Η αντίσταση μετριέται σε Ohms (Ohm).

Το Ohm είναι μια μονάδα μέτρησης της αντίστασης, η οποία πήρε το όνομά της προς τιμήν του διάσημου Γερμανού φυσικού Georg Ohm, ο οποίος ανακάλυψε το νόμο του Ohm.

Στη Ρωσία, η μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής αντίστασης συμβολίζεται ως Ohm, στη διεθνή ταξινόμηση συμβολίζεται με Omega: Ω.

Το Ohm εισήχθη στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) το 1960. Η Ρωσία έχει επίσης το GOST 8.417-2002, το οποίο καθορίζει τις μονάδες των φυσικών μονάδων που χρησιμοποιούνται στη χώρα μας, το όνομα, την ονομασία και τον ορισμό τους, αυτό το κρατικό πρότυπο υποδεικνύει επίσης τη μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής αντίστασης Ohm (Πίνακας No. 3 GOST 8.417-2002) .

Πολλοί άνθρωποι ρωτούν λανθασμένα σε ποιες μονάδες μετράται η αντίσταση ρεύματος; Ωστόσο, αυτή η ερώτηση είναι λανθασμένη γιατί ηλεκτρικό ρεύμαδεν υπάρχει τέτοια ιδιότητα όπως η αντίσταση. Πιθανότατα, ένα άτομο σημαίνει την αντίσταση του αγωγού, είναι επίσης ηλεκτρική αντίσταση. Επομένως, είναι σωστό να τεθεί το ερώτημα ως εξής: Σε ποιες μονάδες μετράται η αντίσταση του αγωγού; Σωστή απάντηση: Η αντίσταση του αγωγού μετριέται σε ohms (ohms).

Ποιο όργανο μετρά την αντίσταση

Η συσκευή που μετρά την ηλεκτρική αντίσταση ονομάζεται ωμόμετρο.

Αρχικά, ας εξετάσουμε το ερώτημα πώς, σε εύθετο χρόνο, οι ερευνητές κατάλαβαν την αξία, που ονομάζεται " αντίσταση ρεύματος". Όταν εξετάζουμε τα βασικά της ηλεκτροστατικής, τα ζητήματα της ηλεκτρικής αγωγιμότητας έχουν ήδη τεθεί, συμπεριλαμβανομένου του γεγονότος ότι διαφορετικές ουσίες έχουν διαφορετική αγωγιμότητα (η ικανότητα να περνούν ελεύθερα φορτισμένα σωματίδια). Για παράδειγμα, τα μέταλλα χαρακτηρίζονται από καλή αγωγιμότητα (γι' αυτό ονομάζονται αγωγοί), ενώ το πλαστικό και το ξύλο είναι φτωχά (διηλεκτρικά ή μη αγωγοί). Τέτοιες διαφορές συνδέονται με τις ιδιαιτερότητες της μοριακής δομής διαφορετικών ουσιών.

Η πιο παραγωγική εργασία για τη μελέτη της αγωγιμότητας διαφόρων ουσιών ήταν τα πειράματα που διεξήγαγε ο Georg Ohm (1789-1854) (Εικ. 1).

Η ουσία του έργου του Ohm ήταν η εξής. επιστήμονας που χρησιμοποιείται διάγραμμα συνδεσμολογίας, που αποτελείται από τρέχουσα πηγή, αγωγός, καθώς και ειδική συσκευή παρακολούθησης τρέχουσα δύναμη. Αλλάζοντας τους αγωγούς στο κύκλωμα, ο Ohm εντόπισε το ακόλουθο μοτίβο: η ισχύς του ρεύματος στο κύκλωμα αυξανόταν με την αύξηση της τάσης. Η επόμενη ανακάλυψη του Ohm ήταν ότι όταν οι αγωγοί αντικαταστάθηκαν, ο βαθμός αύξησης της ισχύος ρεύματος με την αύξηση της τάσης άλλαξε επίσης. Ένα παράδειγμα τέτοιας εξάρτησης φαίνεται στο Σχήμα 2.

Ο άξονας x δείχνει τάση και ο άξονας y δείχνει τρέχουσα δύναμη. Το γράφημα δείχνει δύο ευθείες γραμμές, που δείχνουν διαφορετικούς ρυθμούς αύξησης του ρεύματος με την αύξηση της τάσης, ανάλογα με τον αγωγό που είναι μέρος του κυκλώματος.

