Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Удельное электрическое сопротивление проводников

Удельное электрическое сопротивление проводников

В связи с тем, что существует два типа электрических сопротивлений —

В связи с электромагнитными явлениями, возникающими в проводниках при прохождении через него переменного тока в них возникает два важных для их электротехнических свойств физических явления.

Два последних явления делают неэффективным применение проводников радиусом больше характерной глубины проникновения электрического тока в проводник. Эффективный диаметр проводников (2RБхар): 50Гц -7 Ом. Используя микроомметры, можно определить качество электрических контактов, сопротивление электрических шин, обмоток трансформаторов, электродвигателей и генераторов, наличие дефектов и инородного металла в слитках (например, сопротивление слитка чистого золота вдвое ниже позолоченного слитка вольфрама).

Для расчета длины провода, его диаметра и необходимого электрического сопротивления, необходимо знать удельное сопротивление проводников ρ.

В международной системе единиц удельное сопротивление ρ выражается формулой:

Оно означает: электрическое сопротивление 1 метра провода (в Омах), сечением 1 мм 2 , при температуре 20 градусов по Цельсию.

Тепловые свойства чугуна

У чугуна, как и у любого металла, присутствуют следующие свойства: тепловые, физические, механические, гидродинамические, электрические, технологические, химические. Каждые свойства рассмотрим подробнее.

Это видео рассказывается о структуре и составе чугунных сплавов и зависимости их свойств от определенного состава:

Теплоемкость

Тепловую емкость чугуна определяют с помощью правила смещения. Когда теплоемкость чугуна достигает температурного периода, начало которого начинается с температуры, значение которой больше фазовых превращений и заканчивается на отметке равной температуры плавления, то теплоемкость чугуна принимает значение 0,18 кал/Го С.

Если значение температуры плавления превышает абсолютное значение, то теплоемкость равна 0,23±0,03 кал/Го С. Если происходит процесс затвердения, то тепловой эффект равняется 55±5 кал. Тепловой эффект зависит от количества перлита, когда происходит перлитное превращение. Обычно он принимает значение 21,5±1,5кал/Г.

За величину объемной теплоемкости принимают произведение удельного веса на удельную теплоемкость. Для твердого чугуна эта величина составляет 1 кал/см 3 *ºС, для жидкого – 1,5 кал/см 3 *ºС.

Удельная теплоемкость чугуна и других металлов в виде таблицы

Теплопроводность

В отличие от теплоемкости, теплопроводность не определяется по правилу смещения. Только в случае изменения величины графитизации, на теплопроводность будет влиять состав чугуна.

Читать еще:  Ускоренный способ удаления ржавчины раствором лимонной кислоты

Температуропроводность

Значение температуропроводности твердого чугуна (при крупных расчетах) может быть принята равной его теплопроводности, а жидкого чугуна – 0, 03 см 2* /сек.

О том, какую чугуны имеют температуру плавления, читайте ниже.

Температура плавления

Чугун плавится при температуре 1200ºС. Это значение температуры ниже температуры плавления стали на 300 градусов. При повышенном содержании углерода, этот химический элемент имеет на молекулярном уровне тесную связь с атомами железа.

В процессе плавления чугуна и его кристаллизации углеродная составляющая не может полностью пронизать структурную решетку железа. Вследствие этого материал чугун примеряет на себя свойство хрупкости. Чугун используют для деталей, от которых требуется повышенная прочность. Однако чугун не применяют при изготовлении предметов, на которые будут действовать постоянные динамические нагрузки.

В таблице ниже указана температура плавления чугуна в сравнении с другими металлами.

Температура плавления чугуна и других металлов

Эта характеристика физическая величина, характеризующая способность материала к проведению электрического тока. Значение для каждого металла требуется для правильного расчета электрического сопротивления проводников. При этом учитывается геометрия изделия. Вычисления проводятся по следующей формуле:

Она подходит не только для расчетов сопротивления меди, но и алюминия и других сплавов.

Значения удельного электрического сопротивления измеряются в Ом*мм2/м. Для меди это значение составляет 0,0175 Ом*мм2/м. Для других металлов данные представлены в таблице.

Выбирая материал и проводя вычисления, следует иметь в виду обратную проводимость, измеряемую в Сименсах. Медь имеет значение 58 100 000 См/м.

Важной характеристикой является температурный коэффициент сопротивления, т.е. свойство изменения уровня проводимости при изменении температуры. У всех металлов существует данных коэффициент. Снижение температуры провоцирует понижение уровня проводимости, а при увеличении – наоборот. Однако у некоторых проводников существует интересно явление – при снижении температуры, снижается и сопротивление вплоть до его полного исчезновения.

