Odpor se měří v ohmech (Ohm).

Ohm je jednotka měření odporu, která dostala své jméno na počest slavného německého fyzika Georga Ohma, který objevil Ohmův zákon.

V Rusku je jednotka měření elektrického odporu označena jako Ohm, v mezinárodní klasifikaci je označena Omega: Ω.

Ohm byl zaveden do Mezinárodní soustavy jednotek (SI) v roce 1960. Rusko má také GOST 8.417-2002, který stanoví jednotky fyzikálních jednotek používaných v naší zemi, jejich název, označení a definici, tato státní norma také označuje jednotku měření elektrického odporu Ohm (tabulka č. 3 GOST 8.417-2002) .

Mnoho lidí se mylně ptá, v jakých jednotkách se měří aktuální odpor? Tato otázka je však nesprávná, protože elektrický proud neexistuje taková vlastnost jako odpor. S největší pravděpodobností má člověk na mysli odpor vodiče, je to také elektrický odpor. Proto je správné položit si otázku takto: V jakých jednotkách se měří odpor vodiče? Správná odpověď: Odpor vodiče se měří v ohmech (ohmech).

Jaký přístroj měří odpor

Zařízení, které měří elektrický odpor, se nazývá ohmmetr.

Nejprve se zamysleme nad otázkou, jak v pravý čas vědci pochopili hodnotu, tzv. proudový odpor". Při úvahách o základech elektrostatiky se již dotklo otázky elektrické vodivosti, včetně toho, že různé látky mají různou vodivost (schopnost propouštět volné nabité částice). Například kovy se vyznačují dobrou vodivostí (proto se jim říká vodiče), zatímco plasty a dřevo jsou špatné (dielektrika nebo nevodiče). Takové rozdíly jsou spojeny se zvláštnostmi molekulární struktury různých látek.

Nejproduktivnější prací na studiu vodivosti různých látek byly experimenty, které provedl Georg Ohm (1789-1854) (obr. 1).

Podstata Ohmovy práce byla následující. použil vědec elektrické schéma, skládající se z aktuální zdroj, vodič a také speciální zařízení pro sledování proudová síla. Při změně vodičů v obvodu Ohm vysledoval následující vzorec: síla proudu v obvodu rostla s rostoucím napětím. Dalším Ohmovým objevem bylo, že při výměně vodičů se měnil i stupeň nárůstu síly proudu s rostoucím napětím. Příklad takové závislosti je na obrázku 2.

Osa x ukazuje napětí a osa y ukazuje proudová síla. Graf ukazuje dvě přímky, znázorňující různou míru nárůstu síly proudu s rostoucím napětím v závislosti na vodiči, který je součástí obvodu.

Výsledkem Ohmova výzkumu byl následující závěr: „Různé vodiče mají různé vodivostní vlastnosti“, v důsledku čehož se objevil koncept proudový odpor.

Odpor elektrického proudu.

Elektrický odpor- fyzikální veličina, která charakterizuje schopnost vodiče ovlivňovat elektřina proudící ve vodiči.

• Označení hodnoty: R
• Jednotka: Ohm

V důsledku experimentů s vodiči bylo zjištěno, že vztah mezi proudová síla a napětí v elektrickém obvodu závisí i na velikosti použitého vodiče a nejen na látce. O vlivu rozměrů vodičů se budeme podrobněji věnovat v samostatné lekci.

Kvůli tomu, co se objeví proudový odpor? Během pohybu volných elektronů dochází k neustálé interakci mezi ionty, které tvoří strukturu krystalové mřížky, a elektrony. V důsledku této interakce se pohyb elektronů zpomaluje (ve skutečnosti v důsledku srážky elektronů s atomy - uzly krystalové mřížky), díky čemuž vzniká proudový odpor.

S elektrickým odporem souvisí i další fyzikální veličina - vedení proudu, reciproční odpor.

Vzorce proudového odporu.

