Weerstandsvermogen en geleidingsvermogen – Temperatuurcoëfficiënten voor gangbare materialen

Het weerstandsvermogen is

  • de elektrische weerstand van een eenheidsblokje van een materiaal, gemeten tussen de tegenover elkaar liggende zijden van het blokje

Elektrische geleider Weerstand Berekenaar

Deze calculator kan worden gebruikt om de elektrische weerstand van een geleider te berekenen.

Weerstandscoëfficiënt (ohm m) (standaardwaarde voor koper)

Doorsnede van de geleider (mm2) – AWG Draaddikte

Belastingscalculator!

Materiaal

Aluminium

Aluminiumlegering 3003, gewalst

Aluminiumlegering 360

Aluminiumbrons

Beryllium koper 25

Bismut

Brass – 63% Cu

Cadmium

Calcium (0oC)

Constantan

Erbium (0oC)

Europium (0oC)

Graphite

Holmium (0oC)

Indium (3.35K)

Iron

Lead

Lithium

Lutetium

Magnesiumlegering AZ31B

Monel

Nichroom (legering van nikkel en chroom)

Osmium

Fosfor

Praseodymium

Rhenium (1,7K)

Rubber – hard

Ruthenium (0,49K)

Samarium

Selenium

Silicium1)

Zilver

Natrium

Bodem, typische grond

Soldeer

Roestvast staal

Strontium

Terbium

Titanium

Vanadium

Water, vers

Yttrium

Zirkonium (0,55K)

Materiaal Weerstandscoëfficiënt 2)
– ρ –
Weerstandscoëfficiënt 2)
– ρ
(ohm m2/m)
(Ω m)
Temperatuur
Coefficiënt 2)
– α –
(per graad C)
(1/oC)
Geleidingsvermogen
– σ –
(1 /(Ω m))
2,65 x 10-8 3,8 x 10-3 3.77 x 107
3,7 x 10-8
Aluminiumlegering 2014, gegloeid 3.4 x 10-8
7.5 x 10-8
12 x 10-8
Dierlijk vet 14 x 10-2
Dierlijke spieren 0.35
Antimoon 41,8 x 10-8
Barium (0oC) 30,2 x 10-8
Beryllium 4.0 x 10-8
7 x 10-8
115 x 10-8
Glas – 58% Cu 5.9 x 10-8 1,5 x 10-3
7,1 x 10-8 1.5 x 10-3
7,4 x 10-8
Caesium (0oC) 18.8 x 10-8
3,11 x 10-8
Koolstof (grafiet)1) 3 – 60 x 10-5 -4.8 x 10-4
Gietijzer 100 x 10-8
Cerium (0oC) 73 x 10-8
Chromel (legering van chroom en aluminium) 0.58 x 10-3
Chromium 13 x 10-8
Kobalt 9 x 10-8
49 x 10-8 3 x 10-5 0.20 x 107
Koper 1,724 x 10-8 4.29 x 10-3 5.95 x 107
Cupronikkel 55-45 (constantaan) 43 x 10-8
Dysprosium (0oC) 89 x 10-8
81 x 10-8
Eureka 0.1 x 10-3
89 x 10-8
Gadolium 126 x 10-8
Gallium (1.1K) 13.6 x 10-8
Germanium1) 1 – 500 x 10-3 -50 x 10-3
Glas 1 – 10000 x 109 10-12
Goud 2.24 x 10-8
800 x 10-8 -2,0 x 10-4
Hafnium (0,35K) 30.4 x 10-8
Hastelloy C 125 x 10-8
90 x 10-8
8 x 10-8
Inconel 103 x 10-8
Iridium 5.3 x 10-8
9,71 x 10-8 6,41 x 10-3 1,03 x 107
Lanthanum (4.71K) 54 x 10-8
20,6 x 10-8 0,45 x 107
9.28 x 10-8
54 x 10-8
Magnesium 4.45 x 10-8
9 x 10-8
Mangaan 185 x 10-8 1.0 x 10-5
Mercury 98,4 x 10-8 8,9 x 10-3 0.10 x 107
Mica (Glimmer) 1 x 1013
Mild staal 15 x 10-8 6.6 x 10-3
Molybdeen 5.2 x 10-8
58 x 10-8
Neodymium 61 x 10-8
100 – 150 x 10-8 0.40 x 10-3
Nikkel 6.85 x 10-8 6,41 x 10-3
Nickeline 50 x 10-8 2.3 x 10-4
Niobium (Columbium) 13 x 10-8
9 x 10-8
Palladium 10.5 x 10-8
1 x 1012
Platina 10,5 x 10-8 3,93 x 10-3 0.943 x 107
Plutonium 141,4 x 10-8
Polonium 40 x 10-8
Potassium 7.01 x 10-8
65 x 10-8
Promethium 50 x 10-8
Protactinium (1.4K) 17,7 x 10-8
Quartz (gesmolten) 7.5 x 1017
17,2 x 10-8
Rhodium 4.6 x 10-8
1 – 100 x 1013
Rubidium 11.5 x 10-8
11.5 x 10-8
91,4 x 10-8
Scandium 50.5 x 10-8
12,0 x 10-8
0.1-60 -70 x 10-3
1,59 x 10-8 6,1 x 10-3 6,29 x 107
4.2 x 10-8
10-2 – 10-4
15 x 10-8
106
12.3 x 10-8
Zwavel 1 x 1017
Tantaal 12.4 x 10-8
113 x 10-8
Thallium (2.37K) 15 x 10-8
Thorium 18 x 10-8
Thulium 67 x 10-8
Tin 11.0 x 10-8 4,2 x 10-3
43 x 10-8
Tungsten 5,65 x 10-8 4,5 x 10-3 1.79 x 107
Uranium 30 x 10-8
25 x 10-8
Water, gedestilleerd 10-4
10-2
Water, zout 4
Ytterbium 27.7 x 10-8
55 x 10-8
Zink 5,92 x 10-8 3.7 x 10-3
38,8 x 10-8

