opór elektryczny. Opór elektryczny i przewodność

>>Fizyka: Opór elektryczny

Pobierz kalendarz - planowanie tematyczne z fizyki, odpowiedzi na testy, zadania i odpowiedzi dla ucznia, książki i podręczniki, kursy dla nauczyciela fizyki dla klasy 9

Treść lekcji podsumowanie lekcji wsparcie ramka prezentacja lekcji metody akceleracyjne technologie interaktywne Ćwiczyć zadania i ćwiczenia samokontrola warsztaty, szkolenia, case'y, questy praca domowa pytania do dyskusji pytania retoryczne od studentów Ilustracje audio, wideoklipy i multimedia fotografie, obrazki grafika, tabele, schematy humor, anegdoty, dowcipy, komiksy przypowieści, powiedzenia, krzyżówki, cytaty Dodatki streszczenia artykuły chipy do dociekliwych szopek podręczniki podstawowy i dodatkowy słowniczek pojęć inne Doskonalenie podręczników i lekcjipoprawianie błędów w podręczniku aktualizacja fragmentu w podręczniku elementów innowacji na lekcji zastępując przestarzałą wiedzę nową Tylko dla nauczycieli doskonałe lekcje plan kalendarzowy na rok wytyczne programy dyskusyjne Zintegrowane lekcje

Jeśli masz poprawki lub sugestie dotyczące tej lekcji,

Lub prąd elektryczny w obwodzie elektrycznym.

Opór elektryczny jest definiowany jako współczynnik proporcjonalności R między napięciem U i prąd stały I w prawie Ohma dla odcinka łańcucha.

Jednostka oporu nazywa się om(Ohm) na cześć niemieckiego naukowca G. Ohma, który wprowadził tę koncepcję do fizyki. Jeden om (1 om) to rezystancja takiego przewodnika, w którym przy napięciu 1 W obecna siła to 1 ALE.

Oporność.

Rezystancja przewodu jednorodnego o stałym przekroju zależy od materiału przewodu, jego długości ja i przekrój S i można je wyznaczyć wzorem:

gdzie ρ jest rezystywnością materiału, z którego wykonany jest przewodnik.

Rezystywność materii- jest to wielkość fizyczna, która pokazuje, jaki opór ma przewodnik wykonany z tej substancji o jednostkowej długości i jednostkowej powierzchni przekroju.

Ze wzoru wynika, że

Wartość, wzajemność ρ , jest nazywany przewodność σ :

Ponieważ w SI jednostką rezystancji jest 1 ohm. jednostką powierzchni jest 1 m 2, a jednostką długości 1 m, wtedy jednostką rezystywności w SI będzie 1 Ohm · m2/m lub 1 om m. Jednostką przewodności w SI jest Ohm -1 m -1.

W praktyce pole przekroju cienkich drutów często wyraża się w milimetrach kwadratowych (mm2). W tym przypadku wygodniejszą jednostką rezystywności jest Ohm mm 2 /m. Ponieważ 1 mm 2 \u003d 0,000001 m 2, a następnie 1 Ohm mm 2 / m \u003d 10 -6 Ohm m. Metale mają bardzo niską rezystywność - rzędu (1 10 -2) Ohm mm 2 /m, dielektryki - 10 15 -10 20 duże.

Zależność rezystancji od temperatury.

Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta odporność metali. Istnieją jednak stopy, których rezystancja prawie nie zmienia się wraz ze wzrostem temperatury (na przykład konstantan, manganina itp.). Opór elektrolitów spada wraz ze wzrostem temperatury.

współczynnik temperaturowy rezystancji przewodnik jest stosunkiem zmiany rezystancji przewodnika po podgrzaniu o 1 ° C do wartości jego rezystancji w 0 ° C:

Zależność rezystywności przewodników od temperatury wyraża wzór:

Ogólnie α zależy od temperatury, ale jeśli przedział temperatur jest mały, to współczynnik temperatury można uznać za trwałe. Do czystych metali α \u003d (1/273) K -1. Do roztworów elektrolitów α < 0 . Na przykład dla 10% roztworu sól kuchenna α \u003d -0,02 K -1. Do konstantanu (stop miedzi i niklu) α \u003d 10 -5 K -1.

Zależność rezystancji przewodu od temperatury jest wykorzystywana w termometry oporowe.

Fizyka jest pełna pojęć, które trudno sobie wyobrazić. Uderzający przykład ten temat dotyczy elektryczności. Prawie wszystkie występujące tam zjawiska i terminy są trudne do zobaczenia lub wyobrażenia.

Co to jest opór elektryczny? Skąd to pochodzi? Dlaczego pojawia się napięcie? A dlaczego prąd ma moc? Pytania są nieograniczone. Warto wszystko uporządkować po kolei. I dobrze byłoby zacząć od oporu.

Co dzieje się w przewodniku, gdy przepływa przez niego prąd?

Zdarzają się sytuacje, gdy materiał, który ma zdolność przewodzenia, znajduje się między dwoma biegunami pole elektryczne: pozytywny i negatywny. A potem przepływa przez nią prąd elektryczny. Przejawia się to tym, że swobodne elektrony zaczynają ruch ukierunkowany. Ponieważ mają ładunek ujemny, poruszają się w jednym kierunku - w stronę plusa. Zastanawiam się w jakim kierunku prąd elektryczny Zwyczajowo wskazuje się inny - od plusa do minusa.

Podczas ruchu elektrony uderzają w atomy substancji i przekazują im część swojej energii. Wyjaśnia to fakt, że przewód zawarty w sieci nagrzewa się. A same elektrony spowalniają swój ruch. Ale pole elektryczne ponownie je przyspiesza, więc znów pędzą na plus. Proces ten trwa w nieskończoność, dopóki wokół przewodnika istnieje pole elektryczne. Okazuje się, że to elektrony doświadczają oporu prądu elektrycznego. Oznacza to, że im więcej napotkają przeszkód, tym wyższa wartość tej wartości.

Co to jest opór elektryczny?

Można to zdefiniować na dwa sposoby. Pierwszy dotyczy wzoru na prawo Ohma. I brzmi to tak: opór elektryczny jest wielkością fizyczną, którą definiuje się jako stosunek napięcia w przewodniku do natężenia płynącego w nim prądu. Notacja matematyczna pokazane poniżej.

Drugi opiera się na właściwościach ciała. Opór elektryczny przewodnika to wielkość fizyczna, która wskazuje właściwość ciała do przekształcania energii elektrycznej w ciepło. Oba te stwierdzenia są prawdziwe. Tylko w kurs szkolny najczęściej zatrzymują się na zapamiętaniu pierwszego. Badana wartość jest oznaczona literą R. Jednostki, w których mierzona jest rezystancja elektryczna, to Ohm.

Jakie są sposoby na jego znalezienie?

Najsłynniejszy wynika z prawa Ohma dla odcinka łańcucha. Łączy prąd elektryczny, napięcie, rezystancję. Na to wygląda:

To jest formuła numer 1.
Drugi uwzględnia fakt, że rezystancja zależy od parametrów przewodnika:
Formuła ta ma numer 2. Wprowadzono w nim następującą notację:

Rezystywność elektryczna to wielkość fizyczna równa rezystancji materiału o długości 1 mi powierzchni przekroju 1 m2.

Tabela pokazuje jednostkę systemową rezystywności. W rzeczywistych sytuacjach nie zdarza się, że przekrój mierzony jest w metrach kwadratowych. Prawie zawsze są to milimetry kwadratowe. Dlatego wygodniej jest przyjąć oporność elektryczną w Ohm * mm 2 / m i zastąpić obszar w mm 2.

Od czego i jak zależy odporność?

Po pierwsze, z substancji, z której wykonany jest przewodnik. Jak więcej wartości, który ma oporność elektryczną, tym gorzej będzie przewodził prąd.

Po drugie, na długości drutu. I tutaj zależność jest bezpośrednia. Wraz ze wzrostem długości wzrasta opór.

Po trzecie, na grubości. Im grubszy przewodnik, tym mniejszy opór ma.

