Сплав манганин

Сплавы для катушек сопротивлений и измерительных приборов

Основным и лучшим представителем этих сплавов является медно-марганцевый сплав — манганин.

Манганин отличается высоким удельным сопротивлением при малом температурном коэффициенте сопротивления, низкой термо-э.д.с. в паре с медью, высокой стабильностью сопротивления во времени, высокой пластичностью и сопротивлением коррозии. Применяется для изготовления точных образцовых сопротивлений.

В целях сохранения постоянства свойств сопротивлений рабочая температура их не должна превышать 60 °C. Для стабильности свойств манганина во времени он подвергается специальной низкотемпературной термической обработке с последующим длительным вылеживанием при комнатной температуре; изготавливается манганин в виде проволоки и ленты.

Менее прецизионным сплавом, чем манганин, является медно-никелевый сплав константан, который характеризуется очень малым температурным коэффициентом сопротивления, устойчивостью против коррозии, удовлетворительной жаростойкостью и высокими механическими свойствами.

Недостатком константана при применении его для изготовления образцовых сопротивлений является высокая термо-э.д.с. в паре с медью, в связи с чем он нашел широкое применение при изготовлении термопар для измерения температур до 900 °C.

Для изготовления реостатов и других электротехнических приборов иногда применяют сплав, содержащий медь, никель и цинк — нейзильбер. Этот сплав дешевле, чем константан, однако проволока из нейзильбера вследствие содержания цинка после нагревания ее до 200—250 °C становится хрупкой.

Характеристика и свойства металла

Та представляет собой тяжелый сине-серый металлический элемент с температурой плавления 3 017 С. Он обладает отличной коррозионной стойкостью, хорошей пластичностью и устойчив к большинству кислот. В электронике он составляет основу высокопроизводительных конденсаторов, в химическом производстве, где при легировании железом обеспечивает превосходную коррозионную стойкость металлам, используемых в агрессивных средах, таких как нефте- и газопроводы. Свойства тантала в алюминиевых сплавах предотвращают окисление, позволяя безопасно использовать более легкие компоненты. Благодаря высокой температуре плавления его применяют для цементирования карбида вольфрама в станках и в сплавах для лопастей турбины реактивного двигателя.

Химические свойства:

• Атомный номер: 73;
• атомный вес: 180,94788;
• температура плавления: 3290 К (3017 C или 5463 F);
• точка кипения: 5731 К (5458 С или 9856 F);
• плотность: 16,4 грамм /см3;
• фаза при комнатной температуре: твердый;
• классификация элементов: металл;
• номер периода: 6;
• номер группы: 5;
• название группы: нет.

Слиток тантала

СОРТАМЕНТ

1.1. Диаметр проволоки и предельные отклонения по нему должны
соответствовать указанным в табл. 1.

Таблица 1

мм

Номинальный диаметр	Предельные отклонения	Номинальный диаметр	Предельные отклонения
0,020	-0,003	0,63
0,025		(0,65)
0,030		0,70
0,040	-0,005	0,75	-0,030
0,050		0,80
0,060		0,85
0,070		0,90
0,080		1,00
0,090		1,10
0,10	-0,013	1,20
0,12		1,30
0,14		1,40	-0,040
(0,15)		1,50
0,16	-0,020	1,60
0,18	1,70
0,20	1,80
0,22	1,90
0,25 0,28 0,30	2,00
2,20
2,50	-0,060
(0,35) 0,36 0,38 0,40 0,45 0,50 (0,55) 0,56 0,60	-0,025	2,80
3,00
3,60
4,00
4,50	-0,080
5,00
6,00

Примечания:

1. По требованию потребителя
проволоку диаметром 0,35 – 0,90 мм изготовляют с предельными отклонениями – ±0,03
мм, диаметром 1,00 – 3,00 мм с предельными отклонениями ±0,06 мм, диаметром
3,60 – 6,00 мм с предельными отклонениями ±0,08 мм.