1) Let op! – de weerstandscoëfficiënt hangt sterk af van de aanwezigheid van onzuiverheden in het materiaal.

2) Merk op! – het weerstandsvermogen hangt sterk af van de temperatuur van het materiaal. De tabel hierboven is gebaseerd op 20oC referentie.

Elektrische weerstand in een draad

De elektrische weerstand van een draad is groter voor een langere draad en kleiner voor een draad met een grotere doorsnede. De weerstand is afhankelijk van het materiaal waarvan hij is gemaakt en kan worden uitgedrukt als:

R = ρ L / A (1)

waar

R = weerstand (ohm, Ω)

ρ = weerstandscoëfficiënt (ohm m, Ω m)

L = lengte van de draad (m)

A = doorsnede van de draad (m2)

De factor in de weerstand die rekening houdt met de aard van het materiaal is de weerstandscoëfficiënt. Aangezien deze afhankelijk is van de temperatuur, kan deze worden gebruikt om de weerstand van een draad met een bepaalde geometrie bij verschillende temperaturen te berekenen.

Het omgekeerde van weerstandsvermogen heet geleidingsvermogen en kan worden uitgedrukt als:

σ = 1 / ρ (2)

waar

σ = geleidbaarheid (1 / Ω m)

Voorbeeld – Weerstand in een aluminiumdraad

De weerstand van een aluminiumkabel met een lengte van 10 m en een doorsnede van 3 mm2 kan worden berekend als

R = (2.65 10-8 Ω m) (10 m) / ((3 mm2) (10-6 m2/mm2))

= 0.09 Ω

Weerstand

De elektrische weerstand van een circuitonderdeel of apparaat wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de toegepaste spanning en de elektrische stroom die er doorheen loopt:

R = U / I (3)

waar

R = weerstand (ohm)

U = spanning (V)

I = stroom (A)

Wet van Ohm

Als de weerstand constant is over een aanzienlijk bereik van spanning, dan kan de wet van Ohm,

I = U / R (4)

worden gebruikt om het gedrag van het materiaal te voorspellen.

Weerstandsvermogen t.o.v. temperatuur

Verandering in weerstand t.o.v. temperatuur kan worden berekend als

dρ = ρ α dt (5)

waar

dρ = verandering in weerstand (ohm m2/m)

α = temperatuurcoëfficiënt (1/oC)

dt = verandering in temperatuur (oC)

Voorbeeld – Verandering in weerstand

Aluminium met een weerstandsvermogen van 2.65 x 10-8 ohm m2/m wordt verwarmd van 20 oC tot 100 oC. De temperatuurcoëfficiënt voor aluminium is 3,8 x 10-3 1/oC. De verandering in soortelijke weerstand kan worden berekend als

dρ = (2,65 10-8 ohm m2/m) (3,8 10-3 1/oC) ((100 oC) – (20 oC))

= 0.8 10-8 ohm m2/m

Het uiteindelijke weerstandsvermogen kan worden berekend als

ρ = (2,65 10-8 ohm m2/m) + (0,8 10-8 ohm m2/m)

= 3,45 10-8 ohm m2/m

Resistiviteitscoëfficiënt vs. Temperatuur Calculator

Deze caculator kan worden gebruikt om de weerstand in een geleidermateriaal te berekenen t.o.v. de temperatuur.

