Удельное сопротивление константановой проволоки

Источники марганца

В каких продуктах марганец содержится больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): ростки пшеницы (12,3), фундук (4,9), фисташки (3,8), тыквенные семечки (2,84), арахис (1,93), миндаль (1,92), грецкий орех (1,9), хлеб из крупного помола (1,9), бобы какао (1,8), соя (1,42), черника (1,3), ячмень (1,19), рис (1,1), шпинат (0,9), чеснок (0,81), ананас (0,75), грибы подберезовики (0,74), шампиньоны (0,7), свекла (0,66), макаронные изделия (0,58), грибы лисички (0,41), капуста белокочанная/брюссельская (0,35), картофель (0,35), шиповник (0,5), лук (0,32), брокколи (0,3), клубника (0,28), спаржа (0,28), белые грибы (0,23), помидоры (0,21), абрикос (0,2), морковь (0,17), баклажан (0,11), цветная капуста (0,11), сельдерей (0,1), огурец (0,08)

Химические источники (Mn): «Марганец-активный» (таблетки), MSM комплекс в составе БАДов, витаминно-минеральные комплексы «Витрум», «Супрадин».

Синтез в организме: не синтезируется.

Купить качественные БАДы с кремнием можно по лучшей цене с доставкой из США на всемирно известном сайте iHerb. Чтобы дополнительно получить еще и скидку 5-15% введите при оформлении заказа промокод: BAR6666

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Наружный осмотр проволоки производят без применения увеличительных
приборов.

4.2. Измерения диаметра проволоки и ее овальности производят в двух
взаимно перпендикулярных направлениях одного сечения не менее чем в трех разных
участках проволоки при помощи микрометров типа МК по ГОСТ
6507-90 или другими приборами, обеспечивающими соответствующую точность.
Диаметр проволоки от 0,02 до 0,09 мм допускается определять взвешиванием
отрезков проволоки длиной 200 мм на весах с погрешностью не более 1 %.

За окончательный результат
принимают среднее арифметическое результатов пяти взвешиваний. Масса отрезка
проволоки длиной 200 мм должна соответствовать указанной в табл. 6.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

Таблица
6*

* Табл. 5 исключена,
Изм. № 2.

Диаметр проволоки, мм	Масса отрезка проволоки, мг
0,020	0,43 — 0,52
0,025	0,70 — 0,82
0,030	1,03 — 1,18
0,040	1,71 — 2,12
0,050	2,79 — 3,30
0,060	4,13 — 4,74
0,070	5,74 — 6,46
0,080	7,61 — 8,44
0,090	9,75 — 10,68

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.3. Определение т.э.д.с. манганиновой проволоки в паре медной проволокой
производится следующим образом:

а) берут образец
манганиновой проволоки длиной не менее 750 мм и к его концам припаивают или
приваривают медные выводы.

При испытании проволоки
диаметром 0,3 мм и более диаметры медных выводов должны быть не более диаметра испытуемой
проволоки, при испытании проволоки диаметром менее 0,3 мм диаметры медных
выводов должны быть не более 0,3 мм;

б) один из спаев помещают в
ванну с температурой 0 °С, а другой спай — в ванну с температурой +100 °С;

в) измерение электродвижущей
силы термопары производится с точностью до 1 мкВ;

г) т.э.д.с. манганиновой
проволоки (Е_т) в
мкВ/°С вычисляют по формуле

Е_т = 0,01Е,

где Е
— электродвижущая сила термопары в мкВ, измеренная при разности
температур горячего и холодного спаев, равной 100 °С.

4.4. Определение удельного электрического сопротивления проволоки
производят по ГОСТ 7229-76 методом, обеспечивающим измерение сопротивления с погрешностью до 0,05
%.

4.5. Температурные коэффициенты a и b проволоки должны определяться по методике, обеспечивающей определение
разности сопротивлений с погрешностью, не превышающей 0,001 % сопротивления
образца при 20 °С.

Методика определения
температурных коэффициентов a и b приведена в рекомендуемом приложении 2.

