Сопротивление металлов: Удельное сопротивление металлов – таблица формул

Содержание

Электрическое сопротивление металлов — Энциклопедия по машиностроению XXL







Электрическое сопротивление металлов, сплавов и полупроводников  [c.186]

Чтобы удалить большинство растворенных в вольфраме газов, необходимо нагреть его в вакууме до температуры около 2200 °С и откачивать в течение примерно двух часов (здесь и в -последующем при обсуждении изменений в вольфраме приводится истинная температура, а не спектральная яркостная температура). После такой обработки основная часть оставшегося в стеклянной оболочке лампы газа будет появляться из молибденовых или никелевых вводов, которые остаются при более низкой температуре, или из стекла. Нагретый вольфрам выделяет следующие газы (в порядке их концентрации) азот, окись углерода и водород. Присутствие их в твердом растворе всегда увеличивает электрическое сопротивление металла. Если после отпайки лампы имеет место чрезмерная дегазация вольфрама, обычно наблюдается гистерезис соотношения со-противление/температура. Этот гистерезис происходит следующим образом. При высоких температурах газ выделяется из глубины металла диффузией к поверхности и испарением. При охлаждении тот же газ, если он не был удален откачкой или абсорбирован в другом месте, конденсируется на поверхности вольфрама и начинает диффундировать обратно в металл, увеличивая тем самым его сопротивление. Скорость, с которой происходят все эти процессы, является экспоненциальной функцией температуры. Для ламп, используемых в области до 1800 °С, дрейф сопротивления при охлаждении, скажем до 1200 °С, может происходить в пределах нескольких дней как результат недостаточной дегазации в начальной стадии или последующей течи.  [c.353]










Зависимость удельного электрического сопротивления металлов от температуры. Удельное сопротивление металлов при нагревании увеличивается приблизительно по линейному закону (рис. 152)  [c.151]

В том, что электрическое сопротивление металлов обусловлено взаимодействиями электронов проводимости с различными дефектами решетки, убеждает и тот факт, что удельное сопротивление кристаллов металлов сильно зависит от наличия в них примесей. Например, введение 1% примеси марганца увеличивает удельное сопротивление меди в три раза.  [c.152]

Действительно, огромное чпсло экспериментальных исследований, которые велись в течение по крайней мере столетия, еще не привели пас к полному пониманию природы электрического сопротивления металлов, однако вместе с тем такого обилия полезных сведений, которое получено при изучении электропроводности металлов, вероятно, нельзя было бы иметь с помощью каких-либо других измерений.  [c.153]

Принцип действия термометров сопротивления (ТС) основан на зависимости электрического сопротивления металлов, сплавов и полупроводников от температуры. Для определения температуры по измеренному значению электрического сопротивления пользуются эмпирическими формулами или таблицами. Термометры для точных измерений (с погрешностью менее 0,001 К) — платиновый, германиевый — градуируют индивидуально. ТС применяют для измерения температур примерно от 0,01 К до 1100 Т.[c.179]

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ  [c.744]

Остаточное сопротивление металлов. При не очень низких температурах электрическое сопротивление металлов обусловливается главным образом рассеянием электронов на атомах кристаллической решетки металла. В результате актов рассеяния электронов происходит в среднем передача энергии от электронов к атомам кристаллической решетки. Передача энергии обусловливает возникновение электрического сопротивления. Атомы колеблются в узлах кристаллической решетки, и полученная ими энергия преобразуется в энергию колебаний. Колебания решетки описываются как возбуждения твердого тела, называемые фононами, а вся совокупность колебаний успешно описывается понятием фононного газа. Электрическое сопротивление в этой картине является результатом элект-рон-фононного взаимодействия.  [c.370]










При понижении температуры электрическое сопротивление металла уменьшается вследствие ослабления колебаний атомов решетки и уменьшения электрон-фононного взаимодействия. Скорость изменения сопротивления уменьшается при понижении температуры. При достаточно малой температуре она становится практически равной нулю, а сопротивление практически постоянно и не зависит от  [c.370]

Удельное электрическое сопротивление металла кабеля (Ом мм /м), р 0.032  [c.37]

Термометры сопротивления. В этих термометрах используется зависимость электрического сопротивления металла от температуры.  [c.135]

Удельное электрическое сопротивление (металл отожженный, чистый). 0,0683 0,096 0,42 0,40 0,18 0,155 0,048 0,21 0,055  [c.301]

Оксиды металлов являются полупроводниками, т. е. веществами, электрическое сопротивление которых занимает промежуточное положение между электрическим сопротивлением металлов и диэлектриков и свойства которых (в частности, электропроводность) существенно зависят от температуры. При этом оксиды делятся на две группы  [c.20]

Измерение температур при помощи приборов основывается на зависимости от температуры каких-либо свойств вещества, например теплового расширения, давления насыщенного пара, давления вещества в газообразном состоянии при постоянном объеме или, наоборот, объема его при постоянном давлении, электрического сопротивления металлов, электродвижущей силы термоэлектрической мары, излучения и др.[c.1]

Радиоактивное облучение оказывает влияние на электрическое сопротивление металлов, используемых в различных измерительных преобразователях, в зависимости от строения их кристаллической решетки и энергии Эа межатомных связей. Характер этой зависимости для объемноцентрированной кубической (тип I) и гранецентрированной (тип И) решеток показан на рис. 57, где ARa — относительное увеличение электрического  [c.153]

Если бы мы попытались установить термометрическую-шкалу на каком-либо другом термометрическом параметре тела, например, электродвижущей силе термопары или электрическом сопротивлении металлов, то встретились бы с теми же затруднениями, что и с жидкостными термометрами.  [c.72]

Электрическое сопротивление металла зависит в некоторой степени от его состояния. Обычно холодная протяжка увеличивает, а отжиг уменьшает электрическое сопротивление. Наматывание проволоки на катушку увеличивает ее электрическое сопротивление. Для чистых металлов электрическое сопротивление приблизительно пропорционально абсолютной температуре. Для сплавов эта зависимость не выполняется.  [c.67]

Изменения микротвердости по глубине при упрочнении ЭМО различных углеродистых сталей приведены на рис. 14. Упрочнение производилось при следующем режиме /=600 А 0=3,2 м/мин 5=0,195 мм/об Р = 70 Н. При одинаковом термомеханическом воздействии глубина слоя с повышенной твердостью возрастает с увеличением массовой доли углерода. Это объясняется тем, что наряду с другими факторами в этом случае увеличивается электрическое сопротивление металла.  [c.25]

В табл. 4 приводятся данные об удельном электрическом сопротивлении металлов при комнатной и близкой к комнатной температурах. Величина электрического сопротивления металла, как и другие его свойства, зависит от содержания и характера примесей, а также от температуры. Особенно сильно это свойство зависит от присутствия примесей таких элементов, как кислород, азот, водород и углерод, которые имеют тенденцию к выделению по границам зерен. Обычно удельное электрическое сопротивление возрастает с повышением температуры примеси могут понижать или повышать его в зависимости от их характера.  [c.38]

Электрическое сопротивление металлов и сплавов необходимо учитывать при плавке в индукционных пе-, чах. При достижении температуры плавления электросопротивление большинства металлов увеличивается в 2—10 раз по сравнению с сопротивлением при комнатной температуре.  [c.173]

Электрическая проводимость и электрическое сопротивление металлов и сплавов  [c.292]

Скорость коррозии, выраженная по убыли массы металла, связана с изменением электрического сопротивления металла в результате коррозии следующим соотношением [117]  [c.194]










Электрическое сопротивление металлов с ростом температуры возрастает (табл. 3). Для ферромагнитных материалов наибольшее изменение электрического сопротивления происходит при температуре точки Кюри.[c.15]

Введем дополнительные обозначения — электрическое поле уравнительных токов внутри трубопровода Рв — удельное электрическое сопротивление металла стенок трубы. В цилиндрической системе координат функция представляет собой одно из решений уравнения (27), удовлетворяющее граничным условиям непрерывности потенциалов и нормальной составляющей вектора плотности тока на поверхности трубопровода г — Я), т. е.  [c.30]

Учитывая, что удельное электрическое сопротивление металла труб значительно меньше этого же параметра для грунтов, дополнительно получаем  [c.36]

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ КАК ТЕРМОМЕТРИЧЕСКИЙ ПАРАМЕТР. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМОМЕТРОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ  [c.83]

Электрическое сопротивление металлов, а также некото-фых сплавов удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к термометрическому параметру. В самом деле, сопротивление R и его температурная зависимость хорошо воспроизводимы и легко могут быть сделаны независимыми от других факторов, кроме температуры. Сопротивление можно измерять с высокой точностью вполне доступными средствами. Наконец, температурный коэффициент сопротивления многих металлов и сплавов достаточно велик для того, чтобы обеспечить высокую термометрическую чувствительность термометров. Вследствие этого термометры сопротивления являются наиболее точными приборами для измерения температуры в довольно большом температурном интервале, что обеспечивает им очень широкое применение и в научных лабораториях, и в промышленности.  [c.83]

Анализ электрического сопротивления металлов, произведенный Друде, можно пепосредственно сопоставить с элементарной кинетической теорией газов. Электронам приписывается одинаковая по величине, но беспорядочно наиравлеииая в пространстве скорость v и некоторая средняя длина свобод-  [c.153]

Де-Хааз и ван-ден-Берг в Лейдене начали примерно с 1933 г. проводить ряд тщательных и подробных измерений электрического сопротивления металлов в области ииже 20° К. В результате более ранних измерений, проведенных в Лейдене, и многочисленных измерений Мейснера и Фойгта [52] было определено сопротивление многих металлов в точках кипения кислорода (- 90° К) и азота ( 78° К), в точке кипения и в тройной точке водорода ( 20 и 14° К) и при гелиевых температурах (от 4 до 1,5° К). Промежуточные же области температур остались пепсследованными. Между тем, как будет подробнее указано в разделе 3 этой гланы, наиболее интересные данные для сравнения с теорией и для выяснения природы рассеяния электронов могут быть получены именно в интервале от 30 до 4° К.  [c.170]

Теоретическое исследование температурной зависимости электрического сопротивления в значительной степени аналогично исследованию температурной зависимости теплоемкости, но отличается некоторыми дополнительными осложнениями. Для проведения такого исследования необходимы сведения не только о колебаниях решетки, но и о механизме взаимодействия между электронами и ионами, или, как говорят, о рассеянии электронов. Последний вопрос в свою очередь включает некоторые детали поведения самой совокупности электронов. Введенное Планком представление о нулевой энергии колебаний решетки не повлияло на теорию теплоемкости твердых тел много позже было выяснено, что нулевые колебания решетки не вносят вклад и в электрическое сопротивление металла (Блох, Хаустон и Зоммер-фельд). В настоящее время можно с полным основанием утверждать, что механизм электрического сопротивления, обусловленного колебаниями решетки, предложенный в работах периода 1927—1932 гг., в общих чертах был правилен (хотя этого нельзя сказать относительно некоторых вопросов в теории теплопроводности и термоэлектричества). Тем не менее оставалось много вопросов, в которых численное согласие расчетов с экспериментом и детальное понимание процессов были далеко недостаточными. Таким образом, хотя расчет теплоемкости простых твердых тел не вызывает сомнения, однако относительно электрического сопротивления простого металла этого сказать нельзя.  [c. 187]

Это означает, что электрическое сопротивление металла, содержащего дефекты разных типов, будет равно сумме вкладов в электрическое сопротивление всех типов дефектов. Под р в (10.35) понимают вклады от тепловых колебаний атомов, точечных и протяженных дефектов и т. д. Это правило, называемое правилом Матиссена, носит оценочный характер. Итак, проведенные рассуждения показывают, что электрическое сопротивление металлов растет при увеличении концентрации дефектов и повышении температуры металла.  [c.246]

Коррозионный контроль металла котлов в стояночных режимах может также осуществляться по электрическому сопротивлению металла (резистометрический метод). На практике резистомА-рический метод часто применяется одновременно с методом поляризационного сопротивления, что обеспечивает большую надежность получаемой коррозионной информации.  [c.113]

Указанным выше требованиям удовлетворяют в большей или меньшей степени такие свойства некоторых тел, как объемное расширение, электродвижуш,ая сила термопары, электрическое сопротивление металлов и излучение тел.[c.71]

Сверхпроводимостью называется особое физическое состояние некоторых чистых металлов и сплавов, при котором электрическое сопротивление металла (или сплава) )авно нулю. Вещества, у которых наблюдается сверхпроводящее состояние, носят название сверхпроводников. Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 г. Г. КаМмерлинг-Оннесом, изучавшим температурную зависимость электросопротивления ртути при температурах, близких абсолютному нулю.  [c.115]

В дополнение к значению модуля Е при комнатной температуре в отсутствие электрического тока, обозначенному Ей Вертгейм приводит значение Ег — модуля упругости, вычисленное по измеренному изменению температуры в отсутствие электрич гкого тока, а также значение Ез — модуля упругости при прохождении тока и измеренной температуре. Разность между Е и Ез представляет, таким образом, эффект влияния электрического тока на величину модуля независимо от температуры. Вертгейм сравнил значения (Е2—Ез)/Е2, продемонстрировав, что для всех рассмотренных им металлов модуль зависит от силы тока. Он заметил далее, что степень уменьшения модуля зависит также в какой-то мере и от электрического сопротивления металла. Он также наблюдал, что прочность, или предельное сопротивление прбволоки на разрыв, определенно уменьшалась при прохождения по ней тока, но был не в состоянии отделить возможное влияние теплового эффекта на это изменение.  [c.313]

Изменение работы выхода электрона с поверхности металла при адсорбции на ней органических молекул показано экспериментально в ряде работ [614—616]. В тех случаях, когда происходит полный переход электронов адмолекулы на металл или, наоборот, электроны металла входят в электронные оболочки молекулы, то наряду с работой выхода изменяется также и электрическое сопротивление металла [617—619].  [c.251]

В процессе электролиза электрический ток и металл распределяется по поверхности катода неравномерно, так как сопротивление катода на разноудаленных от анода участках его различно. На ближних и выступающих местах, где выше концентрация силовых линий и меньше электрическое сопротивление, металла осаждается больше, чем на удаленных и экранированных участках катода. Иногда из-за неравномерного распределения тока при покрытии деталей сложного профиля сплощное покрытие не по-  [c.124]


Удельное сопротивление металлов: таблица и зависимость — Металлургия

Физическая величина, которая показывает, какое препятствие возникает току при его прохождении по проводнику, такая величина называется – удельное электрическое сопротивление металлов. Великий ученый Георг Ом назвал в честь себя эту единицу измерения Ом. Знаменитый ученый разработавший закон нахождения сопротивления.

Сопротивление металлов

На примере металлических твердых тел проанализируем сопротивление проводников. Металлы состоят из кристаллических решеток. Эта решетка имеет положительные заряды и полностью имеет строгую упорядоченность. Свободные электроны являются носителями зарядов в металле, а также они не принадлежат определенному атому и их движение происходит в хаотичном порядке. Как нам уже известно, из учебников по квантовой физики, движение электронов в металлическом твердом теле это и есть ни что иное, как распределение электромагнитных волн по твердым телам. Отсюда напрашивается вывод, что электроны в проводнике двигаются со скоростью света, и проявляет себя не только в роли частицы, но и как энергетические волны. При рассеивании электромагнитных волн и её дефектах, а также колебаниях тепловых решеток происходит сопротивление металла. Во время столкновения электронов с кристаллической решеткой часть энергии отдается узлам решетки, что и заставляет выделять энергию. Благодаря формуле Q=I2Rt знаменитого закона Джоуля-Ленца можно вычислить эту энергию при постоянной подачи тока. Это и так понятно, что чем больше будет сопротивление, тем больше будет подача энергии.

Очень важно знать, что существует такое понятие как удельное сопротивление, оно отличается тем, что сопротивление единиц длины. У каждого вида метала свое удельное сопротивление металлов, таблица наглядно показывает это. К примеру, у алюминия 0,0271 Ом мм2/м, а у меди достигает 0,0175 Ом мм2/м. Отсюда вывод что медное тело длиной м и с площадью поперечного сечения будет иметь сопротивление 0,0175 Ом, в то время, когда алюминий 0,0271 Ом. Получается, что проводимость электричества у алюминия гораздо ниже, чем у меди. Нужно не забывать, что у каждого метала сопротивление своё. И высчитать его можно по уже знакомой нам формуле.

Удельное электрическое сопротивление при температуре 20 °C, Ом*м

Температурная зависимость

Также сопротивление может изменяться и при изменении температуры, они напрямую используются в термометрах. Такие приборы обычно используют для измерения температуры и полностью зависят от показателей сопротивления. У термометра сопротивления малый диапазон температур, но высокая точность измерения.

В практических работах свойства проводников при их препятствию тока, очень часто используются. Что бы далеко не ходить примером может послужить лампа высокого накаливания, где нить из вольфрамового сплава нагревается из-за сопротивления металла, имею большую длину и узкое сечение. Также любой нагревательный прибор, где спираль накаливается за счёт большой сопротивляемости. В любой технике есть прибор называемый резистор, он отвечает за сопротивляемость. Эти резисторы используются практически во всех электроприборах и электрических схемах.

Электрическое сопротивление чистых металлов — Справочник химика 21








    Сплавы облада от большим остаточным сопротивлением, причем для многих (нержавеющая сталь, монель, мельхиор и др.) р яа Ро и слабо зависит от температуры (табл. 3.14). Упругая и пластическая дефор-ма 1ия заметно изменяют удельное электрическое сопротивление чистых металлов (рис. 3.16) и практически не влияют на сопротивление сплавов. Это свойство чистых метал- [c.235]

    Действие термометров сопротивления основано на изменении электрического сопротивления проводника в зависимости от температуры. Большинство чистых металлов при нагревании увеличивает свое электрическое сопротивление, а некоторые изменяют сопротивление в определенных температурных интервалах более или менее равномерно. Таким образом, зная зависимость между изменением сопротивления проводника и температурой, можно но величине сопротивления определить температуру, до которой нагрет проводник. Для фиксации этого изменения сопротивления применяют вторичные приборы с температурной шкалой, работающие по той или иной схеме и отстоящие от термометров сопротивления на некотором расстоянии. Между собой термометр сопротивления и вторичный прибор связаны электрическими проводами. [c.53]

    Удельное электрическое сопротивление чистых металлов при значительном наклепе возрастает приблизительно на 2-6 %. Увеличение электрического сопротивления металлов можно объяснить прежде всего тем, что при наклепе искажается пространственная решетка кристаллов. На значение электрического сопротивления влияет также и изменение межатомных связей, вызванных наклепом. Эго изменение приводит также к увеличению межатомных расстояний. [c.57]

    Сплавы. Металлы в чистом виде применяют на практике гораздо реже их сплавов. Это связано с тем, что сплавы часто обладают более высокими техническими качествами, чем чистые металлы. Так, латунь (сплав меди и цинка) значительно тверже меди и цинка отдельно взятых. Сплавы, как правило, плавятся при более низких температурах, чем образующие их металлы. Так, температуры плавления натрия и калия соответственно равны 97,5 и 62,3 °С. Сплав же, состоящий из 56% (масс.) Na и 44% (масс.) К, плавится при 19 °С, Удельные электрические сопротивления сплавов и образующих их металлов также значительно отличаются. Например, удельное сопротивление никеля равно 7-10 , хрома—15-10- , а их сплава — нихрома [80% (масс.) Ni + 20% (масс.) Сг] —110-10- Ом-ем. В настоящее время в технике применяют большое число различных сплавов, обладающих заранее заданными свойствами, причем для их получения используют более 40 химических элементов в самых разнообразных сочетаниях и ко личественных соотношениях, [c.397]








    Электроп ровод ность 10а. Электрическое сопротивление чистых металлов [c.286]

    Зависимость удельного электрического сопротивления чистых металлов (а) слюды (б) от температуры i — свинец г — железо 3 — медь.[c.765]

    В большинстве промышленных электрических печей сопротивления нагревательные элементы выполняются из специальных хромоалюминисвых и хромоникелевых сплавов с высоким омическим сопротивлением. Чистые металлы, как правило, обладают неблагоприятными свойствами для изготовления нагревателей небольшим удельным электрическим сопротивлением, высоким температурным коэффициентом увеличения электрического сопротивления и слабой сопротивляемостью окислению в обычной атмосфере. Поэтому чистые металлы применяются для изготовления нагревательных элементов весьма редко, (например, нагревательные элементы из тугоплавких металлов, как молибден, тантал или вольфрам, работающие в вакууме или в специальных защитных атмосферах). [c.79]

    Удельные электрические сопротивления чистых металлов при низких [c.322]

    Изменение сопротивления чистых металлов в магнитном поле (магнитное поле перпендикулярно к направлению электрического тока через образец, так называемый поперечный четный гальваномагнитный эффект) [c. 496]

    СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ — явление, заключающееся в том, что при охлаждении металлов, сплавов и отдельных химических соединений ниже определенной, т. наз. критической температуры Тк, исчезает электрическое сопротивление (уменьшается до величины, которую нельзя измерить даже самыми чувствительными приборами). Для чистых элементов Тк изменяется от 0,35 (Н1) до [c.219]

    Тантал — тяжелый металл характерного синевато-серого цвета. В чистом виде он обладает хорошими механическими свойствами твердостью, ковкостью и тягучестью. По прочности танталовая жесть как прокатанная, так и отпущенная близка к прокатанной и отпущенной стали. Тантал хорошо прокатывается и обрабатывается под давлением после отжига в холодном состоянии может быть обжат на 60%. Сваривается под водой как с самим собой, так и с ЫЬ и N1. Отличается плохой теплопроводностью и электропроводностью сопротивление тантала электрическому току в 7 раз больше, чем у меди, а температурный коэффициент электрического сопротивления меньше, чем у меди. При высокой температуре в вакууме он распыляется очень мало, на чем основано его применение в лампах накаливания. В нагретом состоянии поглощает N3 и другие газы, которые пол- [c.305]

    Удельное электрическое сопротивление. По этому показателю сплавы также отличаются от исходных чистых металлов. Например, удельное сопротивление (в омосантиметрах) у никеля равно 7-10- , у хрома — 15-10- , а у нихрома (80% N1 + 20% Сг) это сопротивление составляет 110-10- ом-см, т. е. значительно больше, чем у отдельных компонентов указанного сплава. [c.306]

    В настоящее время деионизованную воду потребляет большое число производств не только химической, но и энергетической, электронной, радиотехнической, машиностроительной промышленности. Единственным промышленным методом получения практически полностью обессоленной воды является ионитная очистка [1 —3]. Вода, подаваемая на ионитную очистку, имеет различный состав, поэтому применяемые технологические схемы обессоливания могут быть разными [4, 51. Каждый вид производства предъявляет особые требования к степени очистки воды. Так, в химической промышленности, как правило, нужна очень чистая обессоленная вода, без органических веществ и ионов металлов. В электронной промышленности применяют обессоленную воду трех марок А, Б и В, причем содержание примесей в наиболее чистой воде марки А не должно превышать кремниевой кислоты — 0,01, меди — 0,005, железа — 0,03 мкг/л, а удельное электрическое сопротивление должно быть не менее 18 МОм-см. [c.124]








    Для чистых металлов в области низких температур удельное электрическое сопротивление зависит от размеров образца, причем р 1/й(, где с1 — диаметр образца. [c.235]

    Основным сырьем для процесса электролиза воды является сама вода. Чистая вода имеет большое электрическое сопротивление— порядка 108 Ом-м. Чтобы электролиз шел при достаточно низком напряжении, нужно в составе электролита иметь сильно диссоциированные соединения. Их ионный состав должен быть таким, чтобы на катоде выделялся только водород, а на аноде — кислород. Эти соединения не должны вызывать в водном растворе коррозию стали и других металлов, из которых изготавливаются электролизеры и аппаратура. Всем этим требованиям удовлетворяют едкие щелочи, которые, кроме того, дешевы. Из них и приготавливают электролит. [c.10]

    Для установления степени загрязнения более чистого металла использовали физические методы определение плотности [273, 274], удельного электрического сопротивления [1406, 1444], температурного коэффициента электрического сопротивления [1406] и т. д. Из физических методов наиболее пригодным считался рентгенографический метод Дебая — Шерера, который позднее был подвергнут критике [2051]. [c.220]

    Титан, как и другие переходные металлы, имеет сравнительно высокое электрическое сопротивление, которое в большой степени зависит от присутствующих в металле примесей, поэтому для различных образцов титана электросопротивление, определяемое в процессе отдельных исследований, колеблется от 42-10 до 80 X X 10 Ом -м (титан после йодной очистки — электросопротивление 45 + 3-10 Ом-м технически чистый титан при комнатной температуре — электросопротивление 55 5 -10 Ом -м).[c.110]

    ПЕРВЫЙ СВЕРХПРОВОДНИК. Спустя почти полтора столетия после опытов Пристли и Лавуазье ртуть оказалась сопричастна еще к одному выдающемуся открытию, на этот раз в области физики. В 1911 г. голландский ученый Гейне Камерлинг-Оннес исследовал электропроводность ртути при низкой температуре. С каждым опытом он уменьшал температуру, и когда она достигла 4,12 К, сопротивление ртути, до этого последовательно уменьшавшееся, вдруг исчезло совсем электрический ток проходил по ртутному кольцу, не затухая. Так было открыто явление сверхпроводимости, н ртуть стала первым сверхпроводником. Сейчас известны десятки сплавов и чистых металлов, приобретающих это свойство при те.мпературе, близкой к абсолютному нулю, [c.251]

    При образовании твердого раствора электропроводность металла снижается. При размещении в пространственной решетке растворителя чуждых атомов растворенного вещества электрическое поле решетки растворителя искажается, и рассеяние элеюронов увеличивается. Электрические свойства твердого раствора обусловлены также химическим взаимодействием компонентов. При наклепе удельное электрическое сопротивление твердых растворов, так же как и чистых металлов, повьш1ается, а при отжиге понижается. При наклепе и отжиге твердых растворов, даже слабо-концентрирюванных, их электрическое сопротивление изменяется в большей степени, чем сопротивление чистых металлов в тех же условиях. [c.58]

    Свойства сплавов. Сплавы сохраняют хорошую электрическую проводимость, теплопроводность и другие присущие металлам свойства. Однако их свойства не складываются как среднее арифметическое из свойств сплавляемых компонентов. Наоборот, температуры плавления сплавов ниже, чем у исходных металлов. Например, сплав Вуда плавится пр11 75 «С, а температура плавления самого легкоплавкого его компонента — олова 232 С. Сплав Деварда [50% (мае.) меди, 45% (мае.) алюминия и 5% (мае.) цинка] легко растирается в порошок и вытесняет водород из воды, хотя ни один из исходных металлов этим свойством не обладает. Очевидно, у сплавов появляются новые свойства, возникают новые качества. Как правило, сплавы более тверды, чем исходные металлы. Например, твердость латуни составляет 150 условных единиц, а исходных компонентов — меди и цинка — соответственно 40 и 50. Удельное электрическое сопротивление сплавов обычно выше, чем у исходных чистых металлов. Например, у нихрома [20% (мае.) хрома + 80% (мае.) никеля] сопротивление 110-10 , у хрома 15-Ю , а у никеля только 7 10″ Ом-см. [c.267]

    Ртуть как жидкий металл, хорошо поддающийся очистке От примесей и относительно инертный химически, очень часто употрбляют как эталон. Например, эталон электрического сопротивления I Ом равен сопротивлению ртутного столба сечением 1 мм и длиной 106,3 см. Эталон напряжений — элемент Вестона — построен из ртути и амальгамы кадмия. Барометрические приборы градуируются по ртутным барометрам. Ртуть используется в термометрах. Впервые диффузионный насос для получения высокого вакуума был построен Лангмюром и основан на потоке тяжелых паров ртути, увлекающих за собой молекулы газа. До сих пор эти насосы находят широкое применение. Зеркала покрывают амальгамой ртути, т. е. ее сплавом. Разложение амальгам позволяет получать чистые металлы, например натрий при электролизе водных растворов Na l с ртутным катодом, накапливается в виде амальгамы натрия и выделяется методом дистилляции. [c.407]

    С) 10,1 10 град теплоемкость 6,34 кал/г-атом-град электрическое сопротивление Ъ1 мком см сечение захвата тепловых нейтронов 1,31 барн парамагнитен работа выхода электронов 3,07 эв. Модуль норм, упругости 6600 гс/жж модуль сдвига 2630 кгс .чм предел прочности 31,5 кгс мм предел текучести 17,5 кгс мм сжимаемость 26,8 X X 10— см кг удлинение 35% НУ= = 38. Чистый И. легко поддается мех. обработке и деформированию. Его куют п прокатывают до лент толщиной 0,05 мм па холоду с промежуточными отжигами в вакууме при т-ре 900—1000° С. И.— химически активный металл, реагирует со щелочами и к-тами, сильно окисляется при нагревании на воздухе. Работы с И. проводят в защитных камерах и высоком вакууме. И. с металлами 1а, На и Уа подгрупп, а также с хромом и ураном образует несмешиваю-щиеся двойные системы с титаном, цирконием, гафнием, молибденом и вольфрамом — двойные системы эвтектического типа (см. Эвтектика) с редкоземельными элементами, скандием и торием — непрерывные ряды твердых растворов и широкие области растворов с остальными элементами — сложные системы с наличием хим. соединений (см. Диаграмма состояния). Получают И. металлотермическим восстановлением, действуя на его фторид кальцием при т-ре выше т-ры плавления металла. Затем металл переплавляют в вакууме и дистиллируют, получая И. чистотой до 99,8-5-99,9%. Чистоту металла повышают двух- и трехкратной дис- [c.518]

    Типичные гидриды 4/-элементов пирофорны, по внешнему виду металло- или графитоподобны. Электрическое сопротивление дигидридов, формулы которых можно представить в виде М +(Н )2(е), ниже, чем чистых металлов, но оно увеличивается по мере дальнейшего поглощения водорода. Например, при 80 К наблюдается 10 -кратное увеличение сопротивления при превращении LaHl,98 в ЬаН2,92, а для гидридов церия — 10 -кратное. По-видимому, в дигидридах (но не в ЕиНг и УЬНг, являющихся диэлектриками) связь имеет частично ионный и частично металлический характер, так что дальнейшее при- [c.14]

    Термоэлектрическая чувствительность материала зависит от его удельного электрического сопротивления. Если в чистый металл с удельным сопротивлением ро вносится примесь типа i, изменяющая Ро на Api, то при выполнении правила Маттисена удельное сопротивление металла с примесью Рп равно рп= Ро + Ap . [c.641]

    Электроды. В качестве неполяризованного электрода, являющегося электродом сравнения, обычно используется насыщенный каломельный электрод. Иногда вместо НКЭ используется зеркало ртути. Последний электрод может считаться неполярпзованным только при том условии, если окружающий раствор имеет значительную концентрацию хлорида или какого-либо другого иона, образующего малорастворимую соль со ртутью (I). Однако зеркало ртути нельзя считать надежным электродом сравнения. Электрод сравнения должен иметь достаточно большие размеры, чтобы его электрическое сопротивление было мало, поскольку ог него требуется пропускание то( Гв то 100 мка. Поляризуемый электрод делают меньше по размерам и иногда называют микроэлектродом. Обычно его изготовляют из чистого металла, например, ртути или платины иногда для его изготовления используют золото или другие материалы. [c.163]

    ДЕФОРМАЦИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ (от лат. deformo — придаю вид, формирую) — упрочнение материала пластическим деформированием при продолжении механического нагружения за пределом текучести. Связано с эволюцией взаимодействующих дислокаций при пластическом течении и изменением систем скольжения, обусловленным наличием дисперсных составляющих различной прочности. Более интенсивное упрочнение характерно для поликристаллов с мелкозернистой структурой в свою очередь, твердые растворы упрочняются интенсивнее, чем чистые металлы. По мере увеличения деформации интенсивность упрочнения, характеризуемая модулем упрочнения, снижается. Деформационное упрочнение металлов сопровождается повышением твердости, электрического сопротивления, магнитной проницаемости, изменением теплопроводности. Влияние на Д. у. т-ры, среды, реакторного облучения и др. зависит от природы и структурного состояния материала. Мех. модель упрочняющегося материала можно представить в виде пружины и элементов трения, связанных свободными от натяжения тяжелыми нитями. В этой модели Д. у. трактуется как процесс последовательного включения в работу элементов трения. Начало движения каждого элемента соответствует определенной стадии упрочнения. Степень Д. у. зависит не только от текущих значений напряжений, но и от истории нагружения. У упрочняющегося материала работа добавочных напряжений при замкнутом цикле нагружения и разгрузки положительна, если он пластически деформирован, и равна нулю при упругих деформациях. Если св-ва материала не зависят от времени, а процесс деформирования изотермический, то при произвольной системе напряжений возможны упрочнения изотропное (поверхность, ограничивающая область безопасных напряжений, расширяется изотропно, не изменяя [c.341]

    СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ — свойство материалов не оказывать сопротивления электрнческому току при температурах ниже характерной для них критической температуры. Материалы, обладающие таким св-вом, наз. сверхпроводящими материалами. Если т-ра ниже критической, удельное электрическое сопротивление сверхпроводника теоретически равно нулю (экспериментально определен лишь верхний предел — пиже 10 ом-см). Магн. индукция массивного сверхпроводника при т-ре ниже критической равна нулю — магн. поле выталкивается из объема материала ири переходе его в сверхпроводящее состояние и остается лишь в тонком поверхностном слое (толщиной 10 —см). Различают сверхпроводники первого рода — чистые металлы и сверхпроводники второго рода — сплавы (однородные, однофазные). Чтобы материал пз сверхпроводящего состояния перешел в нормальное (не сверхпроводящее), его нагревают до т-ры выше критической или повышают (при т-ре ниже критической) напряженность внешнего магн. поля (либо поля протекающего тока) выше определенного критического значения. Критическая напрягкенность внешнего магн. поля растет с понижением т-ры ниже критической и достигает макс. значения при т-ре О К. Если значение напряженности внешнего магн. ноля становится выше критического, сопротивление материала скачкообразно восстанавливается (при. малом коэфф. размагничения), магн. поле проникает в материал. Критические т-ра и напряженность внешнего ноля сверхпроводника зависят от внешнего давления и упругого растяжения. Переход в сверхпроводящее состояние в отсутствие внешнего магн. поля — фазовый переход второго рода, во внешнем магн. поле — фазовый переход первого рода. Сверхпроводники первого рода переходят в сверхпроводящее состояние при определенном значении магп. поля, сверхпроводники второго рода — в широком интервале этих значений. С. обусловлена сверхтекучестью элект- [c.344]


Химия радиоматериалов

2.1. Общие сведения о проводниках

В
качестве проводников электрического тока могут быть использованы как твердые
тела, так и жидкости, а при соответствующих условиях (в состоянии ионизации)
и газы.

Из
металлических проводниковых материалов могут быть выделены металлы
высокой проводимости
, имеющие удельное сопротивление при нормальной
температуре не более 0.05 мкОм·м, и сплавы высокого сопротивления
с удельным сопротивлением не менее 0.3 мкОм·м.

Особый
интерес представляют обладающие чрезвычайно малым удельным сопротивлением
при весьма низких температурах материалы сверхпроводники и
криопроводники.

К
жидким проводникам относятся расплавленные металлы и электролиты. Для
большинства металлов температура плавления высока, только ртуть, имеющая
температуру плавления минус 39°С, может быть использована в качестве жидкого
металлического проводника при нормальной температуре. Другие металлы являются
жидкими проводниками только при повышенных температурах.

Механизм
прохождения тока в металлах – как в твердом, так и в жидком состоянии
– обусловлен движением свободных электронов под воздействием электрического
поля; поэтому металлы называют проводниками с электронной электропроводностью
или проводниками первого рода
. Проводниками второго рода,
или электролитами, являются растворы, в частности,
водные, кислот, щелочей и солей. Прохождение тока через эти вещества связано
с переносом вместе с электрическими зарядами ионов в соответствии с законами
Фарадея, вследствие чего состав электролита постепенно изменяется , а
на электродах выделяются продукты электролиза. Ионные кристаллы в расплавленном
состоянии также являются проводниками второго рода. Пример – соляные закалочные
ванны с электронагревом.

Все
газы и пары, в том числе и пары металлов, при низких напряженностях электрического
поля не являются проводниками. Однако, если напряженность поля превзойдет
некоторое критическое значение, обеспечивающее начало ударной и фотоионизации,
то газ может стать проводником с электронной и ионной проводимостью. Сильно
ионизированный газ при равенстве числа электронов числу положительно заряженных
ионов в единице объема представляет собой особую проводящую среду, называемую
плазмой.

2.2. Электропроводность
металлов

Классическая
электронная теория металлов представляет проводник в виде системы, состоящей
из узлов ионной кристаллической решетки, внутри которой находится электронный
газ из свободных электронов. В свободное состояние от каждого атома переходит
от одного до двух электронов. К электронному газу применялись представления
и законы статистики обычных газов. Рассматривая тепловое и направленное
под действием электрического поля движение электронов, получили выражение
закона Ома. При столкновениях электронов с узлами кристаллической решетки
энергия, накопленная при ускорении электронов в электрическом поле, передается
металлической основе проводника, вследствие чего он нагревается. Рассмотрение
этого роцесса привело к выводу закона Джоуля-Ленца. Т.о., электронная
теория металлов дала возможность теоретически описать и объяснить найденные
ранее экспериментальным путем основные законы электропроводности и потерь
электрической энергии в металлах. Оказалось возможным также объяснить
связь между электро- и теплопроводностью металлов.

Однако
появились и противоречия некоторых выводов теории с опытными данными.
Они состояли в расхождении кривых температурной зависимости удельного
сопротивления, в несоответствии теоретически полученных значений теплоемкости
металлов опытным данным.

Эти
трудности удалось преодолеть, встав на позиции квантовой механики. В отличие
от классической электронной теории квантовая механика полагает, что электронный
газ в металлах при обычных температурах находится в состоянии вырождения.
В этом состоянии энергия электронного газа почти не зависит от температуры,
т.е. тепловое движение почти не изменяет энергию электронов. Поэтому теплота
не затрачивается на нагрев электронного газа, что и обнаруживается при
измерениях теплоемкости металлов. В состояние, аналогичное обычным газам,
электронный газ приходит при температурах порядка тысяч Кельвинов. Представляя
металл как систему, в которой положительные ионы скрепляются посредством
свободно движущихся электронов, легко понять природу всех основных свойств
металлов: пластичности, ковкости, хорошей теплопроводности и высокой электропроводности.

2.3. Свойства
проводников

К
важнейшим параметрам, характеризующим свойства проводниковых материалов,
относятся:
-удельная проводимость g или обратная ей величина
– удельное сопротивление r,
-температурный коэффициент удельного сопротивления ТКr
или ar,
-теплопроводность
g т,
-контактная
разность потенциалов и термо-э. д.с.,
-работа выхода
электронов из металла,
-предел прочности
при растяжении sr
и относительное удлинение при разрыве Dl/l.

2.3.1.
Удельная проводимость и удельное сопротивление проводников

Связь
плотности тока J, А/м2, и напряженности электрического поля
Е, В/м, в проводнике дается известной формулой:

(2.1)

Здесь
g, См/м – параметр проводникового материала,
называемый его удельной проводимостью; в соответствии с
законом Ома g не зависит от напряженности электрического
поля при изменении последней в весьма широких пределах. Величина r=1/g,
oбратная удельной проводимости и называемая удельным сопротивлением,
для имеющего сопротивление R проводника длиной l с постоянным поперечным
сечением S вычисляется по формуле

ρ
= R·S/l. (2.2)

Единица
СИ для удельного сопротивления — Ом·м. Диапазон значений удельного сопротивления
ρ металлических проводников при нормальной температуре довольно узок:
от 0.016 для серебра и до примерно 10 мкОм·м для железохромоалюминиевых
сплавов, т.е. он занимает всего три порядка. Значение удельной проводимости
γ в основном зависит от средней длины свободного пробега электронов
в данном проводнике, которая, в свою очередь, определяется структурой
проводникового материала. Все чистые металлы с наиболее правильной кристаллической
решеткой характеризуются наименьшими значениями удельного сопротивления;
примеси, искажая решетку, приводят к увеличению ρ. И с точки зрения
волновой теории, рассеяние электронных волн происходит на дефектах кристаллической
решетки, которые соизмеримы с расстоянием порядка четверти длины электронной
волны. Нарушения меньших размеров не вызывают заметного рассеяния волн.

2.3.2.
Температурный коэффициент удельного сопротивления металлов

Число
носителей заряда в металлическом проводнике при повышении температуры
остается практически неизменным. Однако вследствие колебаний узлов кристаллической
решетки с ростом температуры появляется все больше и больше препятствий
на пути направленного под действием электрического поля движения свободных
электронов, т.е. уменьшается средняя длина свободного пробега электрона,
уменьшается подвижность электронов и, как следствие, уменьшается удельная
проводимость металлов, и увеличивается удельное сопротивление. Иными словами,
температурный коэффициент удельного сопротивления металлов положителен.

2.3.3.Изменение
удельного сопротивления металлов при плавлении

При
переходе из твердого состояния в жидкое у большинства металлов наблюдается
увеличение удельного сопротивления, как это видно из рис. 2.1; однако некоторые
металлы при плавлении повышают ρ.

Рис.2.1.Зависимость удельного сопротивления меди от температуры.

Скачок соответствует температуре плавления меди 1083°С

Удельное
сопротивление увеличивается при плавлении у тех металлов, которые при
плавлении увеличивают объем, т.е. уменьшают плотность; у металлов с противоположным
характером изменения объема при плавлении (аналогичным фазовому переходу
лед-вода) ρ уменьшается.

2.3.4.
Изменение удельного сопротивления металлов при деформациях

Изменение
удельного сопротивления при растяжении или сжатии приближенно может оцениваться
формулой

ρ
= ρ0 (1± σ ·s) , (2.3)

где ρ
— удельное сопротивление металла при механическом напряжении σ,
ρ0 – удельное сопротивление металла, не подверженного
механическому воздействию, s – коэффициент механического напряжения, характеризующий
данный металл; знак плюс в формуле соответствует растяжению, минус – сжатию.

