (R) проводника зависит не только от материала, из которого сделан проводник, меди, серебра, алюминия и т.д., но также от его физических размеров.

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине (L) как R ∝ L. Таким образом, удвоение его длины удвоит его сопротивление, в то время как последовательное удвоение проводника уменьшит вдвое его сопротивление. Также сопротивление проводника обратно пропорционально его площади поперечного сечения (A) как R ∝ 1 / A. Таким образом, удвоение его площади поперечного сечения уменьшило бы его сопротивление вдвое, тогда как удвоение его площади поперечного сечения удвоило бы его сопротивление.

Мы также узнали, что удельное сопротивление (символ: ρ) проводника (или материала) связано с физическим свойством, из которого он изготовлен, и варьируется от материала к материалу. Например, удельное сопротивление меди обычно дается как: 1,72 х 10 -8 Ом · м. Удельное сопротивление конкретного материала измеряется в единицах Ом-метров (Ом), которое также зависит от температуры.

В зависимости от значения удельного электрического сопротивления конкретного материала его можно классифицировать как «проводник», «изолятор» или «полупроводник». Обратите внимание, что полупроводники — это материалы, в которых их проводимость зависит от примесей, добавляемых в материал.

Удельное сопротивление также важно в системах распределения электроэнергии, так как эффективность системы заземления для системы электропитания и распределения сильно зависит от удельного сопротивления земли и материала почвы в месте расположения системы.

Проводимость — это имя, данное движению свободных электронов в форме электрического тока. Проводимость, σ является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и имеет единицу измерения сименс на метр, S / m. Проводимость варьируется от нуля (для идеального изолятора) до бесконечности (для идеального проводника). Таким образом, сверхпроводник имеет бесконечную проводимость и практически нулевое омическое сопротивление.

RCDetails Blog

О коптерах и не только

Сечение провода, AWG, необходимый диаметр провода для питания мини коптера

Сегодня мы расскажем, как и почему толщина проводов влияет на характеристики коптера, опишем основные характеристики проводов и разъемов, которые рекомендуется использовать в дронах. В конце статьи вы найдете ссылки на магазины где можно купить разъемы и кабели.

Как выбирать провода для квадрокоптеров и других радиоуправляемых моделей?

Толщина жил, сопротивление и допустимый ток

Более толстые провода имеют больший диаметр жил и, следовательно, большую площадь сечения, следовательно, у них ниже сопротивление на единицу длины (удельное сопротивление), т.е. по ним можно передавать больший ток.

Сопротивление проводов зависит от материала, из которого изготовлены жилы, толщины жил и длины провода.

  • Чем тоньше провод, тем больше сопротивление
  • Чем длиннее провод, тем больше сопротивление

Что будет если мы превысим допустимый ток?

У тонких проводов большое сопротивление, соответственно на них падает большое напряжение, а в виде тепла теряется довольно много энергии.

При превышении допустимого тока, провод просто начинает очень сильно разогреваться. В крайнем случае может расплавиться припой или изоляция. Если толщина провода очень маленькая, то именно провод станет тем бутылочным горлышком в системе питания коптера, из-за которого будет ограничена мощность моторов и регуляторов.

Одножильный или многожильный провод?

Многожильный провод более гибкий, с ним проще работать, чем с одножильным. В квадрокоптерах мы рекомендуем использовать только многожильный провод.

Материал изоляции

В нашем хобби лучше всего использовать провода в силиконовой изоляции. Они более гибкие, чем провода в ПВХ изоляции, у них более широкий диапазон рабочих температур. Силиконовая изоляция не плавится и не утягивается при пайке. Да и вообще в любых экстремальных условиях силикон лучше.

Красные или черные (или другие цвета), есть ли разница?

Нет никакой разницы, используйте тот цвет, который вам больше подходит. Обычно красные провода используются для «+» питания, а черные — для земли, т.е. визуально сразу понятно что и где. Мы настоятельно рекомендуем придерживаться этой схемы.

Провода других цветов часто используются для сигнальных линий.

Какой калибр AWG использовать?

AWG — расшифровывается как American Wire Gauge (Американский калибр проводов) — стандартные диаметры проводов. Очень важно правильно выбрать диаметр проводов для коптера. От диаметра зависит ток, который можно спокойно пропустить через провод.

Справочная таблица

Чтобы правильно выбрать диаметр проводов, вначале посмотрите какой максимальный ток потребляет коптер, затем найдите подходящий провод в таблице ниже.

Есть несколько правил, которым следую я. Замечу что максимально допустимый ток зависит от качества изготовления провода, а также от материалов; эта таблица и инструкция подходят только для медных проводов.

Если используется подходящий по току провод, то падение напряжения на нем очень маленькое, а потери энергии незначительны, т.е. риск перегрева минимальный.

В большинстве своих коптеров с 5″ винтами я предпочитаю использовать провод сечением 14AWG, даже там, где ток немного превышает допустимый. Это не проблема по нескольким причинам: провода короткие, а ток превышает допустимый всего несколько секунд.

Учтите, что более тонкие провода легче, они более гибкие и с ними проще работать.

Избегаем узких мест

Когда мы соединяем 2 провода, то максимально допустимый ток проходящий через них определяется наиболее тонким проводом. Т.е. при соединении 2 компонентов, всегда используйте провода сечением как у уже имеющихся компонентов.

Например, при подключении разъема XT60 к плате распределения питания я всегда использую провод такого же сечения, что и у аккумуляторов. Если у аккумулятора провод 14AWG, то и мой провод от XT60 тоже будет сечением 14AWG.

Еще один пример: если я хочу удлинить провода от регулей, а на регулях стоят провода 18AWG, то и новые провода будут сечением 18AWG.

Этот способ подходит для всех компонентов. Конечно, вы можете использовать более толстые провода, дополнительных преимуществ это не даст, только зря увеличите вес.

Почему в разных источниках указывается разный максимально допустимый ток?

Возможно, в разных источниках вы видели разные цифры. Эти цифры показывают максимально допустимый ток при определенном нагреве проводов и при определенных условиях тестов. В разных отраслях — разные стандарты, поэтому и цифры будут отличаться. Для коптеров будет достаточно вышеприведенной таблицы.

Имеет ли значение напряжение?

Для нашего хобби напряжение не так важно, т.к. мы работаем с напряжением в пределах 30 вольт. Замечу, что провода, как правило, разработаны для работы под напряжением до 600 В, а тестируются гораздо более высоким напряжением порядка 2000 В.

Еще несколько советов

Качество проводов

Таблица выше подходит для медных проводов хорошего качества. Дешевые низкокачественный провода могут быть сделаны из сплавов или алюминия, что значительно хуже, поэтому у них максимально допустимый ток будет значительно ниже. Покупатель может и не заметить этой разницы без тестов. Следовательно, убедитесь, что покупаете провода у надежного продавца.