Το αποτέλεσμα της έρευνας του Ohm ήταν το εξής συμπέρασμα: «Διαφορετικοί αγωγοί έχουν διαφορετικές ιδιότητες αγωγιμότητας», με αποτέλεσμα να εμφανιστεί η έννοια αντίσταση ρεύματος.

Αντίσταση ηλεκτρικού ρεύματος.

Ηλεκτρική αντίσταση- ένα φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει την ικανότητα ενός αγωγού να επηρεάζει ηλεκτρική ενέργειαπου ρέει στον αγωγό.

• Ονομασία αξίας: R
• Μονάδα: Ohm

Ως αποτέλεσμα πειραμάτων με αγωγούς, διαπιστώθηκε ότι η σχέση μεταξύ τρέχουσα δύναμηκαι η τάση στο ηλεκτρικό κύκλωμα εξαρτάται επίσης από το μέγεθος του αγωγού που χρησιμοποιείται, και όχι μόνο από την ουσία. Η επίδραση των διαστάσεων του αγωγού θα συζητηθεί λεπτομερέστερα σε ξεχωριστό μάθημα.

Λόγω αυτού που φαίνεται αντίσταση ρεύματος? Κατά τη διάρκεια της κίνησης των ελεύθερων ηλεκτρονίων, υπάρχει μια σταθερή αλληλεπίδραση μεταξύ των ιόντων που αποτελούν τη δομή του κρυσταλλικού πλέγματος και των ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης, η κίνηση των ηλεκτρονίων επιβραδύνεται (στην πραγματικότητα, λόγω της σύγκρουσης των ηλεκτρονίων με τα άτομα - τους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος), λόγω της οποίας δημιουργείται αντίσταση ρεύματος.

Ένα άλλο φυσικό μέγεθος σχετίζεται επίσης με την ηλεκτρική αντίσταση - ρεύμα αγωγιμότητας, το ανταποδοτικό της αντίστασης.

Τύποι αντίστασης ρεύματος.

Εξετάστε τη σχέση μεταξύ των τιμών που μελετήθηκαν στα τελευταία μαθήματα. Όπως αναφέρθηκε, με την αύξηση της τάσης αυξάνεται στο κύκλωμα και τρέχουσα δύναμη, αυτές οι ποσότητες είναι ανάλογες με: I~U

Η αύξηση της αντίστασης του αγωγού οδηγεί σε μείωση της ισχύος ρεύματος στο κύκλωμα, επομένως αυτές οι τιμές είναι αντιστρόφως ανάλογες μεταξύ τους: I~1/R

Ως αποτέλεσμα της έρευνας, αποκαλύφθηκε η ακόλουθη κανονικότητα: R=U/I

Ζωγραφίζουμε την απόδειξη της μονάδας αντίσταση ρεύματος: 1Ω=1V/1A

Έτσι, 1 ohm είναι μια τέτοια αντίσταση ρεύματος στην οποία η ισχύς ρεύματος στον αγωγό είναι 1 A και η τάση στα άκρα του αγωγού είναι 1 V.

Πράγματι, αντίσταση ρεύματοςΤο 1 Ohm είναι πολύ μικρό και στην πράξη χρησιμοποιούνται αγωγοί που χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερη αντίσταση (1 KΩ, 1 MΩ κ.λπ.).

Το ρεύμα και η τάση είναι αλληλένδετα μεγέθη που επηρεάζουν το ένα το άλλο. Αυτό θα καλυφθεί με περισσότερες λεπτομέρειες στο επόμενο μάθημα.

Η φυσική είναι γεμάτη έννοιες που είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα αυτού είναι το θέμα της ηλεκτρικής ενέργειας. Σχεδόν όλα τα φαινόμενα και οι όροι που συναντώνται εκεί είναι δύσκολο να δεις ή να φανταστείς.

Τι είναι η ηλεκτρική αντίσταση; Από πού προέρχεται; Γιατί δημιουργείται ένταση; Και γιατί το ρεύμα έχει δύναμη; Ερωτήσεις ένας άπειρος αριθμός. Αξίζει να τα ταξινομήσετε όλα με τη σειρά. Και καλό θα ήταν να ξεκινήσουμε με αντίσταση.

