Удельное электрическое сопротивление стали при различных температурах
Представлены таблицы значений удельного электрического сопротивления сталей различных типов и марок в зависимости от температуры — в диапазоне от 0 до 1350°С.
В общем случае, удельное сопротивление определяется только составом вещества и его температурой, оно численно равно полному сопротивлению изотропного проводника, имеющего длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 м 2 .
Удельное электрическое сопротивление стали существенно зависит от состава и температуры. При повышении температуры этого металла увеличивается частота и амплитуда колебаний атомов кристаллической решетки, что создает дополнительное сопротивление прохождению электрического тока через толщу сплава. Поэтому, с ростом температуры сопротивление стали увеличивается.
Изменение состава стали и процента содержания в ней легирующих добавок значительно сказывается на величине электросопротивления. Например, углеродистые и низколегированные стали в несколько раз лучше проводят электрический ток, чем высоколегированные и жаропрочные, которые имеют высокое содержание никеля и хрома.
Углеродистые стали
Углеродистые стали при комнатной температуре, как уже было сказано, имеют низкое удельное электросопротивление за счет высокого содержания железа. При 20°С значение их удельного сопротивления находится в диапазоне от 13·10 -8 (для стали 08КП) до 20·10 -8 Ом·м (для У12).
При нагревании до температур более 1000°С способность углеродистых сталей проводить электрический ток сильно снижается. Величина сопротивления возрастает на порядок и может достигать значения 130·10 -8 Ом·м.
| Температура, °С | Сталь 08КП | Сталь 08 | Сталь 20 | Сталь 40 | Сталь У8 | Сталь У12 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 12 | 13,2 | 15,9 | 16 | 17 | 18,4 |
| 20 | 13 | 14,2 | 16,9 | 17,1 | 18 | 19,6 |
| 50 | 14,7 | 15,9 | 18,7 | 18,9 | 19,8 | 21,6 |
| 100 | 17,8 | 19 | 21,9 | 22,1 | 23,2 | 25,2 |
| 150 | 21,3 | 22,4 | 25,4 | 25,7 | 26,8 | 29 |
| 200 | 25,2 | 26,3 | 29,2 | 29,6 | 30,8 | 33,3 |
| 250 | 29,5 | 30,5 | 33,4 | 33,9 | 35,1 | 37,9 |
| 300 | 34,1 | 35,2 | 38,1 | 38,7 | 39,8 | 43 |
| 350 | 39,3 | 40,2 | 43,2 | 43,8 | 45 | 48,3 |
| 400 | 44,8 | 45,8 | 48,7 | 49,3 | 50,5 | 54 |
| 450 | 50,9 | 51,8 | 54,6 | 55,3 | 56,5 | 60 |
| 500 | 57,5 | 58,4 | 60,1 | 61,9 | 62,8 | 66,5 |
| 550 | 64,8 | 65,7 | 68,2 | 68,9 | 69,9 | 73,4 |
| 600 | 72,5 | 73,4 | 75,8 | 76,6 | 77,2 | 80,2 |
| 650 | 80,7 | 81,6 | 83,7 | 84,4 | 85,2 | 87,8 |
| 700 | 89,8 | 90,5 | 92,5 | 93,2 | 93,5 | 96,4 |
| 750 | 100,3 | 101,1 | 105 | 107,9 | 110,5 | 113 |
| 800 | 107,3 | 108,1 | 109,4 | 111,1 | 112,9 | 115 |
| 850 | 110,4 | 111,1 | 111,8 | 113,1 | 114,8 | 117,6 |
| 900 | 112,4 | 113 | 113,6 | 114,9 | 116,4 | 119,6 |
| 950 | 114,2 | 114,8 | 115,2 | 116,6 | 117,8 | 121,2 |
| 1000 | 116 | 116,5 | 116,7 | 117,9 | 119,1 | 122,6 |
| 1050 | 117,5 | 117,9 | 118,1 | 119,3 | 120,4 | 123,8 |
| 1100 | 118,9 | 119,3 | 119,4 | 120,7 | 121,4 | 124,9 |
| 1150 | 120,3 | 120,7 | 120,7 | 122 | 122,3 | 126 |
| 1200 | 121,7 | 122 | 121,9 | 123 | 123,1 | 127,1 |
| 1250 | 123 | 123,3 | 122,9 | 124 | 123,8 | 128,2 |
| 1300 | 124,1 | 124,4 | 123,9 | — | 124,6 | 128,7 |
| 1350 | 125,2 | 125,3 | 125,1 | — | 125 | 129,5 |
Низколегированные стали
Низколегированные стали способны чуть более сильно сопротивляться прохождению электричества, чем углеродистые. Их удельное электросопротивление составляет (20…43)·10 -8 Ом·м при комнатной температуре.
Следует отметить марки стали этого типа, которые наиболее плохо проводят электрический ток — это 18Х2Н4ВА и 50С2Г. Однако при высоких температурах, способность проводить электрический ток у сталей, приведенных в таблице, практически не различается.
| Марка стали | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15ХФ | — | 28,1 | 42,1 | 60,6 | 83,3 | — | — | — |
| 30Х | 21 | 25,9 | 41,7 | 63,6 | 93,4 | 114,5 | 120,5 | 125,1 |
| 12ХН2 | 33 | 36 | 52 | 67 | — | 112 | — | — |
| 12ХН3 | 29,6 | — | — | 67 | — | 116 | — | — |
| 20ХН3 | 24 | 29 | 46 | 66 | — | 123 | — | — |
| 30ХН3 | 26,8 | 31,7 | 46,9 | 68,1 | 98,1 | 114,8 | 120,1 | 124,6 |
| 20ХН4Ф | 36 | 41 | 56 | 72 | 102 | 118 | — | — |
| 18Х2Н4ВА | 41 | 44 | 58 | 73 | 97 | 115 | — | — |
| 30Г2 | 20,8 | 25,9 | 42,1 | 64,5 | 94,6 | 114,3 | 120,2 | 125 |
| 12МХ | 24,6 | 27,4 | 40,6 | 59,8 | — | — | — | — |
| 40Х3М | — | 33,1 | 48,2 | 69,5 | 96,2 | — | — | — |
| 20Х3ФВМ | — | 39,8 | 54,4 | 74,3 | 98,2 | — | — | — |
| 50С2Г | 42,9 | 47 | 60,1 | 78,8 | 105,7 | 119,7 | 124,9 | 128,9 |
| 30Н3 | 27,1 | 32 | 47 | 67,9 | 99,2 | 114,9 | 120,4 | 124,8 |
Высоколегированные стали
Высоколегированные стали имеют удельное электрическое сопротивление в несколько раз выше чем углеродистые и низколегированные. По данным таблицы видно, что при температуре 20°С его величина составляет (30…86)·10 -8 Ом·м.
При температуре 1300°С сопротивление высоко- и низко- легированных сталей становится почти одинаковым и не превышает 131·10 -8 Ом·м.
| Марка стали | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Г13 | 68,3 | 75,6 | 93,1 | 95,2 | 114,7 | 123,8 | 127 | 130,8 |
| Г20Х12Ф | 72,3 | 79,2 | 91,2 | 101,5 | 109,2 | — | — | — |
| Г21Х15Т | — | 82,4 | 95,6 | 104,5 | 112 | 119,2 | — | — |
| Х13Н13К10 | — | 90 | 100,8 | 109,6 | 115,4 | 119,6 | — | — |
| Х19Н10К47 | — | 90,5 | 98,6 | 105,2 | 110,8 | — | — | — |
| Р18 | 41,9 | 47,2 | 62,7 | 81,5 | 103,7 | 117,3 | 123,6 | 128,1 |
| ЭХ12 | 31 | 36 | 53 | 75 | 97 | 119 | — | — |
| 40Х10С2М (ЭИ107) | 86 | 91 | 101 | 112 | 122 | — | — | — |
Хромистые нержавеющие стали
Хромистые нержавеющие стали имеют высокую концентрацию атомов хрома, что увеличивает их удельное сопротивление — электропроводность такой нержавеющей стали не высока. При обычных температурах ее сопротивление составляет (50…60)·10 -8 Ом·м.