2. Проволока (заготовка) для
эмалирования диаметром 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 0,90 мм изготовляется с
предельными отклонениями ±0,05 мм, диаметром 1,00; 1,20; 1,50 мм – с
предельными отклонениями ±0,08 мм.

3. Теоретическая масса 1000 м
проволоки указана в справочном приложении 1.

4.
Диаметры проволоки, указанные в скобках, в новых разработках применять не
рекомендуется.

(Измененная редакция, Изм. №
2).

1.2. Овальность проволоки не должна превышать предельных отклонений по
диаметру:

Примеры
условных обозначений

Условные обозначения
проставляются по схеме:

при следующих сокращениях:

способ
изготовления:                          холоднодеформированная       – Д

форма
сечения:                                    круглая                                       – КР

состояние:                                            мягкая                                        – М

твердая                                       – Т

длина:                                                   на
катушках                               –
КТ

в
мотках, бухтах                        – БТ

особые
условия:                                   для
эмалирования                     – Э.

Примечание. Вместо отсутствующих данных ставится знак «X» (кроме обозначения особых условий).

Проволока твердая, диаметром
0,4 мм, на катушках, из манганина марки МНМц 3-12:

Проволока ДКРХТ
,4 КТ МНМц 3–12 ГОСТ 10155–75

То же, мягкая, диаметром 2,0
мм, в мотках, из манганина марки МНМцАЖ 3-12-0,3-0,3:

Проволока ДКРХМ
2, БТ МНМцАЖ 3–12-,3-,3
ГОСТ 10155–75.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Применение

Учитывая все положительные качества манганина, а также возможные проблемы, которые могут возникнуть во время использования манганина, рассмотрим сферу его применения, которая достаточно обширна. Такой сплав наиболее часто используется при изготовлении электроизмерительных приборов, образцовых сопротивлений. С его участием изготавливаются как шунты, так и мостовые схемы. Манганин имеет невысокое сопротивление в условиях комнатных температур. Поэтому он незаменим при разработках и производстве приборов высококлассной точности. Примером таких инструментов можно назвать резистор.

Поставщик

Где купить круг, проволоку, лист, ленту манганин МНМц3−12 оптом или в рассрочку? Поставщик «Ауремо» предлагает купить круг, проволоку, лист, ленту манганин МНМц3−12 на выгодных условиях. Большой выбор полуфабрикатов на складе. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества. Всегда в наличии круг, проволока, лист, лента манганин МНМц3−12, цена — оптимальная от поставщика. Купить сегодня. Для оптовых заказчиков цена — льготная.

Купить по выгодной цене

Поставки от «Ауремо» — прекрасный выбор. Склады нашей фирмы предлагают своим клиентам широчайший выбор медных сплавов для различных видов работ по демократичным ценам. Учитывая интересы покупателей, наша торговая группа располагает сертифицированными изделиями, изготовленными из манганина, которые прошли все необходимые проверки. Воспользовавшись услугами нашего представительства или интернет-сайта компании, вы сможете приобрести необходимый товар самого высокого качества и в кратчайшие сроки. Постоянным клиентам, а также на оптовые закупки мы предлагаем скидки и дополнительные выгодные акции. Мы работаем для вас.

Сплавы высокого сопротивления

Сплавы с высоким электрическим сопротивлением делятся на три группы:

1. Сплавы для магазинов сопротивлений, различных эталонов, добавочных сопротивлений, шунтов;
2. Сплавы для сопротивлений и реостатов;
3. Сплавы для электронагревательных приборов и печей.

К сплавам первой группы предъявляют следующие требования: высокое удельное сопротивление, близкий к нулю температурный коэффициент сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в сочетании с другими металлами (особенно с медью), постоянство сопротивления во времени, высокая стойкость против коррозии. К сплавам этой группы относятся сплавы на основе меди – манганин и константан.