Изменение
ρ при упругих деформациях объясняется изменением амплитуды колебаний
узлов кристаллической решетки металла. При растяжении эти амплитуды увеличиваются,
при сжатии – уменьшаются. Увеличение амплитуды колебаний узлов кристаллической
решетки приводит к уменьшению подвижности носителей зарядов и, как следствие,
к возрастанию ρ. Пластическая деформация, как правило, повышает удельное
сопротивление металлов вследствие искажения кристаллической решетки. При
рекристаллизации путем отжига удельное сопротивление может быть вновь
снижено до первоначального значения.

2.3.5.
Удельное сопротивление сплавов

Значительное
возрастание ρ наблюдается при сплавлении двух металлов в том случае,
если они образуют друг с другом твердый раствор, т.е. создают
при отвердевании совместную кристаллизацию, и атомы одного металла входят
в кристаллическую решетку другого. ρ имеет максимум, соответствующий
некоторому определенному соотношению между содержанием компонентов в сплаве.
Так, Н.С.Курнаков открыл, что в тех случаях, когда при определенном соотношении
между компонентами они образуют друг с другом явно выраженные химические
соединения (интерметаллиды), на кривых ρ в функции
состава наблюдаются изломы (рис.2.2).

Рис. 2.2 Зависимость удельного сопротивления
сплавов цинк
– магний от состава.
Точка 1 соответствует
чистому Mg, 2 – соединению
MgZn, 3 — Mg2Zn3,
., 4 – MgZn4 5 – MgZn6, 6
– чистому Zn.

Исследования
А.Ф.Иоффе показали, что многие интерметаллиды являются не веществами с
металлическим характером электропроводности, а электронными полупроводниками.

Если
же сплав двух металлов создает раздельную кристаллизацию, и структура
застывшего сплава представляет собой смесь кристаллов каждого из компонентов
(т. е. искажение кристаллической решетки каждого компонента не имеет места),
то удельная проводимость γ сплава меняется с изменением состава приблизительно
линейно, т.е. определяется арифметическим правилом смешения (рис.2.3).

Рис.2.3.Зависимость
удельной проводимости сплавов медь – вольфрам от
состава (в процентах по массе)

2.3.6.
Теплопроводность металлов

За
передачу тепла через металл в основном ответственны те же свободные электроны,
которые определяют и электропроводность металлов, и количество которых
в единице объема весьма велико. Поэтому, как правило, теплопроводность
γт металлов намного больше, чем теплопроводность диэлектриков.
Очевидно, что при прочих равных условиях, чем больше удельная электрическая
проводимость γ
металла, тем больше должна быть и его теплопроводность.
Легко также видеть, что при повышении температуры, когда подвижность электронов
в металле и соответственно его удельная проводимость уменьшаются, отношение
γт/γ δолжно возрастать.

Чистота
и характер механической обработки металла могут заметно сказываться на
его теплопроводности, в особенности при низких температурах.

2.3.7.
Термоэлектродвижущая сила

При
соприкосновении двух металлических проводников между ними возникает контактная
разность потенциалов
. Причина ее появления заключается в различии
значений работы выхода электронов из различных металлов, а также в том,
что концентрация электронов, а следовательно, и давление электронного
газа у разных металлов и сплавов могут быть неодинаковыми. Из электронной
теории металлов следует, что контактная разность потенциалов между металлами
А и В равна:

(2. 4)

где
UА и UВ – потенциалы соприкасающихся металлов; nА
и nВ – концентрации электронов в металлах А и В.

Если
температуры “спаев” одинаковы, то сумма разностей потенциалов равны нулю.
Иначе обстоит дело, когда один металл имеет температуру Т1,
а другой – Т2.

Рис.2.4.Схема термопары

В
этом случае между “спаями” возникает термо-э.д.с., равная

(2.5)

что
можно записать в виде

(2.6)

Где
с – постоянный для данной пары проводников коэффициент термо-э.д.с., т.е.
термо-э.д.с. должна быть пропорциональна разности температур металлов.

Провод,
составленный из двух изолированных друг от друга проволок из различных
металлов или сплавов (термопара), может быть использован
для измерения температур.

2.3.8.
Механические свойства проводников

Они
характеризуются пределом прочности при растяжении σр и
относительным удлинением при разрыве Δl/l, а так же хрупкостью, твердостью
и тому подобными свойствами. Механические свойства металлических проводников
в большой степени зависят от механической и термической обработки, от
наличия легирующих примесей и т.п. Влияние отжига приводит к существенному
уменьшению σр и увеличению Δl/l. Такие параметры
проводниковых материалов, как температуры кипения и плавления, удельная
теплоемкость и др., не требуют особых пояснений.

Электрическое сопротивление — металл — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Электрическое сопротивление — металл

Cтраница 1

Электрическое сопротивление металла зависит в некоторой степени от его состояния. Обычно холодная протяжка увеличивает, а отжиг уменьшает электрическое сопротивление. Наматывание проволоки на катушку увеличивает ее электрическое сопротивление. Для чистых металлов электрическое сопротивление приблизительно пропорционально абсолютной температуре. Для сплавов эта зависимость не выполняется.
 [1]

Электрическое сопротивление металлов и их сплавов существенно изменяется в зависимости от температуры. Это свойство чистых металлов и положено в основу измерения температуры электрическими термометрами сопротивления. Изменение сопротивления проводника в зависимости от температуры фиксируется прибором, работающим по той или иной электрической схеме и имеющим температурную шкалу. Термометры сопротивления применяются в довольно широких пределах: от — 200 до 00 С. Тештовоспринимающая часть, или чувствительный элемент, термометра сопротивления представляет собой тонкую проволоку, намотанную на жесткий каркас из изоляционного материала. Длина чувствительного элемента термометра сопротивления составляет обычно несколько сантиметров ( вместо точечного спая рабочего конца термопары), поэтому при наличии перепада температур в среде термометр сопротивления измеряет некоторую среднюю температуру слоев, в которых расположен чувствительный элемент.
 [2]

Электрическое сопротивление металлов и сплавов измеряют при помощи двойного моста Томсона или потенциометрическим методом на проволочных образцах.
 [3]

Электрическое сопротивление металлов и сплавов необходимо учитывать при плавке в индукционных пе -, чах. При достижении температуры плавления электросопротивление большинства металлов увеличивается в 2 — 10 раз по сравнению с сопротивлением при комнатной температуре.
 [4]

Электрическое сопротивление металлов и сплавов зависит от температуры.
 [5]

Электрическое сопротивление металла можно повысить, сплавляя его с другими металлами.
 [6]

Электрическое сопротивление металла зависит в некоторой степени от его состояния. Обычно холодная протяжка увеличивает, а отжиг уменьшает электрическое сопротивление. Наматывание проволоки на катушку увеличивает ее электрическое сопротивление. Для чистых металлов электрическое сопротивление приблизительно пропорционально абсолютной температуре. Для сплавов эта зависимость не выполняется.
 [7]

Электрическое сопротивление металлов, а также некото-фых сплавов удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к термометрическому параметру. В самом деле, сопротивление R и его температурная зависимость хорошо воспроизводимы и легко могут быть сделаны независимыми от других факторов, кроме температуры.
 [8]

Электрическое сопротивление металлов широко используется в качестве термометрического параметра, но, как мы увидим, для топ же цели можно с успехом применять электросопротивление материалов другого класса — полупроводников. Прежде чем описывать термометры, изготовленные из полупроводников, рассмотрим природу температурной зависимости электросопротивления металлов и полупроводников.
 [9]

Электрическое сопротивление металлов прямо зависит от температуры; с увеличением последней сопротивление возрастает, а с уменьшением — убывает.
 [10]

Поскольку электрическое сопротивление металла обусловлено рассеянием электронов, находящихся на поверхности Ферми, рассмотрим пару электронов с энергиями ЕР.
 [11]

Анализ электрического сопротивления металлов, произведенный Друде, можно непосредственно сопоставить с элементарной кинетической теорией газов.
 [12]

Изменение электрического сопротивления металла при нагревании может служить косвенным методом определения его жаростойкости. Этот метод применяется часто при испытании нагревательных элементов. Испытываемая проволока нагревается до заданной температуры и выдерживается определенное время; при этом непрерывно фиксируется величина электрического сопротивления.
 [13]

Анализ электрического сопротивления металлов, произведенный Друде, можно непосредственно сопоставить с элементарной кинетической теорией газов.
 [14]

Увеличение электрического сопротивления металлов можно объяснить прежде всего тем, что при наклепе искажается пространственная решетка кристаллов. На значение электрического сопротивления влияет также и изменение межатомных связей, вызванных наклепом. Это изменение приводит также к увеличению межатомных расстояний.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4




Сопротивление меди и стали. Удельное сопротивление железа, алюминия, меди и других металлов

    Удельное сопротивление железа, алюминия и других проводников

    Передача электроэнергии на дальние расстояния требует заботиться о минимизации потерь, происходящих от преодоления током сопротивления проводников, составляющих электрическую линию. Разумеется, это не значит, что подобные потери, происходящие уже конкретно в цепях и устройствах потребления, не играют роли.

    Поэтому важно знать параметры всех используемых элементов и материалов. И не только электрические, но и механические. И иметь в распоряжении какие-то удобные справочные материалы, позволяющие сравнивать характеристики разных материалов и выбирать для проектирования и работы именно то, что будет оптимальным в конкретной ситуации.В линиях передачи энергии, где задачей ставится наиболее продуктивно, то есть с высоким КПД, довести энергию до потребителя, учитывается как экономика потерь, так и механика самих линий. От механики — то есть устройства и расположения проводников, изоляторов, опор, повышающих/понижающих трансформаторов, веса и прочности всех конструкций, включая провода, растянутые на больших расстояниях, а также от выбранных для выполнения каждого элемента конструкции материалов, зависит и конечная экономическая эффективность линии, ее работы и затрат на эксплуатацию. Кроме того, в линиях, передающих электроэнергию, более высоки требования на обеспечение безопасности как самих линий, так и всего окружающего, где они проходят. А это добавляет затрат как на обеспечение проводки электроэнергии, так и на дополнительный запас прочности всех конструкций.

    Для сравнения данные обычно приводятся к единому, сопоставимому виду. Зачастую к таким характеристикам добавляется эпитет «удельный», а сами значения рассматриваются на неких унифицированных по физическим параметрам эталонах. Например, удельное электрическое сопротивление — это сопротивление (ом) проводника, выполненного из какого-то металла (меди, алюминия, стали, вольфрама, золота), имеющего единичную длину и единичное сечение в используемой системе единиц измерения (обычно в СИ). Кроме того, оговаривается температура, так как при нагревании сопротивление проводников может вести себя по-разному. За основу берутся нормальные средние условия эксплуатации — при 20 градусах Цельсия. А там, где важны свойства при изменении параметров среды (температуры, давления), вводятся коэффициенты и составляются дополнительные таблицы и графики зависимостей.

    Виды удельного сопротивления

    Так как сопротивление бывает:

    • активное — или омическое, резистивное, — происходящее от затрат электроэнергии на нагревание проводника (металла) при прохождении в нем электрического тока, и
    • реактивное — емкостное или индуктивное, — которое происходит от неизбежных потерь на создание всякими изменениями тока, проходящего через проводник электрических полей, то и удельное сопротивление проводника бывает двух разновидностей:
  1. Удельное электрическое сопротивление постоянному току (имеющее резистивный характер) и
  2. Удельное электрическое сопротивление переменному току (имеющее реактивный характер).

Здесь удельное сопротивление 2 типа является величиной комплексной, оно состоит из двух компонент ТП — активной и реактивной, так как резистивное сопротивление существует всегда при прохождении тока, независимо от его характера, а реактивное бывает только при любом изменении тока в цепях. В цепях постоянного тока реактивное сопротивление возникает только при переходных процессах, которые связаны с включением тока (изменение тока от 0 до номинала) или выключением (перепад от номинала до 0). И их учитывают обычно только при проектировании защиты от перегрузок.

В цепях же переменного тока явления, связанные с реактивными сопротивлениями, гораздо более многообразны. Они зависят не только от собственно прохождения тока через некоторое сечение, но и от формы проводника, причем зависимость не является линейной.

Дело в том, что переменный ток наводит электрическое поле как вокруг проводника, по которому протекает, так и в самом проводнике. И от этого поля возникают вихревые токи, которые дают эффект «выталкивания» собственно основного движения зарядов, из глубины всего сечения проводника на его поверхность, так называемый «скин-эффект» (от skin — кожа). Получается, вихревые токи как бы «воруют» у проводника его сечение. Ток течет в некотором слое, близком к поверхности, остальная толщина проводника остается неиспользуемой, она не уменьшает его сопротивление, и увеличивать толщину проводников просто нет смысла. Особенно на больших частотах. Поэтому для переменного тока измеряют сопротивления в таких сечениях проводников, где все его сечение можно считать приповерхностным. Такой провод называется тонким, его толщина равна удвоенной глубине этого поверхностного слоя, куда вихревые токи и вытесняют текущий в проводнике полезный основной ток.

Разумеется, уменьшением толщины круглых в сечении проводов не исчерпывается эффективное проведение переменного тока. Проводник можно утончить, но при этом сделать его плоским в виде ленты, тогда сечение будет выше, чем у круглого провода, соответственно, и сопротивление ниже. Кроме того, простое увеличение площади поверхности даст эффект увеличения эффективного сечения. Того же можно добиться, используя многожильный провод вместо одножильного, к тому же, многожилка по гибкости превосходит одножилку, что часто тоже бывает ценно. С другой стороны, принимая во внимание скин-эффект в проводах, можно сделать провода композитными, выполнив сердцевину из металла, обладающего хорошими прочностными характеристиками, например, стали, но невысокими электрическими. При этом поверх стали делается алюминиевая оплетка, имеющая меньшее удельное сопротивление.

Кроме скин-эффекта на протекание переменного тока в проводниках влияет возбуждение вихревых токов в окружающих проводниках. Такие токи называются токами наводки, и они наводятся как в металлах, не играющих роль проводки (несущие элементы конструкций), так и в проводах всего проводящего комплекса — играющих роль проводов других фаз, нулевых, заземляющих.

Все перечисленные явления встречаются во всех конструкциях, связанных с электричеством, это еще более усиливает важность иметь в своем распоряжении сводные справочные сведения по самым разным материалам.

Удельное сопротивление для проводников измеряется очень чувствительными и точными приборами, так как для проводки и выбираются металлы, имеющие самое низкое сопротивление -порядка ом *10-6 на метр длины и кв. мм. сечения. Для измерения же удельного сопротивления изоляции нужны приборы, наоборот, имеющие диапазоны очень больших значений сопротивления — обычно это мегомы. Понятно, что проводники обязаны хорошо проводить, а изоляторы хорошо изолировать.

Таблица

Железо как проводник в электротехнике

Железо — самый распространенный в природе и технике металл (после водорода, который металлом тоже является). Он и самый дешевый, и имеет прекрасные прочностные характеристики, поэтому применяется повсюду как основа прочности различных конструкций.

В электротехнике в качестве проводника железо используется в виде стальных гибких проводов там, где нужна физическая прочность и гибкость, а нужное сопротивление может быть достигнуто за счет соответствующего сечения.

Имея таблицу удельных сопротивлений различных металлов и сплавов, можно посчитать сечения проводов, выполненных из разных проводников.

В качестве примера попробуем найти электрически эквивалентное сечение проводников из разных материалов: проволоки медной, вольфрамовой, никелиновой и железной. За исходную возьмем проволоку алюминиевую сечением 2,5 мм.

Нам нужно, чтобы на длине в 1 м сопротивление провода из всех этих металлов равнялось сопротивлению исходной. Сопротивление алюминия на 1 м длины и 2,5 мм сечения будет равно

, где R – сопротивление, ρ – удельное сопротивление металла из таблицы, S – площадь сечения, L – длина.

Подставив исходные значения, получим сопротивление метрового куска провода алюминия в омах.

После этого разрешим формулу относительно S

, будем подставлять значения из таблицы и получать площади сечений для разных металлов.

Так как удельное сопротивление в таблице измерено на проводе длиной в 1 м, в микроомах на 1 мм2 сечения, то у нас и получилось оно в микроомах. Чтобы получить его в омах, нужно умножить значение на 10-6. Но число ом с 6 нулями после запятой нам получать совсем не обязательно, так как конечный результат все равно находим в мм2.

Как видим, сопротивление железа достаточно большое, проволока получается толстая.

Но существуют материалы, у которых оно еще больше, например, никелин или константан.

Похожие статьи:

domelectrik.ru

Таблица удельного электрического сопротивления металлов и сплавов в электротехнике

Главная > у >



Удельное сопротивление металлов.

Удельное сопротивление сплавов.

Значения даны при температуре t = 20° C. Сопротивления сплавов зависят от их точного состава. comments powered by HyperComments

tab.wikimassa.org

Удельное электрическое сопротивление | Мир сварки

Удельное электрическое сопротивление материалов

Удельное электрическое сопротивление (удельное сопротивление) — способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.

Единица измерения (СИ) — Ом·м; также измеряется в Ом·см и Ом·мм2/м.

Материал Температура, °С Удельное электрическоесопротивление, Ом·м
Металлы
Алюминий 20 0,028·10-6
Бериллий 20 0,036·10-6
Бронза фосфористая 20 0,08·10-6
Ванадий 20 0,196·10-6
Вольфрам 20 0,055·10-6
Гафний 20 0,322·10-6
Дюралюминий 20 0,034·10-6
Железо 20 0,097·10-6
Золото 20 0,024·10-6
Иридий 20 0,063·10-6
Кадмий 20 0,076·10-6
Калий 20 0,066·10-6
Кальций 20 0,046·10-6
Кобальт 20 0,097·10-6
Кремний 27 0,58·10-4
Латунь 20 0,075·10-6
Магний 20 0,045·10-6
Марганец 20 0,050·10-6
Медь 20 0,017·10-6
Магний 20 0,054·10-6
Молибден 20 0,057·10-6
Натрий 20 0,047·10-6
Никель 20 0,073·10-6
Ниобий 20 0,152·10-6
Олово 20 0,113·10-6
Палладий 20 0,107·10-6
Платина 20 0,110·10-6
Родий 20 0,047·10-6
Ртуть 20 0,958·10-6
Свинец 20 0,221·10-6
Серебро 20 0,016·10-6
Сталь 20 0,12·10-6
Тантал 20 0,146·10-6
Титан 20 0,54·10-6
Хром 20 0,131·10-6
Цинк 20 0,061·10-6
Цирконий 20 0,45·10-6
Чугун 20 0,65·10-6
Пластмассы
Гетинакс 20 109–1012
Капрон 20 1010–1011
Лавсан 20 1014–1016
Органическое стекло 20 1011–1013
Пенопласт 20 1011
Поливинилхлорид 20 1010–1012
Полистирол 20 1013–1015
Полиэтилен 20 1015
Стеклотекстолит 20 1011–1012
Текстолит 20 107–1010
Целлулоид 20 109
Эбонит 20 1012–1014
Резины
Резина 20 1011–1012
Жидкости
Масло трансформаторное 20 1010–1013
Газы
Воздух 0 1015–1018
Дерево
Древесина сухая 20 109–1010
Минералы
Кварц 230 109
Слюда 20 1011–1015
Различные материалы
Стекло 20 109–1013
ЛИТЕРАТУРА
  • Альфа и омега. Краткий справочник / Таллин: Принтэст, 1991 – 448 с.
  • Справочник по элементарной физике / Н.Н. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М., Наука. 1976. 256 с.
  • Справочник по сварке цветных металлов / С.М. Гуревич. Киев.: Наукова думка. 1990. 512 с.

weldworld.ru

Удельное сопротивление металлов, электролитов и веществ (Таблица)

Удельное сопротивление металлов и изоляторов

В справочной таблице даны значения удельного сопротивления р некоторых металлов и изоляторов при температуре 18-20° С, выраженные в ом·см. Величина р для металлов в сильной степени зависит от примесей, в таблице даны значения р для химически чистых металлов, для изоляторов даны приближенно. Металлы и изоляторы расположены в таблице в порядке возрастающих значений р.

Таблица удельное сопротивление металлов

Чистые металлы

104 ρ (ом·см)

Чистые металлы

104 ρ (ом·см)

Алюминий

Дюралюминий

Платинит 2)

Аргентан

Марганец

Манганин

Вольфрам

Константан

Молибден

Сплав Вуда 3)

Сплав Розе 4)

Палладий

Фехраль 6)

Таблица удельное сопротивление изоляторов

Изоляторы

Изоляторы

Дерево сухое

Целлулоид

Канифоль

Гетинакс

Кварц _|_ оси

Стекло натр

Полистирол

Стекло пирекс

Кварц || оси

Кварц плавленый

Удельное сопротивление чистых металлов при низких температурах

В таблице даны значения удельного сопротивления (в ом·см) некоторых чистых металлов при низких температурах (0°С).

Отношение сопротивлении Rt/Rq чистых металлов при температуре Т °К и 273° К.

В справочной таблице дано отношение Rt/Rq сопротивлений чистых металлов при температуре Т °К и 273° К.

Чистые металлы

Алюминий

Вольфрам

Молибден

Удельное сопротивление электролитов

В таблице даны значения удельного сопротивления электролитов в ом·см при температуре 18° С. Концентрация растворов с дана в процентах, которые определяют число граммов безводной соли или кислоты в 100 г раствора.

Источник информации: КРАТКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК/ Том 1, — М.: 1960.

infotables.ru

Удельное электрическое сопротивление — сталь

Cтраница 1

Удельное электрическое сопротивление стали возрастает с ростом температуры, причем наибольшие изменения наблюдаются при нагреве до температуры точки Кюри. После точки Кюри величина удельного электросопротивления изменяется незначительно и при температурах выше 1000 С практически остается постоянной.  

Ввиду большого удельного электрического сопротивления стали эти iuKii создают НсОольшое замедление в спадании потока. В контакторах на 100 а время отпадания составляет 0 07 сек, а в контакторах 600 а-0 23 сек. В связи с особыми требованиями, предъявляемыми к контакторам серии КМВ, которые предназначены для включения и отключения электромагнитов приводов масляных выключателей, электромагнитный механизм у этих контакторов допускает регулировку напряжения срабатывания и напряжения отпускания за счет регулировки силы возвратной пружины и специальной отрывной пружины. Контакторы типа КМВ должны работать при глубокой посадке напряжения. Поэтому минимальное напряжение срабатывания у этих контакторов может спускаться до 65 % UH. Такое низкое напряжение срабатывания приводит к тому, что при номинальном напряжении через обмотку протекает ток, приводящий к повышенному нагреву катушки.  

Присадка кремния увеличивает удельное электрическое сопротивление стали почти пропорционально содержанию кремния и этим способствует уменьшению потерь на вихревые токи, возникающие в стали при ее работе в переменном магнитном поле.  

Присадка кремния увеличивает удельное электрическое сопротивление стали, что способствует уменьшению потерь на вихревые токи, но одновременно кремний ухудшает механические свойства стали, делает ее хрупкой.  

Ом — мм2 / м — удельное электрическое сопротивление стали.  

Для уменьшения вихревых токов применяются сердечники, выполненные из сортов стали с повышенным удельным электрическим сопротивлением стали, содержащие 0 5 — 4 8 % кремния.

Для этого на массивный ротор из оптимального сплава СМ-19 был надет тонкий экран из магнитно-мягкой стали. Удельное электрическое сопротивление стали мало отличается от удельного сопротивления сплава, а цг стали примерно на порядок выше. Толщина экрана выбрана по глубине проникновения зубцовых гармоник первого порядка и равна йэ 0 8 мм. Для сравнения приведены добавочные потери, Вт, при базовом короткозамкнутом роторе и двухслойном роторе с массивным цилиндром из сплава СМ-19 и с медными торцевыми кольцами.  

Основным магнитопроводящим материалом является листовая легированная электротехническая сталь, содержащая от 2 до 5 % кремния. Присадка кремния увеличивает удельное электрическое сопротивление стали, в результате чего уменьшаются потери на вихревые токи, сталь становится устойчивой к окислению и старению, но делается более хрупкой. В последние годы широко используется холоднокатаная текстурованная сталь с более высокими магнитными свойствами в направлении проката. Для уменьшения потерь от вихревых токов сердечник магнитопровода выполняется в виде пакета, собранного из листов штампованной стали.

Электротехническая сталь является низкоуглеродистой сталью. Для улучшения магнитных характеристик в нее вводят кремний, который вызывает повышение удельного электрического сопротивления стали. Это приводит к уменьшению потерь на вихревые токи.  

После механической обработки магнитопровод отжигают. Так как в создании замедления участвуют вихревые токи в стали, следует ориентироваться на величину удельного электрического сопротивления стали порядка Рс (Ю-15) 10 — 6 ом см. В притянутом положении якоря магнитная система достаточно сильно насыщена, поэтому начальная индукция в различных магнитных системах колеблется в очень незначительных пределах и составляет для стали марки Э Вн1 6 — 1 7 гл. Указанное значение индукции поддерживает напряженность поля в стали порядка Ян.  

Для изготовления магнитных систем (магнитопроводов) трансформаторов применяются специальные тонколистовые электротехнические стали, имеющие повышенное (до 5 %) содержание кремния. Кремний способствует обезуглероживанию стали, что приводит к увеличению магнитной проницаемости, снижает потери на гистерезис и увеличивает ее удельное электрическое сопротивление. Увеличение удельного электрического сопротивления стали позволяет уменьшить потери в ней от вихревых токов. Кроме того, кремний ослабляет старение стали (увеличение потерь в стали с течением времени), уменьшает ее магнитострикцию (изменение формы и размеров тела при намагничивании) и, следовательно, шум трансформаторов. В то же время наличие кремния в стали приводит к повышению ее хрупкости и затрудняет ее механическую обработку.  

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Удельное сопротивление | Викитроника вики

Удельное сопротивление — характеристика материала, определяющая его способность проводить электрический ток. Определяется как отношение электрического поля к плотности тока. В общем случае является тензором, однако для большинства материалов, не проявляющих анизотропных свойств, принимается скалярной величиной.

Обозначение — ρ

$ \vec E = \rho \vec j, $

$ \vec E $ — напряжённость электрического поля, $ \vec j $ — плотность тока.

Единица измерения СИ — ом-метр (ом·м, Ω·m).

Сопротивление цилиндра или призмы (между торцами) из материала длиной l, и сечением S по удельному сопротивлению определяется следующим образом:

$ R = \frac{\rho l}{S}. $

В технике применяется определение удельного сопротивления, как сопротивление проводника единичного сечения и единичной длины.

Удельное сопротивление некоторых материалов, используемых в электротехнике Править

Материал ρ при 300 К, Ом·м ТКС, К⁻¹
серебро 1,59·10⁻⁸ 4,10·10⁻³
медь 1,67·10⁻⁸ 4,33·10⁻³
золото 2,35·10⁻⁸ 3,98·10⁻³
алюминий 2,65·10⁻⁸ 4,29·10⁻³
вольфрам 5,65·10⁻⁸ 4,83·10⁻³
латунь 6,5·10⁻⁸ 1,5·10⁻³
никель 6,84·10⁻⁸ 6,75·10⁻³
железо (α) 9,7·10⁻⁸ 6,57·10⁻³
олово серое 1,01·10⁻⁷ 4,63·10⁻³
платина 1,06·10⁻⁷ 6,75·10⁻³
олово белое 1,1·10⁻⁷ 4,63·10⁻³
сталь 1,6·10⁻⁷ 3,3·10⁻³
свинец 2,06·10⁻⁷ 4,22·10⁻³
дюралюминий 4,0·10⁻⁷ 2,8·10⁻³
манганин 4,3·10⁻⁷ ±2·10⁻⁵
константан 5,0·10⁻⁷ ±3·10⁻⁵
ртуть 9,84·10⁻⁷ 9,9·10⁻⁴
нихром 80/20 1,05·10⁻⁶ 1,8·10⁻⁴
канталь А1 1,45·10⁻⁶ 3·10⁻⁵
углерод (алмаз, графит) 1,3·10⁻⁵
германий 4,6·10⁻¹
кремний 6,4·10²
этанол 3·10³
вода, дистиллированная 5·10³
эбонит 10⁸
бумага твёрдая 10¹⁰
трансформаторное масло 10¹¹
стекло обычное 5·10¹¹
поливинил 10¹²
фарфор 10¹²
древесина 10¹²
ПТФЭ (тефлон) >10¹³
резина 5·10¹³
стекло кварцевое 10¹⁴
бумага вощёная 10¹⁴
полистирол >10¹⁴
слюда 5·10¹⁴
парафин 10¹⁵
полиэтилен 3·10¹⁵
акриловая смола 10¹⁹

ru. electronics.wikia.com

Удельное электрическое сопротивление | формула, объемное, таблица

Удельное электрическое сопротивление является физической величиной, которая показывает, в какой степени материал может сопротивляться прохождению через него электрического тока. Некоторые люди могут перепутать данную характеристику с обыкновенным электрическим сопротивлением. Несмотря на схожесть понятий, разница между ними заключается в том, что удельное касается веществ, а второй термин относится исключительно к проводникам и зависит от материала их изготовления.

Обратной величиной данного материала является удельная электрическая проводимость. Чем выше этот параметр, тем лучше проходит ток по веществу. Соответственно, чем выше сопротивление, тем больше потерь предвидится на выходе.

Формула расчета и величина измерения

Рассматривая, в чем измеряется удельное электрическое сопротивление, также можно проследить связь с не удельным, так как для обозначения параметра используются единицы Ом·м. Сама величина обозначается как ρ. С таким значением можно определять сопротивление вещества в конкретном случае, исходя из его размеров. Эта единица измерения соответствует системе СИ, но могут встречаться и другие варианты. В технике периодически можно увидеть устаревшее обозначение Ом·мм2/м. Для перевода из этой системы в международного не потребуется использовать сложные формулы, так как 1 Ом·мм2/м равняется 10-6 Ом·м.

Формула удельного электрического сопротивления выглядит следующим образом:

R= (ρ·l)/S, где:

  • R – сопротивление проводника;
  • Ρ – удельное сопротивление материал;
  • l – длина проводника;
  • S – сечение проводника.

Зависимость от температуры

Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры. Но все группы веществ проявляют себя по-разному при ее изменении. Это необходимо учитывать при расчете проводов, которые будут работать в определенных условиях. К примеру, на улице, где значения температуры зависят от времени года, необходимые материалы с меньшей подверженностью изменениям в диапазоне от -30 до +30 градусов Цельсия. Если же планируется применение в технике, которая будет работать в одних и тех же условиях, то здесь также нужно оптимизировать проводку под конкретные параметры. Материал всегда подбирается с учетом эксплуатации.

В номинальной таблице удельное электрическое сопротивление берется при температуре 0 градусов Цельсия. Повышение показателей данного параметра при нагреве материала обусловлено тем, что интенсивность передвижения атомов в веществе начинает возрастать. Носители электрических зарядов хаотично рассеиваются во всех направлениях, что приводит к созданию препятствий при передвижении частиц. Величина электрического потока снижается.

При уменьшении температуры условия прохождения тока становятся лучше. При достижении определенной температуры, которая для каждого металла будет отличаться, появляется сверхпроводимость, при которой рассматриваемая характеристика почти достигает нуля.

Отличия в параметрах порой достигают очень больших значений. Те материалы, которые обладают высокими показателями, могут использовать в качестве изоляторов. Они помогают защищать проводку от замыкания и ненамеренного контакта с человеком. Некоторые вещества вообще не применимы для электротехники, если у них высокое значение этого параметра. Этому могут мешать другие свойства. Например, удельная электрическая проводимость воды не будет иметь большого значения для данный сферы. Здесь приведены значения некоторых веществ с высокими показателями.

Материалы с высоким удельным сопротивлением ρ (Ом·м)
Бакелит 1016
Бензол 1015…1016
Бумага 1015
Вода дистиллированная 104
Вода морская 0.3
Дерево сухое 1012
Земля влажная 102
Кварцевое стекло 1016
Керосин 1011
Мрамор 108
Парафин 1015
Парафиновое масло 1014
Плексиглас 1013
Полистирол 1016
Полихлорвинил 1013
Полиэтилен 1012
Силиконовое масло 1013
Слюда 1014
Стекло 1011
Трансформаторное масло 1010
Фарфор 1014
Шифер 1014
Эбонит 1016
Янтарь 1018

Более активно в электротехнике применяются вещества с низкими показателями. Зачастую это металлы, которые служат проводниками. В них также наблюдается много различий. Чтобы узнать удельное электрическое сопротивление меди или других материалов, стоит посмотреть в справочную таблицу.

Материалы с низким удельным сопротивлением ρ (Ом·м)
Алюминий 2.7·10-8
Вольфрам 5.5·10-8
Графит 8.0·10-6
Железо 1.0·10-7
Золото 2.2·10-8
Иридий 4.74·10-8
Константан 5.0·10-7
Литая сталь 1.3·10-7
Магний 4.4·10-8
Манганин 4.3·10-7
Медь 1.72·10-8
Молибден 5.4·10-8
Нейзильбер 3.3·10-7
Никель 8.7·10-8
Нихром 1.12·10-6
Олово 1. 2·10-7
Платина 1.07·10-7
Ртуть 9.6·10-7
Свинец 2.08·10-7
Серебро 1.6·10-8
Серый чугун 1.0·10-6
Угольные щетки 4.0·10-5
Цинк 5.9·10-8
Никелин 0,4·10-6

Удельное объемное электрическое сопротивление

Данный параметр характеризует возможность пропускать ток через объем вещества. Для измерения необходимо приложить потенциал напряжения с разных сторон материала, изделие из которого будет включено в электрическую цепь. На него подается ток с номинальными параметрами. После прохождения измеряются данные на выходе.

Использование в электротехнике

Изменение параметра при разных температурах широко применяется в электротехнике. Наиболее простым примером является лампа накаливания, где используется нихромовая нить. При нагревании она начинает светиться. При прохождении через нее тока она начинает нагреваться. С ростом нагрева возрастает и сопротивление. Соответственно, ограничивается первоначальный ток, который нужен был для получения освещения. Нихромовая спираль, используя тот же принцип, может стать регулятором на различных аппаратах.

Широкое применение коснулось и благородных металлов, которые обладают подходящими характеристиками для электротехники. Для ответственных схем, которым требуется быстродействие, подбираются серебряные контакты. Они обладают высокой стоимостью, но с учетом относительно небольшого количества материалов их применение вполне оправданно. Медь уступает серебру по проводимости, но обладает более доступной ценой, благодаря чему ее чаще используют для создания проводов.

В условиях, где можно использовать предельно низкие температуры, применяются сверхпроводники. Для комнатной температуры и уличной эксплуатации они не всегда уместны, так как при повышении температуры их проводимость начнет падать, поэтому для таких условий лидерами остаются алюминий, медь и серебро.

На практике учитывается много параметров и этот является одним из наиболее важных. Все расчеты проводятся еще на стадии проектирования, для чего и используются справочные материалы.

Удельное сопротивление
металлов является мерой их свойства противодействовать прохождению электрического тока. Эта величина выражается в Ом-метр (Ом⋅м). Символ, обозначающий удельное сопротивление, является греческая буква ρ (ро). Высокое удельное сопротивление означает, что материал плохо проводит электрический заряд.

Удельное сопротивление

Удельное электрическое сопротивление определяется как отношение между напряженностью электрического поля внутри металла к плотности тока в нем:

где:
ρ — удельное сопротивление металла (Ом⋅м),
Е — напряженность электрического поля (В/м),
J — величина плотности электрического тока в металле (А/м2)

Если напряженность электрического поля (Е) в металле очень большая, а плотность тока (J) очень маленькая, это означает, что металл имеет высокое удельное сопротивление.

Обратной величиной удельного сопротивления является удельная электропроводность, указывающая, насколько хорошо материал проводит электрический ток:

σ — проводимость материала, выраженная в сименс на метр (См/м).

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление, одно из составляющих , выражается в омах (Ом). Следует заметить, что электрическое сопротивление и удельное сопротивление — это не одно и то же. Удельное сопротивление является свойством материала, в то время как электрическое сопротивление — это свойство объекта.

Электрическое сопротивление резистора определяется сочетанием формы и удельным сопротивлением материала, из которого он сделан.

Например, проволочный , изготовленный из длинной и тонкой проволоки имеет большее сопротивление, нежели резистор, сделанный из короткой и толстой проволоки того же металла.

В тоже время проволочный резистор, изготовленный из материала с высоким удельным сопротивлением, обладает большим электрическим сопротивлением, чем резистор, сделанный из материала с низким удельным сопротивлением. И все это не смотря на то, что оба резистора сделаны из проволоки одинаковой длины и диаметра.

В качестве наглядности можно провести аналогию с гидравлической системой, где вода прокачивается через трубы.

  • Чем длиннее и тоньше труба, тем больше будет оказано сопротивление воде.
  • Труба, заполненная песком, будет больше оказывать сопротивление воде, нежели труба без песка

Сопротивление провода

Величина сопротивления провода зависит от трех параметров: удельного сопротивления металла, длины и диаметра самого провода. Формула для расчета сопротивления провода:

Где:
R — сопротивление провода (Ом)
ρ — удельное сопротивление металла (Ом.m)
L — длина провода (м)
А — площадь поперечного сечения провода (м2)

В качестве примера рассмотрим проволочный резистор из нихрома с удельным сопротивлением 1.10×10-6 Ом.м. Проволока имеет длину 1500 мм и диаметр 0,5 мм. На основе этих трех параметров рассчитаем сопротивление провода из нихрома:

R=1,1*10 -6 *(1,5/0,000000196) = 8,4 Ом

Нихром и константан часто используют в качестве материала для сопротивлений. Ниже в таблице вы можете посмотреть удельное сопротивление некоторых наиболее часто используемых металлов.

Поверхностное сопротивление

Величина поверхностного сопротивления рассчитывается таким же образом, как и сопротивление провода. В данном случае площадь сечения можно представить в виде произведения w и t:

Для некоторых материалов, таких как тонкие пленки, соотношение между удельным сопротивлением и толщиной пленки называется поверхностное сопротивление слоя RS:

где RS измеряется в омах. При данном расчете толщина пленки должна быть постоянной.

Часто производители резисторов для увеличения сопротивления вырезают в пленке дорожки, чтобы увеличить путь для электрического тока.

Свойства резистивных материалов

Удельное сопротивление металла зависит от температуры. Их значения приводится, как правило, для комнатной температуры (20°С). Изменение удельного сопротивления в результате изменения температуры характеризуется температурным коэффициентом.

Например, в термисторах (терморезисторах) это свойство используется для измерения температуры. С другой стороны, в точной электронике, это довольно нежелательный эффект.
Металлопленочные резисторы имеют отличные свойства температурной стабильности. Это достигается не только за счет низкого удельного сопротивления материала, но и за счет механической конструкции самого резистора.

Много различных материалов и сплавов используются в производстве резисторов. Нихром (сплав никеля и хрома), из-за его высокого удельного сопротивления и устойчивости к окислению при высоких температурах, часто используют в качестве материала для изготовления проволочных резисторов. Недостатком его является то, что его невозможно паять. Константан, еще один популярный материал, легко паяется и имеет более низкий температурный коэффициент.

Электрическое сопротивление
физическая величина, которая показывает, какое препятствие создается току при его прохождении по проводнику
. Единицами измерения служат Омы, в честь Георга Ома. В своем законе он вывел формулу для нахождения сопротивления, которая приведена ниже.

Рассмотрим сопротивление проводников на примере металлов. Металлы имеют внутреннее строение в виде кристаллической решетки. Эта решетка имеет строгую упорядоченность, а её узлами являются положительно заряженные ионы. Носителями заряда в металле выступают “свободные” электроны, которые не принадлежат определенному атому, а хаотично перемещаются между узлами решетки. Из квантовой физики известно, что движение электронов в металле это распространение электромагнитной волны в твердом теле. То есть электрон в проводнике движется со скоростью света (практически), и доказано, что он проявляет свойства не только как частица, но еще и как волна. А сопротивление металла возникает в результате рассеяния электромагнитных волн (то есть электронов) на тепловых колебаниях решетки и её дефектах. При столкновении электронов с узлами кристаллической решетки часть энергии передается узлам, вследствие чего выделяется энергия. Эту энергию можно вычислить при постоянном токе , благодаря закону Джоуля-Ленца – Q=I 2 Rt. Как видите чем больше сопротивление, тем больше энергии выделяется.

Удельное сопротивление

Существует такое важное понятие как удельное сопротивление, это тоже самое сопротивление, только в единице длины. У каждого металла оно свое, например у меди оно равно 0,0175 Ом*мм2/м, у алюминия 0,0271 Ом*мм2/м. Это значит, брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2 будет иметь сопротивление 0,0175 Ом, а такой же брусок, но из алюминия будет иметь сопротивление 0,0271 Ом. Выходит что электропроводность меди выше чем у алюминия. У каждого металла удельное сопротивление свое, а рассчитать сопротивление всего проводника можно по формуле

где p
– удельное сопротивление металла, l – длина проводника, s – площадь поперечного сечения.

Значения удельных сопротивлений приведены в таблице удельных сопротивлений металлов
(20°C)

Вещество

p
, Ом*мм 2 /2

α,10 -3 1/K

Алюминий

0. 0271

Вольфрам

0.055

Железо

0.098

Золото

0.023

Латунь

0.025-0.06

Манганин

0.42-0.48

0,002-0,05

Медь

0.0175

Никель

Константан

0.44-0.52

0.02

Нихром

0. 15

Серебро

0.016

Цинк

0.059

Кроме удельного сопротивления в таблице есть значения ТКС, об этом коэффициенте чуть позже.

Зависимость удельного сопротивления от деформаций

При холодной обработке металлов давлением, металл испытывает пластическую деформацию. При пластической деформации кристаллическая решетка искажается, количество дефектов становится больше. С увеличением дефектов кристаллической решетки, сопротивление течению электронов по проводнику растет, следовательно, удельное сопротивление металла увеличивается. К примеру, проволоку изготавливают методом протяжки, это значит, что металл испытывает пластическую деформацию, в результате чего, удельное сопротивление растет. На практике для уменьшения сопротивления применяют рекристаллизационный отжиг, это сложный технологический процесс, после которого кристаллическая решетка как бы, “расправляется” и количество дефектов уменьшается, следовательно, и сопротивление металла тоже.

При растяжении или сжатии, металл испытывает упругую деформацию. При упругой деформации вызванной растяжением, амплитуды тепловых колебаний узлов кристаллической решетки увеличиваются, следовательно, электроны испытывают большие затруднения, и в связи с этим, увеличивается удельное сопротивление. При упругой деформации вызванной сжатием, амплитуды тепловых колебаний узлов уменьшаются, следовательно, электронам проще двигаться, и удельное сопротивление уменьшается.

Влияние температуры на удельное сопротивление

Как мы уже выяснили выше, причиной сопротивления в металле являются узлы кристаллической решетки и их колебания. Так вот, при увеличении температуры, тепловые колебания узлов увеличиваются, а значит, удельное сопротивление также увеличивается. Существует такая величина как температурный коэффициент сопротивления
(ТКС), который показывает насколько увеличивается, или уменьшается удельное сопротивление металла при нагреве или охлаждении. Например, температурный коэффициент меди при 20 градусах по цельсию равен 4. 1
· 10 − 3 1/градус. Это означает что при нагреве, к примеру, медной проволоки на 1 градус цельсия, её удельное сопротивление увеличится на 4.1
· 10 − 3 Ом. Удельное сопротивление при изменении температуры можно вычислить по формуле

где r это удельное сопротивление после нагрева, r 0 – удельное сопротивление до нагрева, a – температурный коэффициент сопротивления, t 2 – температура до нагрева, t 1 — температура после нагрева.

Подставив наши значения, мы получим: r=0,0175*(1+0.0041*(154-20))=0,0271 Ом*мм 2 /м. Как видите наш брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 , после нагрева до 154 градусов, имел бы сопротивление, как у такого же бруска, только из алюминия и при температуре равной 20 градусов цельсия.

Свойство изменения сопротивления при изменении температуры, используется в термометрах сопротивления. Эти приборы могут измерять температуру основываясь на показаниях сопротивления. У термометров сопротивления высокая точность измерений, но малые диапазоны температур.

На практике, свойства проводников препятствовать прохождению
тока используются очень широко. Примером может служить лампа накаливания, где нить из вольфрама, нагревается за счет высокого сопротивления металла, большой длины и узкого сечения. Или любой нагревательный прибор, где спираль разогревается благодаря высокому сопротивлению. В электротехнике, элемент главным свойством которого является сопротивление, называется – резистор . Резистор применяется практически в любой электрической схеме.

Уде́льное электри́ческое сопротивле́ние
, или просто удельное сопротивление
вещества — физическая величина, характеризующая способность вещества препятствовать прохождению электрического тока .

Удельное сопротивление обозначается греческой буквой ρ
. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления , являющегося свойством проводника
и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества
.

Электрическое сопротивление однородного проводника с удельным сопротивлением ρ
, длиной l

и площадью поперечного сечения S

может быть рассчитано по формуле
R
=
ρ

l
S
{\displaystyle R={\frac {\rho \cdot l}{S}}}
(при этом предполагается, что ни площадь, ни форма поперечного сечения не меняются вдоль проводника). Соответственно, для ρ
выполняется
ρ
=
R

S
l
.
{\displaystyle \rho ={\frac {R\cdot S}{l}}.}

Из последней формулы следует: физический смысл удельного сопротивления вещества заключается в том, что оно представляет собой сопротивление изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины и с единичной площадью поперечного сечения.

Энциклопедичный YouTube

  • 1
    /
    5

    Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом · . Из соотношения
    ρ
    =
    R

    S
    l
    {\displaystyle \rho ={\frac {R\cdot S}{l}}}
    следует, что единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м
    с площадью поперечного сечения 1 м²
    , изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом
    . Соответственно, удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м
    и площадью поперечного сечения 1 м²
    .

    В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм²/м, равная 10 −6 от 1 Ом·м
    . Данная единица равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м
    с площадью поперечного сечения 1 мм²
    , изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом
    . Соответственно, удельное сопротивление какого-либо вещества, выраженное в этих единицах, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м
    и площадью поперечного сечения 1 мм²
    .

    Обобщение понятия удельного сопротивления

    Удельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией координат — коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля
    E

    (r
    →)
    {\displaystyle {\vec {E}}({\vec {r}})}
    и плотность тока
    J

    (r
    →)
    {\displaystyle {\vec {J}}({\vec {r}})}
    в данной точке
    r

    {\displaystyle {\vec {r}}}
    . {3}\rho _{ij}({\vec {r}})J_{j}({\vec {r}}).}

    В анизотропном, но однородном веществе тензор
    ρ
    i
    j
    {\displaystyle \rho _{ij}}
    от координат не зависит.

    Тензор
    ρ
    i
    j
    {\displaystyle \rho _{ij}}
    симметричен
    , то есть для любых
    i
    {\displaystyle i}

    и
    j
    {\displaystyle j}

    выполняется
    ρ
    i
    j
    =
    ρ
    j
    i
    {\displaystyle \rho _{ij}=\rho _{ji}}
    .

    Как и для всякого симметричного тензора, для
    ρ
    i
    j
    {\displaystyle \rho _{ij}}
    можно выбрать
    ортогональную систему декартовых координат, в которых матрица
    ρ
    i
    j
    {\displaystyle \rho _{ij}}
    становится диагональной
    , то есть приобретает вид, при котором из девяти компонент
    ρ
    i
    j
    {\displaystyle \rho _{ij}}
    отличными от нуля являются лишь три:
    ρ
    11
    {\displaystyle \rho _{11}}
    ,
    ρ
    22
    {\displaystyle \rho _{22}}
    и
    ρ
    33
    {\displaystyle \rho _{33}}
    . В этом случае, обозначив
    ρ
    i
    i
    {\displaystyle \rho _{ii}}
    как , вместо предыдущей формулы получаем более простую

    E
    i
    =
    ρ
    i
    J
    i
    . {3}\sigma _{ij}({\vec {r}})E_{j}({\vec {r}}).}

    Из этого равенства и приведённого ранее соотношения для
    E
    i
    (r
    →)
    {\displaystyle E_{i}({\vec {r}})}
    следует, что тензор удельного сопротивления является обратным тензору удельной проводимости. С учётом этого для компонент тензора удельного сопротивления выполняется:

    ρ
    11
    =
    1
    det
    (σ)
    [
    σ
    22
    σ
    33

    σ
    23
    σ
    32
    ]
    ,
    {\displaystyle \rho _{11}={\frac {1}{\det(\sigma)}}[\sigma _{22}\sigma _{33}-\sigma _{23}\sigma _{32}],}

    ρ
    12
    =
    1
    det
    (σ)
    [
    σ
    33
    σ
    12

    σ
    13
    σ
    32
    ]
    ,
    {\displaystyle \rho _{12}={\frac {1}{\det(\sigma)}}[\sigma _{33}\sigma _{12}-\sigma _{13}\sigma _{32}],}

    где
    det
    (σ)
    {\displaystyle \det(\sigma)}
    — определитель матрицы , составленной из компонент тензора
    σ
    i
    j
    {\displaystyle \sigma _{ij}}
    . Остальные компоненты тензора удельного сопротивления получаются из приведённых уравнений в результате циклической перестановки индексов 1
    , 2
    и 3
    .

    Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ

    Металлические монокристаллы

    В таблице приведены главные значения тензора удельного сопротивления монокристаллов при температуре 20 °C .

    Кристалл ρ 1 =ρ 2 , 10 −8 Ом·м ρ 3 , 10 −8 Ом·м
    Олово 9,9 14,3
    Висмут 109 138
    Кадмий 6,8 8,3
    Цинк 5,91 6,13
    • Константан (58,8 Cu, 40 Ni, 1,2 Mn)
    • Манганин (85 Cu, 12 Mn, 3 Ni)
    • Нейзильбер (65 Cu, 20 Zn, 15 Ni)
    • Никелин (54 Cu, 20 Zn, 26 Ni)
    • Нихром (67,5 Ni, 15 Cr, 16 Fe, 1,5 Mn)
    • Реонат (84Cu, 12Mn, 4 Zn)
    • Фехраль (80 Fe, 14 Cr, 6 Al)

    Удельное сопротивление нихрома

    Каждое тело, через которое пропускается электрический ток, автоматически оказывает ему определенное сопротивление. Свойство проводника противостоять электрическому току принято называть электрическим сопротивлением.

    Рассмотрим электронную теорию данного явления. При движении по проводнику свободные электроны постоянно встречают на своем пути другие электроны и атомы. Взаимодействуя с ними, свободный электрон теряет часть своего заряда. Таким образом, электроны сталкиваются с сопротивлением со стороны материала проводника. Каждое тело имеет свою атомную структуру, которая оказывает электрическому току разное сопротивление. Единицей сопротивления принято считать Ом. Обозначается сопротивление материалов — R или r.

    Чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току пройти через это тело. И наоборот: чем выше сопротивление, тем хуже тело проводит электрический ток.

    Сопротивление каждого отдельно взятого проводника зависит от свойств материала, из которого он изготовлен. Для точной характеристики электрического сопротивления того или иного материала было введено понятие — удельное сопротивление (нихрома, алюминия и т. д.). Удельным считается сопротивление проводника длиной до 1 м, сечение которого — 1 кв. мм. Этот показатель обозначается буквой p. Каждый материал, использующийся в производстве проводника, обладает своим удельным сопротивлением. Для примера рассмотрим удельное сопротивление нихрома и фехрали (более 3 мм):

    • Х15Н60 — 1.13 Ом*мм/м
    • Х23Ю5Т — 1.39 Ом*мм/м
    • Х20Н80 — 1.12 Ом*мм/м
    • ХН70Ю — 1.30 Ом*мм/м
    • ХН20ЮС — 1.02 Ом*мм/м

    Удельное сопротивление нихрома, фехрали указывает на основную сферу их применения: изготовление аппаратов теплового действия, бытовых приборов и электронагревательных элементов промышленных печей.

    Поскольку нихром и фехраль преимущественно используются в производстве нагревательных элементов, то самая распространенная продукция — нихромовая нить, лента, полоса Х15Н60 и Х20Н80, а также фехралевая проволока Х23Ю5Т.

13. Почему удельное сопротивление металлов растет с повышением температуры?

Движение
свободных электронов в металле можно
рассматривать как распространение
плоских волн, длина которых определяется
соотношением де Бройля:

В чистых металлах единственной причиной,
вызывающей рассеяние и ограничивающей
длину свободного пробега электронов
являются тепловые колебания решетки,
т. е. атомов.

У
металлов, не обладающих сверхпроводимостью,
при низких температурах из-за наличия
примесей наблюдается область 1 – область
остаточного сопротивления, почти не
зависящая от температуры. Остаточное
сопротивление — rост
тем меньше, чем чище металл. Зависимость
ρТ
от T
в широком диапазоне температур для
металлов выглядит следующим образом:

В
узкой области I,
Составляющей несколько Кельвинов, у
ряда металлов может наступить состояние
сверхпроводимости. На
рис. Виден скачок удельного сопротивления
при температуре ТСВ

В
пределах переходной области II
наблюдается быстрый рост r.

Линейный
участок (область III) у большинства
металлов простирается до температур,
близких к точке плавления. Исключение
из этого правила составляют ферромагнитные
металлы, в которых имеется дополнительное
рассеяние электронов на нарушениях
спинового порядка.

Вблизи
точки плавления, т.е. в области IV и в
обычных металлах может наблюдаться
некоторое отступление от линейной
зависимости.

При
переходе из твердого состояния в жидкое
у большинства металлов наблюдается
некоторое увеличение ρТ
в 1,5 – 2 раза. Но имеется необычные случаи:
у веществ со сложной кристаллической
структурой, подобных висмуту и галлию
плавление сопровождается уменьшением
ρТ.

14. Что называют температурным коэффициентом удельного сопротивления? Является ли он константой для данного металла?

Важной
характеристикой металлов является
температурный коэффициент удельного
электрического сопротивления, показывающий
относительное изменение удельного
сопротивления при изменении температуры
на один Кельвин (градус)

ar-положительно,
когда удельное сопротивление возрастает
при повышении температуры. Очевидно,
что величина ar
также является функцией температуры.
В области 3 линейной зависимости r(T)
выполняется соотношение: r=r0[1+ar(T-T0)]
где r0
и
ar
удельное сопротивление и температурный
коэффициент удельного сопротивления
при температуре T0,
а r
— удельное сопротивление при температуре
T.
Экспериментальные данные показывают,
что у большинства металлов ar
при комнатной температуре примерно
0,004 К-1.У ферромагнитных металлов значение
ar
несколько выше.

15. Как влияют примеси на удельное сопротивление металлов? в чем заключается правило Маттиссена?

Причинами
рассеяния электронных волн в металлах
являются не только тепловые колебания
узлов решетки, но и статические дефекты
структуры в том числе вызванные наличием
примеси, которые нарушают периодичность
потенциального поля кристалла. Такое
рассеяние не зависит от Т. Поэтому при
Т→ 0 сопротивление реальных металлов
стремится к некоторому постоянному
значению называемому остаточным
сопротивлением. Отсюда вытекает правило
Матиссена об аддитивности удельного
сопротивления:

т.е.
полное сопротивление металла есть сумма
сопротивления, обусловленного рассеянием
на тепловых колебаниях узлов кристаллической
решетки, и остаточного сопротивления,
обусловленного рассеянием электронов
на статических дефектах структуры.

Исключение
из этого правила составляют сверхпроводящие
металлы, в которых сопротивление исчезает
ниже некоторой кристаллической
температуры.

Наиболее
существующий вклад в остаточное
сопротивление вносят примеси, которые
всегда присутствуют в реальном проводнике
либо в виде загрязнения либо в виде
легирующего (т.е. преднамеренно вводимого)
элемента.

Обзоры

CD — Metal Resistance Babymetal

(RAL / Sony Music Entertainment)

01. Дорога сопротивления.

02. Каратэ

03. Лихорадка Авадамы

04. ЯВА!

05. Аморе

06. Мета Таро

07. От заката до рассвета

08. ГДж!

09. Сест. Злость

10. Ни дождя, ни радуги

11. Сказки судеб

12. The One (английская версия)

Требуются безумные средства, чтобы воплотить в жизнь то, что есть у BABYMETAL , изначально входившего в состав поп-труппы SAKURA GAKUIN .Они эквивалентны харизматической спортивной команде с одной-двумя головорезами, которые привлекают большой фандом, неизбежно открывая двери для ненавистников. Люди были шокированы — некоторые потрясены — при виде девочек-подростков, носящихся в рюшечках и косичках под непостижимую смесь металла и J-pop. И все же Suzaka Nakamoto (или «Su-metal» ) и ее младшие руки ( Yui Mizuno , «Yuimetal» и Moa Kikuchi , «Moametal» соответственно) сыграли свою упругую » игра «металлический идол» заняла верхние строчки в мировых чартах продаж, получив редкий, а тем более в наши дни статус Gold.Японские ветеринары-панкеры SHONEN KNIFE должны немного позавидовать.

Сопротивление бесполезно. Песни BABYMETAL слишком запоминающиеся; их сценическая хореография слишком искусна. Их яркая презентация перетаскивается из восьмидесятых в мангу. Да, вы, , говорите , что ненавидите его, но многие из вас тайком проигрывают «Gimme Chocolate» на YouTube снова и снова. Втайне вы также откроете тему PUFFY AMIYUMI «Teen Titans» .Как можно не? Еще раз: сопротивление бесполезно.

Успех почти гарантирован для второго альбома BABYMETAL , «Metal Resistance» . Su-metal теперь 18, Yui и Moa 16, и с их возрастом расцвета они стали еще лучше. «Metal Resistance» также содержит несколько новых уловок, призванных узаконить этот акт и опровергнуть внезапные пророчества.

После эпического инструментального вступления с шумом борющихся граждан ( Годзилла навсегда!), «Road of Resistance» мчится вперед со скоростью DRAGONFORCE . Su , Yui и Moa спокойно перемещаются по скорости с помощью J-pop чутья, которое сделало их имена во всем мире. Демонические ральфы бросают около «Дорога сопротивления» , чтобы помочь металлистам попасть в зону комфорта. Имейте в виду, если вы презирали альбом BABYMETAL 2014 года, вряд ли вы на этот раз передумаете.

«Каратэ» правильно нарезан и снабжен огромным количеством прерывистых звуков, которые создают гармоничные припевы. Настоящая ломка песни весьма уравновешенна. Если вы когда-либо делали покупки в азиатском супермаркете, вы будете чувствовать себя как дома в эти скудные моменты. Взяв реплику из смехотворно умного жанрового изгиба PUFFY AMIYUMI , трио BABYMETAL дает волю ска и EDM в накачивающем, синтезированном «YAVA!» Неудивительно, что девчонки болтают по поводу прото-насосов «GJ!» (J-rap, кто-нибудь?) Перед тем, как посыпать синхронизированными вокальными цветами поверх волнующих припевов трека.

ATARI TEENAGE RIOT -встречается- АНГЛИЙСКИЙ BEAT с шумными гитарными затычками на «Awadama Fever» , треке с неизбежной зависимостью от этого альбома. Если вы обнаружите, что умоляете о спасательном круге, чтобы вытащить вас из пузырно-жевательной ловушки «Gimme Chocolate» в последнем раунде, вы снова будете в ней по колено с «Awadama Fever» . Одна из самых крутых на альбоме — «Amore» , и это одна из самых изысканных песен на альбоме. Здесь BABYMETAL запечатлевает их медовые поп-камни на фоне скорости цунами и измельчения гитар.Трип-хоп и EDM-свод в электро-балладе «From Dusk Till Dawn» . Открой свой разум и сдайся, пока Su-metal очищает несколько красивых, слезливых высоких нот.

Это скандинавский фолк-метал, пробивающийся через «Meta Taro» ? Что за черт? Да, это так. Это красота и чудовищная металлическая уловка в сочетании с приятелем-ральфом. В то время как «Meta Taro» немного неуклюжий, хотя и довольно авантюрный, уверенность дам работает ему на пользу.И подождите, «Sis. Anger» то, что вы думаете: игривая насмешка за счет METALLICA ? И да и нет. Намеренно грязные гитары и массивные барабаны, без сомнения, стучат в «St. Anger» , но шутка подразумевается, а не прессованной, поскольку BABYMETAL движется по берегу вместе с изменяющимся темпом, который скрежетает так же сильно, как марш. Это странное, но забавное занятие. Затем дамы исполняют ароматную, прямолинейную пауэр-балладу «No Rain, No Rainbow» , которая легко станет ареной для подпевания на их концертах, как «The One» (разосланная на этом альбом на английском языке) уже делает.

С возрастом, опытом и готовностью выступить против социальных проблем подростков этот альбом приходит к неопровержимой зрелости. BABYMETAL рассылает «Tales of the Destinies» не только с кусочками на английском, но и раскручивает прогу их грозной группы «Babybone» в стиле DREAM THEATER . Su , Yui и Moa изо всех сил стремятся к мастерству на «Metal Resistance» , прекрасно зная, что слова «уловка» и «новинка» витают в их юных головах.Как и во всем остальном, что эти дамы пытались сделать до сих пор, смелость BABYMETAL превратит их в своего рода легенды, независимо от того, сколько времени займет их эта причудливая, но интригующая поездка.

Чтобы прокомментировать
BLABBERMOUTH.NET
история или обзор, вы должны войти в активную личную учетную запись на Facebook. Как только вы войдете в систему, вы сможете комментировать. Комментарии или публикации пользователей не отражают точку зрения
BLABBERMOUTH. NET
и
BLABBERMOUTH.NET
не поддерживает и не гарантирует точность комментариев пользователей. Чтобы сообщить о спаме или любых оскорбительных, непристойных, дискредитирующих, расистских, гомофобных или угрожающих комментариях или о чем-либо, что может нарушать любые применимые законы, используйте ссылки «Сообщить в Facebook» и «Отметить как спам», которые появляются рядом с самими комментариями. Для этого щелкните стрелку вниз в правом верхнем углу комментария Facebook (стрелка невидима, пока вы не наведете на нее курсор) и выберите соответствующее действие. Вы также можете отправить электронное письмо на адрес blabbermouthinbox (@) gmail.com с соответствующими подробностями.
BLABBERMOUTH.NET
оставляет за собой право «скрывать» комментарии, которые могут быть сочтены оскорбительными, незаконными или неуместными, и «блокировать» пользователей, нарушающих Условия использования сайта. Скрытые комментарии по-прежнему будут отображаться для пользователя и его друзей в Facebook. Если новый комментарий публикуется от «забаненного» пользователя или содержит слово из черного списка, этот комментарий автоматически будет иметь ограниченную видимость (комментарии «забаненного» пользователя будут видны только пользователю и его друзьям в Facebook).

Babymetal: Металлическое сопротивление | Громче

Давайте будем честными: вы уже определились, является ли Babymetal хорошей вещью или необъяснимым чудовищем.