| Марка стали | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Х13 | 50,6 | 58,4 | 76,9 | 93,8 | 110,3 | 115 | 119 | 125,3 |
| 2Х13 | 58,8 | 65,3 | 80 | 95,2 | 110,2 | — | — | — |
| 3Х13 | 52,2 | 59,5 | 76,9 | 93,5 | 109,9 | 114,6 | 120,9 | 125 |
| 4Х13 | 59,1 | 64,6 | 78,8 | 94 | 108 | — | — | — |
Хромоникелевые аустенитные стали
Хромоникелевые аустенитные стали также являются нержавеющими, но за счет добавки никеля имеют удельное сопротивление почти в полтора раза выше, чем у хромистых — оно достигает величины (70…90)·10 -8 Ом·м.
| Марка стали | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12Х18Н9 | — | 74,3 | 89,1 | 100,1 | 109,4 | 114 | — |
| 12Х18Н9Т | 72,3 | 79,2 | 91,2 | 101,5 | 109,2 | — | — |
| 17Х18Н9 | 72 | 73,5 | 92,5 | 103 | 111,5 | 118,5 | — |
| Х18Н11Б | — | 84,6 | 97,6 | 107,8 | 115 | — | — |
| Х18Н9В | 71 | 77,6 | 91,6 | 102,6 | 111,1 | 117,1 | 122 |
| 4Х14НВ2М (ЭИ69) | 81,5 | 87,5 | 100 | 110 | 117,5 | — | — |
| 1Х14Н14В2М (ЭИ257) | — | 82,4 | 95,6 | 104,5 | 112 | 119,2 | — |
| 1х14Н18М3Т | — | 89 | 100 | 107,5 | 115 | — | — |
| 36Х18Н25С2 (ЭЯ3С) | — | 98,5 | 105,5 | 110 | 117,5 | — | — |
| Х13Н25М2В2 | — | 103 | 112,1 | 118,1 | 121 | — | — |
| Х7Н25 (ЭИ25) | — | — | 109 | 115 | 121 | 127 | — |
| Х2Н35 (ЭИ36) | 87,5 | 92,5 | 103 | 110 | 116 | 120,5 | — |
| Н28 | 84,2 | 89,1 | 99,6 | 107,7 | 114,2 | 118,4 | 122,5 |
Жаропрочные и жаростойкие стали
По своим электропроводящим свойствам жаропрочные и жаростойкие стали близки к хромоникелевым. Высокое содержание в этих сплавах хрома и никеля не позволяет им проводить электрический ток, подобно обычным углеродистым с высокой концентрацией железа.
Значительное удельное электросопротивление и высокая рабочая температура таких сталей делают возможным их применение в качестве рабочих элементов электрических нагревателей. В частности, сталь 20Х23Н18 по своему сопротивлению и жаростойкости в некоторых случаях способна заменить такой популярный сплав для нагревателей, как нихром Х20Н80.
| Температура, °С | 15Х25Т (ЭИ439) |
15Х28 (ЭИ349) |
40Х9С2 (ЭСХ8) |
Х25С3Н (ЭИ261) |
20Х23Н18 (ЭИ 417) |
Х20Н35 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | — | — | — | — | — | 106 |
| 20 | — | — | 75 | 80 | — | — |
| 100 | — | — | — | — | 97 | — |
| 200 | — | — | — | — | 98 | 113 |
| 400 | 102 | — | — | — | 105 | 120 |
| 600 | 113 | — | — | — | 115 | 124 |
| 800 | — | 122 | — | — | 121 | 128 |
| 900 | — | — | — | — | 123 | — |
| 1000 | — | 127 | — | — | — | 132 |
- Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
- Физические величины. Справочник. Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
- Как обеспечивается микроклимат в инкубаторе
- Характеристики теплоизоляционных плит Изорок (Isoroc)
Удельное электрическое сопротивление от температуры для различных марок сталей и сплавов
Удельное электрическое сопротивление стали — способность к противодействию протеканию электрического тока, пропускаемого через данную сталь.
Удельное сопротивление стали, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из стали, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м² .
Единицей измерения данной величины служит Ом*м (Ом-метр).
В качестве символа используется греческая буква ρ (ро).
Высокие показатели удельного сопротивления означают плохую проводимость электрического тока данным материалом.
Удельное электрическое сопротивление стали существенно зависит от состава и температуры.
При повышении температуры стали увеличивается частота и амплитуда колебаний атомов кристаллической решетки, что создает дополнительное сопротивление прохождению электрического тока через толщу стали, что приводит к увеличению сопротивления стали.
При нагревании до температур более 1000°С способность углеродистых сталей проводить электрический ток сильно снижается.
Поиск и выбор удельного электрического сопротивления для различных марок сталей и сплавов по таблице, при указанных температурах °C. В таблице использованы справочники [1, 2].
Для выбора марок стали следует пользоваться системой поиска по таблице.
Удельное электрическое сопротивление ρ, нОм·м, при температуре, °C
| Марка стали, сплава | 20°C | 100°C | 200°C | 300°C | 400°C | 500°C | 600°C | 700°C | 800°C | 900°C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 08 | — | 178 | 252 | 341 | 448 | 575 | 725 | 898 | 1073 | 1124 |
| 08кп | 147 | 178 | 252 | 341 | 448 | 575 | 725 | 898 | 1073 | 1124 |
| 10 | — | 190 | 263 | 352 | 458 | 584 | 734 | 905 | 1081 | 1130 |
| 15 | — | 233 | 296 | 387 | 487 | 607 | 753 | 904 | 1092 | 1140 |
| 20 | — | 219 | 292 | 381 | 487 | 601 | 758 | 925 | 1094 | 1135 |
| 25 | 169 | 219 | 292 | 381 | 488 | 601 | 758 | 925 | — | — |
| 35 | — | 251 | 321 | 408 | 511 | 629 | 759 | 922 | 1112 | 1156 |
| 50 | 272 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 20К [3] | — | 240 | 300 | 400 | 500 | 640 | 760 | 870 | — | — |
| 22К [3] | 160 | 221 | 296 | 389 | 493 | 619 | 766 | 932 | 1100 | 1150 |
| 17Г1СУ | 200 | 240 | 300 | 360 | 440 | 540 | 620 | 750 | 880 | 910 |
| 30Х | 210 | 259 | 330 | 417 | 517 | 636 | 778 | 934 | 1106 | 1145 |
| 38ХА | 290 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 40Х | 278 | 324 | 405 | 555 | 717 | 880 | 1100 | 1330 | — | — |
| 12МХ | — | 240 | 330 | 410 | 540 | 640 | 740 | 900 | — | — |
| 20ХМ | 245 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 30ХМ, 30ХМА | 230 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 15ХФ | — | 281 | 345 | 421 | 513 | 606 | 731 | 833 | — | — |
| 25ХГСА | 306 | 338 | 415 | 501 | 573 | 660 | 830 | 1000 | 1100 | — |
| 30ХГС, 30ХГСА | 210 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 12Х1МФ (ЭИ 575) | 323 | 370 | 438 | 518 | 612 | 718 | 835 | 977 | — | — |
| 25Х1М1Ф (Р2, Р2МА) | 233 | 283 | 349 | 428 | 519 | 633 | 746 | 862 | — | — |
| 20Х1М1Ф1ТР (ЭП 182) | 260 | 309 | 371 | 444 | 534 | 645 | 769 | 919 | 1109 | — |
| 12ХН2 | 330 | 360 | 430 | 520 | 590 | 670 | — | — | 1050 | 1120 |
| 40ХН2МА (40ХНМА) | 331 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 30ХН2МФА (30ХН2ВФА) | 333 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 20ХН3А | 270 | 300 | 350 | 450 | 550 | 650 | — | — | — | — |
| 30ХН3А | 268 | 317 | 387 | 469 | 567 | 681 | 817 | 981 | — | — |
| 38ХН3МА | 292 | 317 | 338 | 425 | 506 | 602 | 742 | 890 | 1100 | — |
| 38ХН3МФА | 300 | 321 | 365 | 437 | 516 | 613 | 750 | 897 | 1080 | — |