Манганин

Сплав коричнево-красноватого цвета, состоящий из 86 % меди, 12 % марганца и 2 % никеля. Манганин имеет удельное сопротивление 0,42 – 0,43 Ом × мм² / м, плотность 8,4 кг/дм³, прочность на разрыв 40 – 55 кг/мм², очень малые температурный коэффициент сопротивления и термо-ЭДС (электродвижущую силу), допустимую рабочую температуру не выше 60 °С. Манганин является лучшим материалом для изготовления магазинов сопротивлений, образцовых сопротивлений и шунтов.

Константан

Сплав 60 % меди и 40 % никеля. Константан имеет удельное сопротивление 0,5 Ом × мм² / м, плотность 8,9 кг/дм³, прочность на разрыв 40 – 50 кг/мм².

Константан применяется для изготовления реостатов и электронагревательных сопротивлений, если их рабочая температура не превышает 400 – 450 °С.

Константан в сочетании с медью имеет высокую термо-ЭДС и поэтому не может быть применен для изготовления эталонных сопротивлений к точным приборам, так как эта дополнительная ЭДС будет искажать показания приборов. Это свойство константана используется при изготовлении термопар для измерения температур порядка несколько сотен градусов.

Сплав для реостатов или для сопротивлений должен быть дешевым, иметь большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивления. Для этих целей применяют сплавы на медной основе, например константан, никелин и другие.

Для удешевления материала никель в реостатных сплавах заменен цинком и железом. Сплавы, применяемые для электронагревательных приборов и печей, должны хорошо обрабатываться, быть механически прочными, дешевыми, иметь высокое удельное сопротивление и длительное время работать при высокой температуре без окисления.

При нагреве металла на его поверхности образуется оксидная пленка, которая должна предотвратить дальнейшее разрушение металла. Металлы – медь, железо и кобальт – имеют пористую оксидную пленку, поэтому при нагревании они быстро разрушаются. Такие металлы, как никель, хром и алюминий, покрываются при нагреве плотной оксидной пленкой, поэтому жароупорные сплавы делают на основе этих металлов.

Нихром

Сплав никеля и хрома. К нихромам относится также ферронихром, который, кроме никеля и хрома, содержит железо (58 – 62 % никеля, 15 – 17 % хрома, остальное – железо). Плотность нихрома 8,4 кг/дм³, прочность на разрыв 70 кг/мм², удельное сопротивление около 1,0 Ом × мм² / м. Нихром выпускается в виде проволоки и ленты, которые идут на изготовление спиралей электронагревательных приборов и печей, имеющих рабочую температуру до 1000 °С.

Фехраль

Сплав 12 – 15 % хрома, 3 – 5 % алюминия, остальное железо. Фехраль имеет плотность 7,5 кг/дм³, прочность на разрыв 70 кг/мм² и удельное сопротивление около 1,2 Ом × мм² / м. Рабочая температура фехраля около 800 °С.

Хромаль

Сплав 28 – 30 % алюминия, остальное железо. Прочность хромаля на разрыв 80 кг/мм², удельное сопротивление 1,3 – 1,4 Ом × мм² / м, допустимая рабочая температура 1250 °С.

Свойства [ править ]

Cu86 / Mn12 / Ni2

Эта статья может нуждаться в реорганизации, чтобы соответствовать рекомендациям Википедии по разметке . Пожалуйста, помогите, чтобы внести улучшения в общую структуру. ( Ноябрь 2012 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Электрические свойства

Температурный коэффициент: 1,5 × 10 −5  К −1

Механические свойства

• Модуль упругости: 124–159 ГПа.
• Максимальная температура использования на воздухе: 300 ° C

Cu84 / Mn12 / Ni4

Температура	коэффициент удельного сопротивления
12	+.000006
25	.000000
100	−.000042
250	−.000052
475	.000000
500	+.00011