Разъемы

Ранее упомянутое «бутылочное горлышко» относится не только к самим проводам, но и к разъемам на них. Вот допустимые токи разных разъемов (в скобках указан пиковый, кратковременный ток):

  • JST — 5А (10 А)
  • 2 мм Bullet — 20 А (40 А)
  • XT30 — 30 A (60 A)
  • XT60 — 60 A (180 A)

Более подробная информация и обсуждение

Если нужно больше информации, то на форуме (англ.) имеется соответствующий топик.

Где купить разъемы для аккумуляторов — XT60 и XT30?

Разъемы XT60 и XT30 выглядят одинаково и отличаются только размерами и допустимыми токами. Как сказано в официальной документации XT60 рассчитан на ток до 60 ампер, а XT30 — на 30 ампер, что и отражено в названии.

Однако, согласно тестам, XT30 без проблем продолжительное время выдерживает ток до 60 ампер (если конечно провода тоже достаточно толстые). Согласно этому тесту, XT60 в течении 10 секунд выдерживают токи до 180 А.

Купить разъемы XT60 можно тут:

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • GearBest
  • Hobbyking

Пигтейл (короткий провод) с разъемом XT60 (на случай, если вам лень паять):

  • AliExpress
  • Banggood
  • GearBest
  • GetFPV (12AWG)
  • GetFPV (16AWG)
  • HobbyKing

Разъемы XT30:

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing

Где купить провода в силиконовой изоляции?

12 AWG (для XT60 на мощных 5″ гоночных коптерах)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, черный, синий)

14 AWG (для XT60 на обычных коптерах с 5″ винтами)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, синий, зеленый, желтый, черный)

16 AWG (для XT30 и XT60, небольшие коптеры с пиковым током до 80А)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, зеленый, желтый, синий, черный)

18 AWG (для XT30, регуляторов скорости, моторов, токов до 45 А)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (черный, красный)

26, 28 AWG (сигнальный)

  • AliExpress
  • GetFPV (26AWG)
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, черный, белый, синий)

История изменений

  • Май 2014 — написана первая версия статьи
  • Апрель 2017 — статья обновлена
  • Ноябрь 2017 — добавлены ссылки на магазины

Сечение провода, AWG, необходимый диаметр провода для питания мини коптера : 2 комментария

  1. Станислав24.04.2019 в 21:23

Приложенные ссылки проверены, вы у этих продавцов покупали?

  1. Новиков Александр Автор записи 25.04.2019 в 12:14

AliExpress — большую часть продавцов проверял лично, несколько штук — только по отзывам (12AWG точно не брал).
HK — неоднократно брал лично, но довольно давно. Banggood и прочие — надежные площадки, ссылки взяты из оригинальной статьи, часть сам заказывал (на BG брал даже 8AWG, им пожалуй можно машину прикуривать).

Читайте также:  Инструкция по установке, подключению и регулировке противотуманок на Lada Priora 1
Ссылка на основную публикацию
Экспресс замена масла в двигателе почему может быть опасной
Как поменять масло в двигателе; Лайфхакер Вам понадобится пара гаечных ключей, новые расходники и полчаса свободного времени. 1. Купите новое...
Штраф за проезд под знак 3
Движение запрещено знак, штраф, картинка Движение ограничено Дабы не получить штраф, полезно знать, когда встречается дорожный знак в виде белого...
Штраф за проезд под знак движение запрещено 1
Нарушение знака 3 Знак движение запрещено представляет собой белый круг, имеющий по внешнему краю красный ободок. Расшифровывается он элементарно: сюда...
Экстремальное вождение — Что это такое Виды аварийного вождения Советы водителям
Курсы экстремального вождения что это, как проходит обучение Что это такое Может ли обычный водитель освоить ЭВ Кому это нужно...

Электрическое сопротивление цепи

Формула сопротивления

Здесь – сопротивление, – удельное сопротивление проводника, – длина проводника, – площадь его сечения.

Единица измерения сопротивления – Ом.

Удельное сопротивление проводника зависит от материала, из которого он сделан. При расчётах эту величину берут из таблиц. Наименьшим среди распространённых металлов удельным сопротивлением обладают цинк, медь и алюминий.

То, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его сечения означает, что чем толще провод, по которому течёт электрический ток, тем больше потери электроэнергии. Поэтому электроснабжение устраивается таким образом, что там, где это возможно, вместо одного толстого провода используются несколько тонких.

Примеры решения задач по теме «Сопротивление»

Задание Найти сопротивление медного провода длиной 1 км и площадью сечения 1 мм. Удельное сопротивление меди равно мкОм*м.
Решение Вспомним, что 1 км = м, 1 мм = м, мкОм*м = Ом*м.

Подставим эти величины в исходную формулу:

Задание Дан цинк объёмом 1 м. Найти, длину провода, который нужно отлить из указанного объёма цинка таким образом, чтобы его сопротивление было равно Ом. Удельное сопротивление цинка Ом*м.
Решение Провод имеет цилиндрическую форму, значит его объём равен произведению длины на площадь сечения:

Подставим полученное выражение в оригинальную формулу:

Что такое удельное сопротивление и электропроводность, формула

В данной статье мы подробно разберем что такое удельное сопротивление и электропроводность, ясно опишем все формулы с помощью примеров задач, а так же дадим вам таблицу удельных сопротивлений некоторых проводников.

Описание

Закон Ома гласит, что, когда источник напряжения (V) подается между двумя точками в цепи, между ними будет протекать электрический ток (I), вызванный наличием разности потенциалов между этими двумя точками. Количество протекающего электрического тока ограничено величиной присутствующего сопротивления (R). Другими словами, напряжение стимулирует протекание тока (движение заряда), но это сопротивление препятствует этому.

Мы всегда измеряем электрическое сопротивление в Омах, где Ом обозначается греческой буквой Омега, Ω. Так, например: 50 Ом, 10 кОм или 4,7 МОм и т.д. Проводники (например, провода и кабели) обычно имеют очень низкие значения сопротивления (менее 0,1 Ом), и, таким образом, мы можем пренебречь ими, как мы предполагаем в расчетах анализа цепи, что провода имеют ноль сопротивление. С другой стороны, изоляторы (например, пластиковые или воздушные), как правило, имеют очень высокие значения сопротивления (более 50 МОм), поэтому мы можем их игнорировать и для анализа цепи, поскольку их значение слишком велико.

Но электрическое сопротивление между двумя точками может зависеть от многих факторов, таких как длина проводников, площадь их поперечного сечения, температура, а также фактический материал, из которого он изготовлен. Например, давайте предположим, что у нас есть кусок провода (проводник), который имеет длину L, площадь поперечного сечения A и сопротивление R, как показано ниже.

Электрическое сопротивление R этого простого проводника является функцией его длины, L и площади поперечного сечения A. Закон Ома говорит нам, что для данного сопротивления R ток, протекающий через проводник, пропорционален приложенному напряжению, поскольку I = V / R. Теперь предположим, что мы соединяем два одинаковых проводника вместе в последовательной комбинации, как показано на рисунке.