ρ – weerstandscoëfficiënt (10-8 ohm m2/m)

α – temperatuurcoëfficiënt (10-3 1/oC)

dt – verandering in temperatuur (oC)

Load Calculator!

Weerstand en temperatuur

Voor de meeste materialen neemt de elektrische weerstand toe met de temperatuur. Verandering in weerstand kan worden uitgedrukt als

dR / Rs = α dT (6)

waar

dR = verandering in weerstand (ohm)

Rs = standaard weerstand volgens referentietabellen (ohm)

α = temperatuurcoëfficiënt van weerstand (oC-1)

dT = temperatuurverandering ten opzichte van referentietemperatuur (oC, K)

(5) kan worden gewijzigd in:

dR = α dT Rs (6b)

De “temperatuurcoëfficiënt van de weerstand” – α – van een materiaal is de toename van de weerstand van een 1 Ω-weerstand van dat materiaal als de temperatuur met 1 oC wordt verhoogd.

Voorbeeld – Weerstand van een koperdraad bij warm weer

Een koperdraad met een weerstand van 0,5 kΩ bij een normale bedrijfstemperatuur van 20oC wordt bij warm zonnig weer verwarmd tot 80 oC. De temperatuurcoëfficiënt voor koper is 4,29 x 10-3 (1/oC) en de verandering in weerstand kan worden berekend als

dR = (4,29 x 10-3 1/oC) ((80 oC) – (20 oC)) (0,5 kΩ)

= 0,13 (kΩ)

De resulterende weerstand voor de koperdraad bij warm weer wordt

R = (0,5 kΩ) + (0,13 kΩ)

= 0.63 (kΩ)

= 630 (Ω)

Voorbeeld – Weerstand van een koolstofweerstand bij verandering van temperatuur

Een koolstofweerstand met een weerstand van 1 kΩ bij temperatuur 20oC wordt verwarmd tot 120 oC. De temperatuurcoëfficiënt voor koolstof is negatief -4,8 x 10-4 (1/oC) – de weerstand neemt af bij toenemende temperatuur.

De verandering in weerstand kan worden berekend als

dR = (-4,8 x 10-4 1/oC) ((120 oC) – (20 oC)) (1 kΩ)

= – 0,048 (kΩ)

De resulterende weerstand voor de weerstand wordt

R = (1 kΩ) – (0,048 kΩ)

= 0,952 (kΩ)

= 952 (Ω)

Weerstand vs. Temperatuur Calculator

Deze caculator kan worden gebruikt om de weerstand in een geleider ten opzichte van de temperatuur te berekenen.

Rs – weerstand (103 (ohm)

α – temperatuurcoëfficiënt (10-3 1/oC)

dt – verandering in temperatuur (oC)

Load Calculator!

Temperatuurcorrectiefactoren voor geleiderweerstand

.948

.042

020

Temperatuur van geleider
(°C)
Factor om te rekenen naar 20°C Reciprocal om te rekenen van 20°C
5 1.064 0,940
6 1,059 0,944
7 1,055 0,948
1,055 0,940
0,944
7
8 1.050 0.952
9 1.046 0.956
10 1.042 0.956
10 0.960
11 1.037 0.964
12 1.033 0.968
13 1.029 0.972
14 1.025 0.976
15 1.020 0.980
16 1.016 0.984
17 1.012 0.988
18 1.008 0.992
19 1.004 0.996
20 1.000 1.000
21 0.996 1.004
22 0.992 1.008
23 0.988 1.012
24 0.984 1.016
25 0.980 1.020
0.980 1.016
0.094
26 0.977 1.024
27 0.973 1.028
28 0,969 1,032
29 0,965 1,036
30 0,962 1,024
0.962 1.040
31 0.958 1.044
32 0.954 1.048
0.954 1.048
33 0.951 1.052

Laat een reactie achter

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *