Электрические материалы. Сопротивление, проводимость

Мы уже упоминали величину под названием ОМ. Теперь остановимся на ней подробнее. Уже давно ученые обратили внимание на то, что разные материалы по-разному ведут себя с током. Одни беспрепятственно его пропускают, другие упорно ему сопротивляются, третьи пропускают его только в одну сторону, или же пропускают «на определенных условиях». После испытаний на проводимость всех возможных материалов стало понятным, что абсолютно все материалы, в той или иной степени, могут проводить ток. Для оценки «меры» проводимости вывели единицу электрического сопротивления, и назвали её ОМ, а материалы, в зависимости от их «способности» пропускать ток, разделили на группы.
Одна группа материалов это проводники. Проводники без особых потерь проводят ток. К проводникам относятся материалы, имеющие сопротивление от нуля до 100 Ом/м. Такими свойствами обладают, в основном, металлы.
Другая группа – диэлектрики. Диэлектрики тоже проводят ток, но с огромными потерями. Их сопротивление от 10000000 Ом и до бесконечности. К диэлектрикам, в своем большинстве, относятся неметаллы, жидкости и различные соединения газов.
Сопротивление 1 Ом означает, что в проводнике сечением 1 кв. мм и длиной 1 метр потеряется 1 Ампер тока..
Величина обратная сопротивлению – проводимость. Величину проводимости того или иного материала всегда можно найти в справочниках. Удельные сопротивления и проводимости некоторых материалов приведены в таблице № 1

МАТЕРИАЛ	Удельное сопротивление	Удельная проводимость
Серебро	0,016	62,5
Медь	0,01786
Золото	0,024	41,6
Алюминий	0,0286
Вольфрам	0,055
Латунь	0.071	14,1
Железо	0,1 - 0,15	10 - 7
Свинец	0,21	4,8
Платиноиридиевый сплав	0,25
Никелин	0,43	2,3
Константан	0,5
Хромоникель	1,1	0,91
Графит		0,08
Уголь		0,025
Твердые изоляторы	От 10(в степени 6) и выше	10(в степени минус 6)
Фарфор	10(в степени 19)	10(в степени минус 19)
Эбонит	10(в степени 20)	10(в степени минус 20)
Жидкие изоляторы	От 10(в степени 10) и выше	10(в степени минус 10)
Газообразные	От 10(в степени 14) и выше	10(в степени минус 14)

Из таблицы можно видеть, что самыми проводящими материалами являются – серебро, золото, медь и алюминий. В силу высокой стоимости серебро и золото применяется только в высокотехнологичных схемах. А медь и алюминий получили широчайшее применение в качестве проводников.
Еще видно, что нет абсолютно проводящих материалов, поэтому при расчетах всегда надо учитывать, что в проводах теряется ток и падает напряжение.
Есть еще одна, довольно большая и "интересная" группа материалов – полупроводники. Проводимость этих материалов изменяется в зависимости от условий окружающей среды. Полупроводники начинают лучше или, наоборот, хуже проводить ток, если их подогреть/охладить, или осветить, или согнуть, или, например, ударить током.

Для полного понимания происходящих в цепи процессов необходимо уметь правильно читать электрические схемы. Для этого надо знать условные обозначения. С 1986 года вступил в силу стандарт, который во многом убрал разночтения в обозначениях, имеющиеся между европейскими и российскими ГОСТами. Теперь электрическую схему из Финляндии может прочитать электрик из Милана и Москвы, Барселоны и Владивостока.
В электрических схемах встречаются два вида обозначений: графические и буквенные.
Буквенные коды наиболее распространенных видов элементов представлены в таблице № 2:
ТАБЛИЦА № 2