| 20ХН4ФА | 360 | 410 | 480 | 560 | 640 | 720 | — | 1020 | 1120 | 1180 |
| 25Х2М1Ф (ЭИ 723) | 270 | 360 | 420 | 500 | 590 | 710 | 840 | 970 | — | — |
| 36Х2Н2МФА (36ХН1МФА) | 278 | 335 | 432 | 517 | 613 | 720 | 825 | 940 | — | — |
| 38Х2Н2МА (38ХНМА) | 322 | 398 | 482 | 592 | 740 | 910 | 1090 | 1300 | — | — |
| 20Х3МВФ (ЭИ 415, ЭИ 579) | — | 398 | 465 | 544 | 640 | 743 | 859 | 982 | — | — |
| 15Х5М (12Х5МА, Х5М) | 430 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 50ХФА | 320 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| ШХ15 | — | 390 | 470 | 520 | — | — | — | — | — | — |
| 40Х10С2М (4Х10С2М, ЭИ 107) | — | 906 | 958 | 1010 | 1062 | 1114 | 1166 | 1216 | — | — |
| 12Х11В2МФ (типа ЭИ 756) | 1050 | 630 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 18Х11МНФБ (2Х11МФБН, ЭП 291) | 621 | 667 | 730 | 801 | 874 | 952 | 1026 | 1101 | — | — |
| 03Х11Н10М2Т | 910 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 06Х12Н3Д | 655 | 720 | 779 | 835 | 897 | — | — | — | — | — |
| 37Х12Н8Г8МФБ (ЭИ 481) | 740 | 850 | 900 | 950 | 1010 | 1100 | 1150 | 1200 | — | — |
| 08Х13 (0Х13, ЭИ 496) | 506 | 584 | 679 | 769 | 854 | 938 | 1021 | 1103 | — | — |
| 12Х13 (1Х13) | 506 | 584 | 679 | 769 | 854 | 938 | 1021 | 1103 | — | — |
| 20Х13 (2Х13) | 588 | 653 | 730 | 800 | 884 | 952 | 1022 | 1102 | — | — |
| 30Х13 (3Х13) | 522 | 595 | 684 | 769 | 858 | 935 | 1015 | 1099 | — | — |
| 40Х13 (4Х13) | — | 786 | 830 | 890 | 950 | 998 | 1046 | 1122 | — | — |
| 08Х14МФ | 557 | 649 | 750 | 882 | 914 | 985 | 1056 | — | — | — |
| 1Х14Н14В2М (ЭИ 257) | — | 830 | 890 | 950 | 1010 | 1050 | 1080 | 1130 | — | — |
| 45Х14Н14В2М (ЭИ 69) [3] | 815 | 875 | 945 | 1000 | 1055 | 1100 | 1140 | 1175 | — | — |
| 09Х14Н16Б (ЭИ 694) | 774 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 09Х14Н19В2БР (ЭИ 695Р) [5] | 816 | 873 | 934 | 988 | 1036 | 1078 | 1114 | 1115 | 1117 | 1198 |
| 09Х14Н19В2БР1 (ЭИ 726) | 848 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 07Х16Н6 (Х16Н6, ЭП 288) | 836 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 08Х16Н13М2Б (ЭИ 405, ЭИ 680) | — | 886 | 910 | 1008 | 1050 | 1090 | 1120 | 1150 | — | — |
| 10Х16Н14В2БР |
- Марочник сталей и сплавов. 2-е изд., исправл. и доп. / Зубченко А.С., Колосков М.М., Каширский Ю.В. и др. Под ред. А.С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2003. 784 с.
- Машиностроение. Энциклопедия. Т. II–3. Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. /Под общей редакцией И.Н. Фридляндера. М.: Машиностроение, 2001. 880 с.
- Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали. Справочник. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 480 с.
- Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд. /Сорокин В.Г. и др. Науч. ред. В.Г. Сорокин, М.А. Гервасьев. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 608 с.
- Масленков С.Б., Масленкова Е.А. Стали и сплавы для высоких температур. Справочное издание. В 2-х книгах. Кн. 1. М.: Металлургия, 1991. 383 с.
- Машиностроение. Энциклопедия. Т. II–3. Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. /Под общей редакцией И.Н. Фридляндера. М.: Машиностроение, 2001. 880 с.
- Международный транслятор современных сталей и сплавов. /Под ред. В.Я. Кершенбаума. Т. 2. М.: Интак, 1992. 556 с.
Электропроводность нержавейки
Электропроводность (электрическая проводимость) и электрическое сопротивление нержавейки разных марок.
Под удельной электропроводностью металлов подразумевается способность стали проводить электрический ток (измеряется в Ом/м).
Также это физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.
Все нержавеющие сплавы являются проводниками, но сопротивление у разных сплавов разная, некоторые из них проводят электрический ток хуже, некоторые – лучше.
Удельное электрическое сопротивление металла значительно зависит и от температуры. При увеличении температуры стали увеличивается частота и амплитуда колебаний атомов кристаллической решетки, это увеличивает сопротивление материала и затрудняет прохождение электрического тока. Поэтому, с ростом температуры сопротивление металла увеличивается.
В этой таблице можно посмотреть как проводимость, так и сопротивление нержавеющих сплавов и не только.
Пояснения по терминам в конце таблицы.*
| Материалы | Проводимость * (% IACS) |
Проводимость * (сименс/м) |
Сопротивление * (Ом*м) |
|---|
| Железо и чугун | |||
| Железо чистое | 18.00 | 1.044*10 7 | 9.579*10 -8 |
| В слитке Iron Ingot (непр.назв.ignot) (99.9% Fe) | 15.60 | 9.048*10 6 | 1.105*10 -7 |
| Низкоуглеродистый белый чугун | 3.25 | 5.300*10 -7 | |
| Мартенситное хромо-никелевое (стое) железо /martensitic nickel-chromium iron | 2.16 | 8.000*10 -7 | |
| Высококремнистый чугун / high-silicon iron | 3.45 | 5.000*10 -7 | |
| Железо-никелевые сплавы/ h igh-nickel iron | 1.0-1.2 | 1.4*10 -6 –1.7*10 -6 | |
| Хромо-никелевое кремнистое железо / nickel-chromium-silicon iron | 1.0-1.2 | 1.5*10 -6 –1.7*10 -6 | |
| Алюминиево-железные сплавы/ high-aluminum iron | 0.72 | 2.400*10 -6 | |
| Кремнистый чугун/ medium-silicoon ductile iron | 2.0-3.0 | 5.8*10 -7 –8.7*10 -7 | |
| Ниель-железные сплавы / high-nickel ductile (20% Ni) | 1.69 | 1.020*10 -6 | |
| Углеродистые и низколегированные стали. AISI | |||
| 1008 (Отожженная) | 11.81 | 1.460*10 -7 | |
| 1010 | 12.06 | 1.430*10 -7 | |
| 1015 (Отожженная) | 10.84 | 1.590*10 -7 | |
| 1016 (Отожженная) | 10.78 | 1.600*10 -7 | |
| 1018 (Отожженная) | 10.84 | 1.590*10 -7 | |
| 1020 | 10.84 | 1.590*10 -7 | |
| 1022 (Отожженная) | 10.84 | 1.590*10 -7 | |
| 1025 (Отожженная) | 10.84 | 1.590*10 -7 | |
| 1029 (Отожженная) | 10.78 | 1.600*10 -7 | |
| 1030 (Отожженная) | 10.39 | 1.660*10 -7 | |
| 1035 (Отожженная) | 10.58 | 1.630*10 -7 | |
| 1040 (Отожженная) | 10.78 | 1.600*10 -7 | |
| 1042 (Отожженная) | 10.08 | 1.710*10 -7 | |
| 1043 (Отожженная) | 10.58 | 1.630*10 -7 | |
| 1045 (Отожженная) | 10.64 | 1.620*10 -7 | |
| 1046 | 10.58 | 1.630*10 -7 | |
| 1050 (Отожженная) | 10.58 | 1.630*10 -7 | |
| 1055 | 10.58 | 1.630*10 -7 | |
| 1060 | 9.58 | 1.800*10 -7 | |
| 1065 | 10.58 | 1.630*10 -7 | |
| 1070 | 10.26 | 1.680*10 -7 | |
| 1078 (Отожженная) | 9.58 | 1.800*10 -7 | |
| 1080 | 9.58 | 1.800*10 -7 | |
| 1095 | 9.58 | 1.800*10 -7 | |
| 1137 | 10.14 | 1.700*10 -7 | |
| 1141 | 10.14 | 1.700*10 -7 | |
| 1151 | 10.14 | 1.700*10 -7 | |