В результате те, кто принадлежит ко второму лагерю, могли бы перестать читать, потому что Metal Resistance опровергает все представления о негативной реакции. Завораживающая и сбивающая с толку аномалия в нашем мире за последние пару лет, мошенники, владеющие кицунэ, продемонстрировали откровенно умопомрачительный трюк, завоевав огромное количество несгибаемых металлистов, при этом, возможно, немного странно, вызвали у тех, кто предпочитает их бесстыдные уловки, которые нужно спрятать под одним или двумя слоями «подлинности» — что бы это ни значило в мейнстримовом мире.

По правде говоря, Babymetal стал феноменом, потому что весь комплекс — от всей этой милой болтовни о Боге лис и безжалостном энтузиазме трех вокалистов группы до калейдоскопической пышности самих мелодий — был собран вместе с такая забота и тонкость. Metal Resistance суждено стать чрезвычайно успешным рекордом, но не из-за какой-то мимолетной тенденции. Наоборот, это потому, что в этих песнях есть баланс между безумным лаем жанровыми сопоставлениями и острым, как бритва, сочинением поп-музыки и металла.Как только вы учитываете производственную работу, которая выходит за рамки современного искусства и попадает в какое-то блестящее и сумасшедшее футуристическое царство, где музыка может вырваться из ваших динамиков и дать вам пощечину, и восхождение Babymetal к глобальным масштабам будет меньше похоже на точку для обсуждение и больше похоже на то, что миссия выполнена.

Для некоторых скептиков вопрос о том, является ли Babymetal добросовестной металлической группой или просто циничным извращением заветных ценностей, остается настоящим камнем преткновения. Но вот ответ: из , конечно, , это чертовски металлическая группа, гораздо более убедительная, чем большинство тех, кто пытался смешать тяжелую музыку и блестящую поп-музыку в прошлом. Есть причина, по которой среднестатистический фанат Slayer с гораздо большей вероятностью получит удовольствие от этого альбома, чем от чего-либо, например, Issues или Falling In Reverse, и это то, что когда Babymetal играет металл, это звучит как а) люди, стоящие за созданием этих песен на самом деле знают, что делают, и могут даже иметь пару альбомов Megadeth; и б) они активно хотят увлечь за собой поклонников металла.

Это не умаляет несочетаемого присутствия гармонизированных скрипучих голосов поверх брутальных металлических риффов 21-го века — это и, вероятно, всегда будет периодически смешно, — но как только вы отбросите свои инстинктивные возражения против любой поп-музыки ‘будучи ассимилированным в хэви-метал, Metal Resistance навсегда останется в вашем сердце своими лисьими когтями. Фанатам пауэр-метала, в частности, рекомендуется без колебаний погрузиться в игру: и открывающая Road Of Resistance , и Amore возмутительны, похищая полноценный проект Helloween, а Meta Taro — это просто симфонический гимн фолк-метала.Но вам не обязательно быть большим поклонником Dragonforce или Korpiklaani, чтобы принять это: KARATE столь же суровый и заразительный, как и любая недавняя металкор-песня; From Dusk Till Dawn сваривает шаткие готик-роковые риффы с резким вуб-вубом лоботомизированного бростепа, а Tales Of The Destinies — безумное разрастание техно-металла с достаточно полиритмическими поворотами, чтобы глаза Перифери слезились.

Так ты внутри или нет? Если вы дочитали до этого места, вы, вероятно, в деле.Хороший. Babymetal никуда не денется, а Metal Resistance — смехотворное, но блестяще выполненное украшение.

Обзор альбома

: Babymetal — ‘Metal Resistance’

Babymetal
Металлическое сопротивление
(Sony Music Entertainment)

Кажется, у всех в металле есть мнение о Babymetal, как если бы группа была политическим вопросом, достойным обсуждения, спонсируемого CNN. Тот факт, что гибридная группа J-pop / metal даже существует, явно возмутил большую часть металлической блогосферы с бородой шеи, поэтому стиль «kawaii metal» (милый металл) Babymetal с самого начала был серьезным отклонением.Для тех из нас, кто действительно может выжить, не расстраиваясь из-за того, что что-то подобное попадает в классические записи Death or Emperor, Babymetal — это совсем не мерзость. «Megitsune» и «Ijime, Dame, Zettai» из дебюта группы — это джемов , открывая идеальное сочетание излишне сладкой поп-музыки со стилями металла Grade-A (электроникор и пауэр / трэш соответственно). Конечно, идея J-pop в моем металле странная (и это нормально признать), но послушайте эти две песни и скажите мне, что они не вызывают улыбки на вашем лице.Теперь, когда к выпуску готовится альбом второкурсника, Babymetal должен доказать, что этого трюка достаточно для поддержания карьеры, и это не просто кратковременная порция пустого веселья.

К счастью, Metal Resistance — отличный пример того, как взять отличную идею и сделать ее лучше. Эта запись позволяет ансамблю засветиться еще больше. Чтобы странный гибрид заработал, обе стороны должны его убить (спойлер: они работают). Здесь, даже в большей степени, чем во время дебюта группы, бэк-метал группа придерживалась разных стилей на протяжении всей записи.Неудивительно, что металкор («Karate», «GJ!» И «Sis. Anger») и пауэр-метал («Road of Resistance» и «Amore») хорошо представлены, и все эти песни определенно являются яркими моментами. к силе группы за быстрый, агрессивный металл, подкрепленный чудесно игристым вокалом. В других странах на первый план выходят фолк-метал, индастриал, прог-метал и даже ска, с впечатляющими результатами. «Tale of the Destinies» — определенная ода Dream Theater, за исключением того, что она намного лучше, чем все, что группа выпускала за долгое время.Кроме того, финальная баллада The One демонстрирует любовь Джеймса Лабри к сыру и поднимает ставки, достигая прекрасных результатов. Изюминка, безусловно, «ЯВА!» песня, которая показывает, насколько хорошо синтезированная ска из жевательной резинки может работать, с лучшим припевом и разбивкой, которые когда-либо делала группа, едва превосходя «Megitsune».

Невозможно просто похвалить группу поддержки, когда три девушки / молодые фронтменки чертовски хороши в своем деле. Я не претендую на то, чтобы хорошо разбираться в J-pop, но ясно, что ведущая вокалистка Су-метал достаточно талантлива, чтобы начать свою карьеру.Она украла шоу в дебюте группы, и она стала еще лучше в Metal Resistance , способная немного подправить свои мелодии, чтобы они соответствовали каждой песне. Вот почему Babymetal так хорошо работает: конечно, это музыкальный диссонанс в лучшем виде, но действительно ли он такой диссонанс? Черт, это все так глупо? Была бы «Сестренка. Anger », песня, которая могла бы хорошо подойти поклонникам Born of Osiris, звучит гораздо менее глупо с типичным рычанием вокала? Как только вы откроете для себя нечто иное, вы полностью погрузитесь в мир кавай-метала.

Эта запись, безусловно, немного увеличивает металлический коэффициент, что имеет смысл, учитывая тот факт, что, похоже, все участники стали более комфортно не только с идеей этого гибридного звука, но и с его исполнением. К тому же Yuimetal и Moametal всего 16 лет, а Su-metal 19, поэтому логично, что группа может расти вместе с этими тремя. Со всеми небольшими улучшениями и ожидаемым звуковым авантюризмом, Metal Resistance дает Babymetal более твердое понимание того, что делает их такими уникальными и веселыми.Они не потеряли это чувство чистой звуковой радости, и в результате якобы новинка показала, что они здесь, чтобы остаться с Metal Resistance . (Николай Старший)

Купите Metal Resistance в iTunes.

Обзор версий и комплектов альбома «Metal Resistance»: BABYMETAL

[ОБНОВЛЕНИЕ 5 + 6, 3 марта] : Добавлена ​​информация о треке; ЕДИНОЕ ИЗДАНИЕ все еще доступно.Есть японское виниловое издание.
[ОБНОВЛЕНИЕ 3 + 4] : Добавлено введение. Добавлен справочник покупателя / u / christopherw.
[ОБНОВЛЕНИЕ 1 + 2] : Добавлена ​​информация о GJ! и наличие японского релиза. Добавлены ссылки и цены; форматирование

Intro

BABYMETAL выпустит 13 песен и еще 3 вариации двух из них 1 апреля в 5 релизных версиях «METAL RESISTANCE» на компакт-диске и 2 на виниле. Вам нужно купить три разных релиза альбома, чтобы получить все 16 треков.Версии выпуска:

  • THE ONE LIMITED EDITION

  • Limited Edition (Япония и международная версия)

  • Standard Edition (Япония и международная версия, винил, iTunes)

Две песни имеют были ранее выпущены (NRNR, ROR), а еще четыре уже исполнялись вживую (KARATE, YAVA !, Awadama Fever и THE ONE).

ГДж! и сестренка. Anger — это песни BLACK BABYMETAL, Amore и NRNR — соло Su-Metal.

Я подумал, что было бы удобно иметь обновленный обзор всех различных версий альбома и где их взять (спасибо / u / christopherw).

Различия в выборе песен

  • The One : Японская версия в стандартной и ограниченной японской версии. Английская версия для обычного и ограниченного международного выпуска. Незаконченная версия из THE ONE LIMITED EDITION.

  • Track 7 : シ ン コ ペ ー シ ョ ン ( Syncopation ) в стандартной и ограниченной японской версии, а также в THE ONE LIMITED EDITION. From Dusk Till Dawn на стандартном и ограниченном международном выпуске и на виниле.

  • GJ! : GJ! на стандартном и ограниченном японском и международном выпуске CD и виниле. GJ! — ご 褒美 編 — ( GJ! — Reward ed. — ) в THE ONE LIMITED EDITION.

Цифровые загрузки на iTunes содержат стандартный int.релиз; Сделав предварительный заказ на альбом, вы сразу получите КАРАТЭ. Потоковая передача еще неизвестна, но, вероятно, идентична загружаемой версии.

THE ONE LIMITED EDITION
Формат: CD + Blue Ray
Цена: 10 800 ¥
Обложка: http://i.imgur.com/PRtXc8C.jpg (спасибо / u / pepcok)
доступно в A! smart (требуется членство ONE [полотенце для капюшона]

<CD>

  1. Road of Resistance

  2. KARATE

  3. あ わ だ ま ィ バ ー

  4. 蒼 星 — [ Su-Metal Solo ]

  5. META! メ タ 太郎

  6. シ ン コ ペ ョ ン

  7. GJ! — ご 褒美 褒美 9162.Гнев [ BLACK BABYMETAL ]

  8. NO RAIN, NO RAINBOW [ Su-Metal solo ]

  9. Tales of The Destinies

  10. THE ONE — Unfinished ver. —

Blu-ray>
「APOCRYPHA — ЧЕРНАЯ МАССА — (2015.4.23)」

  1. Дорога сопротивления

  2. ウ ・ キ ・ ・ キ000 ミ ッ 90 9 9フ ィ ー バ ー

  3. Поймай меня, если сможешь

  4. 悪 夢 の 輪 舞曲

  5. お ね だ り 大作 戦

  6. メ ギ ツ ネ

  7. い い ね!

  8. ヘ ド バ ン ギ ャ ー !!

  9. イ ジ メ、 ダ メ 、 ゼ ッ タ イ

「АПОКРИФ — КРАСНАЯ МАССА — (2015. 4.24) 」

  1. メ ギ ツ ネ

  2. ド ・ キ ・ キ ☆ モ ー ニ ン グ

  3. い い

  4. 926 2

  5. 926 262 2

  6. 9 — 926 2 если можете

  7. ヘ ド バ ン ギ ャ ー !!

  8. イ ジ メ 、 ダ メ 、 ゼ ッ イ

  9. ギ ミ

  10. 000

    2

    0

  11. DVD
    Цена: 3500 ¥
    обложка: http: // i.imgur.com/dsDDKfN.jpg
    доступно в A! smart, Amazon Japan, CDJapan, HMV Japan

    <CD>

    1. Road of Resistance

    2. KARATE

    3. あ わ2 9 !

    4. Amore — 蒼 星 — [ Су-Металл соло ]

    5. META! メ タ 太郎

    6. シ ン コ ペ ー

    7. 902 シ ン

      902 ン

      902 Гнев [ BLACK BABYMETAL ]

    8. NO RAIN, NO RAINBOW [ Su-Metal solo ]

    9. Tales of The Destinies

    10. THE ONE

    「DOLITO2 ФЕСТИВАЛЬ 2015 (2015. 5.24) 」

    1. メ ギ ツ ネ

    2. い い ね!

    3. Поймай меня, если сможешь

    4. ヘ ド バ ギ 000 ー3 902 バ ギ 000 ー3 902 バ ギ 000 ー3 902 000 ー3 902 9000 000 903 902 000 9000イ ジ メ 、 ダ メ 、 ゼ ッ タ イ

    Стандартное издание
    Формат : CD и винил (два диска, по три трека с каждой стороны, тот же список треков, что и CD)
    Цена: 2,500 йен (CD), 4 860 йен (Винил)
    обложка: http: // i.imgur.com/RcM0xzV.jpg
    доступно в A! smart, Amazon Japan, CDJapan, HMV Japan

    <CD>

    1. Road of Resistance

    2. KARATE

    3. 9

    4. Amore — 蒼 星 — [ Su-Metal Solo ]

    5. META! メ タ 太郎

    6. シ ン コ ペ ー

    7. 902 ン

      902

      902 Гнев [ BLACK BABYMETAL ]

    8. NO RAIN, NO RAINBOW [ Su-Metal solo ]

    9. Tales of The Destinies

    10. THE ONE

    22

22

Формат : CD и винил (два диска, по три трека с каждой стороны, тот же список треков, что и у CD)
Цена: ~ 19 евро за компакт-диск, ~ 24 евро за винил (от Amazon. de)
обложка: http://i.imgur.com/RcM0xzV.jpg
доступно на Amazon, EMP

<CD>

  1. Road of Resistance

  2. KARATE

  3. Awadama 9026 Fever

    ЯВА!

  4. Amore [ Su-Metal solo ]

  5. Meta Taro

  6. From Dusk Till Dawn (полная песня на английском языке)

  7. GJ! [ BLACK BABYMETAL ]

  8. Sis.Гнев [ BLACK BABYMETAL ]

  9. Нет дождя, нет радуги [ Су-Метал соло ]

  10. Tales of The Destinies

  11. THE ONE — английская версия. —

Связки

  • MFL : Внутр. компакт-диск с версией + одно из следующих: футболка с альбомом (33 фунта стерлингов), толстовка с капюшоном для альбома (43 фунта стерлингов), набор художественных карточек (19 фунтов стерлингов), ожерелье с собачьей биркой (31 фунт стерлингов)

  • Go Merch : Int. компакт-диск с версией + одно из следующего: футболка (35 долларов США), плакат с трафаретной печатью (30 долларов США), рубашка + плакат (50 долларов США), Mystery Bundle (250 долларов США)

  • Amazon, CDJapan : ограниченный набор Box Set включает Int. версия CD + Футболка (24 €)

Новые кластеры генов устойчивости к тяжелым металлам присутствуют в геноме Cupriavidus neocaledonicus STM 6070, нового вида микросимбионта Mimosa pudica, выделенного из богатой тяжелыми металлами почвы на горнодобывающих предприятиях | BMC Genomics

Общие характеристики штамма

Cupriavidus STM 6070

STM 6070 — быстрорастущий грамотрицательный подвижный палочковидный изолят, образующий белые непрозрачные, слегка куполообразные и умеренно слизистые колонии в течение 2–3 дней. при выращивании на твердой среде (Рисунок S1).Поскольку STM 6070 был отловлен из богатой никелем ультраосновной почвы, мы сравнили его устойчивость к тяжелым металлам с другими симбиотическими и несимбиотическими штаммами Cupriavidus . Рост STM 6070 сравнивали с ростом C. Metallidurans Ch44 T (модельный организм для устойчивости к тяжелым металлам [21]) и его чувствительного к тяжелым металлам производного AE104 (Ch44 T , лишенного плазмиды pMOL28. и pMOL30, которые придают устойчивость к тяжелым металлам [38]) при различных концентрациях Ni 2+ (Рисунок S2).Из протестированных штаммов STM 6070 имел самую высокую толерантность к Ni 2+ и был единственным штаммом, способным к росту при 15 мМ NiSO 4 .

C. Metallidurans Ch44 T рос в присутствии 10 мМ NiSO 4 , в то время как AE104 не мог расти при 3 мМ NiSO 4 . Предыдущие исследования установили, что другие симбиотические штаммы C. taiwanensis LMG 19424 T из Тайваня [13] и C. taiwanensis STM 6018 из Французской Гвианы [6] также не могли расти при 3 мМ NiSO 4 ( данные не показаны).

В свете наблюдаемой устойчивости STM 6070 к Ni 2+ , мы исследовали устойчивость симбионтов Cupriavidus к другим ионам металлов. В присутствии Cu 2+ , STM 6070, 6018 и LMG 19424 T могли расти в среде, содержащей 1,0 мМ Cu 2+ , однако рост STM 6070 подавлялся от 0,6 мМ Cu 2+. (Рисунок S3). Кроме того, STM 6070 мог расти в среде, содержащей 15 мМ Zn 2+ , тогда как STM 6018 и LMG 19424 T были гораздо более чувствительными и не могли расти при этой концентрации (данные не показаны).Поскольку STM 6070 обладал высокой толерантностью к Ni 2+ и Zn 2+ , геном этого штамма был исследован, в частности, на предмет предполагаемых детерминант HMR.

STM 6070 минимальная информация о последовательности генома (MIGS) и свойствах генома

Классификация, общие характеристики и проектная информация по секвенированию генома для штамма Cupriavidus STM 6070 представлена ​​в таблице S1 в соответствии с минимальной информацией о геноме Рекомендации по последовательности (MIGS) [39], опубликованные Консорциумом геномных стандартов [40]. Последовательность генома состояла из 6 771 773 нуклеотидов с 67,21% содержанием G + C и 107 каркасов (таблица 1) и содержала в общей сложности 6182 гена, из которых 6118 кодировали гены, а 64 гены кодировали только РНК. Большинству генов, кодирующих белок (81,69%), была назначена предполагаемая функция, в то время как остальные гены были аннотированы как гипотетические. Распределение генов по функциональным категориям COG представлено в таблице S2.

Таблица 1 Статистика генома для штамма Cupriavidus STM 6070

Филогенетическое размещение STM 6070 в пределах рода

Cupriavidus

Предыдущие исследования показали, что STM 6070 наиболее близок к C.taiwanensis LMG 19424 T [11] и C . alkaliphilus ASC-732 T [34], согласно филогении recA [13]. Это было подтверждено филогенетическим анализом на основе внутригенного фрагмента гена 16S рРНК (рисунок S4). Чтобы определить таксономическое положение STM 6070 на уровне видов, весь геном STM 6070 сравнили с секвенированными геномами пяти несимбиотических и трех симбиотических видов Cupriavidus (Таблица S3), чтобы установить среднюю идентичность нуклеотидов (ANI) ( Таблица S4). Сравнение

ANI [41,42,43] показало, что геном STM 6070 показал самые высокие значения ANI со штаммами C. taiwanensis STM 6018 и LMG 19424 T , но значения были ниже, чем разрез по принадлежности к виду отличные оценки (Таблица S4). Это показывает, что STM 6070 (и изоляты той же группы rep-PCR, выделенные из почв Новой Каледонии [13]) представляют новый вид Cupriavidus , для которого мы предлагаем название Cupriavidus neocaledonicus sp.ноя (т.е. из Новой Каледонии). Значения ANI также предполагают, что штаммы UYPR2.512 и AMP6 представляют новый вид Cupriavidus .

Синтения между геномами

Чтобы оценить, как наблюдаемые различия в размере генома (6,48–7,86 МБ) повлияли на распределение конкретных генов в пяти симбиотических штаммах Cupriavidus , мы использовали прогрессивный лиловый [44] для выравнивания черновых геномов. STM 6070, STM 6018, UYPR2.512 и AMP6 в готовый геном C.taiwanensis LMG 19424 T (рис. 1). Выравнивание геномов STM 6018 и STM 6070 с геномами C. taiwanensis LMG 19424 T показало высокое сходство коллинеарных блоков в двух крупнейших репликонах (рис. 1а), последовательность LMG 19424 T хромосома 1 (CHR1) более консервативна, чем хромосома 2 (CHR2 или хромида). Мы идентифицировали восемь каркасов, специфичных для STM 6070 (A3AGDRAFT_scaffold_31.32_C, _43.44_C, _54.55_C, _39.40_C, _104.105_C, _101.102_C, _99.100_C и _89.90_C), которые не удалось выровнять с последовательностью генома LMG 19424 T , а также два каркаса STM 6070 (A3AGDRAFT_scaffold_84.85_C и _75.76_C) которые отсутствовали в LMG 19424 T , но присутствовали в STM 6018. Предполагаемая геномная перестройка была также обнаружена в одном каркасе STM 6070 (A3ADRAFT_scaffold_0.1), в котором одна часть каркаса картировалась на хромосоме CHR1, а другая часть — на хромид CHR2 LMG 19424 T (см. заштрихованную область на рис.1а).