A	Устройства	Усилители, приборы телеуправления, лазеры…
B	Преобразователи неэлектрических величин в электрические и наоборот (кроме источников питания), датчики	Громкоговорители, микрофоны, чувствительные термоэлектрические элементы, детекторы ионизирующих излучений, сельсины.
C	Конденсаторы.
D	Интегральные микросхемы, микросборки.	Устройства памяти, логические элементы.
E	Разные элементы.	Осветительные устройства, нагревательные элементы.
F	Разрядники, предохранители, защитные устройства.	Элементы защиты по току и напряжению, плавкие предохранители.
G	Генераторы, источники питания.	Батареи, аккумуляторы, электрохимические и электротермические источники.
H	Индикационные и сигнальные устройства.	Приборы звуковой и световой сигнализации, индикаторы.
K	Реле контакторы, пускатели.	Реле токовые и напряжения, тепловые, времени, магнитные пускатели.
L	Катушки индуктивности, дроссели.	Дроссели люминесцентного освещения.
M	Двигатели.	Двигатели постоянного и переменного тока.
P	Приборы, измерительное оборудование.	Показывающие и регистрирующие и измерительные приборы, счетчики, часы.
Q	Выключатели и разъединители в силовых схемах.	Разъединители, короткозамыкатли, автоматические выключатели (силовые)
R	Резисторы.	Переменные резисторы, потенциометры, варисторы, терморезисторы.
S	Коммутационные устройства в цепях управления, сигнализации и измерительных.	Выключатели, переключатели, выключатели, срабатывающие от различных воздействий.
T	Трансформаторы, автотрансформаторы.	Трансформаторы тока и напряжения, стабилизаторы.
U	Преобразователи электрических величин.	Модуляторы, демодуляторы, выпрямители, инверторы, преобразователи частоты.
V	Электровакуумные, полупроводниковые приборы.	Электронные лампы, диоды, транзисторы, диоды, тиристоры, стабилитроны.
W	Линии и элементы сверхвысокой частоты, антенны.	Волноводы, диполи, антенны.
X	Контактные соединения.	Штыри, гнезда, разборные соединения, токосъемники.
Y	Механические устройства.	Электромагнитные муфты, тормоза, патроны.
Z	Оконечные устройства, фильтры, ограничители.	Линии моделирования, кварцевые фильтры.

Условные графические обозначения представлены в таблицах № 3 - № 6. Провода на схемах обозначаются прямыми линиями.
Одним из основных требований при составлении схем является простота их восприятия. Электрик, при взгляде на схему должен понять, как устроена цепь и как действует тот или иной элемент этой цепи.
ТАБЛИЦА № 3. Условные обозначения контактных соединений


Разъемные-

неразъемные, разборные
неразъемные, неразборные

Место контакта или присоединения может располагаться на любом участке провода от одного разрыва до другого.

ТАБЛИЦА № 4. Условные обозначения включателей, выключателей, разъединителей:

	замыкающий	размыкающий
Однополюсный выключатель
Однополюсный разъединитель
Трехполюсный выключатель
Трехполюсный разъединитель
Трехполюсный разъединитель с автоматическим возвратом (сленговое название - «АВТОМАТ»)
Однополюсный разъединитель с автоматическим возвратом
Нажимной выключатель (т.н. - «КНОПКА»)
Вытяжной выключатель
Выключатель с возвратом при повторном нажатии кнопки (можно встретить в настольных или настенных светильниках)
Путевой однополюсный выключатель (также известен под именем «концевой» или «конечник»)

Вертикальные линии, пересекающие подвижные контакты, говорят, что все три контакта замыкаются (или размыкаются) одновременно от одного воздействия.
При рассмотрении схемы необходимо учитывать то, что некоторые элементы цепи чертятся одинаково, но их буквенное обозначение будет отличаться (например, контакт реле и выключатель).

ТАБЛИЦА № 5. Обозначение контактов реле контакторов

	замыкающие	размыкающие
обычные
с замедлением при срабатывании
с замедлением при возврате
с замедлением при срабатывании и при возврате

Диод
Стабилитрон
Тиристор
Фотодиод
Светодиод
Фоторезистор
Солнечный фотоэлемент
Транзистор
Конденсатор
Дроссель
Сопротивление

Асинхронные трехфазные электрические машины переменного тока –

В зависимости от буквенного обозначения эти машины будут, либо генератором, либо двигателем.
При маркировке электрических цепей соблюдают следующие требования:

1. Участки цепи, разделенные контактами аппаратов, обмотками реле, приборов, машин и другими элементами, маркируют по-разному.

2. Участки цепи, проходящие через разъемные, разборные или неразборные контактные соединения, маркируют одинаково.

3. В трехфазных цепях переменного тока фазы маркируют: «А», «В», «С», в двухфазных – «А», «В»; «В», «С»; «С», «А», а в однофазных – «А»; «В»; «С». Ноль обозначают буквой – «О».

4. Участки цепей положительной полярности маркируют нечетными числами, а отрицательной полярности – четными.

5. Рядом с условным обозначением силового оборудования на чертежах планов дробью указывают номер оборудования по плану (в числителе) и его мощность (в знаменателе), а у светильников – мощность (в числителе) и высоту установки в метрах (в знаменателе).

Необходимо понимать, что все электрические схемы показывают состояние элементов в исходном состоянии, т.е. в тот момент, когда в цепи отсутствует ток.