Formule prevodnosti, izračun, primeri, vaje

The prevodnost Od voznika je opredeljen kot enostavnost, ki jo mora zgrešiti električni tok. Odvisno ni samo od materiala, ki se uporablja za njegovo proizvodnjo, ampak tudi od njegove geometrije: dolžine in območja preseka.

Simbol, ki se uporablja za prevodnost. Mednarodna sistemska enota, če je prevodnost obratna Ohmio, označena kot ω^-1 in prejme ime Siemens (S).

Slika 1. Prevodnost je odvisna od geometrije materiala in voznika. Vir: Pixabay.

Drugi izrazi, ki se uporabljajo v električni energiji, ki zvenijo podobno prevodnosti in so povezani prevodnost in vožnja, Vendar jih ne bi smeli zmešati. Prvi od teh izrazov je lastna lastnost snovi, s katero se voznik proizvaja, drugi pa opisuje pretok električnega naboja skozi njega.

Za električni prevodnik s konstantnim prerezom območja Do, dolžina L in prevodnost σ, Prevodnost je podana z:

G = σ.Do

Do večje prevodnosti, večja prevodnost. Tudi večje kot je območje prereza, večje lažje voznika, da se trenutni prehodi. Nasprotno, večja je dolžina l, nižja je prevodnost, saj trenutni prevozniki izgubijo več energije na daljših potovanjih.

[TOC]

Kako se izračuna prevodnost?

Prevodnost g za prevodnik s konstantno površino preseka se izračuna v skladu z zgornjo enačbo. To je pomembno, ker če presek ni konstanten, je treba za iskanje upora in prevodnosti uporabiti integralni izračun.

Ker gre za obratno odpornost, je mogoče izračunati prevodnost G, vedoč, da:

Vam lahko služi: kvantni mehanski model atoma

G = 1/r

Pravzaprav lahko električni upor gonilnika neposredno izmerimo z multimetrom, aparatom, ki meri tudi tok in napetost.

Enote voznikov

Kot je navedeno na začetku, je enota prevodnosti v mednarodnem sistemu Siemens (-i). Pravi se, da ima voznik prevodnost 1 s, če se tok, ki ga prečka, poveča za 1 amperio za vsak volt potencialne razlike.

Poglejmo, kako je to mogoče z Ohmovim zakonom, če je zapisano v prevodnosti:

V = i.R = i/g

Kje V To je napetost ali potencialna razlika med konci voznika in Yo Trenutna intenzivnost. Glede na te veličine formula ostaja tako:

G = i/v

Prej je bila enota za prevodnost Mho (ohm napisano nazaj) označeno kot ʊ, ki je kapital ali obrnjen omega. Ta zapis je bil uporabljen in jo je nadomestil Siemens V čast nemškega inženirja in izumitelja Ernsta von Siemens (1816-1892), pionirju telekomunikacij, vendar sta oba popolnoma enakovredna.

1 mho = 1 siemens = 1 a/v (ampere/volt)

Slika 2. Prevodnost v primerjavi z odpornostjo. Vir: Wikimedia Commons. Think Tank [cc do 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0)]

V drugih merilnih sistemih Statsiemens (statistika) (v sistemu CGS ali centimeter-gram-sekundni sistem) in Absiemens (abs) (Elektromagnetni sistem CGS) z "S" na koncu, ne da bi označili ednino ali množino, saj prihajajo iz ustreznega imena.

Nekaj ​​enakovrednosti

1 statistika = 1.11265 x 10 ^-12 Siemens

1 abs = 1 x 10⁹ Siemens

Primeri

Kot smo že omenili, je prevodnost takoj znana pri določanju obratne ali vzajemne vrednosti. Na ta način je električna odpornost 100 ohm enakovredna 0.01 Siemens, na primer.

Spodaj še dva primera uporabe prevodnosti:

Vam lahko služi: magnetni šok: enote, formule, izračun, primeri

Prevodnost in prevodnost

So različni izrazi, kot je že navedeno. Prevodnost je lastnost snovi, s katero se izdeluje voznik, voznik pa je značilen za voznika.

Prevodnost je mogoče izraziti v smislu G kot:

σ = g.()

Nato tabela s prevodnostjo pogosto uporabljenih prevodnih materialov:

Tabela 1. Prevodnost, upornost in toplotni koeficient nekaterih vodnikov. Referenčna temperatura: 20 ° C.

Kovina	σ x 106 (Ye)	ρ x 10-8 (Ω.m)	α ºC-1
Srebro	62.9	1.59	0.0058
baker	56.5	1.77	0.0038
Zlato	41.0	2.44	0.0034
Aluminij	35.4	2.82	0.0039
Volfram	18.0	5.60	0.0045
Likalnik	10.0	10.0	0.0050

Odpornosti v vzporednici

Kadar imajo vezja z vzporednimi upori, je včasih treba pridobiti enakovredno upornost. Poznavanje enakovredne vrednosti upora omogoča zamenjavo nabora uporov za eno vrednost.

