To tylko jedna z 12 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Ćwiczenie 1
POMIARY IMPEDANCJI
1. Wprowadzenie
1.1.
Rezystancja
W roku 1826 Georg Simon Ohm stwierdził doświadczalnie, e wartość prądu elektrycznego
jednokierunkowego I, przepływającego przez metalowy przewodnik jest wprost proporcjonalna do napięcia U, wynikającego z ró nicy potencjałów początku V1 i końca V2 przewodnika (U = V1 – V2):
I ~ U;
I=
U
.
R
(1.1)
Zale ność (1.1) jest powszechnie nazywana prawem Ohma. Współczynnik proporcjonalności R nosi nazwę rezystancji (oporu elektrycznego).
Zale ność (1.1) mo e być przedstawiona równie w postaci
I = G ⋅U ,
gdzie: G =
(1.1a)
1
nazywa się konduktancją (przewodnością elektryczną).
R
Jednostką rezystancji jest om [1 ], a jednostką konduktancji – simens [1 S].
Związek określający rezystancję z zale ności od napięcia i prądu mo na przedstawić graficznie jako charakterystykę napięciowo-prądową tej rezystancji. W przypadku, gdy wartość rezystancji jest niezale na od prądu i napięcia, charakterystyka napięciowo-prądowa jest linią
prostą, a rezystancja nazywa się rezystancją liniową. Dla rezystancji liniowej przebiegi czasowe prądu i napięcia są do siebie proporcjonalne. Je eli charakterystyka napięciowoprądowa nie jest linią prostą, to rezystancja zale y od prądu i napięcia i nazywa się rezystancją nieliniową. Charakterystyki napięciowo-prądowe pokazano na rys. 1.
a)
b)
U
U
I
I
Rys.1. Charakterystyki U = f(I) rezystancji: a) rezystancja liniowa; b) rezystancja nieliniowa
1
Rezystancja przewodu jest tym większa, im większa jest jego długość l i im mniejszy przekrój
poprzeczny s. Te zale ności mo na zapisać za pomocą równania:
R=
ρ ⋅l
s
.
(1.2)
Współczynnik proporcjonalności ρ jest stałą, której wartość zale y od rodzaju materiału
przewodu. Stała ta nazywa się rezystywnością materiału, lub opornością właściwą. Jednostką
rezystywności jest [1
·m]. W praktyce u ywa się często jednostki pokrewnej, dostosowanej
do wymiaru przewodów. Jest nią [1
Ω ⋅ mm 2
m
]. Wielkość odwrotna nazywa się konduktyw-
nością, lub przewodnością właściwą.
Zgodnie z równaniem (1.2), rezystancja materiału ma, w zale ności od konduktywności, postać następującą:
R=
l
.
γ ⋅s
(1.3)
Jednostką konduktywności jest [1 S·m-1] lub [1 S·m/mm2].
W tablicy 1 podano wartości rezystywności i konduktywności niektórych materiałów stosowanych w elektrotechnice.
Z punktu widzenia przewodzenia prądu elektrycznego, materiały dzieli się na trzy grupy:
• przewodniki,
• dielektryki,
• półprzewodniki.
Przewodniki są to materiały o małej rezystywności, przewodzące łatwo prąd pod wpływem
przyło onego napięcia. Do przewodników zalicza się materiały, w których przepływ prądu
polega na ruchu elektronów swobodnych (przewodnictwo elektronowe). Do tej grupy nale ą
metale i węgiel. Metale mają bardzo du ą liczbę elektronów swobodnych (ok. 1023 w cm3).
Do przewodników zalicza się równie materiały, w których przepływ prądu polega na ruchu
jonów naładowanych dodatnio lub ujemnie (przewodnictwo jonowe). Do tej klasy przewodników nale ą wodne
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)