Горная электротехника: Учебно-методическое пособие (Постоянный ток. Химические источники тока. Элементы и схемы шахтной электрической аппаратуры), страница 8

При увеличении сечения проводника возрастает число свободных электронов в нём, а следовательно, и ток.

При увеличении длины проводника уменьшаются напряжённость электрического поля в нём и скорость перемещения зарядов, т. е. ток.

Для сравнения проводящих свойств различных проводников введены понятия электрической проводимости и электрического сопротивления. Эти величины связаны обратной пропорциональной зависимостью. Чем больший ток проходит по проводнику при неизменном напряжении на его концах, тем больше его проводимость и меньше сопротивление.

Сопротивление обозначается буквой r(или R), проводимость буквой g (G). Следовательно, для любого проводника

r = 1 / g.

Единицей электрического сопротивления является Ом. Сопротивлением в 1 Ом обладает проводник, в котором под действием напряжения в 1В протекает ток в 1А. Проводимость этого же проводника принята за единицу и носит название сименс (См).

Для сравнения между собой различных материалов по их способности пропускать электрический ток (или, как говорят, по их электропроводности) введено понятие удельного сопротивления.

За удельное сопротивление материала принимается сопротивление проводника длиной в 1м и сечением в 1мм² при температуре 20^о С.

Удельное сопротивление материала обозначается буквой ρ. Зная удельное сопротивление, можно найти сопротивление проводника любых размеров по формуле

                                                     r = ρ∙l / S,                                              (1)               

где l – длина проводника, м;

S – площадь сечения, мм² .

Размерность удельного сопротивления проводника находится из выражения (1)

ρ = r∙S / l,    Ом · мм² / м.

Сопротивление проводника не является величиной постоянной. При нагревании сопротивление чистых металлов и большинства сплавов возрастает из-за увеличения числа столкновений движущихся электронов с колеблющимися молекулами вещества. Сопротивление изоляторов, полупроводников и некоторых проводников (угля, электролитов) с увеличением температуры падает благодаря увеличению концентрации свободных зарядов под действием температуры.

Изменение сопротивления характеризуется температурным коэффициентом сопротивления α, показывающим, на какую величину изменяется каждая единица сопротивления проводника при изменении его температуры на 1^о С. Если температурный коэффициент сопротивления положителен, сопротивление проводника при нагревании возрастает. Отрицательный температурный коэффициент означает уменьшение сопротивления вещества при нагревании.

Указанный эффект используется для защиты от перегрева подшипников и двигателей исполнительного органа комбайнов типа АМ с помощью специальных приборов – терморезисторов с ПТК (положительным температурным коэффициентом).

Удельные сопротивления и температурные коэффициенты различных металлов приведены в табл. 2.

Зная сопротивление r₁ проводника при t₁ и коэффициент температурного сопротивления α, можно определить сопротивление r₂ этого же проводника при другой температуре t₂  по следующей формуле:

r₂ = r₁ [1 + α(t₂ – t₁)].

                                       Таблица 2.

Изоляционные материалы при достаточно высоких температурах резко уменьшают своё сопротивление. Поэтому при определённой температуре изолятор может стать проводником.