Slika 3. Združenje odpornosti vzporedno. Vir: Wikimedia Commons. Noben strojno berljiv avtor ni zagotovil. Je domneval Sotake (na podlagi zahtevkov za avtorske pravice). [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]].

Za to konfiguracijo upora je enakovreden upor podan z:

Če pa pišete v smislu prevodnosti, je zelo poenostavljeno:Zato:

G_Eq = G₁ + G₂ + G₃ +... g_n

To pomeni, da je enakovredna prevodnost vsota prevodnosti. Če želite vedeti enakovredni upor, je rezultat preprosto vložen.

Vaje

- Vaja 1

a) Napišite Ohmov zakon v smislu prevodnosti.

b) Poiščite prevodnost 5 volframove žice 5.4 cm dolge in 0.Premera 15 mm.

c) Zdaj je sprejet tok 1.5 a za žico. Kakšna je potencialna razlika med konci tega voznika?

Vam lahko služi: 31 vrst sile v fiziki in njihove značilnosti

Rešitev

Iz prejšnjih razdelkov morate:

V = i/g

G = σ.Do

Zamenjava slednjega v prvem ostaja tako:

V = i /(σ.A/l) = i.L / σ.Do

Kje:

-I je intenzivnost toka.

-L je dolžina voznika.

-σ je prevodnost.

-A je območje preseka.

Rešitev b

Za izračun prevodnosti te volframove žice je potrebna njegova prevodnost, ki jo najdemo v tabeli 1:

σ = 18 x10⁶ Ye

L = 5.4 cm = 5.4 x 10^-2 m

D = 0. 15 mm = 0.15 x 10^-3 m

A = π.D² / 4 = π . (0.15 x 10^-3 m)² / 4 = 1.77 x 10^-8 m²

Zamenjava v enačbi imate:

G = σ.A/l = 18 x10⁶ Ye . 1.77 x 10^-8 m² / 0.15 x 10^-3 M = 2120.6 s.

Rešitev c

V = i/g = 1.5 A / 2120.6 s = 0.71 MV.

- Vaja 2

Poiščite enakovredno odpornost v naslednjem vezju in vedo, da sem_tudi = 2 a, izračunajte i_x in moč, ki jo razprši vezje:

Slika 4. Vezje z vzporednimi upori. Vir: Aleksander, c. 2006. Temelji električnega vezja. 3. mesto. Izdaja. McGraw Hill.

Rešitev

Upori so navedeni: r₁= 2 Ω; R₂= 4 Ω; R₃= 8 Ω; R₄= 16 Ω

Prevodnost se nato izračuna v vsakem primeru: g₁ = 0.5 ʊ; G₂ = 0.25 ʊ; G₃ = 0.125 ʊ; G₄ = 0.0625 ʊ

In končno seštejejo, kot je navedeno že prej, da bi našli enakovredno prevodnost:

G_Eq = G₁ + G₂ + G₃ +... g_n = 0.5 ʊ + 0.25 ʊ + 0.125 ʊ + 0.0625 ʊ = 0.9375 ʊ

Zato r_Eq = 1.07 Ω.

Napetost v r₄ je v₄ = i_tudi. R₄ = 2 a . 16 Ω = 32 V in je enak za vse upornosti, saj so vzporedno povezane. Potem je mogoče najti tokove, ki krožijo za vsak upor:

-Yo₁ = V₁ /R₁ = 32 V / 2 ω = 16 a

-Yo₂ = V₂ /R₂ = 32 V / 4 ω = 8 a

-Yo₃ = V₃ /R₃ = 32 V / 8 Ω = 4 a

-Yo_x = i₁ +  Yo₂ +  Yo₃ + Yo_tudi = 16 + 8 + 4 + 2 a = 30 a

Končno je razpršena moč P:

P = (i_x)². R_Eq = 30 do x 1.07 ω = 32.1 w

Reference

1. Aleksander, c. 2006. Temelji električnega vezja. 3. mesto. Izdaja. McGraw Hill.
2. Megapere / milivolt v pretvorbo kalkulatorja Absiemens. Okreval od: Pinkbird.org.
3. Garcia, l. 2014. Elektromagnetizem. 2. mesto. Izdaja. Industrijska univerza v Santanderju. Kolumbija.
4. Vitez, r.  2017. Fizika za znanstvenike in inženiring: strateški pristop.  Pearson.
5. Valj, d. 1990. Fizično. Elektrika, magnetizem in optika. Zvezek II. Uredništvo se je vrtelo.
6. Wikipedija. Električna prevodnost. Okrevano od: je.Wikipedija.org.
7. Wikipedija. Siemens. Okrevano od: je.Wikipedija.org.