Zvažte vztah mezi hodnotami studovanými v posledních lekcích. Jak bylo zmíněno, s rostoucím napětím roste v obvodu a proudová síla, tato množství jsou úměrná: I~U

Zvýšení odporu vodiče vede ke snížení síly proudu v obvodu, takže tyto hodnoty jsou navzájem nepřímo úměrné: I~1/R

Výsledkem výzkumu byla tato pravidelnost: R=U/I

Malujeme příjem jednotky proudový odpor: 1Ω=1V/1A

1 ohm je tedy takový proudový odpor, při kterém je síla proudu ve vodiči 1 A a napětí na koncích vodiče je 1 V.

Vlastně, proudový odpor 1 Ohm je příliš malý a v praxi se používají vodiče, které se vyznačují vyšším odporem (1 KΩ, 1 MΩ atd.).

Proud a napětí jsou vzájemně propojené veličiny, které se navzájem ovlivňují. Tomu se budeme podrobněji věnovat v další lekci.

Fyzika je plná pojmů, které si lze jen těžko představit. Nápadným příkladem toho je téma elektřiny. Téměř všechny jevy a termíny, se kterými se tam setkáváme, je těžké vidět nebo si představit.

Co je elektrický odpor? Odkud to pochází? Proč vzniká napětí? A proč má proud sílu? Otázky nekonečné číslo. Vyplatí se vše uspořádat. A bylo by dobré začít odporem.

Co se děje ve vodiči, když jím prochází proud?

Existují situace, kdy se materiál, který má vodivost, nachází mezi dvěma póly elektrického pole: kladným a záporným. A pak jím protéká elektrický proud. To se projevuje tím, že volné elektrony začínají řízený pohyb. Protože mají záporný náboj, pohybují se jedním směrem - směrem k plusu. Je zajímavé, že je zvykem udávat jiný směr pro směr elektrického proudu - od plus do mínus.

Elektrony při pohybu narážejí na atomy látky a předávají jim část své energie. To vysvětluje skutečnost, že se vodič zahrnutý v síti zahřívá. A samotné elektrony zpomalují svůj pohyb. Elektrické pole je ale opět urychlí, takže se opět řítí do plusu. Tento proces pokračuje neomezeně dlouho, dokud je kolem vodiče elektrické pole. Ukazuje se, že jsou to elektrony, které čelí odporu elektrického proudu. To znamená, že čím více překážek narazí, tím vyšší je hodnota této hodnoty.

Co je elektrický odpor?

Lze jej definovat dvěma způsoby. První souvisí se vzorcem pro Ohmův zákon. A zní to takto: elektrický odpor je fyzikální veličina, která je definována jako poměr napětí ve vodiči k síle proudu, který jím protéká. Matematický zápis je níže.

Druhý je založen na vlastnostech těla. Elektrický odpor vodiče je fyzikální veličina, která udává vlastnost tělesa přeměňovat elektrickou energii na teplo. Obě tato tvrzení jsou pravdivá. Pouze ve školním kurzu se nejčastěji zastavte u zapamatování prvního. Zkoumaná hodnota je označena písmenem R. Jednotky, ve kterých se měří elektrický odpor, jsou Ohm.

Jaké jsou vzorce pro jeho nalezení?

Nejznámější vyplývá z Ohmova zákona pro úsek řetězu. Kombinuje elektrický proud, napětí, odpor. Vypadá to takto:

Toto je formule číslo 1.
Druhý bere v úvahu skutečnost, že odpor závisí na parametrech vodiče:
Tento vzorec má číslo 2. Je v něm zaveden následující zápis:

Elektrický odpor je fyzikální veličina, která se rovná odporu materiálu o délce 1 m s plochou průřezu 1 m2.

Tabulka ukazuje systémovou jednotku měrného odporu. V reálné situace nestane se, že by byl průřez měřen v metrech čtverečních. Téměř vždy se jedná o čtvereční milimetry. Proto je výhodnější vzít elektrický odpor v Ohm * mm 2 / m a nahradit plochu v mm 2.

Na čem a jak závisí odpor?

Nejprve z látky, ze které je vodič vyroben. Čím větší hodnotu má elektrický odpor, tím hůře povede proud.

Za druhé, na délce drátu. A zde je závislost přímá. S rostoucí délkou se zvyšuje odpor.

Za třetí, o tloušťce. Čím je vodič tlustší, tím má menší odpor.

A konečně za čtvrté na teplotě vodiče. A tady není všechno tak jasné. Pokud jde o kovy, jejich elektrický odpor se při zahřívání zvyšuje. Výjimkou jsou některé speciální slitiny - jejich odpor se při zahřívání prakticky nemění. Patří sem: konstantan, nikl a manganin. Při zahřívání kapalin se jejich odpor snižuje.

Jaké jsou odpory?

Jedná se o prvek, který je součástí elektrického obvodu. Má velmi specifický odpor. To je použito ve schématech. Je obvyklé rozdělit odpory na dva typy: pevné a proměnné. Jejich název odkazuje na to, zda lze změnit jejich odpor. První - konstantní - neumožňují žádným způsobem měnit hodnotu jmenovitého odporu. Zůstává beze změny. Druhá - proměnné - umožňují provádět úpravy změnou odporu v závislosti na potřebách konkrétního obvodu. V rádiové elektronice se rozlišuje jiný typ - trimry. Jejich odpor se mění pouze v okamžiku, kdy potřebujete zařízení upravit, a pak zůstává konstantní.

Jak vypadá rezistor ve schématech?

Obdélník se dvěma východy z úzkých stran. Jedná se o pevný odpor. Pokud je k němu na třetí straně připevněna šipka, pak je již variabilní. Na schématech se navíc podepisuje i elektrický odpor rezistoru. Přímo uvnitř tohoto obdélníku. Obvykle jen čísla nebo se jménem, ​​pokud jsou velmi velké.

K čemu je izolace a proč by se měla měřit?

Jeho účelem je zajistit elektrickou bezpečnost. Hlavní charakteristikou je elektrický izolační odpor. Nedovolí, aby lidským tělem procházel nebezpečný proud.

Existují čtyři typy izolace:

• pracovní - jejím účelem je poskytovat normální fungování vybavení, takže ne vždy má dostatečnou úroveň ochrany člověka;
• doplňkový je doplněk k prvnímu typu a chrání lidi;
• double kombinuje první dva typy izolace;
• zesílený, což je vylepšený typ pracovního, je stejně spolehlivý jako přídavný.

Všechna zařízení, která mají domácí účel, musí být vybavena dvojitou nebo zesílenou izolací. Kromě toho musí mít takové vlastnosti, aby vydržel jakékoli mechanické, elektrické a tepelné zatížení.

Postupem času izolace stárne a její výkon se zhoršuje. To vysvětluje skutečnost, že vyžaduje pravidelné preventivní prohlídky. Jeho účelem je odstranění závad, stejně jako měření jeho aktivního odporu. K tomu se používá speciální zařízení - megaohmmetr.

Příklady problémů s řešením

Podmínka 1: Je nutné určit elektrický odpor železného drátu, který má délku 200 m a plochu průřezu 5 mm².

Řešení. Musíte použít druhý vzorec. Pouze odpor je v něm neznámý. Ale je to vidět v tabulce. Je roven 0,098 Ohm * mm / m2. Nyní stačí nahradit hodnoty ve vzorci a počítat:

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

Odpovědět: odpor je přibližně 4 ohmy.

Podmínka 2: Vypočítejte elektrický odpor vodiče vyrobeného z hliníku, pokud je jeho délka 2 km a jeho průřez je 2,5 mm².

Řešení. Podobně jako u prvního úkolu je měrný odpor 0,028 Ohm * mm / m2. Chcete-li získat správnou odpověď, musíte převést kilometry na metry: 2 km = 2000 m. Nyní můžete počítat:

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

Odpovědět R = 22,4 ohmů.