| 1524 | 8.29 | 2.080*10 -7 | |
| 1524 (Отожженная) | 10.78 | 1.600*10 -7 | |
| 1552 | 10.58 | 1.630*10 -7 | |
| 4130 (Закаленная и отпущенная) | 7.73 | 2.230*10 -7 | |
| 4140 (Закаленная и отпущенная) | 7.84 | 2.200*10 -7 | |
| 4626 (Нормализованная и отпущенная) | 8.62 | 2.000*10 -7 | |
| 4815 | 6.63 | 2.600*10 -7 | |
| 5132 | 8.21 | 2.100*10 -7 | |
| 5140 (Закаленная и отпущенная) | 7.56 | 2.280*10 -7 | |
| Холоднодеформированные нержавеющие стали отожженные AISI | |||
| 201 | 2.50 | 6.900*10 -7 | |
| 202 | 2.50 | 6.900*10 -7 | |
| 301 | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 302 | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 302B | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 303 | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 304 | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 302Cu | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 304N | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 304 | 2.50 | 1.450*10 6 | 6.897*10 -7 |
| 304 | 2.50 | 1.450*10 6 | 6.897*10 -7 |
| 305 | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 308 | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 309 | 2.21 | 7.800*10 -7 | |
| 310 | 2.21 | 7.800*10 -7 | |
| 314 | 2.24 | 7.700*10 -7 | |
| 316 | 2.33 | 7.400*10 -7 | |
| 316N | 2.33 | 7.400*10 -7 | |
| 316 | 2.30 | 1.334*10 6 | 7.496*10 -7 |
| 317 | 2.33 | 7.400*10 -7 | |
| 317L | 2.18 | 7.900*10 -7 | |
| 321 | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 329 | 2.30 | 7.500*10 -7 | |
| 330 | 1.69 | 1.020*10 -6 | |
| 347 | 2.36 | 7.300*10 -7 | |
| 347 | 2.40 | 1.392*10 6 | 7.184*10 -7 |
| 384 | 2.18 | 7.900*10 -7 | |
| 405 | 2.87 | 6.000*10 -7 | |
| 410 | 3.02 | 5.700*10 -7 | |
| 414 | 2.46 | 7.000*10 -7 | |
| 416 | 3.02 | 5.700*10 -7 | |
| 420 | 3.13 | 5.500*10 -7 | |
| 429 | 2.92 | 5.900*10 -7 | |
| 430 | 2.87 | 6.000*10 -7 | |
| 430F | 2.87 | 6.000*10 -7 | |
| 431 | 2.39 | 7.200*10 -7 | |
| 434 | 2.87 | 6.000*10 -7 | |
| 436 | 2.87 | 6.000*10 -7 | |
| 439 | 2.74 | 6.300*10 -7 | |
| 440A | 2.87 | 6.000*10 -7 | |
| 440C | 2.87 | 6.000*10 -7 | |
| 444 | 2.78 | 6.200*10 -7 | |
| 446 | 2.57 | 6.700*10 -7 | |
| PH 13-8 Mo | 1.69 | 1.020*10 -6 | |
| 15-5 PH | 2.24 | 7.700*10 -7 | |
| 17-4 PH | 2.16 | 8.000*10 -7 | |
| 17-7 PH | 2.08 | 8.300*10 -7 | |
| Холоднодеформированные и спеченные суперсплавы (супераллои, супералои) | |||
| Elgiloy | 1.73 | 9.950*10 -7 | |
| Hastelloy Хастеллой “A” | 1.40 | 8.120*10 5 | 1.232*10 -6 |
| Hastelloy Хастеллой”B” и “C” | 1.30 | 7.540*10 5 | 1.326*10 -6 |
| Hastelloy Хастеллой”D” | 1.50 | 8.700*10 5 | 1.149*10 -6 |
| Hastelloy Хастеллой”X” | 1.50 | 8.700*10 5 | 1.149*10 -6 |
| Haynes 150 | 2.13 | 8.100*10 -7 | |
| Haynes 188 | 1.87 | 9.220*10 -7 | |
| Haynes 230 | 1.38 | 1.250*10 -6 | |
| Incoloy 800 Инкаллой | 1.74 | 9.890*10 -7 | |
| Incoloy 825 | 1.53 | 1.130*10 -6 | |
| Incoloy 903 | 2.83 | 6.100*10 -7 | |
| Incoloy 907 | 2.47 | 6.970*10 -7 | |
| Incoloy 909 | 2.37 | 7.280*10 -7 | |
| Inconel 600 Инконель | 1.70 | 9.860*10 5 | 1.014*10 -6 |
| Inconel 600 | 1.67 | 1.030*10 -6 | |
| Inconel 601 | 1.45 | 1.190*10 -6 | |
| Inconel 617 | 1.41 | 1.220*10 -6 | |
| Inconel 625 | 1.34 | 1.290*10 -6 | |
| Inconel 690 | 11.65 | 1.480*10 -7 | |
| Inconel 718 | 1.38 | 1.250*10 -6 | |
| Inconel X750 | 1.41 | 1.220*10 -6 | |
| L-605 | 1.94 | 8.900*10 -7 | |
| M-252 | 1.58 | 1.090*10 -6 | |
| MP35N | 1.71 | 1.010*10 -6 | |
| Nimonic? 263 | 1.50 | 1.150*10 -6 | |
| Nimonic 105 | 1.32 | 1.310*10 -6 | |
| Nimonic 115 | 1.24 | 1.390*10 -6 | |
| Nimonic 75 | 1.39 | 1.240*10 -6 | |
| Nimonic 80A | 1.36 | 1.270*10 -6 | |
| Nimonic 90 | 1.46 | 1.180*10 -6 | |
| Nimonic PE.16 | 1.57 | 1.100*10 -6 | |
| Nimonic PK.33 | 1.37 | 1.260*10 -6 | |
| Rene 41 | 1.32 | 1.308*10 -6 | |
| Stellite 6B Стеллит, стелит | 1.89 | 9.100*10 -7 | |
| Udimet 500 | 1.43 | 1.203*10 -6 | |
| Waspaloy | 1.39 | 1.240*10 -6 |
Электропроводимость (% IACS)
(International Annealed Copper Standard)
Это сокращение от «Международного стандарта по отожженной меди» = , это единица измерения проводимости, используемая для сравнения электрических проводников с традиционными медными. Проводимость указывается в процентах от стандартной.100% IACS соответствует проводимости 58 мегасименсов на метр. Что соответствует 1/58 ом на каждый метр провода поперечным сечением в 1 квадратный миллиметр.
Электропроводимость (сименс/м)
Siemens – единица измерения электрической проводимости в системе СИ, величина обратная ому.
Иными словами, проводимость в сименсах – это просто единица, делённая на сопротивление в омах.
См = 1 / Ом = А / В = кг-1·м-2·с³А²
Сопротивление (Ом*м)
Физический смысл удельного сопротивления: материал имеет удельное сопротивление один Ом·см, если изготовленный из этого материала куб со стороной 1 сантиметр имеет сопротивление 1 Ом при измерении на противоположных гранях куба.
В технике чаще применяется единица Ом·мм²/м. Удельное сопротивление однородного куска проводника длиной 1 метр и площадью токоведущего сечения 1 мм² равно 1 Ом·мм²/м, если его сопротивление равно 1 Ом.
Химический состав сплава и электропроводность
Разный состав сплавов и процент содержания в них легирующих добавок очень сказывается на величине электрического сопротивления. Углеродистые и низколегированные стали в несколько раз лучше проводят электрический ток, чем высоколегированные и жаропрочные, которые имеют высокое содержание никеля и хрома.
Углеродистый сплав
Углеродистый сплав при комнатной температуре, имеет низкое удельное электросопротивление за счет высокого содержания железа. При 20°С значение их удельного сопротивления находится в диапазоне от 13·10 -8 (для стали 08КП) до 20·10 -8 Ом·м (для У12).
При нагревании до температур более 1000°С способность углеродистого сплава проводить электрический ток заметно снижается. Сопротивление возрастает на порядок и может достигать значения 130·10 -8 Ом·м.
Низколегированный сплав
Низколегированный сплав способен сильнее сопротивляться прохождению электричества, чем углеродистый. Его удельное электросопротивление составляет (20…43)·10 -8 Ом·м при комнатной температуре.
Внимание, сплавы этого типа, которые очень плохо проводят электрический ток — это 18Х2Н4ВА и 50С2Г. Однако при высоких температурах, способность проводить электрический ток у сталей, приведенных в таблице, практически не различается.
Хромистая нержавеющая сталь
Хромистый нержавеющий сплав имеет высокую концентрацию атомов хрома, что повышает удельное сопротивление — токопроводимость такой нержавеющей стали мала. При обычных температурах ее сопротивление составляет (50…60)·10 -8 Ом·м.
Удельное электросопротивление хромоникелевых нержавеющих сталей ρэ·108, Ом·м
| Марка сплава | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|
| Х13 | 50,6 | 58,4 | 76,9 | 93,8 | 110,3 | 115 | 119 | 125,3 |
| 2Х13 | 58,8 | 65,3 | 80 | 95,2 | 110,2 | — | — | — |
| 3Х13 | 52,2 | 59,5 | 76,9 | 93,5 | 109,9 | 114,6 | 120,9 | 125 |
| 4Х13 | 59,1 | 64,6 | 78,8 | 94 | 108 | — | — | — |
Хромоникелевая нержавеющая аустенитная сталь
Хромоникелевый аустенитный сплав также являются нержавеющими, но из-за добавки никеля имеет удельное сопротивление в полтора раза выше, чем у хромистого — оно достигает величины (70…90)·10-8 Ом·м.
Удельное электросопротивление хромоникелевых нержавеющих сталей ρэ·108, Ом·м
| Марка сплава | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 |
|---|
| 12Х18Н9 | — | 74,3 | 89,1 | 100,1 | 109,4 | 114 | — |
| 12Х18Н9Т | 72,3 | 79,2 | 91,2 | 101,5 | 109,2 | — | — |
| 17Х18Н9 | 72 | 73,5 | 92,5 | 103 | 111,5 | 118,5 | — |
| Х18Н11Б | — | 84,6 | 97,6 | 107,8 | 115 | — | — |
| Х18Н9В | 71 | 77,6 | 91,6 | 102,6 | 111,1 | 117,1 | 122 |
| 4Х14НВ2М (ЭИ69) | 81,5 | 87,5 | 100 | 110 | 117,5 | — | — |
| 1Х14Н14В2М (ЭИ257) | — | 82,4 | 95,6 | 104,5 | 112 | 119,2 | — |
| 1х14Н18М3Т | — | 89 | 100 | 107,5 | 115 | — | — |
| 36Х18Н25С2 (ЭЯ3С) | — | 98,5 | 105,5 | 110 | 117,5 | — | — |
| Х13Н25М2В2 | — | 103 | 112,1 | 118,1 | 121 | — | — |
| Х7Н25 (ЭИ25) | — | — | 109 | 115 | 121 | 127 | — |
| Х2Н35 (ЭИ36) | 87,5 | 92,5 | 103 | 110 | 116 | 120,5 | — |
| Н28 | 84,2 | 89,1 | 99,6 | 107,7 | 114,2 | 118,4 | 122,5 |
FAQ Электропроводность нержавеющих сплавов
Что такое электропроводность?
Это способность стали проводить электрический ток (измеряется в Ом/м). Также это физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.
Влияет ли температура на электропроводность?
Удельное электрическое сопротивление металла значительно зависит и от температуры. При увеличении температуры стали увеличивается частота и амплитуда колебаний атомов кристаллической решетки, это увеличивает сопротивление материала и затрудняет прохождение электрического тока. Поэтому, с ростом температуры сопротивление металла увеличивается.
Влияет ли химический состав сплава и электропроводность?
Разные составы сплавов и процент содержания в них легирующих добавок сказывается на величине электрического сопротивления. Углеродистые и низколегированные стали в несколько раз лучше проводят электрический ток, чем высоколегированные и жаропрочные, которые имеют высокое содержание никеля и хрома.
Удельные сопротивления популярных проводников (металлов и сплавов). Сталь удельное сопротивление
Удельное сопротивление железа, алюминия и других проводников
Передача электроэнергии на дальние расстояния требует заботиться о минимизации потерь, происходящих от преодоления током сопротивления проводников, составляющих электрическую линию. Разумеется, это не значит, что подобные потери, происходящие уже конкретно в цепях и устройствах потребления, не играют роли.
Пожалуй, даже наоборот, но только в устройствах имеют значение не потери энергии как таковые, а другие эффекты, связанные с сопротивлением: нагревание проводников от активных сопротивлений, «размазывание» сигналов от паразитных реактивных сопротивлений. И их минимизация связана не с экономическим последствием потери энергии, а с правильной работой и работоспособностью электрических и электронных схем. Потому что в компактных устройствах большую роль играет защита от перегрева схем или отдельных высокоинтегрированных компонент, а не потеря энергии, которая в абсолютном выражении в общем-то невелика. И вообще, оплачивается потребителями.
Поэтому важно знать параметры всех используемых элементов и материалов. И не только электрические, но и механические. И иметь в распоряжении какие-то удобные справочные материалы, позволяющие сравнивать характеристики разных материалов и выбирать для проектирования и работы именно то, что будет оптимальным в конкретной ситуации.В линиях передачи энергии, где задачей ставится наиболее продуктивно, то есть с высоким КПД, довести энергию до потребителя, учитывается как экономика потерь, так и механика самих линий. От механики — то есть устройства и расположения проводников, изоляторов, опор, повышающих/понижающих трансформаторов, веса и прочности всех конструкций, включая провода, растянутые на больших расстояниях, а также от выбранных для выполнения каждого элемента конструкции материалов, зависит и конечная экономическая эффективность линии, ее работы и затрат на эксплуатацию. Кроме того, в линиях, передающих электроэнергию, более высоки требования на обеспечение безопасности как самих линий, так и всего окружающего, где они проходят. А это добавляет затрат как на обеспечение проводки электроэнергии, так и на дополнительный запас прочности всех конструкций.
Для сравнения данные обычно приводятся к единому, сопоставимому виду. Зачастую к таким характеристикам добавляется эпитет «удельный», а сами значения рассматриваются на неких унифицированных по физическим параметрам эталонах. Например, удельное электрическое сопротивление — это сопротивление (ом) проводника, выполненного из какого-то металла (меди, алюминия, стали, вольфрама, золота), имеющего единичную длину и единичное сечение в используемой системе единиц измерения (обычно в СИ). Кроме того, оговаривается температура, так как при нагревании сопротивление проводников может вести себя по-разному. За основу берутся нормальные средние условия эксплуатации — при 20 градусах Цельсия. А там, где важны свойства при изменении параметров среды (температуры, давления), вводятся коэффициенты и составляются дополнительные таблицы и графики зависимостей.
Виды удельного сопротивления
Так как сопротивление бывает:
- активное — или омическое, резистивное, — происходящее от затрат электроэнергии на нагревание проводника (металла) при прохождении в нем электрического тока, и
- реактивное — емкостное или индуктивное, — которое происходит от неизбежных потерь на создание всякими изменениями тока, проходящего через проводник электрических полей, то и удельное сопротивление проводника бывает двух разновидностей:
- Удельное электрическое сопротивление постоянному току (имеющее резистивный характер) и
- Удельное электрическое сопротивление переменному току (имеющее реактивный характер).
Здесь удельное сопротивление 2 типа является величиной комплексной, оно состоит из двух компонент ТП — активной и реактивной, так как резистивное сопротивление существует всегда при прохождении тока, независимо от его характера, а реактивное бывает только при любом изменении тока в цепях. В цепях постоянного тока реактивное сопротивление возникает только при переходных процессах, которые связаны с включением тока (изменение тока от 0 до номинала) или выключением (перепад от номинала до 0). И их учитывают обычно только при проектировании защиты от перегрузок.
В цепях же переменного тока явления, связанные с реактивными сопротивлениями, гораздо более многообразны. Они зависят не только от собственно прохождения тока через некоторое сечение, но и от формы проводника, причем зависимость не является линейной.
Дело в том, что переменный ток наводит электрическое поле как вокруг проводника, по которому протекает, так и в самом проводнике. И от этого поля возникают вихревые токи, которые дают эффект «выталкивания» собственно основного движения зарядов, из глубины всего сечения проводника на его поверхность, так называемый «скин-эффект» (от skin — кожа). Получается, вихревые токи как бы «воруют» у проводника его сечение. Ток течет в некотором слое, близком к поверхности, остальная толщина проводника остается неиспользуемой, она не уменьшает его сопротивление, и увеличивать толщину проводников просто нет смысла. Особенно на больших частотах. Поэтому для переменного тока измеряют сопротивления в таких сечениях проводников, где все его сечение можно считать приповерхностным. Такой провод называется тонким, его толщина равна удвоенной глубине этого поверхностного слоя, куда вихревые токи и вытесняют текущий в проводнике полезный основной ток.
Разумеется, уменьшением толщины круглых в сечении проводов не исчерпывается эффективное проведение переменного тока. Проводник можно утончить, но при этом сделать его плоским в виде ленты, тогда сечение будет выше, чем у круглого провода, соответственно, и сопротивление ниже. Кроме того, простое увеличение площади поверхности даст эффект увеличения эффективного сечения. Того же можно добиться, используя многожильный провод вместо одножильного, к тому же, многожилка по гибкости превосходит одножилку, что часто тоже бывает ценно. С другой стороны, принимая во внимание скин-эффект в проводах, можно сделать провода композитными, выполнив сердцевину из металла, обладающего хорошими прочностными характеристиками, например, стали, но невысокими электрическими. При этом поверх стали делается алюминиевая оплетка, имеющая меньшее удельное сопротивление.
Кроме скин-эффекта на протекание переменного тока в проводниках влияет возбуждение вихревых токов в окружающих проводниках. Такие токи называются токами наводки, и они наводятся как в металлах, не играющих роль проводки (несущие элементы конструкций), так и в проводах всего проводящего комплекса — играющих роль проводов других фаз, нулевых, заземляющих.
Все перечисленные явления встречаются во всех конструкциях, связанных с электричеством, это еще более усиливает важность иметь в своем распоряжении сводные справочные сведения по самым разным материалам.
Удельное сопротивление для проводников измеряется очень чувствительными и точными приборами, так как для проводки и выбираются металлы, имеющие самое низкое сопротивление —порядка ом *10-6 на метр длины и кв. мм. сечения. Для измерения же удельного сопротивления изоляции нужны приборы, наоборот, имеющие диапазоны очень больших значений сопротивления — обычно это мегомы. Понятно, что проводники обязаны хорошо проводить, а изоляторы хорошо изолировать.
Таблица
Железо как проводник в электротехнике
Железо — самый распространенный в природе и технике металл (после водорода, который металлом тоже является). Он и самый дешевый, и имеет прекрасные прочностные характеристики, поэтому применяется повсюду как основа прочности различных конструкций.
В электротехнике в качестве проводника железо используется в виде стальных гибких проводов там, где нужна физическая прочность и гибкость, а нужное сопротивление может быть достигнуто за счет соответствующего сечения.
Имея таблицу удельных сопротивлений различных металлов и сплавов, можно посчитать сечения проводов, выполненных из разных проводников.
В качестве примера попробуем найти электрически эквивалентное сечение проводников из разных материалов: проволоки медной, вольфрамовой, никелиновой и железной. За исходную возьмем проволоку алюминиевую сечением 2,5 мм.
Нам нужно, чтобы на длине в 1 м сопротивление провода из всех этих металлов равнялось сопротивлению исходной. Сопротивление алюминия на 1 м длины и 2,5 мм сечения будет равно
, где R – сопротивление, ρ – удельное сопротивление металла из таблицы, S – площадь сечения, L – длина.
Подставив исходные значения, получим сопротивление метрового куска провода алюминия в омах.
После этого разрешим формулу относительно S
, будем подставлять значения из таблицы и получать площади сечений для разных металлов.
Так как удельное сопротивление в таблице измерено на проводе длиной в 1 м, в микроомах на 1 мм2 сечения, то у нас и получилось оно в микроомах. Чтобы получить его в омах, нужно умножить значение на 10-6. Но число ом с 6 нулями после запятой нам получать совсем не обязательно, так как конечный результат все равно находим в мм2.
- Медь
- Вольфрам
- Никелин
- Железо
Как видим, сопротивление железа достаточно большое, проволока получается толстая.
Но существуют материалы, у которых оно еще больше, например, никелин или константан.
Таблица удельного электрического сопротивления металлов и сплавов в электротехнике
Удельное сопротивление металлов.
| Серебро | 0,015..0,0162 |
| Медь | 0,01724..0,018 |
| Золото | 0,023 |
| Алюминий | 0,0262..0,0295 |
| Иридий | 0,0474 |
| Молибден | 0,054 |
| Вольфрам | 0,053..0,055 |
| Цинк | 0,059 |
| Никель | 0,087 |
| Железо | 0,098 |
| Платина | 0,107 |
| Олово | 0,12 |
| Свинец | 0,217..0,227 |
| Титан | 0,5562 — 0,7837 |
| Висмут | 1,2 |
Удельное сопротивление сплавов.
| Сталь | 0,103..0,137 |
| Никелин | 0,42 |
| Константан | 0,5 |
| Манганин | 0,43…0,51 |
| Нихром | 1,05…1,4 |
| Фехраль | 1,15…1,35 |
| Хромаль | 1,3…1,5 |
| Латунь | 0,025..0,108 |
| Бронза | 0,095..0,1 |
Значения даны при температуре t = 20° C. Сопротивления сплавов зависят от их точного состава.
comments powered by HyperComments
Удельное электрическое сопротивление | Мир сварки
Удельное электрическое сопротивление материалов
Удельное электрическое сопротивление (удельное сопротивление) — способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.
Единица измерения (СИ) — Ом·м; также измеряется в Ом·см и Ом·мм2/м.
| 1 Ом·м = 1·106 Ом·мм2/м |
| Металлы | ||
| Алюминий | 20 | 0,028·10-6 |
| Бериллий | 20 | 0,036·10-6 |
| Бронза фосфористая | 20 | 0,08·10-6 |
| Ванадий | 20 | 0,196·10-6 |
| Вольфрам | 20 | 0,055·10-6 |
| Гафний | 20 | 0,322·10-6 |
| Дюралюминий | 20 | 0,034·10-6 |
| Железо | 20 | 0,097·10-6 |
| Золото | 20 | 0,024·10-6 |
| Иридий | 20 | 0,063·10-6 |
| Кадмий | 20 | 0,076·10-6 |
| Калий | 20 | 0,066·10-6 |
| Кальций | 20 | 0,046·10-6 |
| Кобальт | 20 | 0,097·10-6 |
| Кремний | 27 | 0,58·10-4 |
| Латунь | 20 | 0,075·10-6 |
| Магний | 20 | 0,045·10-6 |
| Марганец | 20 | 0,050·10-6 |
| Медь | 20 | 0,017·10-6 |
| Магний | 20 | 0,054·10-6 |
| Молибден | 20 | 0,057·10-6 |
| Натрий | 20 | 0,047·10-6 |
| Никель | 20 | 0,073·10-6 |
| Ниобий | 20 | 0,152·10-6 |
| Олово | 20 | 0,113·10-6 |
| Палладий | 20 | 0,107·10-6 |
| Платина | 20 | 0,110·10-6 |
| Родий | 20 | 0,047·10-6 |
| Ртуть | 20 | 0,958·10-6 |
| Свинец | 20 | 0,221·10-6 |
| Серебро | 20 | 0,016·10-6 |
| Сталь | 20 | 0,12·10-6 |
| Тантал | 20 | 0,146·10-6 |
| Титан | 20 | 0,54·10-6 |
| Хром | 20 | 0,131·10-6 |
| Цинк | 20 | 0,061·10-6 |
| Цирконий | 20 | 0,45·10-6 |
| Чугун | 20 | 0,65·10-6 |
| Пластмассы | ||
| Гетинакс | 20 | 109–1012 |
| Капрон | 20 | 1010–1011 |
| Лавсан | 20 | 1014–1016 |
| Органическое стекло | 20 | 1011–1013 |
| Пенопласт | 20 | 1011 |
| Поливинилхлорид | 20 | 1010–1012 |
| Полистирол | 20 | 1013–1015 |
| Полиэтилен | 20 | 1015 |
| Стеклотекстолит | 20 | 1011–1012 |
| Текстолит | 20 | 107–1010 |
| Целлулоид | 20 | 109 |
| Эбонит | 20 | 1012–1014 |
| Резины | ||
| Резина | 20 | 1011–1012 |
| Жидкости | ||
| Масло трансформаторное | 20 | 1010–1013 |
| Газы | ||
| Воздух | 0 | 1015–1018 |
| Дерево | ||
| Древесина сухая | 20 | 109–1010 |
| Минералы | ||
| Кварц | 230 | 109 |
| Слюда | 20 | 1011–1015 |
| Различные материалы | ||
| Стекло | 20 | 109–1013 |
ЛИТЕРАТУРА
- Альфа и омега. Краткий справочник / Таллин: Принтэст, 1991 – 448 с.
- Справочник по элементарной физике / Н.Н. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М., Наука. 1976. 256 с.
- Справочник по сварке цветных металлов / С.М. Гуревич. Киев.: Наукова думка. 1990. 512 с.
Удельное сопротивление металлов, электролитов и веществ (Таблица)
Удельное сопротивление металлов и изоляторов
В справочной таблице даны значения удельного сопротивления р некоторых металлов и изоляторов при температуре 18—20° С, выраженные в ом·см. Величина р для металлов в сильной степени зависит от примесей, в таблице даны значения р для химически чистых металлов, для изоляторов даны приближенно. Металлы и изоляторы расположены в таблице в порядке возрастающих значений р.
Таблица удельное сопротивление металлов
Таблица удельное сопротивление изоляторов
Удельное сопротивление чистых металлов при низких температурах
В таблице даны значения удельного сопротивления (в ом·см) некоторых чистых металлов при низких температурах (0°С).
Удельное сопротивление, 104 ρ (ом·см)
Отношение сопротивлении Rt/Rq чистых металлов при температуре Т °К и 273° К.
В справочной таблице дано отношение Rt/Rq сопротивлений чистых металлов при температуре Т °К и 273° К.
Удельное сопротивление электролитов
В таблице даны значения удельного сопротивления электролитов в ом·см при температуре 18° С. Концентрация растворов с дана в процентах, которые определяют число граммов безводной соли или кислоты в 100 г раствора.
Источник информации: КРАТКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК/ Том 1, — М.: 1960.
Удельное электрическое сопротивление — сталь
Удельное электрическое сопротивление — сталь
Удельное электрическое сопротивление стали возрастает с ростом температуры, причем наибольшие изменения наблюдаются при нагреве до температуры точки Кюри. После точки Кюри величина удельного электросопротивления изменяется незначительно и при температурах выше 1000 С практически остается постоянной. [2]
Ввиду большого удельного электрического сопротивления стали эти iuKii создают НсОольшое замедление в спадании потока. В контакторах на 100 а время отпадания составляет 0 07 сек, а в контакторах 600 а-0 23 сек. В связи с особыми требованиями, предъявляемыми к контакторам серии КМВ, которые предназначены для включения и отключения электромагнитов приводов масляных выключателей, электромагнитный механизм у этих контакторов допускает регулировку напряжения срабатывания и напряжения отпускания за счет регулировки силы возвратной пружины и специальной отрывной пружины. Контакторы типа КМВ должны работать при глубокой посадке напряжения. Поэтому минимальное напряжение срабатывания у этих контакторов может спускаться до 65 % UH. Такое низкое напряжение срабатывания приводит к тому, что при номинальном напряжении через обмотку протекает ток, приводящий к повышенному нагреву катушки. [3]
Присадка кремния увеличивает удельное электрическое сопротивление стали почти пропорционально содержанию кремния и этим способствует уменьшению потерь на вихревые токи, возникающие в стали при ее работе в переменном магнитном поле. [4]
Присадка кремния увеличивает удельное электрическое сопротивление стали, что способствует уменьшению потерь на вихревые токи, но одновременно кремний ухудшает механические свойства стали, делает ее хрупкой. [6]
Ом — мм2 / м — удельное электрическое сопротивление стали. [7]
Для уменьшения вихревых токов применяются сердечники, выполненные из сортов стали с повышенным удельным электрическим сопротивлением стали, содержащие 0 5 — 4 8 % кремния. [8]
Для этого на массивный ротор из оптимального сплава СМ-19 был надет тонкий экран из магнитно-мягкой стали. Удельное электрическое сопротивление стали мало отличается от удельного сопротивления сплава, а цг стали примерно на порядок выше. Толщина экрана выбрана по глубине проникновения зубцовых гармоник первого порядка и равна йэ 0 8 мм. Для сравнения приведены добавочные потери, Вт, при базовом короткозамкнутом роторе и двухслойном роторе с массивным цилиндром из сплава СМ-19 и с медными торцевыми кольцами. [10]
Основным магнитопроводящим материалом является листовая легированная электротехническая сталь, содержащая от 2 до 5 % кремния. Присадка кремния увеличивает удельное электрическое сопротивление стали, в результате чего уменьшаются потери на вихревые токи, сталь становится устойчивой к окислению и старению, но делается более хрупкой. В последние годы широко используется холоднокатаная текстурованная сталь с более высокими магнитными свойствами в направлении проката. Для уменьшения потерь от вихревых токов сердечник магнитопровода выполняется в виде пакета, собранного из листов штампованной стали. [11]
Электротехническая сталь является низкоуглеродистой сталью. Для улучшения магнитных характеристик в нее вводят кремний, который вызывает повышение удельного электрического сопротивления стали. Это приводит к уменьшению потерь на вихревые токи. [13]
После механической обработки магнитопровод отжигают. Так как в создании замедления участвуют вихревые токи в стали, следует ориентироваться на величину удельного электрического сопротивления стали порядка Рс ( Ю-15) 10 — 6 ом см. В притянутом положении якоря магнитная система достаточно сильно насыщена, поэтому начальная индукция в различных магнитных системах колеблется в очень незначительных пределах и составляет для стали марки Э Вн1 6 — 1 7 гл. Указанное значение индукции поддерживает напряженность поля в стали порядка Ян. [14]
Для изготовления магнитных систем ( магнитопроводов) трансформаторов применяются специальные тонколистовые электротехнические стали, имеющие повышенное ( до 5 %) содержание кремния. Кремний способствует обезуглероживанию стали, что приводит к увеличению магнитной проницаемости, снижает потери на гистерезис и увеличивает ее удельное электрическое сопротивление. Увеличение удельного электрического сопротивления стали позволяет уменьшить потери в ней от вихревых токов. Кроме того, кремний ослабляет старение стали ( увеличение потерь в стали с течением времени), уменьшает ее магнитострикцию ( изменение формы и размеров тела при намагничивании) и, следовательно, шум трансформаторов. В то же время наличие кремния в стали приводит к повышению ее хрупкости и затрудняет ее механическую обработку. [15]
Удельное сопротивление | Викитроника вики
Удельное сопротивление — характеристика материала, определяющая его способность проводить электрический ток. Определяется как отношение электрического поля к плотности тока. В общем случае является тензором, однако для большинства материалов, не проявляющих анизотропных свойств, принимается скалярной величиной.
$ \vec E = \rho \vec j, $
$ \vec E $ — напряжённость электрического поля, $ \vec j $ — плотность тока.
Единица измерения СИ — ом-метр (ом·м, Ω·m).
Сопротивление цилиндра или призмы (между торцами) из материала длиной l, и сечением S по удельному сопротивлению определяется следующим образом:
В технике применяется определение удельного сопротивления, как сопротивление проводника единичного сечения и единичной длины.