Τι συμβαίνει σε έναν αγωγό όταν τον διαρρέει ρεύμα;

Υπάρχουν περιπτώσεις όπου ένα υλικό που έχει αγώγιμη ικανότητα βρίσκεται μεταξύ δύο πόλων ηλεκτρικού πεδίου: θετικού και αρνητικού. Και τότε ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσα από αυτό. Αυτό εκδηλώνεται στο γεγονός ότι τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ξεκινούν την κατευθυνόμενη κίνηση. Δεδομένου ότι έχουν αρνητικό φορτίο, κινούνται προς μία κατεύθυνση - προς το συν. Είναι ενδιαφέρον ότι συνηθίζεται να υποδεικνύεται διαφορετική κατεύθυνση για την κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος - από το συν στο μείον.

Κατά τη διάρκεια της κίνησης, τα ηλεκτρόνια χτυπούν τα άτομα της ουσίας και μεταφέρουν μέρος της ενέργειάς τους σε αυτά. Αυτό εξηγεί το γεγονός ότι ο αγωγός που περιλαμβάνεται στο δίκτυο θερμαίνεται. Και τα ίδια τα ηλεκτρόνια επιβραδύνουν την κίνησή τους. Αλλά το ηλεκτρικό πεδίο τους επιταχύνει ξανά, οπότε σπεύδουν και πάλι στο συν. Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται επ' αόριστον όσο υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο γύρω από τον αγωγό. Αποδεικνύεται ότι είναι τα ηλεκτρόνια που βιώνουν την αντίσταση του ηλεκτρικού ρεύματος. Δηλαδή, όσο περισσότερα εμπόδια συναντούν, τόσο μεγαλύτερη είναι η αξία αυτής της τιμής.

Τι είναι η ηλεκτρική αντίσταση;

Μπορεί να οριστεί με δύο τρόπους. Το πρώτο σχετίζεται με τον τύπο του νόμου του Ohm. Και ακούγεται κάπως έτσι: η ηλεκτρική αντίσταση είναι ένα φυσικό μέγεθος, το οποίο ορίζεται ως ο λόγος της τάσης στον αγωγό προς την ισχύ του ρεύματος που ρέει σε αυτόν. Η μαθηματική σημειογραφία είναι παρακάτω.

Το δεύτερο βασίζεται στις ιδιότητες του σώματος. Η ηλεκτρική αντίσταση ενός αγωγού είναι ένα φυσικό μέγεθος που δείχνει την ιδιότητα ενός σώματος να μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα. Και οι δύο αυτές δηλώσεις είναι αληθινές. Μόνο στο σχολικό μάθημα τις περισσότερες φορές σταματούν στην απομνημόνευση του πρώτου. Η υπό μελέτη τιμή συμβολίζεται με το γράμμα R. Οι μονάδες στις οποίες μετράται η ηλεκτρική αντίσταση είναι Ohm.

Ποιοι είναι οι τύποι για να το βρούμε;

Το πιο γνωστό προκύπτει από τον νόμο του Ohm για το τμήμα της αλυσίδας. Συνδυάζει ηλεκτρικό ρεύμα, τάση, αντίσταση. Φαίνεται ότι:

Αυτός είναι ο τύπος νούμερο 1.
Το δεύτερο λαμβάνει υπόψη το γεγονός ότι η αντίσταση εξαρτάται από τις παραμέτρους του αγωγού:
Αυτός ο τύπος έχει τον αριθμό 2. Ο ακόλουθος συμβολισμός εισάγεται σε αυτόν:

Η ηλεκτρική ειδική αντίσταση είναι ένα φυσικό μέγεθος που ισούται με την αντίσταση ενός υλικού μήκους 1 m και επιφάνειας διατομής 1 m 2.

Ο πίνακας δείχνει τη μονάδα αντίστασης συστήματος. ΣΤΟ πραγματικές καταστάσειςδεν συμβαίνει η διατομή να μετριέται σε τετραγωνικά μέτρα. Σχεδόν πάντα είναι τετραγωνικά χιλιοστά. Επομένως, είναι πιο βολικό να λάβετε την ηλεκτρική ειδική αντίσταση σε Ohm * mm 2 / m και να αντικαταστήσετε την περιοχή σε mm 2.