Podmínka 3: Jak dlouhý je vodič potřeba, má-li být jeho odpor 30 ohmů? Jeho průřez je známý - 0,2 mm² a materiál je nikl.

Řešení. Ze stejného vzorce odporu můžete získat výraz pro délku drátu:

l = (R*S)/p. Vše je známo, kromě měrného odporu, který je třeba vzít z tabulky: 0,45 Ohm * mm 2 / m. Po nahrazení a výpočtech se ukázalo, že l \u003d 13,33 m.

Odpovědět: přibližná hodnota délky je 13 m.

Podmínka 4: určete materiál, ze kterého je rezistor vyroben, pokud je jeho délka 40 m, odpor je 16 ohmů, průřez je 0,5 mm².

Řešení. Podobně jako u třetí úlohy je vyjádřen vzorec pro měrný odpor:

ρ = (R * S) / l. Nahrazení hodnot a výpočtů dává následující výsledek: ρ \u003d 0,2 Ohm * mm 2 / m. Tato hodnota odporu je typická pro olovo.

Odpovědět: Vést.

Pojem elektrického odporu a vodivosti

Každé těleso, kterým protéká elektrický proud, má vůči němu určitý odpor.Vlastnost materiálu vodiče bránit průchodu elektrického proudu skrz něj se nazývá elektrický odpor.

Elektronická teorie tímto způsobem vysvětluje podstatu elektrického odporu kovových vodičů. Při pohybu po vodiči se volné elektrony na své cestě nesčetněkrát setkávají s atomy a jinými elektrony a při interakci s nimi nevyhnutelně ztrácejí část své energie. Elektrony zažívají jakoby odpor vůči svému pohybu. Různé kovové vodiče s různou atomovou strukturou mají různou odolnost vůči elektrickému proudu.

Přesně totéž vysvětluje odpor kapalných vodičů a plynů proti průchodu elektrického proudu. Neměli bychom však zapomínat, že v těchto látkách se při svém pohybu nesetkají s odporem elektrony, ale nabité částice molekul.

Odpor je označen latinskými písmeny R nebo r.

Ohm se bere jako jednotka elektrického odporu.

Ohm je odpor rtuťového sloupce vysokého 106,3 cm o průřezu 1 mm2 při teplotě 0 °C.

Pokud je například elektrický odpor vodiče 4 ohmy, zapíše se takto: R \u003d 4 ohmy nebo r \u003d 4 ohmy.

Pro měření odporu velké hodnoty se používá jednotka nazývaná megohm.

Jeden meg se rovná jednomu milionu ohmů.

Čím větší je odpor vodiče, tím hůře vede elektrický proud, a naopak čím nižší je odpor vodiče, tím snáze elektrický proud tímto vodičem prochází.

Proto pro charakterizaci vodiče (z hlediska průchodu elektrického proudu přes něj) lze uvažovat nejen jeho odpor, ale také převrácenou hodnotu odporu a nazývá se vodivost.

elektrická vodivost Schopnost materiálu procházet elektrickým proudem se nazývá.

Protože vodivost je převrácená hodnota odporu, vyjadřuje se jako 1/R, vodivost se označuje latinským písmenem g.

Vliv materiálu vodiče, jeho rozměrů a okolní teploty na hodnotu elektrického odporu

Odpor různých vodičů závisí na materiálu, ze kterého jsou vyrobeny. Pro charakterizaci elektrického odporu různých materiálů byl zaveden koncept tzv. rezistivity.

Odpor je odpor vodiče o délce 1 m o průřezu 1 mm2. Odpor se označuje řeckým písmenem p. Každý materiál, ze kterého je vodič vyroben, má svůj vlastní odpor.

Například měrný odpor mědi je 0,017, to znamená, že měděný vodič o délce 1 m a průřezu 1 mm2 má odpor 0,017 ohmů. Rezistivita hliníku je 0,03, měrný odpor železa je 0,12, měrný odpor konstantanu je 0,48, měrný odpor nichromu je 1-1,1.

Odpor vodiče je přímo úměrný jeho délce, to znamená, že čím delší je vodič, tím větší je jeho elektrický odpor.

Odpor vodiče je nepřímo úměrný jeho průřezové ploše, to znamená, že čím je vodič tlustší, tím je jeho odpor menší, a naopak, čím tenčí vodič, tím větší je jeho odpor.

Pro lepší pochopení tohoto vztahu si představte dva páry komunikujících cév, přičemž jeden pár cév má tenkou spojovací trubici a druhý tlustou. Je jasné, že když je jedna z nádob (každý pár) naplněna vodou, dojde k jejímu přechodu do jiné nádoby tlustou trubicí mnohem rychleji než trubicí tenkou, tj. tlustá trubice bude klást menší odpor průtoku vody. voda. Stejně tak je pro elektrický proud snazší procházet tlustým vodičem než tenkým, to znamená, že první mu klade menší odpor než druhý.

Elektrický odpor vodiče se rovná specifickému odporu materiálu, ze kterého je tento vodič vyroben, vynásobený délkou vodiče a dělený plochou průřezu vodiče:

R = pl / S ,

kde - R - odpor vodiče, ohm, l - délka vodiče vm, S - průřez vodiče, mm 2.

Průřez kulatého vodiče vypočítá se podle vzorce:

S \u003d Pi x d 2/4

Kde je Pi - konstantní hodnota rovna 3,14; d je průměr vodiče.

A tak je určena délka vodiče:

l = S R / p ,

Tento vzorec umožňuje určit délku vodiče, jeho průřez a měrný odpor, pokud jsou známy další veličiny zahrnuté ve vzorci.

Pokud je nutné určit plochu průřezu vodiče, vzorec se redukuje na následující formu:

S = pl / R

Transformací stejného vzorce a vyřešením rovnosti vzhledem k p zjistíme měrný odpor vodiče:

R = R S/l

Poslední vzorec je nutné použít v případech, kdy jsou známy odpor a rozměry vodiče a neznámý jeho materiál a navíc je obtížné jej určit pomocí vzhled. K tomu je nutné určit měrný odpor vodiče a pomocí tabulky najít materiál, který má takový měrný odpor.

Dalším důvodem, který ovlivňuje odpor vodičů, je teplota.

Bylo zjištěno, že se zvyšující se teplotou se odpor kovových vodičů zvyšuje a s klesajícím klesá. Toto zvýšení nebo snížení odporu u čistých kovových vodičů je téměř stejné a v průměru je 0,4 % na 1 °C. S rostoucí teplotou klesá odpor kapalných vodičů a uhlí.

Elektronová teorie struktury hmoty podává následující vysvětlení pro nárůst odporu kovových vodičů s rostoucí teplotou. Při zahřívání vodič přijímá tepelnou energii, která se nevyhnutelně přenáší na všechny atomy látky, v důsledku čehož se zvyšuje intenzita jejich pohybu. Zvýšený pohyb atomů vytváří větší odpor proti usměrněnému pohybu volných elektronů, proto se odpor vodiče zvyšuje. S poklesem teploty se vytvářejí lepší podmínky pro usměrněný pohyb elektronů a odpor vodiče klesá. To vysvětluje zajímavý jev - supravodivost kovů.

Supravodivost, tj. snížení odolnosti kovů k nule, nastává při obrovské záporné teplotě - 273 ° C, nazývané absolutní nula. Při teplotě absolutní nuly se zdá, že atomy kovu zamrznou na místě, aniž by vůbec bránily pohybu elektronů.

- elektrická veličina, která charakterizuje vlastnost materiálu bránit toku elektrického proudu. V závislosti na typu materiálu může mít odpor sklon k nule - být minimální (mi/mikroohmy - vodiče, kovy), nebo být velmi velký (gigaohmy - izolace, dielektrika). Převrácená hodnota elektrického odporu je .

jednotka měření elektrický odpor - Ohm. Označuje se písmenem R. Zjišťuje se závislost odporu na proudu a v uzavřeném obvodu.