Сопротивление проводов при 20 ° C

AWG	Ом на см	Ом на фут
10	.000836	0,0255
12	0,00133	0,0405
14	.00211	0,0644
16	0,00336	0,102
18	0,00535	0,163
20	0,00850	0,259
22	0,0135	0,412
24	.0215	0,655
26 год	0,0342	1.04
27	.0431	1,31
28 год	.0543	1,66
30	.0864	2,63
32	.137	4,19
34	.218	6,66
36	.347	10,6
40	0,878	26,8

2.1.1. Физическая природа электропроводности металлов

Металлы имеют кристаллическое строение: в узлах кристаллической решетки находятся положительно заряженные ионы, окруженные коллективизированными электронами (электронным газом).

Современные представления об электронном строении металлов, распределении электронов по энергетическим состояниям, их взаимодействии с другими элементарными частицами и кристаллической решеткой дает квантовая теория, основы которой были разработаны советским ученым Я.И.Френкелем и немецким физиком А.Зоммерфельдом.

Читать также: Приспособления для деревообрабатывающих станков своими руками

Свободные электроны хаотически перемещаются по кристаллу со средней тепловой скоростью и = 10 5 м/с. В электрическом поле напряженностью Е электроны получают добавочную скорость упорядоченного движения v — скорость дрейфа, благодаря чему и возникает электрический ток. Плотность тока зависит от скорости дрейфа, заряда электрона е и концентрации свободных электронов n .

Скорость дрейфа в реальных условиях существенно меньше скорости теплового движения электронов v u . Так, в медном про-

воднике при плотности тока j = 1 А/мм 2 скорость дрейфа составляет v = 1 . 10 -4 м/с.

За время τ между столкновениями с узлами кристаллической решетки на длине свободного пробега l , электроны, двигаясь с уско-

рением a = e E , приобретают скорость дрейфа: m e

Приравнивая аналитическое выражение закона Ома (1.1) к выражению (2.1) с учетом (2.2), получим формулу для удельной проводимости

Выразим произведение m e . и через концентрацию свободных электронов, используя квантовую статистику, базирующуюся на принципе Паули, согласно которому в каждом энергетическом состоянии может находиться только один электрон, а на каждом энергетическом уровне — не более двух (с антипараллельными спинами). Тогда при температуре абсолютного нуля ( Т = 0 К) половина из общего числа свободных электронов в кристалле ( n /2) займет наиболее низкие энергетические уровни.

В квантовой теории вероятность заполнения электронами энергетических состояний с энергией уровня Э определяется функцией Ферми

где Э F — энергия Ферми, т.е. максимальная энергия, которую может иметь электрон в металле при температуре абсолютного нуля.

Из формулы (2.4) следует, что при Э = Э F , вероятность заполнения электронами уровня Ферми равна 0,5. Энергия Ферми для большинства металлов составляет от 3 до 15 эВ. Уровни, расположенные ниже уровня Ферми ( Э Э F ), с вероятностью >0,5 заполнены электронами, а уровни, лежащие выше уровня Ферми ( Э > Э F ), с такой же вероятностью свободны от электронов.

В соответствии с квантовой статистикой Ферми-Дирака концентрация свободных электронов в металле определяется путем интег-

рирования по всем заполненным энергетическим состояниям, что дает следующее выражение

Выразив из этого соотношения значение энергии Ферми через концентрацию электронов и, учитывая, что Э F = m e и 2 2 , получим

Подставляя m e и в формулу (2.3), найдем выражение для

удельной проводимости металлов

Концентрация свободных электронов в чистых металлах, характер их распределения по энергиям и энергия Ферми с повышением температуры почти не изменяются. Например, при нагреве серебра от 0 до 1000 К энергия Ферми уменьшается лишь на 0,2%. Такие малые изменения в широком температурном диапазоне можно не учитывать. Следовательно, формула (2.6) справедлива при любой температуре. Поэтому электропроводность металла определяется, в основном, средней длиной свободного пробега электронов, которая зависит от электронного строения атомов и типа кристаллической решетки. Длина свободного пробега для некоторых металлов дана в табл. 1.