4.6. Испытание проволоки на растяжение проводят по ГОСТ 10446-80 на образцах с расчетной длиной 200 мм.

Для испытания на растяжение
от каждого отобранного мотка или катушки вырезают по одному образцу. Отбор проб
для испытания на растяжение проводят по ГОСТ
24047-80.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.7. (Исключен, Изм. № 2).

4.8. Для анализа химического состава от каждого отобранного мотка или
катушки вырезают по одному образцу. Отбор и подготовку проб для определения
химического состава проводят по ГОСТ 24231-80.

Химический состав проволоки
определяют по ГОСТ 6689.1-80 — ГОСТ 6689.23-80.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Примечания

1. Edward Weston. . Google.com. Дата обращения: 8 февраля 2014.

2. . Hathi Trust Digital Library. Дата обращения: 8 февраля 2014.
3. Манганин // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
4. ↑ Манганин //  :  / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
5. . Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG. Дата обращения: 8 февраля 2014.

6. . Дата обращения: 11 января 2014.

7. Богородицкий Н. П., Пасынков В. В., Тареев Б. М. Электротехнические материалы: Учебник для вузов. — 7-е изд., перераб. и доп.. — Л.:: Энергоатомиздат, 1985. — С. 216.

8. Физические величины: справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — С. 444. — 1232 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-283-0413-5.

9. Манганин (рус.) // Большой Энциклопедический словарь. — 2000.

Область применения константана

Из константана производят термоэлектроды, термоэлектрические преобразователи, компенсационные провода, а также нормальные эталоны сопротивления, которые применяются в электротехнике.111 Наиболее востребованным металлопрокатом из константана является проволока и лента марки МНМц 40-1,5 и полоса. В зависимости от типа и определяется основное назначение сплава.

Изготовление константановой проволоки для электротехнических целей проводится в соответствии с ГОСТ 5307-77, её диаметр находится в приделах от 0,02 до 5 мм. Данный металлопрокат, предназначенный для производства термоэлектродов термоэлектрических преобразователей, выпускается по ГОСТ 1790-77. Сплав такого типа применяется в изготовлении термопар, где он работает в паре:

• хромель-константан (рабочий диапазон от -40 до 900°C);
• железо-константан (рабочий диапазон представлен минусовыми температурами до -190 °C);
• медь-константан (рабочий диапазон от -250 до 300°C).

Константановая проволока, предназначенная для использования в качестве удлиняющих проводов к термоэлектрическим преобразователям, производится в соответствии с ГОСТ 1791-67, её диаметр представлен рядом стандартных значений от 0,2 до 2,5 мм.

Константановая лента производится с учетом требований, наведенных в ГОСТ 5189-75. Её толщина может варьироваться от 0,1 до 2 мм. Ширина константановой ленты представлена рядом стандартных значений от 10 до 100 мм (шаг 10 мм), также, она может составлять 110, 125, 140, 150, 160, 170 и т.д. до 300 мм. Металлопрокат данного типа применяется в качестве элементов с высоким омическим сопротивлением, которые могут работать и при этом не терять своих эксплуатационных свойств, нагреваясь до 500 °C. 

Манганин

Манганин имеет очень малое значение термоЭДС в паре с медью, высокую стабильность удельного сопротивления во времени, что позволяет широко использовать его при изготовлении резисторов и электроизмерительных приборов самых высоких классов точности.
 

Манганин ( как и другие сплавы) имеет свойство изменять свое сопротивление с течением времени. Основной причиной этого являются те механические напряжения, которые создаются в проволоке при намотке ее и приводят впоследствии к некоторым перегруппировкам молекул и изменению структуры материала. Для повышения стабильности изготовленных катушек сопротивления их подвергают искусственному старению, нагревая несколько раз до 150 С, что значительно уменьшает последующее изменение сопротивления в процессе эксплуатации. Для катушек сопротивлений с номинальным значением менее 100 ом, наматываемых из голой, неизолированной проволоки, в последнее время разработан более эффективный способ искусственного старения, заключающийся в весьма быстром нагреве уже намотанной катушки до температуры около 600 С кратковременным импульсом электрического тока.
 