Здесь, соединив два проводника вместе в последовательной комбинации, то есть, к концу, мы фактически удвоили общую длину проводника (2L), в то время как площадь поперечного сечения A остается точно такой же, как и раньше. Но помимо удвоения длины, мы также удвоили общее сопротивление проводника, дав 2R как: 1R + 1R = 2R.

Таким образом , мы можем видеть , что сопротивление проводника пропорционально его длину, то есть: R ∝ L. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально больше, чем оно длиннее.

Отметим также, что, удваивая длину и, следовательно, сопротивление проводника (2R), чтобы заставить тот же ток I, чтобы течь через проводник, как и раньше, нам нужно удвоить (увеличить) приложенное напряжение I = (2 В) / (2R). Далее предположим, что мы соединяем два идентичных проводника вместе в параллельной комбинации, как показано.

Здесь, соединяя два проводника в параллельную комбинацию, мы фактически удвоили общую площадь, дающую 2А, в то время как длина проводников L остается такой же, как у исходного одиночного проводника. Но помимо удвоения площади, путем параллельного соединения двух проводников мы фактически вдвое сократили общее сопротивление проводника, получив 1 / 2R, поскольку теперь каждая половина тока протекает через каждую ветвь проводника.

Таким образом, сопротивление проводника обратно пропорционально его площади, то есть: R 1 / ∝ A или R ∝ 1 / A. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально меньше, чем больше его площадь поперечного сечения.

Кроме того, удваивая площадь и, следовательно, вдвое увеличивая суммарное сопротивление ветви проводника (1 / 2R), для того же тока, чтобы I протекал через параллельную ветвь провода, как раньше, нам нужно только наполовину уменьшить приложенное напряжение I = (1 / 2V) / (1 / 2R).

Надеемся, мы увидим, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине (L) проводника, то есть: R ∝ L, и обратно пропорционально его площади (A), R ∝ 1 / A. Таким образом, мы можем правильно сказать, что сопротивление это:

Пропорциональность сопротивления

Но помимо длины и площади проводника, мы также ожидаем, что электрическое сопротивление проводника будет зависеть от фактического материала, из которого он изготовлен, потому что разные проводящие материалы, медь, серебро, алюминий и т.д., имеют разные физические и электрические свойства. Таким образом, мы можем преобразовать знак пропорциональности (∝) вышеприведенного уравнения в знак равенства, просто добавив «пропорциональную константу» в вышеприведенное уравнение, давая:

Уравнение удельного электрического сопротивления

Где: R — сопротивление в омах (Ω), L — длина в метрах (м), A — площадь в квадратных метрах (м 2 ), и где известна пропорциональная постоянная ρ (греческая буква «rho») — удельное сопротивление .

Удельное электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление конкретного материала проводника является мерой того, насколько сильно материал противостоит потоку электрического тока через него. Этот коэффициент удельного сопротивления, иногда называемый его «удельным электрическим сопротивлением», позволяет сравнивать сопротивление различных типов проводников друг с другом при определенной температуре в соответствии с их физическими свойствами без учета их длины или площади поперечного сечения. Таким образом, чем выше значение удельного сопротивления ρ, тем больше сопротивление, и наоборот.

Например, удельное сопротивление хорошего проводника, такого как медь, составляет порядка 1,72 х 10 -8 Ом (или 17,2 нОм), тогда как удельное сопротивление плохого проводника (изолятора), такого как воздух, может быть значительно выше 1,5 х 10 14 или 150 трлн.

Такие материалы, как медь и алюминий, известны низким уровнем удельного сопротивления, благодаря чему электрический ток легко проходит через них, что делает эти материалы идеальными для изготовления электрических проводов и кабелей. Серебро и золото имеют очень низкие значения удельного сопротивления, но по понятным причинам дороже делать из них электрические провода.

Тогда факторы, которые влияют на сопротивление (R) проводника в омах, могут быть перечислены как:

  • Удельное сопротивление (ρ) материала, из которого сделан проводник.
  • Общая длина (L) проводника.
  • Площадь поперечного сечения (А) проводника.
  • Температура проводника.

Пример удельного сопротивления № 1

Рассчитайте общее сопротивление постоянному току 100-метрового рулона медного провода 2,5 мм 2 , если удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 Ом метр.

Приведенные данные: удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 , длина катушки L = 100 м, площадь поперечного сечения проводника составляет 2,5 мм 2 , что дает площадь: A = 2,5 x 10 -6 м 2 .

Ответ: 688 МОм или 0,688 Ом.

Удельное электрическое сопротивление материала

Ранее мы говорили, что удельное сопротивление — это электрическое сопротивление на единицу длины и на единицу площади поперечного сечения проводника, таким образом, показывая, что удельное сопротивление ρ имеет размеры в Ом-метрах или Ом · м, как это обычно пишется. Таким образом, для конкретного материала при определенной температуре его удельное электрическое сопротивление определяется как.

Электрическая проводимость

Хотя как электрическое сопротивление (R), так и удельное сопротивление ρ, являются функцией физической природы используемого материала, а также его физической формы и размера, выраженных его длиной (L) и площадью его сечения ( А), Проводимость или удельная проводимость относится к легкости, с которой электрический ток проходит через материал.

Проводимость (G) является обратной величиной сопротивления (1 / R) с единицей проводимости, являющейся сименсом (S), и ей дается перевернутый символ омов mho, ℧. Таким образом, когда проводник имеет проводимость 1 сименс (1S), он имеет сопротивление 1 Ом (1 Ом). Таким образом, если его сопротивление удваивается, проводимость уменьшается вдвое, и наоборот, как: Сименс = 1 / Ом, или Ом = 1 / Ом.

В то время как сопротивление проводников дает степень сопротивления потоку электрического тока, проводимость проводника указывает на легкость, с которой он пропускает электрический ток. Таким образом, металлы, такие как медь, алюминий или серебро, имеют очень большие значения проводимости, что означает, что они являются хорошими проводниками.

Проводимость, σ (греческая буква сигма), является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и измеряется в сименах на метр (S / m). Поскольку электропроводность σ = 1 / ρ, предыдущее выражение для электрического сопротивления R можно переписать в виде:

Электрическое сопротивление как функция проводимости

Тогда мы можем сказать, что проводимость — это эффективность, посредством которой проводник пропускает электрический ток или сигнал без потери сопротивления. Поэтому материал или проводник, который имеет высокую проводимость, будет иметь низкое удельное сопротивление, и наоборот, поскольку 1 сименс (S) равен 1 Ом -1 . Таким образом, медь, которая является хорошим проводником электрического тока, имеет проводимость 58,14 x 10 6 Симен на метр.

Пример удельного сопротивления №2

Кабель длиной 20 метров имеет площадь поперечного сечения 1 мм 2 и сопротивление 5 Ом. Рассчитать проводимость кабеля.

Приведенные данные: сопротивление постоянному току, R = 5 Ом, длина кабеля, L = 20 м, а площадь поперечного сечения проводника составляет 1 мм 2, что дает площадь: A = 1 x 10 -6 м 2 .