I wreszcie, po czwarte, temperatura przewodnika. I tutaj wszystko nie jest takie jasne. Jeśli chodzi o metale, ich opór elektryczny wzrasta wraz z ich nagrzewaniem. Wyjątkiem są niektóre specjalne stopy - ich odporność praktycznie nie zmienia się po podgrzaniu. Należą do nich: konstantan, nikiel i manganina. Gdy ciecze są podgrzewane, ich opór maleje.

Jakie są rezystory?

Jest to element zawarty w obwodzie elektrycznym. Ma bardzo specyficzną odporność. To jest używane na diagramach. Zwyczajowo rezystory dzieli się na dwa typy: stałe i zmienne. Ich nazwa odnosi się do tego, czy można zmienić ich opór. Pierwsza – stała – nie pozwala w żaden sposób zmienić nominalnej wartości rezystancji. Pozostaje bez zmian. Druga – zmienne – umożliwiają dokonywanie regulacji poprzez zmianę rezystancji w zależności od potrzeb danego obwodu. W elektronice radiowej wyróżnia się inny typ - trymery. Ich opór zmienia się tylko w momencie, gdy trzeba wyregulować urządzenie, a następnie pozostaje stały.

Jak wygląda rezystor na schematach?

Prostokąt z dwoma wyjściami z jego wąskich boków. To jest stały rezystor. Jeśli strzałka jest do niego dołączona po trzeciej stronie, to jest już zmienna. Ponadto na schematach podpisana jest również rezystancja elektryczna rezystora. Wewnątrz tego prostokąta. Zwykle tylko cyfry lub z imieniem, jeśli są bardzo duże.

Do czego służy izolacja i dlaczego należy ją mierzyć?

Jego celem jest zapewnienie bezpieczeństwa elektrycznego. Rezystancja izolacji elektrycznej wynosi główna cecha. Nie pozwala na przepływ niebezpiecznego prądu przez ludzkie ciało.

Istnieją cztery rodzaje izolacji:

praca - jej celem jest zapewnienie normalnego funkcjonowania sprzętu, dlatego nie zawsze zapewnia wystarczający poziom ochrony człowieka;
dodatkowy jest dodatkiem do pierwszego typu i chroni ludzi;
podwójne łączy dwa pierwsze rodzaje izolacji;
wzmocniony, który jest ulepszonym typem roboczym, jest tak samo niezawodny jak dodatkowy.

Wszystkie urządzenia o przeznaczeniu domowym muszą być wyposażone w podwójną lub wzmocnioną izolację. Ponadto musi mieć takie właściwości, aby wytrzymać wszelkie obciążenia mechaniczne, elektryczne i termiczne.

Z biegiem czasu izolacja starzeje się, a jej działanie pogarsza się. To wyjaśnia, dlaczego wymaga regularnego badanie profilaktyczne. Jego celem jest eliminacja defektów, a także pomiar jego czynnej odporności. W tym celu stosuje się specjalne urządzenie - megaomomierz.

Przykłady problemów z rozwiązaniami

Warunek 1: Wymagane jest określenie rezystancji elektrycznej drutu żelaznego o długości 200 mi powierzchni przekroju 5 mm².

Rozwiązanie. Musisz użyć drugiej formuły. Jedynie rezystywność jest w nim nieznana. Ale widać to w tabeli. Jest równy 0,098 Ohm * mm / m 2. Teraz wystarczy podstawić wartości we wzorze i policzyć:

R \u003d 0,098 * 200/5 \u003d 3,92 oma.

Odpowiadać: rezystancja wynosi około 4 omów.

Warunek 2: Oblicz rezystancję elektryczną przewodnika wykonanego z aluminium, jeśli jego długość wynosi 2 km, a powierzchnia przekroju wynosi 2,5 mm².

Rozwiązanie. Podobnie jak w pierwszym zadaniu, rezystywność wynosi 0,028 Ohm * mm / m 2. Aby uzyskać poprawną odpowiedź, musisz przeliczyć kilometry na metry: 2 km = 2000 m. Teraz możesz policzyć:

R \u003d 0,028 * 2000 / 2,5 \u003d 22,4 oma.

Odpowiadać: R = 22,4 omów.

Warunek 3: Jak długi jest przewód, jeśli jego rezystancja ma wynosić 30 omów? Znana jest jego powierzchnia przekroju - 0,2 mm², a materiałem jest nikiel.

