Вся РоссияКомпании
здесь будут опции для поиска

Электропроводность токопроводящих жил кабелей и проводов



Если металл поместить в электрическое поле, то свободные электроны, помимо хаотического теплового движения, начнут участвовать в направленном движении вдоль силовых линий поля. В промежутках от одного столкновения до другого электроны движутся с ускорением, равным еЕ/т, где Е- напряженность электрического поля в металле; е и т - заряд и масса электрона. Если τ - время свободного пробега, то средняя добавочная скорость электронов в направлении электрического поля

Благодаря направленному движению электронов в металле возникает ток, плотность которого

пропорциональна напряженности электрического поля и соответствует основному закону электропроводности металлов - закону Ома.

Удельное сопротивление металлов с учетом коэффициента рассеяния

Металлы являются хорошими проводниками электрического тока и характеризуются минимальными величинами удельного электрического сопротивления. При технических расчетах пользуются удельной проводимостью γ и величиной, обратной ей - удельным сопротивлением ρ.

Явление электропроводности связано с электронной структурой металла. Наибольшей электропроводностью обладают одновалентные металлы, т. е. металлы группы меди, и щелочные металлы (алюминий, натрий и др.). С увеличением валентности наблюдается значительное уменьшение электропроводности. В кристаллах цинка, имеющего структуру типа гексагональной плотной упаковки, несколько растянутой по главной оси, величина удельного сопротивления вдоль главной оси больше, чем в перпендикулярном ей направлении.

Повышение температуры металлов увеличивает их электрическое сопротивление. При умеренно низких температурах сопротивление металлов растет пропорционально температуре. При плавлении наблюдается увеличение сопротивления металлов примерно в 2 раза. При весьма низких температурах наблюдается отступление от линейной зависимости и приближение сопротивления к некоторой постоянной для данного металла величине ρ о , называемой остаточным сопротивлением, которое зависит от содержания примесей и нарушений структуры, вызванных пластической деформацией. Чем чище металл и чем менее он деформирован, тем меньше его остаточное сопротивление.

При прохождении электрического тока через металлы происходит столкновение электронов проводимости с относительно неподвижными атомами в кристаллической решетке, что вызывает нагрев металла. В неравномерно нагретом кристалле металла свободные электроны участвуют в переносе тепловой энергии от более нагретых участков к менее нагретым. Отношение коэффициентов тепло- и электропроводности металлов пропорционально абсолютной температуре.

Электрическое сопротивление токопроводящей жилы кабеля, провода и шнура постоянному току при 20° С на единицу длины

где ρ - удельное электрическое сопротивление при 20° С, равное для алюминия 0,028264 ом-мм 2 /м, для меди 0,017241 ом-мм 2 /м и для стали 0,139 ом-мм г /м.

Обычно сопротивление жил кабелей и проводов пересчитывают на длину 1 км и сечение 1 мм 2 и приводят к температуре 20° С с использованием формулы

 

Согласно рекомендациям МЭК приведение электрического сопротивления токопроводящих жил к 20° С и 1 км длины следует производить по формулам: . для медных жил с температурным коэффициентом 0,00393 1/°С

для алюминиевых жил с температурным коэффициентом 0,00403 1/°С

где R t - электрическое сопротивление кабеля длиной L при t o в момент измерения, ом.

Электрическое сопротивление биметаллического провода

где R 01 и R 02 - сопротивления составляющих провода.

Электрическое сопротивление любой жилы, скрученной в кабель, будет больше теоретического на величину укрутки χ, равную от 1,002 до 1,030 в зависимости от скрутки жилы кабеля, т. е.


к содержанию