Ответ: 4 мега-симена на метр длины.

Таблица удельных сопротивлений проводников

Проводник Удельное сопротивление
ρ
Температурный коэффициент α
Алюминий 0,028 4,2
Бронза 0,095 — 0,1
Висмут 1,2
Вольфрам 0,05 5
Железо 0,1 6
Золото 0,023 4
Иридий 0,0474
Константан 0,5 0,05
Латунь 0,025 — 0,108 0,1-0,4
Магний 0,045 3,9
Манганин 0,43 — 0,51 0,01
Медь 0,0175 4,3
Молибден 0,059
Нейзильбер 0,2 0,25
Натрий 0,047
Никелин 0,42 0,1
Никель 0,087 6,5
Нихром 1,05 — 1,4 0,1
Олово 0,12 4,4
Платина 0.107 3,9
Ртуть 0,94 1,0
Свинец 0,22 3,7
Серебро 0,015 4,1
Сталь 0,103 — 0,137 1-4
Титан 0,6
Фехраль 1,15 — 1,35 0,1
Хромаль 1,3 — 1,5
Цинк 0,054 4,2
Чугун 0,5-1,0 1,0

Где: удельное сопротивление ρ измеряется в Ом*мм 2 /м и температурный коэффициент электрического сопротивления металлов α измеряется в 10 -3 *C -1 (или K -1 ) .

Краткое описание удельного сопротивления

Мы поговорили в этой статье об удельном сопротивлении, что удельное сопротивление — это свойство материала или проводника, которое указывает, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Мы также видели, что электрическое сопротивление (R) проводника зависит не только от материала, из которого сделан проводник, меди, серебра, алюминия и т.д., но также от его физических размеров.

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине (L) как R ∝ L. Таким образом, удвоение его длины удвоит его сопротивление, в то время как последовательное удвоение проводника уменьшит вдвое его сопротивление. Также сопротивление проводника обратно пропорционально его площади поперечного сечения (A) как R ∝ 1 / A. Таким образом, удвоение его площади поперечного сечения уменьшило бы его сопротивление вдвое, тогда как удвоение его площади поперечного сечения удвоило бы его сопротивление.

Мы также узнали, что удельное сопротивление (символ: ρ) проводника (или материала) связано с физическим свойством, из которого он изготовлен, и варьируется от материала к материалу. Например, удельное сопротивление меди обычно дается как: 1,72 х 10 -8 Ом · м. Удельное сопротивление конкретного материала измеряется в единицах Ом-метров (Ом), которое также зависит от температуры.

В зависимости от значения удельного электрического сопротивления конкретного материала его можно классифицировать как «проводник», «изолятор» или «полупроводник». Обратите внимание, что полупроводники — это материалы, в которых их проводимость зависит от примесей, добавляемых в материал.

Удельное сопротивление также важно в системах распределения электроэнергии, так как эффективность системы заземления для системы электропитания и распределения сильно зависит от удельного сопротивления земли и материала почвы в месте расположения системы.

Проводимость — это имя, данное движению свободных электронов в форме электрического тока. Проводимость, σ является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и имеет единицу измерения сименс на метр, S / m. Проводимость варьируется от нуля (для идеального изолятора) до бесконечности (для идеального проводника). Таким образом, сверхпроводник имеет бесконечную проводимость и практически нулевое омическое сопротивление.

RCDetails Blog

О коптерах и не только

Сечение провода, AWG, необходимый диаметр провода для питания мини коптера

Сегодня мы расскажем, как и почему толщина проводов влияет на характеристики коптера, опишем основные характеристики проводов и разъемов, которые рекомендуется использовать в дронах. В конце статьи вы найдете ссылки на магазины где можно купить разъемы и кабели.

Как выбирать провода для квадрокоптеров и других радиоуправляемых моделей?

Толщина жил, сопротивление и допустимый ток

Более толстые провода имеют больший диаметр жил и, следовательно, большую площадь сечения, следовательно, у них ниже сопротивление на единицу длины (удельное сопротивление), т.е. по ним можно передавать больший ток.

Сопротивление проводов зависит от материала, из которого изготовлены жилы, толщины жил и длины провода.

  • Чем тоньше провод, тем больше сопротивление
  • Чем длиннее провод, тем больше сопротивление

Что будет если мы превысим допустимый ток?

У тонких проводов большое сопротивление, соответственно на них падает большое напряжение, а в виде тепла теряется довольно много энергии.

При превышении допустимого тока, провод просто начинает очень сильно разогреваться. В крайнем случае может расплавиться припой или изоляция. Если толщина провода очень маленькая, то именно провод станет тем бутылочным горлышком в системе питания коптера, из-за которого будет ограничена мощность моторов и регуляторов.

Одножильный или многожильный провод?

Многожильный провод более гибкий, с ним проще работать, чем с одножильным. В квадрокоптерах мы рекомендуем использовать только многожильный провод.

Материал изоляции

В нашем хобби лучше всего использовать провода в силиконовой изоляции. Они более гибкие, чем провода в ПВХ изоляции, у них более широкий диапазон рабочих температур. Силиконовая изоляция не плавится и не утягивается при пайке. Да и вообще в любых экстремальных условиях силикон лучше.

Красные или черные (или другие цвета), есть ли разница?

Нет никакой разницы, используйте тот цвет, который вам больше подходит. Обычно красные провода используются для «+» питания, а черные — для земли, т.е. визуально сразу понятно что и где. Мы настоятельно рекомендуем придерживаться этой схемы.

Провода других цветов часто используются для сигнальных линий.

Какой калибр AWG использовать?

AWG — расшифровывается как American Wire Gauge (Американский калибр проводов) — стандартные диаметры проводов. Очень важно правильно выбрать диаметр проводов для коптера. От диаметра зависит ток, который можно спокойно пропустить через провод.

Справочная таблица

Чтобы правильно выбрать диаметр проводов, вначале посмотрите какой максимальный ток потребляет коптер, затем найдите подходящий провод в таблице ниже.

Есть несколько правил, которым следую я. Замечу что максимально допустимый ток зависит от качества изготовления провода, а также от материалов; эта таблица и инструкция подходят только для медных проводов.

Если используется подходящий по току провод, то падение напряжения на нем очень маленькое, а потери энергии незначительны, т.е. риск перегрева минимальный.

В большинстве своих коптеров с 5″ винтами я предпочитаю использовать провод сечением 14AWG, даже там, где ток немного превышает допустимый. Это не проблема по нескольким причинам: провода короткие, а ток превышает допустимый всего несколько секунд.

Учтите, что более тонкие провода легче, они более гибкие и с ними проще работать.

Избегаем узких мест

Когда мы соединяем 2 провода, то максимально допустимый ток проходящий через них определяется наиболее тонким проводом. Т.е. при соединении 2 компонентов, всегда используйте провода сечением как у уже имеющихся компонентов.