Рис. 1

Выравнивание генома с использованием прогрессивного программного обеспечения Mauve [44]. a : каркасы черновых геномов Cupriavidus neocaledonicus STM 6070 (STM 6070) и C. taiwanensis STM 6018, выровненные с репликонами готового генома Cupriavidus taiwanensis LMG 19424 T (LMG 19424 T ) . b : скаффолды черновых геномов Cupriavidus sp. штаммы AMP6 и UYPR2.512 выровнены с репликонами готового генома Cupriavidus taiwanensis LMG 19424 T (LMG 19424).Блоки в выравнивании представляют общие локальные коллинеарные блоки (LCB) среди сравниваемых геномов, а гомологичные блоки в каждом геноме показаны как регионы идентичного цвета. Вертикальные красные линии представляют границы репликонов для LMG 19424 T , тогда как они представляют границы контигов для черновых геномов. Заштрихованная красная область представляет собой предполагаемую геномную перестройку между CHR2 и CHR1. Кружки с цифрами представляют расположение областей устойчивости к тяжелым металлам, идентифицированных в этой статье, найденных в LMG 19424 T (белые кружки с буквами) и в STM 6070 (желтые кружки с буквами). См. Рис. 3 для областей сопротивления тяжелых металлов. Пунктирные стрелки показывают расположение областей устойчивости к тяжелым металлам LMG 19424 T в STM 6070

Напротив, выравнивание генома UYPR2.512 и AMP6 с LMG 19424 T показало важные различия в сохранении репликона (рис. 1b). . Более ранние исследования сравнительной геномики видов Cupriavidus показали, что самый крупный репликон CHR1, вероятно, составляет предковый репликон, в то время как меньший репликон CHR2 был приобретен в виде плазмиды во время эволюции Cupriavidus и постепенно превратился в репликон большого размера вслед за либо перенос гена из CHR1, либо горизонтальный перенос гена [35].Большие вторичные репликоны, или «хромиды» [46], такие как CHR2, были обнаружены у многих видов бактерий и несут плазмидоподобные системы разделения [25, 35] и некоторые важные гены, такие как опероны рРНК и гены тРНК (присутствующие в CHR2 LMG 19424 T и соответствующая синтеническая область STM6070). Эта хромида также несет множество генов, консервативных внутри рода, и генов, законсервированных среди штаммов внутри вида. Это вполне может объяснить наблюдаемую большую степень расхождения последовательностей (рис.1) в CHR2 по сравнению с CHR1 в симбиотических геномах Cupriavidus .

Наконец, мы наблюдали, что, хотя большая часть последовательности pSym LMG 19424 T была хорошо консервативной в геномах STM 6018 и STM 6070 (рис. 1a), только несколько генов pSym LMG 19424 T (включая nod , nif , fix и fdx гены) были законсервированы во всех пяти геномах. Микросимбионты M. pudica (LMG 19424 T , STM 6018 и STM 6070) имели почти идентичные pSyms (консервативная синтения pSym с генами nod , характеризующаяся 100% идентичностью белков).Напротив, нодулирующие штаммы Parapiptadenia rigida (UYPR2.512) и Mimosa asperata (AMP6) содержали дивергентные pSyms (низкая синтения, с генами nod , характеризующимися идентичностью белков на 80–94 и 95–98,4% по сравнению с генами из LMG 19424 Т соответственно). Основываясь на филогенетическом анализе симбиотических и домашних локусов, наши результаты подтверждают гипотезу, что симбиотические популяции Cupriavidus возникли посредством горизонтального переноса генов [47].

Сравнение

Cupriavidus neocaledonicus STM 6070 с другими секвенированными геномами симбиотических Cupriavidus

Сравнение ортологов генов STM 6070 с ортологами симбиотических штаммов Cupriavidus LMG 19424 T , STM 6018, UYPR2.512 и AMP6, проведенное с использованием инструмента «Gene Phyloprofile» на платформе Microscope MaGe [48] (Рис. 2), показали, что эти штаммы имеют большой базовый набор из 4673 генов, представляющих 55.От 5 до 78,1% от общего количества генов у этих организмов (70,2% для STM 6070). Каждый вид несет в себе набор уникальных генов, которые варьируются от 226 для LMG 19424 T до 1993 для UYPR2.512; более крупные геномы имели большее количество уникальных генов (рис. 2). STM 6070 содержит 483 уникальных гена, что составляет 7,2% от общего числа генов в геноме. Большинство этих уникальных генов (376) кодируют гипотетические белки. Только 22,2% из 483 уникальных генов STM 6070 можно отнести к функциональным категориям COG (рис.1б). В рамках функциональной категории COG «Клеточные процессы и передача сигналов» наибольшее количество генов было обнаружено в биогенезе клеточной стенки / мембраны / оболочки, передаче сигнала, механизме защиты и внутриклеточном перемещении, секреции и везикулярном транспорте. Это может быть связано с процессами, необходимыми для взаимоотношений растения-хозяина и адаптации бактерий к среде-хозяину. Например, в функциональной категории M мы обнаружили несколько генов, кодирующих гликозилтрансферазы, которые предположительно участвуют в биосинтезе экзополисахаридов и / или полисахаридов, продуктов, которые, как было показано, играют важную роль в ризобиальной инфекции [49].

Рис. 2

Анализ содержания генов в геноме STM 6070. a : диаграмма Венна для подсчета количества генов симбиотических штаммов Cupriavidus ; b : функциональные категории COG специфических генов STM 6070 (107 присвоенных генов из 483). STM 6070, Cupriavidus neocaledonicus STM 6070; STM 6018, C. taiwanensis STM 6018; LMG 19424 T , C. taiwanensis LMG 19424 T ; AMP6, Cupriavidus sp.AMP6; UYPR2.512, Cupriavidus sp. UYPR2.512. Цифры под названиями штаммов описывают общее количество генов для каждого соответствующего генома. Анализ был выполнен с использованием инструмента «Ген Филопрофайл» на платформе Microscope MaGe [48], https://www.genoscope.cns.fr/agc/microscope/mage). Ортологические аналоги в геномах были обнаружены путем применения минимум 30% идентичности белковых последовательностей на протяжении минимум 80% длины белка (> 30% белка MinLrap 0,8).

Уникальные гены STM 6070 в категории передачи сигналов включали четыре гены, кодирующие предполагаемые универсальные стрессовые белки (семейство UspA), дополнительные регуляторы ответа и сенсорный белок (RcsC), в то время как категория защитных механизмов включает гены, кодирующие системы рестрикционной модификации типов I и III, а также гены, кодирующие оттокные насосы множественной лекарственной устойчивости, которые могут отражают адаптацию к ультраосновным почвам. Большое количество специфических генов было отнесено к «хранению и обработке информации». Например, 38 генов кодируют предполагаемые регуляторы транскрипции (категория COG «транскрипция») различных семейств (AraC, CopG, GntR, LacI, LysR, LuxR, MerR, NagC, TetR и XRE), что указывает на необходимость дополнительных регуляторных механизмов клеточного и обменные процессы. Наконец, большое количество специфических генов было отнесено к метаболическим функциям, представленным в основном транспортом и метаболизмом аминокислот, углеводов и неорганических ионов, выработкой и преобразованием энергии, метаболизмом липидов и биосинтезом, транспортом и катаболизмом вторичных метаболитов.

Детерминанты устойчивости к металлам в геноме STM 6070

Чтобы понять генетические основы толерантности к металлам STM 6070, мы затем провели поиск общих и специфических маркеров устойчивости к тяжелым металлам (HMR) в геномах STM 6070 и других симбиотических Cupriavidus видов, используя инструмент TransAAP на веб-сайте TransportDB (http://www. membranetransport.org/) [50], чтобы найти гены, кодирующие предсказанные белки-переносчики. Учитывая, что STM 6070 толерантен к никелю и цинку, мы были особенно заинтересованы в идентификации белков HMR в пределах известных суперсемейств транспортеров (База данных по классификации транспортеров: http: // www.tcdb.org/) [45, 51, 52]. Анализ TransAAP выявил в общей сложности 834 предполагаемых переносчика в STM 6070, из которых 156 были отнесены к семействам белков MFS, CDF, RND, CHR, ACR3 и P-ATPase (Таблица S5). Из 156 транспортеров, предсказанных TransportDB, 23 гена транспортеров HME были идентифицированы в геноме STM 6070. Основываясь на расположении генов и гомологии с охарактеризованными локусами HMR, всего 55 структурных генов HMR (TransportDB предсказал гены HME плюс связанные гены) были расположены в 12 кластерах (кластеры A — L, рис.3). Гены надсемейства переносчиков сравнивали с генами, описанными для C. Metallidurans Ch44 T , C. necator h26 и симбиотических видов C. taiwanensis LMG 19424 T [35], Cupriavidus sp. UYPR2.512 и Cupriavidus sp. AMP6 (Таблица 2, Таблица S6).

Рис. 3

Cupriavidus neocaledonicus STM 6070 Кластеры генов HMR, содержащие аннотированные предполагаемые гены, кодирующие белки, участвующие в оттоке тяжелых металлов (HME).От A до L: локусы HMR (см. Также таблицу S6). Цветовая кодировка: голубой, системы HME-RND, состоящие из канонических генов CBA [45]; темно-синий, czcD , кодирующий белок типа CDF; бирюза, nre гены; темно-серый и светло-серый — предполагаемые соответствующие регуляторные гены; зеленый, коп гена; фиолетовый, chr гена; красный, ars гена; желтый — гены, кодирующие Р-АТФазу; белый — гены, кодирующие предполагаемые белки неизвестной функции; черный, транспозасы; белый гриб : консервативный экспортируемый белок; ep — экспортируемый белок; hk, гистидинкиназа.Усеченные гены обозначаются символом дельта (Δ). Толстыми линиями обозначены гены, кодирующие трансмембранные белки. Координаты генов для STM 6070 (CT6070v1_XXXXXX-XX) соответствуют аннотации на платформе MaGe Microscope (https://www.genoscope.cns.fr/agc/microscope/mage/viewer.php) (см. Таблицу S6 для соответствующего IMG теги локуса)

Таблица 2 Детерминанты HME в геноме STM 6070 и их сравнение с детерминантами, обнаруженными у других видов Cupriavidus

Белки главного суперсемейства фасилитаторов (MFS)

MFS — одно из двух крупнейших семейств мембранных транспортеров, обнаруженных в живых организмах.Внутри пермеаз MFS описано 29 различных семейств, каждое из которых переносит один класс соединений [53]. Из 106 STM 6070 TransAAP-идентифицированных генов, кодирующих предполагаемые белки MFS, два гена ( nreB и arsP ) были связаны с функциями HME. Ген nreB , расположенный в опероне nreAB (кластер I), и ген arsP , расположенный в опероне arsRIC1C2BC3h2P (кластер K), кодируют предполагаемые системы оттока никеля и мышьяка соответственно (рис. 3) [45].

Белки, способствующие диффузии катионов (CDF)

Белки CDF представляют собой системы из одной субъединицы, расположенные в цитоплазматической мембране, которые действуют как хемиосмотические ионно-протонные обменники [52]. Они включают белки HMR, такие как CzcD, которые обеспечивают устойчивость к кобальту, цинку и кадмию [45]. Четыре гена, кодирующие белки CDF, были обнаружены в геноме STM 6070 (таблица S6), но только один, czcD , расположен в кластере HME ( czcDI2C3B3A3, кластер K) (рис.3). Этот локус кодирует оттокный белок CDF с 67,2% идентичностью с Ch44 T CzcD, который опосредует отток Co + 2 , Zn + 2 и Cd + 2 [54]. Второй ген CDF ( dmeF ) кодирует белок оттока с наивысшей идентичностью (76,1%) с белком Ch44 T DmeF, который играет роль в гомеостазе и устойчивости кобальта [54], в то время как два других гена CDF ( fieF1 и fieF2 ) кодируют белки оттока, гомологичные Ch44 T FieF (70. Идентичность 8 и 69,8% соответственно). FieF играет роль в детоксикации двухвалентного железа, но также было показано, что он обеспечивает низкий уровень устойчивости к другим катионам двухвалентных металлов, таким как Zn 2+ и Cd 2+ [55, 56].

Системы резистентность-клубенько-деление клеток (RND) -HME

Транспортеры RND-HME представляют собой трансмембранные белки, которые образуют трехкомпонентный белковый комплекс, состоящий из трансмембранного белка-переносчика RND (компонент A), слитого с мембраной белка (MFP) ( компонент B) и белок фактора внешней мембраны (OMF) (компонент C).Эти компоненты экспортируют токсичные тяжелые металлы из цитоплазмы или периплазмы за пределы клетки и были обозначены как системы оттока CBA или переносчики CBA [45], чтобы дифференцировать их от переносчиков ABC. В системе CBA трансмембранные белки RND и MFP [45, 57] опосредуют активную часть процесса транспорта, определяют субстратную специфичность и участвуют в сборке белкового комплекса RND-HME.

Трансмембранные белки RND-HME содержат большую периплазматическую петлю, фланкированную 12 трансмембранными α-спиралями, от TMH I до TMH XII [45].Они классифицируются на различные группы в соответствии с консенсусной последовательностью сигнатур, расположенной в TMH IV, которая важна для протонно-катионного антипорта и используется для прогнозирования специфичности субстрата тяжелых металлов [45, 58]. Пять классов систем оттока и предполагаемые для них подложки из тяжелых металлов включают: HME1 (Co 2+ , Zn 2+ , Cd 2+ ), HME2 (Co 2+ , Ni 2+ ), HME3a (двухвалентные катионы), HME3b (одновалентные катионы), HME4 (Cu + или Ag + ) и HME5 (Ni 2+ ) типы [45, 59, 60].

Наш филогенетический анализ восьми предсказанных TransAAP белков STM 6070 RND, вместе с анализом консервативных мотивов в белках, позволяет предположить, что три из этих белков принадлежат классу HME1, два принадлежат классу HME3a, а остальные три белка относятся к классам HME3b, HME4 и HME5 соответственно (рис. 3 и таблица S6). В геноме STM 6070 отсутствуют гены, кодирующие трансмембранные белки HME2-типа, такие как C. Metallidurans Ch44 T CnrA и NccA, которые участвуют в устойчивости к тяжелым металлам и предсказывают субстратную специфичность для кобальта и никеля [45].

RND-HME1

STM 6070 содержал 3 белка, кодируемых RND-HME1 (CzcA1-A3), охарактеризованных на основе гомологии с каноническими белками CzcA Ch44 T . STM 6070 CzcA1 и CzcA3 сгруппированы с Ch44 T CzcA и CczA2, тогда как STM 6070 CzcA2 сформировал внешнюю группу (рис. 4). Ген C. necator czcA1 находился в опероне, расположенном в кластере F (рис. 3) и аннотирован как czcJ1I1C1B1A1 . Помимо генов czcCBA , этот кластер содержал гомолог czcI1 регулятора транскрипции, который, как было показано, контролирует экспрессию czcC1B1A1 [45, 61] и гомолог czcJ1 , который, как сообщалось, был сильно индуцируется Cd 2+ , Cu 2+ , Ni 2+ и Zn 2+ [35, 62].Этот оперон был локализован в области генома, демонстрирующей высокую синтению с соответствующими областями в других симбиотических штаммах Cupriavidus и в C. necator N-1, а белок STM 6070 CzcA1 продемонстрировал высокую идентичность с другими ортологами Cupriavidus CzcA ( Таблица S6). В C. Metallidurans Ch44 T соответствующий кластер czc ( czcMNICBADRSEJ , метки локуса Rmet_5985–74) расположен на плазмиде pMOL30 и содержит дополнительные гены, которых нет в STM 6070 [35].Вторая система оттока STM 6070 RND-HME1 ( czcC2B2A2 ) сформировала часть большой группы локусов HMR в кластере I (рис. 3). Непосредственно перед czcC2B2A2 находится ген nreB , кодирующий предполагаемый белок MFS устойчивости к никелю. Сходное расположение наблюдали для кластера Ch44 T nccCBA nreB , обнаруженного на плазмиде pMOL30 [35]. Кластер I был ограничен транспозазами, и не наблюдалось консервативной синтенической организации с шестью другими геномами Cupriavidus (Таблица 2).Третья система оттока STM 6070 RND-HME1 ( czcD czcI2C3B3A ) была расположена внутри кластера K (рис. 3). Компоненты czcI2 и czcD кодируют предполагаемый регулятор и белки CDF соответственно. Этот кластер, который также был ограничен двумя транспозазами Tn 3 , имел консервативную синтению в соответствующих областях в геномах Cupriavidus spp. LMG 19424 T и STM 6018, но не для AMP6 и UYPR2.512.

Рис. 4

Филогенетическое дерево трансмембранных белков RND (компонент A транспортной системы CBA) из Cupriavidus neocaledonicus STM 6070 (выделено жирным шрифтом) и из секвенированных референсных геномов Cupriavidus ( C.), Escherichia ( E .), Legionella ( L. ), Microbacterium ( M .), Pseudomonas ( P .), Ralstonia ( R ). .) и Xanthomonas ( X .) и другие названные эталонные штаммы. Класс HME белка обозначается согласно действующей классификационной схеме [45, 59, 60]. HME1-5 представляют пять классов систем HME, HAE здесь представляет группу белка RND, участвующую в экспорте гидрофобных и амфифильных соединений.История эволюции была выведена методом Neighbor-Joining с деревом консенсуса начальной загрузки, выведенным из 500 повторов. Эволюционные расстояния были рассчитаны с использованием метода поправки Пуассона и представлены как количество аминокислотных замен на сайт. Изменение скорости среди сайтов моделировалось с помощью гамма-распределения (параметр формы = 1). Эволюционный анализ проводился в MEGA6. Теги локуса HME STM 6070 показаны на рис. 2 и в таблице S6. Номера доступа GenBank или теги локуса указаны в скобках.Для C. Metallidurans Ch44 T даны только номера генов аннотированного генома (NC_007973)

RND-HME3a

STM 6070 содержал две предполагаемые системы оттока RND-HME3a, расположенные в кластерах G и I. Кластер G содержал оперон hmv , расположенный в области, которая была синтеничной для соответствующих областей у симбиотических Cupriavidus и C. necator N-1. Хотя эта область не была синтенной в Ch44 T , все кодируемые белки HmvCBA имели высокую идентичность с белками STM 6070 HmvCBA [35, 63], однако роль белков Ch44 T в оттоке тяжелых металлов еще предстоит выяснить. определено [35].

Кластер I содержал предполагаемую систему оттока цинка RND-HME3a, обозначенную как hmxB zneAC , с ассоциированными вышестоящими генами zneRhmxS , кодирующими двухкомпонентную сенсорную регуляторную систему. Кодируемые белки имели низкую идентичность (38–44%) с соответствующими белками в других геномах Cupriavidus , однако, хотя расположение гена ВАС нетипично для охарактеризованного расположения гена-транспортера CBA RND-HME, оно такое же, как описано в охарактеризованная система оттока цинка Ch44 T HME3a zneSRBAC [35, 57, 64] (Таблица S6).Белок STM 6070 ZneA содержал высококонсервативные аминокислоты, идентифицированные в активных и проксимальных участках связывания тяжелых металлов охарактеризованного белка ZneA Ch44 T [64] (Таблица S7). На основе сохранения незаменимых аминокислотных остатков эти белки будут переносчиками двухвалентных катионов, предположительно участвующими в оттоке цинка. Интересно, что наибольшее сходство с белками STM 6070 HmxB ZneAC (70, 86,5 и 69,5% соответственно) было с кодируемыми белками морских бета-протеобактерий Minibacterium massiliensis в опероне схожей архитектуры, но неизвестной функции и субстратной специфичности [65 ].

RND-HME3b

Система оттока RND-HME3b hmyFCBA была идентифицирована в кластере A (рис. 3). Этот оперон показал высокую идентичность с соответствующим кластером Ch44 T hmyFCBA (метки локуса Rmet_4119–4123), расположенным на хромиде, а также был высококонсервативным в четырех симбиотических штаммах Cupriavidus и C. necator N- 1. Роль системы оттока Hmy у Cupriavidus в настоящее время неизвестна, и эта система, вероятно, неактивна в Ch44 T , поскольку hmyA в этом штамме инсерционно инактивирован IS 1088 [66].Однако в охарактеризованной системе оттока катионов металлов Escherichia coli CusCFBA, cusF кодирует небольшой вспомогательный белок, который необходим для полной устойчивости к меди и серебру [67]. Похожая роль предсказана для Cupriavidus hmyF , даже несмотря на низкую идентичность (<30%) с E. coli cusF .

RND-HME4

Система оттока RND-HME4 silDCBAF была идентифицирована в кластере J и предположительно важна для оттока одновалентных катионов в Ch44 T [68].В других геномах Cupriavidus синтенных участков не обнаружено. Однако этот оперон аналогичен оперону Ch44 T pMOL30 silDCBA (Rmet_5030-5034), который кодирует предполагаемую систему оттока серебра, и оперону Ch44 T chromid cusDCBAF (Rmet_6133-6136), который кодирует предполагаемую систему оттока меди [68]. Подобные опероны были также идентифицированы в геномах STM 6018, AMP6, N-1 и h26.