Манганин — медный сплав, содержащий ( кроме меди) 11 0 — 13 / 0 Мп и 2 5 — 3 5 % Ni; используется для изготовления реостатов и катушек сопротивления в электротехнических приборах.
 

Манганин — сплав, содержащий 11 — 13 % марганца, 2 5 — 3 5 % никеля, остальное — медь с примесями кремния и железа.
 

Манганин — сплав меди 86 %, марганца 12 % и никеля 2 %, обладает высоким удельным сопротивлением и малым температурным коэффициентом ( примерно 0 6 10 — 5 1град), поэтому он применяется для изготовления шунтов, добавочных сопротивлений и образцовых катушек сопротивлений.
 

Манганин отличается характерным желтоватым оттенком.
 

Манганин представляет собой сплав меди, марганца и никеля.
 

Манганин и константан используются для эмалирования как в виде мягкой, так и в виде твердой проволоки. Нихромовые эмалированные провода выпускаются из проволоки, предварительно отожженной в водородной среде.
 

Манганин широко применяется для изготовления приборов электросопротивления с рабочей температурой до 100 С, а также для точных электроизмерительных приборов.
 

Манганин МНМц 3 — 12 отличается высоким электросопротивлением, малым температурным коэффициентом сопротивления и небольшой термоэлектродви-жущей силой в Ъаре с медью.
 

Манганин МНМц 3 — 12 отличается высоким электросопротивлением, малым температурным коэффициентом сопротивления и небольшой термоэлектродвижущей силой в паре с медью.
 

Технический манганин представляет собой сплав марганца, никеля и меди. Манганин после отжига при 400 С поддается прокатке и волочению; проволока имеет минимальный диаметр 0 02 мм. TKR 3 — 10 5 / град; термоэлектродвижущая сила в паре с медью близка к пулю: ет 1 мкв / град. Механическая обработка и различные деформации ( наклеп) приводят к увеличению удельного сопротивления и к снижению стабильности свойств. Так, усилия при нанесении изоляции на проволоку и ее намотке на катушку достаточны, чтобы в отожженном манганине появилось явление наклепа; поэтому для стабилизации свойств готовых образцовых сопротивлений ( секций) их подвергают вторичной термической обработке. Допустимая рабочая температура цля манганина может составлять 200 С, однако для образцовых сопротивлений рабочую температуру ограничивают 60 С, так как при более высоких температурах характеристики манганина несколько изменяются. Серебряный манганин, состоящий из марганца, никеля и серебра, имея примерно те же свойства, что и технический манганин, выдерживает рабочую температуру до 200 С без существенного изменения проводимости.
 

Манганин МНМц 3 — 12 отличается высоким электросопротивлением, малым температурным коэффициентом сопротивления и незначительной термоэлектродвижущей силой ь паре с медью.
 

Манганин МНМц 3 — 12 отличается высоким электросопротивлением, малым температурным коэффициентом сопротивления и незначительной термоэлектродвижущей силой в паре с медью.
 

Кривые относительных фазовых проницаемостеи а-система нефть — вода. б — система газ — нефть.

Биологическая роль и функции марганца в организме

Для чего нужен марганец организму? Как мы уже упоминали в начале, Mn важен для образования крови, метаболизма различных веществ, активации ферментов. Правда, именно биологическая роль марганца в организме выполняется только его двухвалентной Mn (II) и трехвалентной Mn (III) формами.

Всасывание Mn происходит в тонком кишечнике, откуда он в количестве 5% поступает в кровь, и по воротной вене достигает печени – главное депо элемента в теле. Остальные 95% марганца выводятся с калом и немного с мочой. Кроме печени, значительные отложения Mn присутствуют в почках, поджелудочной железе, печени, миокарде, мозге.

Количество марганца в тканях взрослого среднестатистического человека составляет от 10 до 20 мг.