Например, при подключении разъема XT60 к плате распределения питания я всегда использую провод такого же сечения, что и у аккумуляторов. Если у аккумулятора провод 14AWG, то и мой провод от XT60 тоже будет сечением 14AWG.

Еще один пример: если я хочу удлинить провода от регулей, а на регулях стоят провода 18AWG, то и новые провода будут сечением 18AWG.

Этот способ подходит для всех компонентов. Конечно, вы можете использовать более толстые провода, дополнительных преимуществ это не даст, только зря увеличите вес.

Почему в разных источниках указывается разный максимально допустимый ток?

Возможно, в разных источниках вы видели разные цифры. Эти цифры показывают максимально допустимый ток при определенном нагреве проводов и при определенных условиях тестов. В разных отраслях — разные стандарты, поэтому и цифры будут отличаться. Для коптеров будет достаточно вышеприведенной таблицы.

Имеет ли значение напряжение?

Для нашего хобби напряжение не так важно, т.к. мы работаем с напряжением в пределах 30 вольт. Замечу, что провода, как правило, разработаны для работы под напряжением до 600 В, а тестируются гораздо более высоким напряжением порядка 2000 В.

Еще несколько советов

Качество проводов

Таблица выше подходит для медных проводов хорошего качества. Дешевые низкокачественный провода могут быть сделаны из сплавов или алюминия, что значительно хуже, поэтому у них максимально допустимый ток будет значительно ниже. Покупатель может и не заметить этой разницы без тестов. Следовательно, убедитесь, что покупаете провода у надежного продавца.

Разъемы

Ранее упомянутое «бутылочное горлышко» относится не только к самим проводам, но и к разъемам на них. Вот допустимые токи разных разъемов (в скобках указан пиковый, кратковременный ток):

  • JST — 5А (10 А)
  • 2 мм Bullet — 20 А (40 А)
  • XT30 — 30 A (60 A)
  • XT60 — 60 A (180 A)

Более подробная информация и обсуждение

Если нужно больше информации, то на форуме (англ.) имеется соответствующий топик.

Где купить разъемы для аккумуляторов — XT60 и XT30?

Разъемы XT60 и XT30 выглядят одинаково и отличаются только размерами и допустимыми токами. Как сказано в официальной документации XT60 рассчитан на ток до 60 ампер, а XT30 — на 30 ампер, что и отражено в названии.

Однако, согласно тестам, XT30 без проблем продолжительное время выдерживает ток до 60 ампер (если конечно провода тоже достаточно толстые). Согласно этому тесту, XT60 в течении 10 секунд выдерживают токи до 180 А.

Купить разъемы XT60 можно тут:

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • GearBest
  • Hobbyking

Пигтейл (короткий провод) с разъемом XT60 (на случай, если вам лень паять):

  • AliExpress
  • Banggood
  • GearBest
  • GetFPV (12AWG)
  • GetFPV (16AWG)
  • HobbyKing

Разъемы XT30:

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing

Где купить провода в силиконовой изоляции?

12 AWG (для XT60 на мощных 5″ гоночных коптерах)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, черный, синий)

14 AWG (для XT60 на обычных коптерах с 5″ винтами)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, синий, зеленый, желтый, черный)

16 AWG (для XT30 и XT60, небольшие коптеры с пиковым током до 80А)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, зеленый, желтый, синий, черный)

18 AWG (для XT30, регуляторов скорости, моторов, токов до 45 А)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (черный, красный)

26, 28 AWG (сигнальный)

  • AliExpress
  • GetFPV (26AWG)
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, черный, белый, синий)

История изменений

  • Май 2014 — написана первая версия статьи
  • Апрель 2017 — статья обновлена
  • Ноябрь 2017 — добавлены ссылки на магазины

Сечение провода, AWG, необходимый диаметр провода для питания мини коптера : 2 комментария

  1. Станислав24.04.2019 в 21:23

Приложенные ссылки проверены, вы у этих продавцов покупали?

  1. Новиков Александр Автор записи 25.04.2019 в 12:14

AliExpress — большую часть продавцов проверял лично, несколько штук — только по отзывам (12AWG точно не брал).
HK — неоднократно брал лично, но довольно давно. Banggood и прочие — надежные площадки, ссылки взяты из оригинальной статьи, часть сам заказывал (на BG брал даже 8AWG, им пожалуй можно машину прикуривать).

Читайте также:  Лада Веста 2021 РЕСТАЙЛИНГ УЖЕ СКОРО! Цены и комплектации, фото
Ссылка на основную публикацию
Экспресс замена масла в двигателе почему может быть опасной
Как поменять масло в двигателе; Лайфхакер Вам понадобится пара гаечных ключей, новые расходники и полчаса свободного времени. 1. Купите новое...
Штраф за проезд под знак 3
Движение запрещено знак, штраф, картинка Движение ограничено Дабы не получить штраф, полезно знать, когда встречается дорожный знак в виде белого...
Штраф за проезд под знак движение запрещено 1
Нарушение знака 3 Знак движение запрещено представляет собой белый круг, имеющий по внешнему краю красный ободок. Расшифровывается он элементарно: сюда...
Экстремальное вождение — Что это такое Виды аварийного вождения Советы водителям
Курсы экстремального вождения что это, как проходит обучение Что это такое Может ли обычный водитель освоить ЭВ Кому это нужно...

Электрическое сопротивление цепи

Формула сопротивления

Здесь – сопротивление, – удельное сопротивление проводника, – длина проводника, – площадь его сечения.

Единица измерения сопротивления – Ом.

Удельное сопротивление проводника зависит от материала, из которого он сделан. При расчётах эту величину берут из таблиц. Наименьшим среди распространённых металлов удельным сопротивлением обладают цинк, медь и алюминий.

То, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его сечения означает, что чем толще провод, по которому течёт электрический ток, тем больше потери электроэнергии. Поэтому электроснабжение устраивается таким образом, что там, где это возможно, вместо одного толстого провода используются несколько тонких.

Примеры решения задач по теме «Сопротивление»

Задание Найти сопротивление медного провода длиной 1 км и площадью сечения 1 мм. Удельное сопротивление меди равно мкОм*м.
Решение Вспомним, что 1 км = м, 1 мм = м, мкОм*м = Ом*м.

Подставим эти величины в исходную формулу:

Задание Дан цинк объёмом 1 м. Найти, длину провода, который нужно отлить из указанного объёма цинка таким образом, чтобы его сопротивление было равно Ом. Удельное сопротивление цинка Ом*м.
Решение Провод имеет цилиндрическую форму, значит его объём равен произведению длины на площадь сечения:

Подставим полученное выражение в оригинальную формулу:

Что такое удельное сопротивление и электропроводность, формула

В данной статье мы подробно разберем что такое удельное сопротивление и электропроводность, ясно опишем все формулы с помощью примеров задач, а так же дадим вам таблицу удельных сопротивлений некоторых проводников.

Описание

Закон Ома гласит, что, когда источник напряжения (V) подается между двумя точками в цепи, между ними будет протекать электрический ток (I), вызванный наличием разности потенциалов между этими двумя точками. Количество протекающего электрического тока ограничено величиной присутствующего сопротивления (R). Другими словами, напряжение стимулирует протекание тока (движение заряда), но это сопротивление препятствует этому.

Мы всегда измеряем электрическое сопротивление в Омах, где Ом обозначается греческой буквой Омега, Ω. Так, например: 50 Ом, 10 кОм или 4,7 МОм и т.д. Проводники (например, провода и кабели) обычно имеют очень низкие значения сопротивления (менее 0,1 Ом), и, таким образом, мы можем пренебречь ими, как мы предполагаем в расчетах анализа цепи, что провода имеют ноль сопротивление. С другой стороны, изоляторы (например, пластиковые или воздушные), как правило, имеют очень высокие значения сопротивления (более 50 МОм), поэтому мы можем их игнорировать и для анализа цепи, поскольку их значение слишком велико.

Но электрическое сопротивление между двумя точками может зависеть от многих факторов, таких как длина проводников, площадь их поперечного сечения, температура, а также фактический материал, из которого он изготовлен. Например, давайте предположим, что у нас есть кусок провода (проводник), который имеет длину L, площадь поперечного сечения A и сопротивление R, как показано ниже.

Электрическое сопротивление R этого простого проводника является функцией его длины, L и площади поперечного сечения A. Закон Ома говорит нам, что для данного сопротивления R ток, протекающий через проводник, пропорционален приложенному напряжению, поскольку I = V / R. Теперь предположим, что мы соединяем два одинаковых проводника вместе в последовательной комбинации, как показано на рисунке.

Здесь, соединив два проводника вместе в последовательной комбинации, то есть, к концу, мы фактически удвоили общую длину проводника (2L), в то время как площадь поперечного сечения A остается точно такой же, как и раньше. Но помимо удвоения длины, мы также удвоили общее сопротивление проводника, дав 2R как: 1R + 1R = 2R.

Таким образом , мы можем видеть , что сопротивление проводника пропорционально его длину, то есть: R ∝ L. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально больше, чем оно длиннее.

Отметим также, что, удваивая длину и, следовательно, сопротивление проводника (2R), чтобы заставить тот же ток I, чтобы течь через проводник, как и раньше, нам нужно удвоить (увеличить) приложенное напряжение I = (2 В) / (2R). Далее предположим, что мы соединяем два идентичных проводника вместе в параллельной комбинации, как показано.

Здесь, соединяя два проводника в параллельную комбинацию, мы фактически удвоили общую площадь, дающую 2А, в то время как длина проводников L остается такой же, как у исходного одиночного проводника. Но помимо удвоения площади, путем параллельного соединения двух проводников мы фактически вдвое сократили общее сопротивление проводника, получив 1 / 2R, поскольку теперь каждая половина тока протекает через каждую ветвь проводника.

Таким образом, сопротивление проводника обратно пропорционально его площади, то есть: R 1 / ∝ A или R ∝ 1 / A. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально меньше, чем больше его площадь поперечного сечения.

Кроме того, удваивая площадь и, следовательно, вдвое увеличивая суммарное сопротивление ветви проводника (1 / 2R), для того же тока, чтобы I протекал через параллельную ветвь провода, как раньше, нам нужно только наполовину уменьшить приложенное напряжение I = (1 / 2V) / (1 / 2R).

Надеемся, мы увидим, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине (L) проводника, то есть: R ∝ L, и обратно пропорционально его площади (A), R ∝ 1 / A. Таким образом, мы можем правильно сказать, что сопротивление это:

Пропорциональность сопротивления

Но помимо длины и площади проводника, мы также ожидаем, что электрическое сопротивление проводника будет зависеть от фактического материала, из которого он изготовлен, потому что разные проводящие материалы, медь, серебро, алюминий и т.д., имеют разные физические и электрические свойства. Таким образом, мы можем преобразовать знак пропорциональности (∝) вышеприведенного уравнения в знак равенства, просто добавив «пропорциональную константу» в вышеприведенное уравнение, давая:

Уравнение удельного электрического сопротивления

Где: R — сопротивление в омах (Ω), L — длина в метрах (м), A — площадь в квадратных метрах (м 2 ), и где известна пропорциональная постоянная ρ (греческая буква «rho») — удельное сопротивление .

Удельное электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление конкретного материала проводника является мерой того, насколько сильно материал противостоит потоку электрического тока через него. Этот коэффициент удельного сопротивления, иногда называемый его «удельным электрическим сопротивлением», позволяет сравнивать сопротивление различных типов проводников друг с другом при определенной температуре в соответствии с их физическими свойствами без учета их длины или площади поперечного сечения. Таким образом, чем выше значение удельного сопротивления ρ, тем больше сопротивление, и наоборот.

Например, удельное сопротивление хорошего проводника, такого как медь, составляет порядка 1,72 х 10 -8 Ом (или 17,2 нОм), тогда как удельное сопротивление плохого проводника (изолятора), такого как воздух, может быть значительно выше 1,5 х 10 14 или 150 трлн.

Такие материалы, как медь и алюминий, известны низким уровнем удельного сопротивления, благодаря чему электрический ток легко проходит через них, что делает эти материалы идеальными для изготовления электрических проводов и кабелей. Серебро и золото имеют очень низкие значения удельного сопротивления, но по понятным причинам дороже делать из них электрические провода.

Тогда факторы, которые влияют на сопротивление (R) проводника в омах, могут быть перечислены как:

  • Удельное сопротивление (ρ) материала, из которого сделан проводник.
  • Общая длина (L) проводника.
  • Площадь поперечного сечения (А) проводника.
  • Температура проводника.

Пример удельного сопротивления № 1

Рассчитайте общее сопротивление постоянному току 100-метрового рулона медного провода 2,5 мм 2 , если удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 Ом метр.

Приведенные данные: удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 , длина катушки L = 100 м, площадь поперечного сечения проводника составляет 2,5 мм 2 , что дает площадь: A = 2,5 x 10 -6 м 2 .

Ответ: 688 МОм или 0,688 Ом.

Удельное электрическое сопротивление материала

Ранее мы говорили, что удельное сопротивление — это электрическое сопротивление на единицу длины и на единицу площади поперечного сечения проводника, таким образом, показывая, что удельное сопротивление ρ имеет размеры в Ом-метрах или Ом · м, как это обычно пишется. Таким образом, для конкретного материала при определенной температуре его удельное электрическое сопротивление определяется как.

Электрическая проводимость

Хотя как электрическое сопротивление (R), так и удельное сопротивление ρ, являются функцией физической природы используемого материала, а также его физической формы и размера, выраженных его длиной (L) и площадью его сечения ( А), Проводимость или удельная проводимость относится к легкости, с которой электрический ток проходит через материал.

Проводимость (G) является обратной величиной сопротивления (1 / R) с единицей проводимости, являющейся сименсом (S), и ей дается перевернутый символ омов mho, ℧. Таким образом, когда проводник имеет проводимость 1 сименс (1S), он имеет сопротивление 1 Ом (1 Ом). Таким образом, если его сопротивление удваивается, проводимость уменьшается вдвое, и наоборот, как: Сименс = 1 / Ом, или Ом = 1 / Ом.

В то время как сопротивление проводников дает степень сопротивления потоку электрического тока, проводимость проводника указывает на легкость, с которой он пропускает электрический ток. Таким образом, металлы, такие как медь, алюминий или серебро, имеют очень большие значения проводимости, что означает, что они являются хорошими проводниками.

Проводимость, σ (греческая буква сигма), является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и измеряется в сименах на метр (S / m). Поскольку электропроводность σ = 1 / ρ, предыдущее выражение для электрического сопротивления R можно переписать в виде:

Электрическое сопротивление как функция проводимости

Тогда мы можем сказать, что проводимость — это эффективность, посредством которой проводник пропускает электрический ток или сигнал без потери сопротивления. Поэтому материал или проводник, который имеет высокую проводимость, будет иметь низкое удельное сопротивление, и наоборот, поскольку 1 сименс (S) равен 1 Ом -1 . Таким образом, медь, которая является хорошим проводником электрического тока, имеет проводимость 58,14 x 10 6 Симен на метр.

Пример удельного сопротивления №2

Кабель длиной 20 метров имеет площадь поперечного сечения 1 мм 2 и сопротивление 5 Ом. Рассчитать проводимость кабеля.

Приведенные данные: сопротивление постоянному току, R = 5 Ом, длина кабеля, L = 20 м, а площадь поперечного сечения проводника составляет 1 мм 2, что дает площадь: A = 1 x 10 -6 м 2 .

Ответ: 4 мега-симена на метр длины.

Таблица удельных сопротивлений проводников

Проводник Удельное сопротивление
ρ
Температурный коэффициент α
Алюминий 0,028 4,2
Бронза 0,095 — 0,1
Висмут 1,2
Вольфрам 0,05 5
Железо 0,1 6
Золото 0,023 4
Иридий 0,0474
Константан 0,5 0,05
Латунь 0,025 — 0,108 0,1-0,4
Магний 0,045 3,9
Манганин 0,43 — 0,51 0,01
Медь 0,0175 4,3
Молибден 0,059
Нейзильбер 0,2 0,25
Натрий 0,047
Никелин 0,42 0,1
Никель 0,087 6,5
Нихром 1,05 — 1,4 0,1
Олово 0,12 4,4
Платина 0.107 3,9
Ртуть 0,94 1,0
Свинец 0,22 3,7
Серебро 0,015 4,1
Сталь 0,103 — 0,137 1-4
Титан 0,6
Фехраль 1,15 — 1,35 0,1
Хромаль 1,3 — 1,5
Цинк 0,054 4,2
Чугун 0,5-1,0 1,0

Где: удельное сопротивление ρ измеряется в Ом*мм 2 /м и температурный коэффициент электрического сопротивления металлов α измеряется в 10 -3 *C -1 (или K -1 ) .

Краткое описание удельного сопротивления

Мы поговорили в этой статье об удельном сопротивлении, что удельное сопротивление — это свойство материала или проводника, которое указывает, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Мы также видели, что электрическое сопротивление (R) проводника зависит не только от материала, из которого сделан проводник, меди, серебра, алюминия и т.д., но также от его физических размеров.

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине (L) как R ∝ L. Таким образом, удвоение его длины удвоит его сопротивление, в то время как последовательное удвоение проводника уменьшит вдвое его сопротивление. Также сопротивление проводника обратно пропорционально его площади поперечного сечения (A) как R ∝ 1 / A. Таким образом, удвоение его площади поперечного сечения уменьшило бы его сопротивление вдвое, тогда как удвоение его площади поперечного сечения удвоило бы его сопротивление.

Мы также узнали, что удельное сопротивление (символ: ρ) проводника (или материала) связано с физическим свойством, из которого он изготовлен, и варьируется от материала к материалу. Например, удельное сопротивление меди обычно дается как: 1,72 х 10 -8 Ом · м. Удельное сопротивление конкретного материала измеряется в единицах Ом-метров (Ом), которое также зависит от температуры.

В зависимости от значения удельного электрического сопротивления конкретного материала его можно классифицировать как «проводник», «изолятор» или «полупроводник». Обратите внимание, что полупроводники — это материалы, в которых их проводимость зависит от примесей, добавляемых в материал.

Удельное сопротивление также важно в системах распределения электроэнергии, так как эффективность системы заземления для системы электропитания и распределения сильно зависит от удельного сопротивления земли и материала почвы в месте расположения системы.

Проводимость — это имя, данное движению свободных электронов в форме электрического тока. Проводимость, σ является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и имеет единицу измерения сименс на метр, S / m. Проводимость варьируется от нуля (для идеального изолятора) до бесконечности (для идеального проводника). Таким образом, сверхпроводник имеет бесконечную проводимость и практически нулевое омическое сопротивление.

RCDetails Blog

О коптерах и не только

Сечение провода, AWG, необходимый диаметр провода для питания мини коптера

Сегодня мы расскажем, как и почему толщина проводов влияет на характеристики коптера, опишем основные характеристики проводов и разъемов, которые рекомендуется использовать в дронах. В конце статьи вы найдете ссылки на магазины где можно купить разъемы и кабели.

Как выбирать провода для квадрокоптеров и других радиоуправляемых моделей?

Толщина жил, сопротивление и допустимый ток

Более толстые провода имеют больший диаметр жил и, следовательно, большую площадь сечения, следовательно, у них ниже сопротивление на единицу длины (удельное сопротивление), т.е. по ним можно передавать больший ток.

Сопротивление проводов зависит от материала, из которого изготовлены жилы, толщины жил и длины провода.

  • Чем тоньше провод, тем больше сопротивление
  • Чем длиннее провод, тем больше сопротивление

Что будет если мы превысим допустимый ток?

У тонких проводов большое сопротивление, соответственно на них падает большое напряжение, а в виде тепла теряется довольно много энергии.

При превышении допустимого тока, провод просто начинает очень сильно разогреваться. В крайнем случае может расплавиться припой или изоляция. Если толщина провода очень маленькая, то именно провод станет тем бутылочным горлышком в системе питания коптера, из-за которого будет ограничена мощность моторов и регуляторов.

Одножильный или многожильный провод?

Многожильный провод более гибкий, с ним проще работать, чем с одножильным. В квадрокоптерах мы рекомендуем использовать только многожильный провод.

Материал изоляции

В нашем хобби лучше всего использовать провода в силиконовой изоляции. Они более гибкие, чем провода в ПВХ изоляции, у них более широкий диапазон рабочих температур. Силиконовая изоляция не плавится и не утягивается при пайке. Да и вообще в любых экстремальных условиях силикон лучше.

Красные или черные (или другие цвета), есть ли разница?

Нет никакой разницы, используйте тот цвет, который вам больше подходит. Обычно красные провода используются для «+» питания, а черные — для земли, т.е. визуально сразу понятно что и где. Мы настоятельно рекомендуем придерживаться этой схемы.

Провода других цветов часто используются для сигнальных линий.

Какой калибр AWG использовать?

AWG — расшифровывается как American Wire Gauge (Американский калибр проводов) — стандартные диаметры проводов. Очень важно правильно выбрать диаметр проводов для коптера. От диаметра зависит ток, который можно спокойно пропустить через провод.

Справочная таблица

Чтобы правильно выбрать диаметр проводов, вначале посмотрите какой максимальный ток потребляет коптер, затем найдите подходящий провод в таблице ниже.

Есть несколько правил, которым следую я. Замечу что максимально допустимый ток зависит от качества изготовления провода, а также от материалов; эта таблица и инструкция подходят только для медных проводов.

Если используется подходящий по току провод, то падение напряжения на нем очень маленькое, а потери энергии незначительны, т.е. риск перегрева минимальный.

В большинстве своих коптеров с 5″ винтами я предпочитаю использовать провод сечением 14AWG, даже там, где ток немного превышает допустимый. Это не проблема по нескольким причинам: провода короткие, а ток превышает допустимый всего несколько секунд.

Учтите, что более тонкие провода легче, они более гибкие и с ними проще работать.

Избегаем узких мест

Когда мы соединяем 2 провода, то максимально допустимый ток проходящий через них определяется наиболее тонким проводом. Т.е. при соединении 2 компонентов, всегда используйте провода сечением как у уже имеющихся компонентов.

Например, при подключении разъема XT60 к плате распределения питания я всегда использую провод такого же сечения, что и у аккумуляторов. Если у аккумулятора провод 14AWG, то и мой провод от XT60 тоже будет сечением 14AWG.

Еще один пример: если я хочу удлинить провода от регулей, а на регулях стоят провода 18AWG, то и новые провода будут сечением 18AWG.

Этот способ подходит для всех компонентов. Конечно, вы можете использовать более толстые провода, дополнительных преимуществ это не даст, только зря увеличите вес.

Почему в разных источниках указывается разный максимально допустимый ток?

Возможно, в разных источниках вы видели разные цифры. Эти цифры показывают максимально допустимый ток при определенном нагреве проводов и при определенных условиях тестов. В разных отраслях — разные стандарты, поэтому и цифры будут отличаться. Для коптеров будет достаточно вышеприведенной таблицы.

Имеет ли значение напряжение?

Для нашего хобби напряжение не так важно, т.к. мы работаем с напряжением в пределах 30 вольт. Замечу, что провода, как правило, разработаны для работы под напряжением до 600 В, а тестируются гораздо более высоким напряжением порядка 2000 В.

Еще несколько советов

Качество проводов

Таблица выше подходит для медных проводов хорошего качества. Дешевые низкокачественный провода могут быть сделаны из сплавов или алюминия, что значительно хуже, поэтому у них максимально допустимый ток будет значительно ниже. Покупатель может и не заметить этой разницы без тестов. Следовательно, убедитесь, что покупаете провода у надежного продавца.

Разъемы

Ранее упомянутое «бутылочное горлышко» относится не только к самим проводам, но и к разъемам на них. Вот допустимые токи разных разъемов (в скобках указан пиковый, кратковременный ток):

  • JST — 5А (10 А)
  • 2 мм Bullet — 20 А (40 А)
  • XT30 — 30 A (60 A)
  • XT60 — 60 A (180 A)

Более подробная информация и обсуждение

Если нужно больше информации, то на форуме (англ.) имеется соответствующий топик.

Где купить разъемы для аккумуляторов — XT60 и XT30?

Разъемы XT60 и XT30 выглядят одинаково и отличаются только размерами и допустимыми токами. Как сказано в официальной документации XT60 рассчитан на ток до 60 ампер, а XT30 — на 30 ампер, что и отражено в названии.

Однако, согласно тестам, XT30 без проблем продолжительное время выдерживает ток до 60 ампер (если конечно провода тоже достаточно толстые). Согласно этому тесту, XT60 в течении 10 секунд выдерживают токи до 180 А.

Купить разъемы XT60 можно тут:

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • GearBest
  • Hobbyking

Пигтейл (короткий провод) с разъемом XT60 (на случай, если вам лень паять):

  • AliExpress
  • Banggood
  • GearBest
  • GetFPV (12AWG)
  • GetFPV (16AWG)
  • HobbyKing

Разъемы XT30:

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing

Где купить провода в силиконовой изоляции?

12 AWG (для XT60 на мощных 5″ гоночных коптерах)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, черный, синий)

14 AWG (для XT60 на обычных коптерах с 5″ винтами)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, синий, зеленый, желтый, черный)

16 AWG (для XT30 и XT60, небольшие коптеры с пиковым током до 80А)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, зеленый, желтый, синий, черный)

18 AWG (для XT30, регуляторов скорости, моторов, токов до 45 А)

  • AliExpress
  • GetFPV
  • Banggood
  • HobbyKing (черный, красный)

26, 28 AWG (сигнальный)

  • AliExpress
  • GetFPV (26AWG)
  • Banggood
  • HobbyKing (красный, черный, белый, синий)

История изменений

  • Май 2014 — написана первая версия статьи
  • Апрель 2017 — статья обновлена
  • Ноябрь 2017 — добавлены ссылки на магазины

Сечение провода, AWG, необходимый диаметр провода для питания мини коптера : 2 комментария

  1. Станислав24.04.2019 в 21:23

Приложенные ссылки проверены, вы у этих продавцов покупали?

  1. Новиков Александр Автор записи 25.04.2019 в 12:14

AliExpress — большую часть продавцов проверял лично, несколько штук — только по отзывам (12AWG точно не брал).
HK — неоднократно брал лично, но довольно давно. Banggood и прочие — надежные площадки, ссылки взяты из оригинальной статьи, часть сам заказывал (на BG брал даже 8AWG, им пожалуй можно машину прикуривать).

Читайте также:  Лучшая незамерзайка для авто, как ее выбрать
Ссылка на основную публикацию
Экспресс замена масла в двигателе почему может быть опасной
Как поменять масло в двигателе; Лайфхакер Вам понадобится пара гаечных ключей, новые расходники и полчаса свободного времени. 1. Купите новое...
Штраф за проезд под знак 3
Движение запрещено знак, штраф, картинка Движение ограничено Дабы не получить штраф, полезно знать, когда встречается дорожный знак в виде белого...
Штраф за проезд под знак движение запрещено 1
Нарушение знака 3 Знак движение запрещено представляет собой белый круг, имеющий по внешнему краю красный ободок. Расшифровывается он элементарно: сюда...
Экстремальное вождение — Что это такое Виды аварийного вождения Советы водителям
Курсы экстремального вождения что это, как проходит обучение Что это такое Может ли обычный водитель освоить ЭВ Кому это нужно...
Adblock detector