RND-HME5

Система оттока RND-HME5 nieIC cep nieBA , идентифицированная в кластере B, была расположена в 28 kb ниже кластера A.Этот оперон включал ген, кодирующий консервативный экспортируемый белок ( cep ), расположенный между структурными генами nieC и nieB , нарушая типичное расположение оперона RND CBA. Среди штаммов Cupriavidus аналогичная структура оперона была обнаружена только в геноме AMP6, при этом структурные белки демонстрируют высокую идентичность с соответствующими белками STM 6070. Эта структура оперона также была обнаружена в геноме M. massiliensis [65], при этом кодируемые белки имеют от 41 до 79% идентичности белков с белками STM6070.Поскольку в Ch44 T отсутствуют системы оттока RND-HME5, белок, кодируемый STM 6070 nieA , сравнивали с охарактеризованными белками RND-HME5 NrsA (участвующими в устойчивости к никелю) и CopA (участвующими в устойчивости к меди) цианобактерия Synechocystis sp . PCC 6803 [69, 70]. Филогенетический анализ (рис. 4) показывает, что, хотя эти белки имеют общего предка, они образуют две хорошо разделенные клады, одна из которых включает белки HME5 STM 6070, AMP6 и M.massiliensis , а второй содержит NrsA и CopA PCC 6803 вместе с белками RND-HME5 из cyanobacterium Anabena sp . PCC 7120 [71]. Бетапротеобактериальные и цианобактериальные белки RND-HME5 имеют менее 41% идентичности, что приводит к совершенно разным аминокислотам, участвующим в предполагаемых проксимальных и дистальных участках связывания металлов, а также к различиям в консенсусной последовательности α-спирали TMHIV (Таблица S7). . Особый интерес представляет открытие, что три гистидина, которые присутствуют в проксимальном участке NieA и в белках этой клады, образуют часть консервативных мотивов HAEGVH и HRLDH и соответствуют предполагаемым никельсвязывающим мотивам H-X4-H. и H-X3-H, которые преобладают в Ni-связывающих белках, как описано для Ni-связывающих белков Streptococcus pneumoniae [72].Основываясь на этих выводах, мы предполагаем, что этот оперон nieIC cep nieBA кодирует новую систему RND-HME (класс 6), предположительно участвующую в оттоке никеля, и представляет собой интересного кандидата на нокаутную мутацию, чтобы определить, является ли она основным детерминантом устойчивости к никелю. in STM 6070.

Белки-переносчики хромат-иона (CHR)

Белки CHR отталкивают хромат из цитоплазмы посредством непрямого активного процесса транспорта [73]. Два гена STM 6070 ( chrA1 и chrA2 ) были идентифицированы как кодирующие предполагаемые белки CHR.Белки STM 6070 ChrA1 и ChrA2 показали большую идентичность друг с другом, чем с белками Ch44 T pMOL28 и хромидными белками ChrA. Оперон chrB1A1 (кластер B) был расположен перед предполагаемой системой оттока RND-HME5 nieIC-cep-nieBA (рис. 3). Этот оперон chr был консервативен в геномах симбиотических штаммов Cupriavidus LMG 19424 T и STM 6018, составляющих часть большого блока синтении. Второй оперон chr , аннотированный как chrB2A2CF-cep-chrL (chrY) , находился в кластере I вместе с системами оттока RND-HME czcC2B2A2 и hmxB-zneAC и nreAB operon ( Инжир.3). Помимо chrB2A2 , этот оперон содержал четыре других гена: chrC , кодирующий предполагаемую супероксиддисмутазу, которая может восстанавливать хромат и тем самым снижать хроматическую токсичность [74]; chrF , кодирующий предполагаемый репрессор транскрипции [74]; cep , кодирующий консервативный экспортированный белок, содержащий домен лектинов / глюканаз, подобный Конканавалину А; и, наконец, chrL , кодирующий липопротеин (семейство белков, LppY / LpqO [75]) с 71,1% идентичностью Ch44 T ChrL (также аннотирован как Ch44 T ChrY).Соответствующие кластеры генов были идентифицированы в геномах UYPR2.512 и Ch44 T . В Ch44 T соответствующий ген chrL ( chrY ) (метка локуса Rmet_6195) индуцируется хроматом [35]). Делеция chrL в грамположительных Arthrobacter sp. штамм FB24 приводил к заметному снижению устойчивости к хроматам [75]. В опероне STM 6070 chr отсутствуют ортологи chrE , chrO , chrN , chrP и chrZ , обнаруженные в соответствующем опероне Ch44 T chr .Различные гены устойчивости к хромату могут влиять на толерантность к хромату или к другому оксианиону металла [35]. Ген STM 6070 chrB2 , по-видимому, инактивирован вставкой, которая изменяет рамку считывания после 214 аминокислот и укорачивает белок до 293 аминокислот вместо полноразмерного белка из 324 аминокислот, кодируемого Ch44 T chrB . Поскольку ChrB, по-видимому, важен для устойчивости к хроматам в Ch44 T [76], устойчивость STM 6070 к хроматам может быть нарушена.Действительно, в наших экспериментальных условиях STM 6070 показал лишь небольшую толерантность к Cr 6+ (0,1 мМ) [13].

Белки устойчивости к мышьяку-3 (ACR3)

Семейство ACR3 включает пермеазы, участвующие в устойчивости к арсенату. Два гена STM 6070 ACR-3 типа arsB1 и arsB2 расположены в двух оперонах ars , кодирующих предполагаемые системы детоксикации арсената. Первый оперон расположен после оперона czc в кластере K.Гены в этом опероне ars имели высокую идентичность с генами оперона Ch44 T arsMRIC2BC1HP , кодирующего систему детоксикации арсенита и арсената [62, 77]. Этот кластер ars кодировал предполагаемый арсенит / арсенатный регулятор / репрессор транскрипции (ArsR), семейство белков глиоксалазы (ArsI), три арсенатредуктазы (ArsC1, ArsC2, ArsC3), насос оттока арсенита, принадлежащий к классу пермеаз ACR3. (ArsB1), НАДФН-зависимая FMN редуктаза (Arsh2) и предполагаемая пермеаза из семейства основных фасилитаторов (MFS) (ArsP) [77].Оперон был высококонсервативным у симбионтов Cupriavidus LMG 19424 T и STM 6018 и образовывал большую синтеническую область. Второй ars оперон arsR2C4B2h3 , в кластере L, присутствовал во всех других геномах Cupriavidus , кроме UYPR2.512, но не имел нескольких генов ( arsI , arsC и arsP ), обнаруженных в кластере. K оперон.

АТФазы Р-типа

АТФазы Р-типа напрямую используют АТФ для экспорта ионов металлов из цитоплазмы клетки.Из десяти генов STM 6070, отнесенных к семейству белков АТФазы P-типа (Таблица S5), пять кодируют АТФазы P-типа, предположительно участвующие в HME (Рис. 2 и Таблица 2). Ген АТФазы copF P-типа в кластере J был расположен выше оперона silDCBAF и мог кодировать важный компонент оттока меди, как показано для Ch44 T [38]. Однако STM 6070 CopF, по-видимому, усечен на своем C-конце и, следовательно, может не работать. Два гена, кодирующие АТФазу P-типа, были идентифицированы в кластере D и аннотированы как silP и copP .Кодируемые белки имели очень низкую идентичность с белками геномов Cupriavidus (таблица S6), за исключением одного белка АТФазы P-типа из AMP6 с 86% идентичностью с белком CopP. Белки имели более высокую идентичность с АТФазами P-типа, кодируемыми C. necator h26, аннотированными как SilP (86%) и CopP (94,7%) и предположительно участвующими в транспорте ионов серебра и меди, соответственно [25]. В кластере H ген, кодирующий АТФазу P-типа, аннотированный как cupA , был расположен рядом с регуляторным геном cupR (рис.3) в консервативном большом синтеническом блоке, общем для всех сравниваемых штаммов Cupriavidus , с высокой идентичностью между соответствующими генами. Гены cupA и cupR предположительно участвуют в транспорте ионов меди. Наконец, zntA был расположен в кластере C в группе генов, аннотированных как czcJ2-hns-czcLRS-ubiGI-zntA . Гены в этом кластере имели высокую идентичность с локусами в двух кластерах генов в Ch44 T , которые были аннотированы как zntA czcICΔB (теги локуса Rmet_4594–4597) и czcBA ubiG czcSRL IS hns mmmQ (теги локуса Rmet_4469– 4461) соответственно.Эти кластеры Ch44 T кодируют систему RND ( czcICBA ), ZntA-АТФазу, двухкомпонентную регуляторную систему CzcRS и 3-деметилубихинон-9 3-метилтрансферазу (UbiG) [35, 63]. UbiG участвует в биосинтезе убихинона, и его активность может быть связана с активностью сенсорной киназы двухкомпонентной системы CzcRS [78, 79]. Гены czcL , hns, и mmmQ кодируют неизвестный белок, H-NS-подобный белок и небольшой чувствительный к стрессу белок, соответственно.Гены во втором кластере Ch44 T могут быть инактивированы последовательностью вставки, расположенной между czcL и hns . Синтения кластера C STM 6070 полностью консервативна в геномах четырех симбиотических штаммов Cupriavidus , что позволяет предположить, что он является функциональным, но лишен системы czcCBA RND, обнаруженной в соответствующем кластере Ch44 T . Таким образом, было бы интересно определить роль регуляторных локусов czcLRS-ubiGI в отношении экспрессии zntA .

Другие механизмы детоксикации катионов (не включены в TransAAP)

Поиск дополнительных детерминант устойчивости к тяжелым металлам в STM 6070, которые были ортологичны описанным в Ch44 T , привел к идентификации оперона устойчивости к меди copRSABCD ( кластер E). Он имел структуру, подобную кластеру Ch44 T cop ( copS2R2A2B2C2D2 ), расположенному на хромиде, который кодирует механизм сопротивления меди, который, как полагают, секвестрирует медь вне цитоплазмы [80, 81].CopSR — это двухкомпонентная система сенсор-регулятор, а CopA — предполагаемая мульти-медная оксидаза, которая, как считается, окисляет Cu 1+ до Cu 2+ . Белки CopA содержат несколько вариантов мотивов MGGM / MAGM / MGAM / MSGM, возможно, участвующих в связывании множества ионов Cu 1+ , как определено для Pseudomonas syringae CopA [82]. CopA экспортируется в периплазму посредством пути транслокации двойного аргинина [81], где он может взаимодействовать с белком внешней мембраны CopB, обеспечивая минимальную систему, необходимую для низкого уровня устойчивости к меди.CopD — это мембранный белок, участвующий в переносе Cu 1+ из периплазмы в цитоплазму для связывания CopA [80, 81]), и CopC, как полагают, регулирует поглощение меди CopD. Белок CopA STM 6070 демонстрирует 75,8% идентичности как с белками Ch44 T CopA1 (pMOL30), так и с белками CopA2 (хромид). Интересно, что выравнивание соответствующих белков выявляет наличие богатой гистидином последовательности (GHG GHS GDS GHS GDS (GHS) 5 GDS GHG AHA GHG), расположенной в середине богатого метионином мотива CopA в белке STM 6070, который отсутствует в других последовательностях CopA, депонированных в базе данных NCBI. Escherichia coli HRA-1 и 2, Enterococcus hirae CopB [83] и Rhizobium leguminosarum ActP [84] Cu-экспортирующие белки АТФазы P-типа также содержат богатые гистидином лидеры, которые, как мы предполагаем, связываются с ионами меди. . Предполагаемая система секвестрации меди STM 6070 CopRSABCD может обеспечить вторую линию защиты от токсичности меди и особенно хорошо сохраняется во всех симбиотических изолятах Cupriavidus .

Расположение детерминант HMR

Обнаруженные детерминанты HMR STM 6070 в 12 кластерах (от A до L, рис.3, таблица 2) были отнесены к предполагаемым репликонам генома STM 6070 после выравнивания контигов с готовым геномом LMG 19424 T . Два кластера (D и H) могут быть отнесены к хромосоме 1 (CHR1), один кластер (K) — к pSym, а девять кластеров (A, B, C, E, F, G, I, J и L) — к CHR2. (хромид, рисунок S5). Следовательно, STM 6070, по-видимому, несет большую часть своих кластеров HMR на CHR2. Напротив, C. Metallidurans Ch44 T несут 8 из 24 кластеров HMR на CHR2 (хромиде) [35, 45, 63].Сравнение геномной синтении показало, что шесть из кластеров STM 6070 HMR (A, C, E, F, G и H) являются общими для симбиотических и несимбиотических геномов Cupriavidus . Продукты гена STM 6070 HME из кластеров A, C, E, F, G и H продемонстрировали наивысшую идентичность (от 93 до 100%) с соответствующими белками изолятов C. taiwanensis (LMG 19424 T и STM 6018, таблица S6) , что отражает таксономическое родство с C. taiwanensis .

Анализ Synteny показал, что специфические HMR-кластеры STM 6070 B, D, I и J отсутствовали во всех других проанализированных геномах Cupriavidus , хотя некоторые из генов HMR в этих кластерах имели ортологи (от 35 до 89% идентичности кодируемых белков). ) в геномах других штаммов Cupriavidus .Кластер K был полностью консервативен в геномах LMG 19424 T и STM 6018 (100%) в большой синтенической области, тогда как в геномах AMP6 и UYPR2.512 он отсутствовал. Только отдельные опероны czc и ars из кластера K были обнаружены в несимбиотических геномах Cupriavidus с идентичностью кодируемых белков 76–77% и 83–88%, соответственно, для STM 6070 czc и белков, кодируемых опероном ars и . Это наблюдение можно объяснить расположением кластера K на pSym, который, как недавно было предложено [47], по-видимому, в значительной степени разделяет M.pudica микросимбионты разного геномного фона. Действительно, с помощью прогрессивного лилового выравнивания мы продемонстрировали (рис.1), что pSym, по-видимому, консервативен в геномах M. pudica -нодулирующего LMG 19424 T , STM 6018 и STM 6070, в отличие от геномов AMP6 и UYPR2.512, которые образуют клубеньки разных мимозоидных бобовых культур и содержат совершенно разные симбиотические плазмиды.

Анализ генов, прилегающих к кластерам HMR, показал, что кластеры D и J содержали ген, кодирующий транспозазу, на одном конце кластера, а кластеры I и K фланкировались генами, кодирующими транспозазу (рис.3). Анализ GC% с использованием двустороннего критерия Манна-Уитни U показал, что кластеры D и J не содержали значительно отличающихся GC% ( P -значение> 0,01) по сравнению со средним GC% генома. Для сравнения, кластеры I и K действительно содержали значительно отличающийся GC% (значение P <0,01) по сравнению со средним GC% генома. Это предполагает приобретение кластеров путем горизонтального переноса генов (HGT) для кластеров I и K. Кластер I, расположенный на хромиде, является самым большим из этих кластеров (примерно 25 т.п.н.), фланкированным транспозазами Tn 3 и IS66 и несет четыре различных детерминанта HMR, включая czcC2B2A2 и hmxB zneAC .Кластер K фланкирован двумя транспозазами Tn 3 , однако, в отличие от кластера I, существует высокая степень консервативности архитектуры и идентичности генов с близкородственными штаммами C. taiwanensis (LMG 19424 T и STM 6018). Это может указывать на то, что кластер I содержит детерминанты HME, которые важны для выживания в ультраосновных почвах Новой Каледонии. В случае C. Metallidurans приобретение мобильных генетических элементов, содержащих гены устойчивости к металлам, по-видимому, является стратегией, важной для его адаптации к окружающей среде, содержащей повышенные уровни тяжелых металлов [62, 85].

Напротив, никаких транспозаз или инсерционных последовательностей не удалось обнаружить вокруг кластера B или, более конкретно, вокруг оперона (nieIC cep (nieBA )). Этот оперон, который отсутствует в геномах LMG 19424 T и STM 6018, расположен в большой высококонсервативной области, что указывает на потерю гена из геномов C. taiwanensis . Интересно, что nieIC cep nieBA (кластер B) и hmxB zneAC (кластер I), две уникальные системы RND-HME с точки зрения структуры оперона и последовательностей белков, продемонстрировали значительное сходство структуры и последовательности белков с двумя оперонами из генома М.massiliensis [65].

База данных генов антибактериальных биоцидов и устойчивости к металлам

BacMet: База данных генов антибактериальных биоцидов и устойчивости к металлам

BacMet — это простой в использовании ресурс по биоинформатике
антибактериальный биоцид
и гены устойчивости к металлам. BacMet состоит из двух баз данных:

    • Собранная вручную база данных генов с экспериментально
      подтверждена
      функция сопротивления
    • База данных предсказала генов устойчивости на основе
      сходство последовательностей с генами с экспериментально подтвержденной функцией

    Статистика базы данных
    (версия 2.0)

    Последнее обновление: 11 марта 2018 г.

    Прогнозируемые гены устойчивости: 155512

    Exp. Подтвержденные гены устойчивости: 753
    Хромосомные: 550
    Плазмиды / транспозоны: 203

    Гены устойчивости к биоцидам: 268
    Гены устойчивости к металлам: 420
    Гены как с биоцидами, так и с металлами
    потенциал устойчивости: 65

    Всего соединений: 111
    Химические классы: 43
    Антибактериальные биоциды:
    58
    Металлы:
    23

    ‘Составы прочие’:
    30

    BacMet предоставляет высококачественную, вручную созданную базу данных
    бактериальные гены, которые экспериментально подтверждены как
    устойчивость к металлам и / или антибактериальным биоцидам, полностью соответствует
    научная литература.BacMet также включает в себя базу данных прогнозируемых генов устойчивости, поскольку гены устойчивости могут различаться.
    между видами и / или встречаются в разных формах, которые (пока) экспериментально не исследованы. База данных предсказанных генов генерируется
    поиск сходства последовательностей в общедоступных базах данных с использованием единого порога отсечения для
    гены, обнаруженные на плазмидах, и индивидуально установленные отсечки для хромосомных генов.

    BacMet предоставляет инструменты для идентификации генов биоцидов и устойчивости к металлам в белках и последовательностях ДНК, включая полные геномы.Гены в
    к базам данных можно получить доступ либо через опцию просмотра, где можно просматривать
    гены соединениями, к которым они придают устойчивость, или их именем. Альтернативно
    можно использовать функцию поиска для поиска любого термина в базе данных, включая, например, название гена, название биоцида или металла и химический класс. С использованием
    опция расширенного поиска, можно искать, например, плазмидные или хромосомные гены. Также всю базу данных можно скачать для офф-лайн.
    анализ больших наборов данных.

    Образец цитирования: Pal, C.,
    Bengtsson-Palme, J., Rensing, C., Kristiansson, E., Larsson, DGJ. (2014) BacMet: антибактериальный
    база данных генов устойчивости к биоцидам и металлам, Nucleic Acids Res. , 42 , D737-D743. DOI: 10.1093 / nar / gkt1252


    База данных / веб-сайт BacMet была разработана и спроектирована Чанданом Палом и в настоящее время поддерживается командой Йоакима Ларссона.

    Copyright © 2013-2018 Все права защищены


    Babymetal — Обзор Metal Resistance

    Ни для кого не секрет из истории Babymetal, японской новинки, сочетающей в себе агрессию металла с очарованием японской поп-музыки.Их блестящие сценические наряды подводят итог: полубалерина, полубойная инсценировка. Группа, состоящая из школьниц Сузука Накамото (Су-метал), Моа Кикучи (Моаметал) и Юи Мизуно (Юиметал), была создана в 2010 году загадочным японским продюсером Кобаметал. Всю музыку для них играет бэк-бэнд, и Юиметалл однажды признался: «Я никогда не был в мошпите. Думаю, меня разнесут вдребезги.

    Но Babymetal далеки от нишевой шутки: с момента образования они подписали контракт с Sony, выпустили одноименный дебютный альбом, который стал золотым в Японии в 2014 году, поддержали Леди Гагу и, на прошлогоднем фестивале чтения, вдохновили мошпит Slipknot. гордились.Однако здесь явно есть ирония. Восхищение металлистов кажется насмешливым, основанное на нелепости синхронных танцевальных движений группы, несоответствии их юношеского имиджа и грубых риффов. Может ли их шутка быть такой же интересной во второй раз?

    «Metal Resistance» играет ровнее, чем его предшественник, в большей степени опираясь на рок, чем на поп-музыку. Первый трек «Road To Resistance» открывается преувеличенным металлическим блеском 80-х, сочетающим в себе звенящие гитарные партии и барабаны с двумя педалями.Затем грубое мужское пение сочетается с приторным вокалом Babymetal, устанавливая шаблон для всего альбома. В некоторых местах это может вас заинтересовать — главный сингл «Karate» быстрый и яростный, пока неуверенный звук арпеджио гитары не изменит ритм, — но он может быть удручающе повторяющимся, как в громоздком «Meta Taro».

    В основном поется на японском языке — английский вокал появляется только на более близком «The One» и кратко на «From Dusk Till Dawn» — «Metal Resistance» ярче всего проявляется во время таких треков, как эпический, мелодичный «Amore», в котором больше всего используется J -поп.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *