Berechnung des Drahtwiderstands
In der Praxis ist es oft notwendig, den Widerstand verschiedener Drähte zu berechnen. Dies kann mithilfe von Formeln oder gemäß den in der Tabelle angegebenen Daten erfolgen. 1.
Der Einfluss des Leitermaterials wird durch den Widerstand berücksichtigt, der mit dem griechischen Buchstaben ? und repräsentieren Drahtwiderstand 1 m Länge und 1 mm2 Querschnittsfläche. Der geringste Widerstand? = 0,016 Ohm • mm2 / m Silber gibt es. Wir geben den Durchschnittswert der spezifischen Drehung einiger Drähte an:
Silber – 0,016, Blei – 0,21, Kupfer – 0,017, Nickel – 0,42, Aluminium – 0,026, Mangan – 0,42, Wolfram – 0,055, Konstantan – 0,5, Zink – 0,06, Quecksilber – 0, 96, Messing – 0,07, Nichrom – 1,05, Stahl – 0,1, Fehral – 1,2, Phosphorbronze – 0,11, Chromal – 1,45.
Bei unterschiedlichen Mengen an Verunreinigungen und bei unterschiedlichen Verhältnissen der Komponenten, aus denen Rheostatlegierungen bestehen, kann sich der Widerstand geringfügig ändern.
Der Widerstand wird nach folgender Formel berechnet:
wobei R der Widerstand Ohm ist; Widerstand, (Ohm • mm2) / m; l – Drahtlänge, m; s — Querschnittsfläche des Drahtes, mm2.
Wenn der Durchmesser des Drahtes d bekannt ist, ist seine Querschnittsfläche gleich:
Am besten messen Sie den Durchmesser des Drahtes mit einer Mikrometerschraube, ist diese aber nicht vorhanden, müssen Sie 10 oder 20 Drahtwindungen fest auf einen Bleistift wickeln und die Länge der Spule mit einem Lineal messen. Indem wir die Länge der Spule durch die Anzahl der Windungen dividieren, ermitteln wir den Durchmesser des Drahtes.
Um die Länge eines Drahtes mit bekanntem Durchmesser aus einem bestimmten Material zu bestimmen, die erforderlich ist, um den gewünschten Widerstand zu erhalten, verwenden Sie die Formel
Tabelle 1.
Notiz. 1. Kabeldaten, die nicht in der Tabelle aufgeführt sind, sollten als Durchschnittswerte betrachtet werden. Beispielsweise kann man für einen Nickeldraht mit einem Durchmesser von 0,18 mm grob davon ausgehen, dass die Querschnittsfläche 0,025 mm2 beträgt, der Widerstand pro Meter 18 Ohm beträgt und der zulässige Strom 0,075 A beträgt.
2. Für einen anderen Wert der Stromdichte sollten die Daten in der letzten Spalte entsprechend geändert werden; Beispielsweise sollten sie bei einer Stromdichte von 6 A / mm2 verdoppelt werden.
Beispiel 1. Ermitteln Sie den Widerstand von 30 m Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,1 mm.
Antworten. Bestimmen Sie anhand der Tabelle. 1 Widerstand von 1 m Kupferdraht entspricht 2,2 Ohm. Daher beträgt der Widerstand von 30 m Leitung R = 30 • 2,2 = 66 Ohm.
Die Berechnung nach den Formeln ergibt folgende Ergebnisse: Querschnittsfläche des Drahtes: s = 0,78 • 0,12 = 0,0078 mm2. Da der Widerstand von Kupfer 0,017 (Ohm • mm2) / m beträgt, erhalten wir R = 0,017 • 30 / 0,0078 = 65,50 m.
Beispiel 2.Wie viel Nickeldraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm wird benötigt, um einen Rheostat mit einem Widerstand von 40 Ohm herzustellen?
Antworten. Laut Tabelle. 1 bestimmen wir den Widerstand von 1 m dieses Drahtes: R = 2,12 Ohm: Um also einen Rheostat mit einem Widerstand von 40 Ohm herzustellen, benötigen Sie einen Draht mit der Länge l = 40 / 2,12 = 18,9 m.
Führen wir die gleiche Berechnung mit den Formeln durch. Wir finden die Querschnittsfläche des Drahtes s = 0,78 · 0,52 = 0,195 mm2. Und die Länge des Drahtes beträgt l = 0,195 * 40 / 0,42 = 18,6 m.