Rozwiązanie. Z tego samego wzoru na opór można otrzymać wyrażenie na długość przewodu:

l = (R * S) / str. Wiadomo wszystko, z wyjątkiem rezystywności, którą należy wziąć z tabeli: 0,45 Ohm * mm 2 / m. Po podstawieniu i obliczeniach okazuje się, że l \u003d 13,33 m.

Odpowiadać: przybliżona wartość długości to 13 m.

Warunek 4: określ materiał, z którego wykonany jest rezystor, jeśli jego długość wynosi 40 m, rezystancja wynosi 16 omów, przekrój 0,5 mm².

Rozwiązanie. Podobnie jak w zadaniu trzecim, wzór na oporność wyraża się:

ρ = (R * S) / l. Podstawienie wartości i obliczeń daje następujący wynik: ρ \u003d 0,2 Ohm * mm 2 / m. Podana wartość charakterystyka rezystywności ołowiu.

Odpowiadać: Ołów.

Prawo Ohma jest podstawowym prawem obwodów elektrycznych. Jednocześnie pozwala wyjaśnić wiele zjawisk przyrodniczych. Na przykład można zrozumieć, dlaczego prąd nie „bije” ptaków siedzących na przewodach. Dla fizyki prawo Ohma jest niezwykle istotne. Bez jego wiedzy niemożliwe byłoby stworzenie stabilnych obwodów elektrycznych lub w ogóle nie byłoby elektroniki.

Zależność I = I(U) i jej wartość

Historia odkrycia rezystancji materiałów jest bezpośrednio związana z charakterystyką prądowo-napięciową. Co to jest? Weźmy obwód ze stałym prądem elektrycznym i rozważmy dowolny z jego elementów: lampę, rurkę gazową, metalowy przewodnik, kolbę elektrolitu itp.

Zmieniając napięcie U (często określane jako V) przyłożone do danego elementu, będziemy śledzić zmianę natężenia prądu (I) przepływającego przez niego. W rezultacie otrzymamy zależność od postaci I \u003d I (U), która nazywana jest „charakterystyką napięcia elementu” i jest bezpośrednim wskaźnikiem jego właściwości elektrycznych.

Charakterystyka woltamperowa może wyglądać inaczej dla różnych elementów. Jego najprostszą formę uzyskuje się, biorąc pod uwagę przewodnik metalowy, co zrobił Georg Ohm (1789 - 1854).

Charakterystyka prądowo-napięciowa jest zależnością liniową. Dlatego jego wykres jest linią prostą.

Prawo w najprostszej formie

Badania Ohma dotyczące charakterystyk prądowo-napięciowych przewodników wykazały, że natężenie prądu wewnątrz metalowego przewodnika jest proporcjonalne do różnicy potencjałów na jego końcach (I ~ U) i odwrotnie proporcjonalne do pewnego współczynnika, tj. I ~ 1/R. Współczynnik ten zaczęto nazywać „rezystancją przewodnika”, a jednostką miary rezystancji elektrycznej był Ohm lub V/A.

Warto zwrócić uwagę na jeszcze jedną rzecz. Prawo Ohma jest często używane do obliczania rezystancji w obwodach.

Brzmienie prawa

Prawo Ohma mówi, że natężenie prądu (I) pojedynczego odcinka obwodu jest proporcjonalne do napięcia w tej sekcji i odwrotnie proporcjonalne do jego rezystancji.

Należy zauważyć, że w tej formie prawo obowiązuje tylko dla jednorodnego odcinka łańcucha. Jednorodna jest ta część obwodu elektrycznego, która nie zawiera źródła prądu. Jak korzystać z prawa Ohma w obwodzie niejednorodnym, zostanie omówione poniżej.

Później eksperymentalnie ustalono, że prawo to obowiązuje dla roztworów elektrolitów w obwodzie elektrycznym.

Fizyczne znaczenie oporu

Odporność jest właściwością materiałów, substancji lub mediów, która zapobiega przepływowi prądu elektrycznego. Ilościowo rezystancja 1 oma oznacza, że prąd elektryczny o natężeniu 1 A może przepływać przez przewodnik o napięciu 1 V na jego końcach.

Specyficzna rezystancja elektryczna

Ustalono eksperymentalnie, że opór prądu elektrycznego przewodnika zależy od jego wymiarów: długości, szerokości, wysokości. A także na jego kształt (kula, walec) i materiał, z którego jest wykonany. Zatem wzór na rezystywność, na przykład jednorodnego cylindrycznego przewodnika, będzie wynosił: R \u003d p * l / S.

Jeśli w tym wzorze umieścimy s \u003d 1 m 2 i l \u003d 1 m, wówczas R będzie liczbowo równe p. Stąd obliczana jest jednostka miary współczynnika rezystywności przewodnika w SI - jest to Ohm * m.

We wzorze na rezystywność p jest współczynnikiem oporu podanym przez właściwości chemiczne materiał, z którego wykonany jest przewodnik.

Aby rozważyć formę różniczkową prawa Ohma, konieczne jest rozważenie kilku innych pojęć.

Jak wiadomo, prąd elektryczny to ściśle uporządkowany ruch dowolnych naładowanych cząstek. Na przykład w metalach nośnikami prądu są elektrony, a w przewodzących gazach jony.

Weźmy trywialny przypadek, gdy wszystkie obecne nośniki są jednorodne - metalowy przewodnik. Wyróżnijmy w myślach nieskończenie małą objętość w tym przewodniku i oznaczmy przez u średnią (dryf, uporządkowaną) prędkość elektronów w danej objętości. Ponadto niech n oznacza stężenie nośników prądu na jednostkę objętości.

Teraz narysujmy nieskończenie mały obszar dS prostopadły do wektora u i skonstruujmy wzdłuż prędkości nieskończenie mały walec o wysokości u*dt, gdzie dt oznacza czas potrzebny na przejście wszystkich nośników prędkości zawartych w rozważanej objętości DS.

W takim przypadku ładunek równy q \u003d n * e * u * dS * dt zostanie przeniesiony przez elektrony przez obszar, gdzie e jest ładunkiem elektronu. Zatem gęstość prądu elektrycznego jest wektorem j = n * e * u, oznaczającym ilość ładunku przenoszonego w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni.

Jedną z zalet różniczkowej definicji prawa Ohma jest to, że często można sobie poradzić bez obliczania oporu.

Ładunek elektryczny. Siła pola elektrycznego

Siła pola, wraz z ładunkiem elektrycznym, jest podstawowym parametrem w teorii elektryczności. Jednocześnie ilościowe wyobrażenie o nich można uzyskać z prostych eksperymentów dostępnych dla uczniów.

Dla uproszczenia rozumowania rozważymy pole elektrostatyczne. Jest to pole elektryczne, które nie zmienia się w czasie. Takie pole mogą wytworzyć stacjonarne ładunki elektryczne.

Również dla naszych celów potrzebna jest opłata testowa. W jego mocy wykorzystamy naładowane ciało - tak małe, że nie jest w stanie wywołać żadnych zakłóceń (redystrybucji ładunków) w otaczających obiektach.

Rozważmy kolejno dwa pobrane ładunki testowe, umieszczane kolejno w jednym punkcie w przestrzeni, na który ma wpływ pole elektrostatyczne. Okazuje się, że podopieczni będą podlegać z jego strony niezmiennemu w czasie wpływowi. Niech F 1 i F 2 będą siłami działającymi na ładunki.

W wyniku uogólnienia danych eksperymentalnych stwierdzono, że siły F 1 i F 2 są skierowane w jednym lub w przeciwnych kierunkach, a ich stosunek F 1 /F 2 jest niezależny od punktu w przestrzeni, w którym ładunki testowe zostały umieszczone na przemian. W konsekwencji stosunek F1/F2 jest cechą wyłącznie samych ładunków iw żaden sposób nie zależy od pola.

Otwarcie ten fakt umożliwił scharakteryzowanie elektryfikacji ciał i został później nazwany ładunkiem elektrycznym. Zatem z definicji uzyskuje się q 1 / q 2 \u003d F 1 / F 2, gdzie q 1 i q 2 to wielkość ładunków umieszczonych w jednym punkcie pola, a F 1 i F 2 to siły działające na opłatach z pola.

Na podstawie takich rozważań ustalono eksperymentalnie wielkości ładunków różnych cząstek. Warunkowo umieszczając jeden z ładunków testowych równy jeden w stosunku, można obliczyć wartość drugiego ładunku mierząc stosunek F 1 /F 2 .

Każde pole elektryczne można scharakteryzować za pomocą znanego ładunku. Zatem siła działająca na jednostkowy ładunek testowy w spoczynku nazywana jest natężeniem pola elektrycznego i jest oznaczana przez E. Z definicji ładunku otrzymujemy, że wektor siły ma postać: E = F/q.

Połączenie wektorów j i E. Inna forma prawa Ohma

Należy również zauważyć, że definicję rezystywności cylindra można uogólnić na druty wykonane z tego samego materiału. W takim przypadku pole przekroju ze wzoru na rezystywność będzie równe przekrojowi drutu, a l - jego długości.

Opór elektryczny jest rozumiany jako każdy opór, który wykrywa prąd podczas przechodzenia przez obwód zamknięty, osłabiając lub hamując swobodny przepływ ładunków elektrycznych.

Jpg?x15027" alt="(!LANG: Pomiar rezystancji multimetrem" width="600" height="490">!}

Pomiar rezystancji za pomocą multimetru

Fizyczna koncepcja oporu

Elektrony krążą w przewodniku w zorganizowany sposób, gdy płynie prąd, zgodnie z oporem, jaki napotykają po drodze. Im mniejszy opór, tym większy istniejący porządek w mikrokosmosie elektronów. Ale kiedy opór jest wysoki, zaczynają się ze sobą zderzać i uwalniać energię cieplną. W związku z tym temperatura przewodnika zawsze nieznacznie wzrasta, o większą wartość, im wyższe elektrony napotykają opór wobec swojego ruchu.

Użyte materiały

Wszystkie znane metale są mniej lub bardziej odporne na przepływ prądu, łącznie z najlepszymi przewodnikami. Złoto i srebro mają najmniejszą odporność, ale są drogie, dlatego najczęściej używanym materiałem jest miedź, która ma wysoką przewodność elektryczną. Aluminium jest używane na mniejszą skalę.

Drut Nichrom ma najwyższą odporność na przepływ prądu (stop niklu (80%) i chromu (20%). Jest szeroko stosowany w rezystorach.

Innym szeroko stosowanym materiałem na rezystory jest węgiel. Z niego powstają stałe rezystancje i reostaty do użytku w elektroniczne obwody. Rezystory stałe i potencjometry służą do sterowania wartościami prądu i napięcia, na przykład podczas sterowania głośnością i tonem wzmacniaczy audio.

Obliczanie rezystancji

Aby obliczyć wartość rezystancji obciążenia, wzór wyprowadzony z prawa Ohma jest używany jako główny, jeśli znane są wartości prądu i napięcia:

Jednostką miary jest Ohm.

Do szeregowego połączenia rezystorów całkowity opór znajduje się sumując poszczególne wartości:

R = R1 + R2 + R3 + …..

Przy łączeniu równoległym używa się wyrażenia:

1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …

A jak znaleźć opór elektryczny drutu, biorąc pod uwagę jego parametry i materiał wykonania? Jest na to inny wzór odporności:

R \u003d ρ x l / S, gdzie:

l to długość drutu,
S to wymiary jego przekroju,
ρ jest specyficzną rezystancją skrośną materiału drutu.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-1-600x417.png?.png 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/03/2-1-768x533..png 792w" size="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formuła odporności

Można zmierzyć geometryczne wymiary drutu. Ale aby obliczyć opór za pomocą tego wzoru, musisz znać współczynnik ρ.

Ważny! pokonać wartości opory skrośne zostały już obliczone dla różnych materiałów i zestawione w specjalnych tabelach.

Wartość współczynnika pozwala porównać rezystancję różne rodzajeżyły w danej temperaturze zgodnie z ich właściwości fizyczne niezależnie od rozmiaru. Można to zilustrować przykładami.

Przykład obliczenia rezystancji elektrycznej drutu miedzianego o długości 500 m:

Jeśli wymiary przekroju drutu są nieznane, możesz zmierzyć jego średnicę suwmiarką. Powiedzmy, że ma 1,6 mm;
Przy obliczaniu pola przekroju stosuje się wzór:

Wtedy S = 3,14 x (1,6/2)² = 2 mm²;

Zgodnie z tabelą znaleźliśmy wartość ρ dla miedzi, równą 0,0172 Ohm x m / mm²;
Teraz opór elektryczny obliczonego przewodnika będzie wynosił:

R \u003d ρ x l / S \u003d 0,0172 x 500/2 \u003d 4,3 oma.

Inny przykład– drut nichromowy o przekroju 0,1 mm², długość 1 m:

Indeks ρ dla nichromu wynosi 1,1 Ohm x m / mm²;
R \u003d ρ x l / S \u003d 1,1 x 1 / 0,1 \u003d 11 omów.

Dwa przykłady wyraźnie pokazują, że drut nichromowy o długości metra i przekroju 20 razy mniejszym ma rezystancję elektryczną 2,5 razy większą niż 500 metrów drutu miedzianego.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/3-6-768x381..jpg 960w

Rezystywność niektórych metali

Ważny! Na rezystancję wpływa temperatura, której wzrost wzrasta i odwrotnie maleje wraz ze spadkiem.

Impedancja

Impedancja to bardziej ogólny termin określający rezystancję, który uwzględnia obciążenie reaktywne. Obliczenie rezystancji w obwodzie prądu przemiennego polega na obliczeniu impedancji.

Podczas gdy rezystor zapewnia opór w określonym celu, reaktywny jest niefortunnym produktem ubocznym niektórych elementów obwodu elektrycznego.

Dwa rodzaje reaktancji:

Indukcyjny. Tworzone przez cewki. Wzór obliczeniowy:

X (L) = 2π x f x L, gdzie:

f to aktualna częstotliwość (Hz),
L - indukcyjność (H);

Pojemnościowy. Tworzone przez kondensatory. Obliczane według wzoru:

X (C) = 1/(2π x f x C),

gdzie C jest pojemnością (F).

Podobnie jak jego aktywny odpowiednik, reaktancja wyrażana jest w omach, a także ogranicza przepływ prądu przez pętlę. Jeśli w obwodzie występuje zarówno pojemność, jak i cewka indukcyjna, całkowita rezystancja wynosi:

X = X (L) - X (C).

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-3.jpg 622w

Reaktancja czynna, indukcyjna i pojemnościowa

Ważny! Ciekawe cechy wynikają z formuł obciążenia reaktywnego. Wraz ze wzrostem częstotliwości prądu przemiennego i indukcyjności wzrasta X (L). I odwrotnie, im wyższa częstotliwość i pojemność, tym mniejsze X (C).

Znalezienie impedancji (Z) nie jest prostym dodawaniem składników aktywnych i reaktywnych:

Z = √ (R² + X²).

Przykład 1

Cewka w obwodzie z prądem o częstotliwości sieciowej ma czynną rezystancję 25 omów i indukcyjność 0,7 H. Możesz obliczyć impedancję:

X (L) \u003d 2π x f x L \u003d 2 x 3,14 x 50 x 0,7 \u003d 218,45 oma;
Z = √ (R² + X (L)²) = √ (25² + 218,45²) = 219,9 omów.

tg φ \u003d X (L) / R \u003d 218,45 / 25 \u003d 8,7.

Kąt φ jest w przybliżeniu równy 83 stopniom.

Przykład 2

Jest kondensator o pojemności 100 mikrofaradów i rezystancji wewnętrznej 12 omów. Możesz obliczyć impedancję:

X (C) \u003d 1 / (2π x f x C) \u003d 1 / 2 x 3,14 x 50 x 0,0001 \u003d 31,8 oma;
Z \u003d √ (R² + X (C)²) \u003d √ (12² + 31,8²) \u003d 34 omy.

W Internecie można znaleźć kalkulator online, aby uprościć obliczanie rezystancji i impedancji całego obwodu elektrycznego lub jego sekcji. Tam wystarczy zachować obliczone dane i zapisać wyniki obliczeń.