Ohmmetr- zařízení pro přímé měření odporu obvodu. Podle rozsahu měřené hodnoty se dělí na gigaohmmetry (pro velký odpor - při měření izolace), a na mikro / miliohmmetry (pro malé odpory - při měření přechodového odporu kontaktů, vinutí motoru apod.).

Podle návrhu existuje široká škála ohmmetrů. různých výrobců, od elektromechanických po mikroelektronické. Za zmínku stojí, že klasický ohmmetr měří aktivní část odporu (tzv. ohmy).

Jakýkoli odpor (kovový nebo polovodičový) v obvodu střídavý proud má aktivní a reaktivní složku. Součet aktivní a reaktance je Impedance střídavého obvodu a vypočítá se podle vzorce:

kde Z je celkový odpor střídavého obvodu;

R je aktivní odpor střídavého obvodu;

Xc je kapacitní reaktance střídavého obvodu;

(C je kapacita, w je úhlová rychlost střídavého proudu)

Xl je indukční reaktance střídavého obvodu;

(L je indukčnost, w je úhlová rychlost střídavého proudu).

Aktivní odpor- jedná se o část impedance elektrického obvodu, jejíž energie se zcela přeměňuje na jiné druhy energie (mechanickou, chemickou, tepelnou). Charakteristickým rysem aktivní složky je úplná spotřeba veškeré elektřiny (energie se nevrací do sítě zpět do sítě) a reaktance vrací část energie zpět do sítě (negativní vlastnost jalové složky).

Fyzikální význam aktivního odporu

Každé prostředí kde elektrické náboje, vytváří na jejich cestě překážky (předpokládá se, že jde o uzly krystalové mřížky), do kterých jakoby narážejí a ztrácejí energii, která se uvolňuje ve formě tepla.

Dochází tedy k poklesu (ztrátě elektrické energie), jehož část se ztrácí vlivem vnitřního odporu vodivého prostředí.

Číselná hodnota charakterizující schopnost materiálu bránit průchodu nábojů se nazývá odpor. Měří se v ohmech (Ohm) a je nepřímo úměrná elektrické vodivosti.

Různé prvky periodický systém Mendělejev má různý elektrický odpor (p), například nejmenší sp. stříbro (0,016 Ohm * mm2 / m), měď (0,0175 Ohm * mm2 / m), zlato (0,023) a hliník (0,029) mají odpor. Používají se v průmyslu jako hlavní materiály, na kterých je postavena veškerá elektrotechnika a energetika. Dielektrika mají naopak vysokou sp. odpor a používá se k izolaci.

Odpor vodivého média se může výrazně lišit v závislosti na průřezu, teplotě, velikosti a frekvenci proudu. Různá média mají navíc různé nosiče náboje (volné elektrony v kovech, ionty v elektrolytech, „díry“ v polovodičích), které jsou určujícími faktory odporu.

Fyzikální význam reaktance

V cívkách a kondenzátorech se při použití akumuluje energie ve formě magnetických a elektrických polí, což vyžaduje určitý čas.

Magnetická pole ve střídavých sítích se mění podle měnícího se směru pohybu nábojů, přičemž poskytují dodatečný odpor.

Navíc dochází k ustálenému fázovému a proudovému posunu, což vede k dalším ztrátám elektřiny.

Odpor

Jak zjistit odpor materiálu, když jím neprotéká a nemáme ohmmetr? To má zvláštní hodnotu - elektrický odpor materiálu v

(jedná se o tabulkové hodnoty, které jsou pro většinu kovů určeny empiricky). S touto hodnotou a fyzikálními veličinami materiálu můžeme vypočítat odpor pomocí vzorce:

kde, p- měrný odpor (jednotky měření ohm * m / mm 2);

l je délka vodiče (m);

S - průřez (mm 2).