Марганец выполняет и множество других полезных функций, среди которых:

Важен для усваивания организмом кальция – одного из главных строительных элементов костной ткани. Так, ученые заметили, что при дефиците Mn плотность кости становится меньшей, что повышает риск развития остеопороза и появления переломов от небольших ударов/падений. Страдают при этом и зубы.

А еще марганец входит в состав синовиальной жидкости и хрящей, тем самым, в сочетании с полезной функцией в образовании костей, этот элемент в край необходим для здоровья всего опорно-двигательного аппарата, в т.ч. и для его восстановления после травмы.

Важен для всасывания витаминов группы В, С, Е, меди и многих других нутриентов. Некоторые из них – сильные антиоксиданты, а это значит, что Mn косвенно защищает организм от свободных радикалов, а соответственно, от развития онкологических болезней, преждевременного старения, тормозит разрушение полезных веществ, поступаемых с пищей, укрепляет иммунную систему.

Антиоксидантная активность комплекса вышеприведенных витаминов с марганцем придает эластичность и упругость коже, силу волосам, здоровье ногтям. Снижает негативное воздействие на кожу ультрафиолетовых лучей (солнца).

Входит в состав митохондрий, которые, «питаясь» кислородом (О₂) вырабатывают молекулы АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), являющихся энергией для различных биохимических процессов в организме. Также помогает проникать в клетки глюкозы, с последующим ее расщеплением и образованием АТФ. Все эти процессы увеличивают физическую силу и выносливость человека.

Играет важную роль в катаболизме. Необходим для нормального метаболизма белков, жиров и углеводов. В частности, при расщеплении белков, Mn способствует образованию креатинина, мочевины и азотистых продуктов. Участвует в синтезе жирных кислот.

За счет регулирования липидного обмена, предупреждает отложение атеросклеротических бляшек на стенках кровеносных сосудов, жировому перерождению печени и жировым подкожным отложениям, что минимизирует риск развития ожирения и целлюлита.

Кроме предупреждения жирового гепатоза, Mn и в целом благотворно влияет на функцию печени – помогает лучше выполнять фильтративную функцию, способствует накоплению в мышечных и печеночных тканях гликогена.

Участвует в образовании нейромедиаторов, за счет чего является неотъемлемой единицей в передаче нервных импульсов и управлении головным мозгом всего организма. А это в свою очередь залог хорошей памяти, когнитивной функции, предупреждение стресса, раздражительности.

В сочетании с медью и железом берет участие в кроветворении и свертываемости крови.

Важен для работы эндокринной системы. Усиливает действие инсулина, повышает выработку гормонов щитовидной железы, половых гормонов. Регулирует менструальный цикл.

Предупреждает бесплодие, помогает в формировании плода, улучшает лактацию.

Применение марганца в других сферах человеческой жизни

• Используется для изготовления перманганата калия (марганцовки), обладающей антисептическим действием. Высококонцентрированный раствор марганцовки можно использовать для прижигания ран.
• Используется для изготовления высокопрочной стали и прочих отраслях черной металлургии.
• Входит в состав манганина (Mn+Cu+Ni), использующегося в изготовлении высокоточных измерительных электроприборов.
• Вместе с медью, используется для изготовления манометров.
• Для изготовления пиротехники;
• Также применяется в самолетостроении и прочих сферах человеческой жизни.

Материалы высокой проводимости

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

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

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

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

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

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

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

Алюминий

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

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

Весьма важно, что алюминий менее дефицитен, чем медь

Таблица удельных сопротивлений проводников

Материал проводника	Удельное сопротивление ρ в
Серебро Медь Золото Латунь Алюминий Натрий Иридий Вольфрам Цинк Молибден Никель Бронза Железо Сталь Олово Свинец Никелин (сплав меди, никеля и цинка) Манганин (сплав меди, никеля и марганца) Константан (сплав меди, никеля и алюминия) Титан Ртуть Нихром (сплав никеля, хрома, железа и марганца) Фехраль Висмут Хромаль	0,015 0,0175 0,023 0,025. 0,108 0,028 0,047 0,0474 0,05 0,054 0,059 0,087 0,095. 0,1 0,1 0,103. 0,137 0,12 0,22 0,42 0,43. 0,51 0,5 0,6 0,94 1,05. 1,4 1,15. 1,35 1,2 1,3. 1,5

Из таблицы видно, что железная проволока длиной 1 м и сечением 1 мм 2 обладает сопротивлением 0,13 Ом. Чтобы получить 1 Ом сопротивления нужно взять 7,7 м такой проволоки. Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро. 1 Ом сопротивления можно получить, если взять 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм 2 . Серебро — лучший проводник, но стоимость серебра исключает возможность его массового применения. После серебра в таблице идет медь: 1 м медной проволоки сечением 1 мм 2 обладает сопротивлением 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление в 1 Ом, нужно взять 57 м такой проволоки.

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

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r — сопротивление проводника в омах; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника в м; S — сечение проводника в мм 2 .

Пример 1. Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм 2 .

Пример 2. Вычислить сопротивление 2 км алюминиевой проволоки сечением 2,5 мм 2 .

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

Пример 3. Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление в 30 Ом из никелиновой проволоки сечением 0,21 мм 2 . Определить необходимую длину проволоки.

Пример 4. Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если сопротивление ее равно 25 Ом.

Пример 5. Проволока сечением 0,5 мм 2 и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

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

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

Манганиновая проволока МНМц 3-12

Особенности сплава

Манганин – сплав, основой которого является медь (до 85%). Для получения желаемых физико-механических свойств, в состав вводят марганец (около 11-13 %) и никель (не более 2,5-3,5 %).  Сплав содержит другие легирующие металлы и примеси, но их доля незначительна.

Особенность манганинового сплава МНМц 3-12 – высокое удельное сопротивление. Материал отличается желтым окрасом, что достигается благодаря уникальной технологии выплавки и использованию определенной комбинации составляющих. Стабильное омическое сопротивление сплав обретает посредством проведения специальной термообработки.

Сплав может быть мягким или твердым. Предел прочности последнего примерно в 2 раза выше – достигает 900 МПа. Для мягкого манганинового сплава значение относительного удлинения на разрыв составляет 30-35%. Температура плавления манганина – +1010 ᵒС

Проволока из манганина МНМц 3-12

В основном, поволока манганин МНМц 3-12 изготавливается в соответствии с ГОСТ 492-2006 холоднокатаным способом, имеет круглое сечение, не изолированная. При этом сортамент представлен различными диаметрами. По индивидуальному заказу производятся другие типы и сечения манганиновой проволоки. По желанию заказчика на поверхность проволоки наносится изоляция.

Преимущество манганиновой проволоки МНМц 3-12 – стабильность электротехнических параметров. Большинство металлов меняют свои характеристики, причиной чему становится механическое воздействие и процессы старения. Например, при намотке проволоки на шпулю, молекулы в материале перегруппировываются, что со временем вызывает изменение параметров.  В случае с манганиновой проволокой характеристики сплава остаются неизменными.

Стабильности электромеханических характеристик манганина добиваются путем искусственного состаривания сплава. Перед намоткой проволоку подвергают нагреву до +150 ᵒС несколько раз. Также используют и другой вариант. Если сопротивление намотанной катушки имеет значение меньше 100 Ом, то её нагревают до +600 ᵒС, а затем через проволоку пропускают небольшой электроразряд.

Согласно стандартам, эксплуатационная температура материала не должна превышать +80 ᵒС. Специальная термообработка проволоки позволяет повысить данный показатель до +200 ᵒС. Значение термо-ЭДС сплава не превышает 1мкВ/ᵒС.

Недостатком манганина можно назвать подверженность коррозийному воздействию. В процессе эксплуатации сплава необходимо избегать попадания кислот на его поверхность. Также на манганин пагубно воздействует повышенная влажность.

Применение проволоки из манганина МНМц 3-12

Манганиновую проволоку МНМц 3-12 чаще всего используют в приборостроительной и электротехнической отрасли. Например, из неё изготавливают реостаты. В конструкции шунтов так же присутствует манганиновая проволока. Точные измерительные приборы укомплектованы элементами из данного сплава.