Длина свободного пробега электронов в некоторых металлах при 0 ° С

Наибольшая длина свободного пробега наблюдается в металлах с гранецентрированной кубической кристаллической решеткой (Ag, Cu, Au), которые и являются лучшими проводниками.

Переходные металлы (Fe, Ni, Co, Cr, Mn, V, Zr, Nb, Mo, W, Hf, Ta, Re, Pt и др.) имеют меньшую электропроводность, что связано с их специфическим электронным строением. В этих элементах внутренние d — или f -оболочки неполностью заполнены электронами. В электрическом поле часть валентных электронов из внешней s — оболочки переходят на свободные уровни внутренних оболочек, что приводит к уменьшению числа свободных электронов, участвующих в проводимости.

Особенности электронного строения переходных металлов являются причиной многих их специфических свойств: тепловых, магнитных, склонности к полиморфизму, переменной валентности и др.

И в заключение, у чистых металлов при нагреве средняя энергия электронов практически остается без изменения, что свидетельствует о малой теплоемкости электронного газа.

Константан

Имеет белый цвет с характерным желтоватым оттеком. В состав входят: медь -59 %; никель – 39-41 %; марганец – 1-2 %. Температура плавления 1260 °С. Этот медно-никелевый сплав получил свое название благодаря основному свойству – термостабильности. Он имеет очень хорошие показатели электрического сопротивления при низком значении температурного коэффициента расширения. Сплав идет для изготовления проволоки для термопар, в производстве измерительных приборов, а также электронагревательных элементах, работающих при температурах до 400-500 градусов.

Проволока, изготовленная из константана, подвергается специальной термической обработке, в результате которой металл на поверхности образует тонкую окисную пленку. Благодаря этому изделие не нуждается в дополнительной лакировке или защитном покрытии. Константан очень пластичен. Это свойство позволяет применять его при сварке медно-никелевых сплавов.

Недостатком константана является его достаточно высокая ЭДС – около 43 мкВ. Это исключает использование проволоки и ленты из него в высокоточных измерительных приборах.

Индуктивное сопротивление

Формулы для расчёта проводимости проводов справедливы только в сети постоянного тока или в прямых проводниках при низкой частоте. В катушках и в высокочастотных сетях появляется индуктивное сопротивление, во много раз превышающее обычное. Кроме того, ток высокой частоты распространяется только по поверхности провода. Поэтому его иногда покрывают тонким слоем серебра или используют литцендрат.

Справка. Литцендрат – это многожильный провод, каждая жила в котором изолирована от остальных. Это делается для увеличения поверхности и проводимости в сетях высокой частоты.

Удельное сопротивление меди, гибкость, относительно невысокая цена и механическая прочность делают этот металл, вместе с алюминием, самым распространенным материалом для изготовления проводов.