Для расчетов электросопротивления используется коэффициент теплопроводности меди в соответствии с формулой:

ΔR = α*R*ΔT, где α — температурный коэффициент

Читать еще:  Можно ли обезжиривать металл бензином перед покраской

Теплопроводность строительных материалов — Таблица 4

Это заключительная, но не последняя, таблица из серии данных по теплопроводности. В этой таблице иллюстрируется теплопроводность строительных материалов для городского строительства — собраны показатели для металла, который широко применяется в строительстве (сталь), для стекла, для чугуна (если у вас есть котел или печь), для фанеры и для других материалов.

Посмотрим на Таблицу 4, в которой указана теплопроводность строительных материалов (некоторые показатели для одних и тех же материалов с различной плотностью):

Можно ли использовать песок в качестве утеплителя? Судя по показателям для сухого песка – да. Если обеспечить защиту песка от влаги, то его можно использовать в тех местах, где требуется одна из его характеристик – негорючесть. Песок используют в качестве теплоизолятора и рассеивающего тепло элемента в так называемых «песчаных ящиках» при проходке дымоходом сквозь перекрытия из сгораемых материалов. Песок в сухом виде принимает избыточное тепло от дымохода (иногда температура может быть до 800-1000 градусов С при горении сажи в дымоходе) и рассеивает его, не давая воспламениться конструкциям перекрытия. Сухой песок может быть использован как в потолочных перекрытиях первого этажа, так и в чердачных перекрытиях.

Если песок намокает, то теплопроводность его резко повышается, и он теряет свои теплоизолирующие свойства.

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

В таблице представлены значения теплопроводности металлов (цветных), а также химический состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные металлы и сплавы: никель Ni, монель, нихром; сплавы никеля (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; магниевые сплавы (по ГОСТ 2856-68), электрон, платинородий; мягкие припои (по ГОСТ 1499-70): олово чистое, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда.

По данным таблицы видно, что высокую теплопроводность (при комнатной температуре) имеют магниевые сплавы и никель. Низкая же теплопроводность свойственна нихрому, инвару и сплаву Вуда.

Для сплавов можно пользоваться соотношением λ = LσT+ С, причем L и С имеют следующие значения:

Читать еще:  Что такое конструкционные легированные стали

Температура плавления некоторых других чистых металлов составляет (градусы Цельсия) [1]:

  • ртуть: минус 39
  • литий: 181
  • олово: 232
  • свинец: 328
  • цинк: 420
  • магний: 650
  • медь: 1085
  • никель: 1455
  • железо: 1538
  • титан: 1670

Источники:
1. Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1993
2. Handbook of Aluminum: Vol. 1, ed. G. E. Totten, D. S. MacKenzie, 2003
3. Groover, Mikell P. Fundamentals of modern manufacturing: materials, processes and systems, 4th ed. – JOHN WILEY & SONS, 2010
4. Introduction to Alloy Phase Diagrams – ASM International, 1992
5. TALAT 1205

Основные характеристики

Удельная теплоемкость стали – количество тепла, затрачиваемое на нагрев одного килограмма стали на один градус (по шкале Цельсия или Кельвина). В твердом состоянии у обычной стали она в среднем равна 460 Дж/(кг*К), у высоколегированной – 480 Дж/(кг*К). Значение влияет на количество топлива, которое потребуется на разогревание заготовки до заданной температуры. Так же, размер этой цифры говорит о вероятности образования трещин на металле. Более высокое значение теплоемкости высоколегированной стали по сравнению с нелегированной говорит о том, что она в большей степени подвержена образованию трещин, является боле тугоплавкой, имеет худшую свариваемость. Жаропрочные высоколегированные и коррозиестойкие марки поддаются обработке хуже, чем низколегированные и низкоуглеродистые разновидности.

Обратным свойством теплоемкости является теплопроводность. Рассмотрим показатели коэффициента теплопроводности некоторых марок стали при температуре 100 градусов Цельсия, Вт/(м*град.С):

— 22К — конструкционная углеродистая – 51;

— 33ХС — конструкционная легированная – 38;

— 10ХСНД – конструкционная низколегированная – 40;

— У10 – инструментальная нелегированная – 44;

— Р9М4К8 – инструментальная быстрорежущая – 25;

— 15ХМФКР – жаропрочная низколегированная – 32,2;

— 08Х21Н6М2Т – жаропрочная высоколегированная – 14,6;

— 12Х18Н12Т – жаропрочная нержавеющая – 16,3.

При анализе значений данного перечня можно убедиться, что при повышении показателя легирования стали, вне зависимости от назначения марки, значение коэффициента теплопроводности снижается, а это означает повышение теплоемкости.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×