Удельное сопротивление некоторых материалов, используемых в электротехнике Править
| серебро | 1,59·10⁻⁸ | 4,10·10⁻³ |
| медь | 1,67·10⁻⁸ | 4,33·10⁻³ |
| золото | 2,35·10⁻⁸ | 3,98·10⁻³ |
| алюминий | 2,65·10⁻⁸ | 4,29·10⁻³ |
| вольфрам | 5,65·10⁻⁸ | 4,83·10⁻³ |
| латунь | 6,5·10⁻⁸ | 1,5·10⁻³ |
| никель | 6,84·10⁻⁸ | 6,75·10⁻³ |
| железо (α) | 9,7·10⁻⁸ | 6,57·10⁻³ |
| олово серое | 1,01·10⁻⁷ | 4,63·10⁻³ |
| платина | 1,06·10⁻⁷ | 6,75·10⁻³ |
| олово белое | 1,1·10⁻⁷ | 4,63·10⁻³ |
| сталь | 1,6·10⁻⁷ | 3,3·10⁻³ |
| свинец | 2,06·10⁻⁷ | 4,22·10⁻³ |
| дюралюминий | 4,0·10⁻⁷ | 2,8·10⁻³ |
| манганин | 4,3·10⁻⁷ | ±2·10⁻⁵ |
| константан | 5,0·10⁻⁷ | ±3·10⁻⁵ |
| ртуть | 9,84·10⁻⁷ | 9,9·10⁻⁴ |
| нихром 80/20 | 1,05·10⁻⁶ | 1,8·10⁻⁴ |
| канталь А1 | 1,45·10⁻⁶ | 3·10⁻⁵ |
| углерод (алмаз, графит) | 1,3·10⁻⁵ | |
| германий | 4,6·10⁻¹ | |
| кремний | 6,4·10² | |
| этанол | 3·10³ | |
| вода, дистиллированная | 5·10³ | |
| эбонит | 10⁸ | |
| бумага твёрдая | 10¹⁰ | |
| трансформаторное масло | 10¹¹ | |
| стекло обычное | 5·10¹¹ | |
| поливинил | 10¹² | |
| фарфор | 10¹² | |
| древесина | 10¹² | |
| ПТФЭ (тефлон) | >10¹³ | |
| резина | 5·10¹³ | |
| стекло кварцевое | 10¹⁴ | |
| бумага вощёная | 10¹⁴ | |
| полистирол | >10¹⁴ | |
| слюда | 5·10¹⁴ | |
| парафин | 10¹⁵ | |
| полиэтилен | 3·10¹⁵ | |
| акриловая смола | 10¹⁹ |
Удельное электрическое сопротивление | формула, объемное, таблица
Удельное электрическое сопротивление является физической величиной, которая показывает, в какой степени материал может сопротивляться прохождению через него электрического тока. Некоторые люди могут перепутать данную характеристику с обыкновенным электрическим сопротивлением. Несмотря на схожесть понятий, разница между ними заключается в том, что удельное касается веществ, а второй термин относится исключительно к проводникам и зависит от материала их изготовления.
Обратной величиной данного материала является удельная электрическая проводимость. Чем выше этот параметр, тем лучше проходит ток по веществу. Соответственно, чем выше сопротивление, тем больше потерь предвидится на выходе.
Формула расчета и величина измерения
Рассматривая, в чем измеряется удельное электрическое сопротивление, также можно проследить связь с не удельным, так как для обозначения параметра используются единицы Ом·м. Сама величина обозначается как ρ. С таким значением можно определять сопротивление вещества в конкретном случае, исходя из его размеров. Эта единица измерения соответствует системе СИ, но могут встречаться и другие варианты. В технике периодически можно увидеть устаревшее обозначение Ом·мм2/м. Для перевода из этой системы в международного не потребуется использовать сложные формулы, так как 1 Ом·мм2/м равняется 10-6 Ом·м.
Формула удельного электрического сопротивления выглядит следующим образом:
- R – сопротивление проводника;
- Ρ – удельное сопротивление материал;
- l – длина проводника;
- S – сечение проводника.
Зависимость от температуры
Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры. Но все группы веществ проявляют себя по-разному при ее изменении. Это необходимо учитывать при расчете проводов, которые будут работать в определенных условиях. К примеру, на улице, где значения температуры зависят от времени года, необходимые материалы с меньшей подверженностью изменениям в диапазоне от -30 до +30 градусов Цельсия. Если же планируется применение в технике, которая будет работать в одних и тех же условиях, то здесь также нужно оптимизировать проводку под конкретные параметры. Материал всегда подбирается с учетом эксплуатации.
В номинальной таблице удельное электрическое сопротивление берется при температуре 0 градусов Цельсия. Повышение показателей данного параметра при нагреве материала обусловлено тем, что интенсивность передвижения атомов в веществе начинает возрастать. Носители электрических зарядов хаотично рассеиваются во всех направлениях, что приводит к созданию препятствий при передвижении частиц. Величина электрического потока снижается.
При уменьшении температуры условия прохождения тока становятся лучше. При достижении определенной температуры, которая для каждого металла будет отличаться, появляется сверхпроводимость, при которой рассматриваемая характеристика почти достигает нуля.
Отличия в параметрах порой достигают очень больших значений. Те материалы, которые обладают высокими показателями, могут использовать в качестве изоляторов. Они помогают защищать проводку от замыкания и ненамеренного контакта с человеком. Некоторые вещества вообще не применимы для электротехники, если у них высокое значение этого параметра. Этому могут мешать другие свойства. Например, удельная электрическая проводимость воды не будет иметь большого значения для данный сферы. Здесь приведены значения некоторых веществ с высокими показателями.
| Материалы с высоким удельным сопротивлением | ρ (Ом·м) |
| Бакелит | 1016 |
| Бензол | 1015. 1016 |
| Бумага | 1015 |
| Вода дистиллированная | 104 |
| Вода морская | 0.3 |
| Дерево сухое | 1012 |
| Земля влажная | 102 |
| Кварцевое стекло | 1016 |
| Керосин | 1011 |
| Мрамор | 108 |
| Парафин | 1015 |
| Парафиновое масло | 1014 |
| Плексиглас | 1013 |
| Полистирол | 1016 |
| Полихлорвинил | 1013 |
| Полиэтилен | 1012 |
| Силиконовое масло | 1013 |
| Слюда | 1014 |
| Стекло | 1011 |
| Трансформаторное масло | 1010 |
| Фарфор | 1014 |
| Шифер | 1014 |
| Эбонит | 1016 |
| Янтарь | 1018 |
Более активно в электротехнике применяются вещества с низкими показателями. Зачастую это металлы, которые служат проводниками. В них также наблюдается много различий. Чтобы узнать удельное электрическое сопротивление меди или других материалов, стоит посмотреть в справочную таблицу.
| Материалы с низким удельным сопротивлением | ρ (Ом·м) |
| Алюминий | 2.7·10-8 |
| Вольфрам | 5.5·10-8 |
| Графит | 8.0·10-6 |
| Железо | 1.0·10-7 |
| Золото | 2.2·10-8 |
| Иридий | 4.74·10-8 |
| Константан | 5.0·10-7 |
| Литая сталь | 1.3·10-7 |
| Магний | 4.4·10-8 |
| Манганин | 4.3·10-7 |
| Медь | 1.72·10-8 |
| Молибден | 5.4·10-8 |
| Нейзильбер | 3.3·10-7 |
| Никель | 8.7·10-8 |
| Нихром | 1.12·10-6 |
| Олово | 1.2·10-7 |
| Платина | 1.07·10-7 |
| Ртуть | 9.6·10-7 |
| Свинец | 2.08·10-7 |
| Серебро | 1.6·10-8 |
| Серый чугун | 1.0·10-6 |
| Угольные щетки | 4.0·10-5 |
| Цинк | 5.9·10-8 |
| Никелин | 0,4·10-6 |
Удельное объемное электрическое сопротивление
Данный параметр характеризует возможность пропускать ток через объем вещества. Для измерения необходимо приложить потенциал напряжения с разных сторон материала, изделие из которого будет включено в электрическую цепь. На него подается ток с номинальными параметрами. После прохождения измеряются данные на выходе.
Использование в электротехнике
Изменение параметра при разных температурах широко применяется в электротехнике. Наиболее простым примером является лампа накаливания, где используется нихромовая нить. При нагревании она начинает светиться. При прохождении через нее тока она начинает нагреваться. С ростом нагрева возрастает и сопротивление. Соответственно, ограничивается первоначальный ток, который нужен был для получения освещения. Нихромовая спираль, используя тот же принцип, может стать регулятором на различных аппаратах.
Широкое применение коснулось и благородных металлов, которые обладают подходящими характеристиками для электротехники. Для ответственных схем, которым требуется быстродействие, подбираются серебряные контакты. Они обладают высокой стоимостью, но с учетом относительно небольшого количества материалов их применение вполне оправданно. Медь уступает серебру по проводимости, но обладает более доступной ценой, благодаря чему ее чаще используют для создания проводов.
В условиях, где можно использовать предельно низкие температуры, применяются сверхпроводники. Для комнатной температуры и уличной эксплуатации они не всегда уместны, так как при повышении температуры их проводимость начнет падать, поэтому для таких условий лидерами остаются алюминий, медь и серебро.
На практике учитывается много параметров и этот является одним из наиболее важных. Все расчеты проводятся еще на стадии проектирования, для чего и используются справочные материалы.