Теоретическая масса 1000 м и площадь поперечного сечения проволоки

Диаметр проволоки, мм	Площадь поперечного сечения, мм2	Теоретическая масса проволоки, кг	Диаметр проволоки, мм	Площадь поперечного сечения, мм2	Теоретическая масса проволоки, кг
0,020	0,000314	0,0026	0,60	0,2827	2,3747
0,025	0,000491	0,0041	0,63	0,3117	2,6183
0,030	0,000707	0,0059	0,65	0,3318	2,7871
0,040	0,001257	0,0106	0,70	0,3848	3,2323
0,050	0,001963	0,0165	0,75	0,4418	3,7111
0,060	0,002827	0,0237	0,80	0,5027	4,2227
0,070	0,003848	0,0323	0,85	0,5675	4,7670
0,080	0,005027	0,0422	0,90	0,6362	5,3441
0,090	0,006362	0,0534	1,00	0,785	6,5946
0,10	0,00785	0,0659	1,10	0,950	7,980
0,12	0,01131	0,0950	1,20	1,131	9,500
0,14	0,01539	0,1293	1,30	1,327	11,147
0,15	0,01767	0,1484	1,40	1,539	12,928
0,16	0,02010	0,1688	1,50	1,767	14,843
0,18	0,02545	0,2138	1,60	2,011	16,892
0,20	0,03142	0,2639	1,70	2,270	19,068
0,22	0,03801	0,3193	1,80	2,545	21,378
0,25	0,04909	0,4124	0,90	2,835	23,814
0,28	0,06158	0,5173	2,00	3,142	26,398
0,30	0,07069	0,5938	2,20	3,801	31,928
0,35	0,09621	0,8082	2,50	4,909	41,236
0,36	0,1018	0,8551	2,80	6,158	51,727
0,38	0,1134	0,9526	3,00	7,069	59,380
0,40	0,1257	1,0559	3,60	10,179	85,504
0,45	0,1590	1,3359	4,00	12,566	105,554
0,50	0,1964	1,6494	4,50	15,904	133,594
0,55	0,2376	1,9956	5,00	19,635	164,934
0,56	0,2463	2,0689	6,00	28,274	237,502

Примечание. При вычислении теоретической массы проволоки плотность манганина
принята равной 8,4 г/см3; диаметры проволоки – по номинальным
размерам.

Характеристики электротехнических материалов

Главной характеристикой в электротехнике считается удельная электропроводность, измеряемая в См/м. Она служит коэффициентом пропорциональности между вектором напряжённости поля и плотностью тока. Обозначается часто греческой буквой гамма γ. Удельное сопротивление признано величиной, обратной электропроводности. В результате формула, упомянутая выше, обретает вид: плотность тока прямо пропорциональна напряжённости поля и обратно пропорциональна удельному сопротивлению среды. Единицей измерения становится Ом м.

Рассматриваемое понятие сохраняет актуальность не только для твёрдых сред. К примеру, ток проводят жидкости-электролиты и ионизированные газы. Следовательно, в каждом случае допустимо ввести понятие удельного сопротивления, ведь через среду проходит электрический заряд. Найти в справочниках значения, к примеру, для сварочной дуги сложно по простой причине – подобными задачами не занимаются в достаточной степени. Это не востребовано

С момента обнаружением Дэви накала платиновой пластины электрическим током до внедрения в обиход лампочек накала прошло столетие – по схожей причине не сразу осознали важность, значимость открытия

В зависимости от значения величины удельного сопротивления материалы делятся:

1. У проводников – менее 1/10000 Ом м.
2. У диэлектриков – свыше 100 млн. Ом м.
3. Полупроводники по значениям удельного сопротивления находятся между диэлектриками и проводниками.

Эти значения характеризуют исключительно способность тела сопротивляться прохождению электрического тока и не влияют на прочие аспекты (упругость, термостойкость). К примеру, магнитные материалы бывают проводниками, диэлектриками и полупроводниками.

Материалы высокой проводимости

К наиболее широкораспрстраненным материалам высокой проводимости следует отнести медь и алюминий (Сверхпроводящие материалы, имеющие типичное сопротивление в 10 -20 раз ниже обычных проводящих материалов (металлов) рассматриваются в разделе Сверхпроводимость).

Преимущества меди, обеспечивающие ей широкое применение в качестве проводникового материала, следующие:

1. малое удельное сопротивление;
2. достаточно высокая механическая прочность;
3. удовлетворительная в большинстве случаев применения стойкость по отношению к коррозии;
4. хорошая обрабатываемость: медь прокатывается в листы, ленты и протягивается в проволоку, толщина которой может быть доведена до тысячных долей миллиметра;
5. относительная легкость пайки и сварки.

Медь получают чаще всего путем переработки сульфидных руд. После ряда плавок руды и обжигов с интенсивным дутьем медь, предназначенная для электротехнических целей, обязательно проходит процесс электролитической очистки.

В качестве проводникового материала чаще всего используется медь марок М1 и М0. Медь марки М1 содержит 99.9% Cu, а в общем количестве примесей (0.1%) кислорода должно быть не более 0,08%. Присутствие в меди кислорода ухудшает ее механические свойства. Лучшими механическими свойствами обладает медь марки М0, в которой содержится не более 0.05% примесей, в том числе не свыше 0.02% кислорода.

Медь является сравнительно дорогим и дефицитным материалом, поэтому она все шире заменяется другими металлами, особенно алюминием.

В отдельных случаях применяются сплавы меди с оловом, кремнием, фосфором, бериллием, хромом, магнием, кадмием. Такие сплавы, носящие название бронз, при правильно подобранном составе имеют значительно более высокие механические свойства, чем чистая медь.

Алюминий

Алюминий является вторым по значению после меди проводниковым материалом. Это важнейший представитель так называемых легких металлов: плотность литого алюминия около 2.6, а прокатанного — 2.7 Мг/м 3 . Т.о., алюминий примерно в 3.5 раза легче меди. Температурный коэффициент расширения, удельная теплоемкость и теплота плавления алюминия больше, чем меди. Вследствие высоких значений удельной теплоемкости и теплоты плавления для нагрева алюминия до температуры плавления и перевода в расплавленное состояние требуется большая затрата тепла, чем для нагрева и расплавления такого же количества меди, хотя температура плавления алюминия ниже, чем меди.

Алюминий обладает пониженными по сравнению с медью свойствами — как механическими, так и электрическими. При одинаковом сечении и длине электрическое сопротивление алюминиевого провода в 1.63 раза больше, чем медного

Весьма важно, что алюминий менее дефицитен, чем медь

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.

Удельное электрическое сопротивление хромоникелевых нержавеющих сталей ρэ·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

Видео по теме

О температурной зависимости сопротивления металлов в видео:

Среди металлов медь занимает второе место по электропроводимости, уступая только гораздо более дорогому серебру. Потому в электротехнике ее применяют очень широко, в частности, при устройстве домашней электропроводки.

Но в прежние времена проводку изготавливали из более дешевого алюминия и в старых домах такой кабель еще часто встречается.

Владельцу важно знать, что непосредственный контакт алюминиевого и медного проводников недопустим: металлы разрушаются из-за электрохимической реакции. Соединение осуществляют посредством специальных переходников

История

Единого мнения у историков науки о первооткрывателе сплава не существует.

В англоязычной литературе сообщается, что манганин впервые был получен американским изобретателем Эдвардом Вестоном обнаружившим отрицательный ТКС изобретённого в Германии сплава под названием константан и на основе этого изучения изобрёл манганин. На химический состав и как на материал для резисторов точных электроизмерительных приборов, сопротивление резисторов которых почти не зависит от температуры изобретатель получил патент в 1888 г. В патенте описан сплав, содержащий 70 % меди и 30 % марганца (который для снижения стоимости предлагается заменить ферромарганцем). Изобретатель назвал его «Сплав № 3», но германские производители, у которых он разместил заказ на производство проволоки из нового материала, дали ему собственное наименование «Манганин» под которым он получил широкую известность.

В немецкоязычной и отечественной литературе господствует утверждение о приоритете в изобретении сплава германских учёных и производителей. По этой версии манганин был получен в 1889 или в 1892 году сотрудниками Имперского физико-технического института (нем.)русск. Карлом Фойзнером (нем.)русск. и Стефаном Линдеком (нем.)русск. проводивших исследования в сотрудничестве с компанией Isabellenhütte Heusler. Права на торговую марку MANGANIN были переданы Isabellenhütte Heusler. В некоторых источниках указывается, что Фойзнер и Линдек опирались в своей работе на результаты Вестона, но во многих источниках подобные упоминания отсутствуют.

Удельное электрическое сопротивление

Сопротивление в омах проводника длиной 1 м, сечением 1 мм² называется удельным сопротивлением

и обозначается греческой буквойρ (ро).

В таблице 1 даны удельные сопротивления некоторых проводников.

Таблица 1

Удельные сопротивления различных проводников

Из таблицы видно, что железная проволока длиной 1 м и сечением 1 мм² обладает сопротивлением 0,13 Ом. Чтобы получить 1 Ом сопротивления нужно взять 7,7 м такой проволоки. Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро. 1 Ом сопротивления можно получить, если взять 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм². Серебро – лучший проводник, но стоимость серебра исключает возможность его массового применения. После серебра в таблице идет медь: 1 м медной проволоки сечением 1 мм² обладает сопротивлением 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление в 1 Ом, нужно взять 57 м такой проволоки.

Химически чистая, полученная путем рафинирования, медь нашла себе повсеместное применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Широко применяют также в качестве проводников алюминий и железо.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r

– сопротивление проводника в омах;ρ – удельное сопротивление проводника;l – длина проводника в м;S – сечение проводника в мм².

Пример 1.

Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм².

Пример 2.

Вычислить сопротивление 2 км алюминиевой проволоки сечением 2,5 мм².

Из формулы сопротивления легко можно определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.

Пример 3.

Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление в 30 Ом из никелиновой проволоки сечением 0,21 мм². Определить необходимую длину проволоки.

Пример 4.

Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если сопротивление ее равно 25 Ом.

Пример 5.

Проволока сечением 0,5 мм² и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

По таблице удельных сопротивлений находим, что таким сопротивлением обладает свинец.

Выше было указано, что сопротивление проводников зависит от температуры. Проделаем следующий опыт. Намотаем в виде спирали несколько метров тонкой металлической проволоки и включим эту спираль в цепь аккумулятора. Для измерения тока в цепь включаем амперметр. При нагревании спирали в пламени горелки можно заметить, что показания амперметра будут уменьшаться. Это показывает, что с нагревом сопротивление металлической проволоки увеличивается.

У некоторых металлов при нагревании на 100° сопротивление увеличивается на 40 – 50 %. Имеются сплавы, которые незначительно меняют свое сопротивление с нагревом. Некоторые специальные сплавы практически не меняют сопротивления при изменении температуры. Сопротивление металлических проводников при повышении температуры увеличивается, сопротивление электролитов (жидких проводников), угля и некоторых твердых веществ, наоборот, уменьшается.

Способность металлов менять свое сопротивление с изменением температуры используется для устройства термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой платиновую проволоку, намотанную на слюдяной каркас. Помещая термометр, например, в печь и измеряя сопротивление платиновой проволоки до и после нагрева, можно определить температуру в печи.

Изменение сопротивления проводника при его нагревании, приходящееся на 1 Ом первоначального сопротивления и на 1° температуры, называется температурным коэффициентом сопротивления

и обозначается буквой α.

Если при температуре t

0 сопротивление проводника равноr 0 , а при температуреt равноr t , то температурный коэффициент сопротивления

Примечание.

Расчет по этой формуле можно производить лишь в определенном интервале температур (примерно до 200°C).

Приводим значения температурного коэффициента сопротивления α для некоторых металлов (таблица 2).

Таблица 2

Значения температурного коэффициента для некоторых металлов

Из формулы температурного коэффициента сопротивления определим r t

r t

=r 0 .

Пример 6.

Определить сопротивление железной проволоки, нагретой до 200°C, если сопротивление ее при 0°C было 100 Ом.

r t

=r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 Ом.

Пример 7.

Термометр сопротивления, изготовленный из платиновой проволоки, в помещении с температурой 15°C имел сопротивление 20 Ом. Термометр поместили в печь и через некоторое время было измерено его сопротивление. Оно оказалось равным 29,6 Ом. Определить температуру в печи.