Από τι και πώς εξαρτάται η αντίσταση;

Πρώτον, από την ουσία από την οποία είναι κατασκευασμένος ο αγωγός. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή της ηλεκτρικής ειδικής αντίστασης, τόσο χειρότερο θα μεταφέρει το ρεύμα.

Δεύτερον, στο μήκος του σύρματος. Και εδώ η εξάρτηση είναι άμεση. Καθώς το μήκος αυξάνεται, η αντίσταση αυξάνεται.

Τρίτον, στο πάχος. Όσο πιο παχύς είναι ο αγωγός, τόσο λιγότερη αντίσταση έχει.

Και τέλος, τέταρτον, στη θερμοκρασία του αγωγού. Και εδώ δεν είναι όλα τόσο ξεκάθαρα. Όταν πρόκειται για μέταλλα, η ηλεκτρική τους αντίσταση αυξάνεται καθώς θερμαίνονται. Η εξαίρεση είναι ορισμένα ειδικά κράματα - η αντίστασή τους πρακτικά δεν αλλάζει όταν θερμαίνεται. Αυτά περιλαμβάνουν: κονταντάνη, νικελίνη και μαγγανίνη. Όταν τα υγρά θερμαίνονται, η αντίστασή τους μειώνεται.

Ποιες είναι οι αντιστάσεις;

Αυτό είναι ένα στοιχείο που περιλαμβάνεται σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Έχει πολύ συγκεκριμένη αντίσταση. Αυτό χρησιμοποιείται στα διαγράμματα. Είναι σύνηθες να χωρίζονται οι αντιστάσεις σε δύο τύπους: σταθερές και μεταβλητές. Το όνομά τους αναφέρεται στο αν μπορεί να αλλάξει η αντίστασή τους. Το πρώτο - σταθερό - δεν σας επιτρέπει να αλλάξετε την τιμή της ονομαστικής αντίστασης με κανέναν τρόπο. Παραμένει αναλλοίωτο. Οι δεύτεροι - μεταβλητές - καθιστούν δυνατή την πραγματοποίηση προσαρμογών αλλάζοντας την αντίσταση ανάλογα με τις ανάγκες ενός συγκεκριμένου κυκλώματος. Στα ραδιοηλεκτρονικά, διακρίνεται ένας άλλος τύπος - κοπτήρες. Η αντίστασή τους αλλάζει μόνο τη στιγμή που πρέπει να ρυθμίσετε τη συσκευή και στη συνέχεια παραμένει σταθερή.

Πώς φαίνεται μια αντίσταση στα διαγράμματα;

Ένα ορθογώνιο με δύο εξόδους από τις στενές πλευρές του. Αυτή είναι μια σταθερή αντίσταση. Εάν ένα βέλος είναι συνδεδεμένο σε αυτό στην τρίτη πλευρά, τότε είναι ήδη μεταβλητό. Επιπλέον, η ηλεκτρική αντίσταση της αντίστασης υπογράφεται επίσης στα διαγράμματα. Ακριβώς μέσα σε αυτό το ορθογώνιο. Συνήθως μόνο αριθμοί ή με όνομα αν είναι πολύ μεγάλοι.

Σε τι χρησιμεύει η μόνωση και γιατί πρέπει να μετράται;

Σκοπός του είναι να διασφαλίζει την ηλεκτρική ασφάλεια. Η ηλεκτρική αντίσταση μόνωσης είναι το κύριο χαρακτηριστικό. Δεν αφήνει ένα επικίνδυνο ρεύμα να περάσει μέσα από το ανθρώπινο σώμα.

Υπάρχουν τέσσερις τύποι μόνωσης:

• λειτουργούν - σκοπός του είναι να παρέχει κανονική λειτουργίαεξοπλισμό, επομένως δεν έχει πάντα επαρκές επίπεδο ανθρώπινης προστασίας·
• Το πρόσθετο είναι μια προσθήκη στον πρώτο τύπο και προστατεύει τους ανθρώπους.
• Το διπλό συνδυάζει τους δύο πρώτους τύπους μόνωσης.
• ενισχυμένο, που είναι ένας βελτιωμένος τύπος εργασίας, είναι εξίσου αξιόπιστος με έναν επιπλέον.

Όλες οι συσκευές που έχουν οικιακή χρήση πρέπει να είναι εξοπλισμένες με διπλή ή ενισχυμένη μόνωση. Επιπλέον, πρέπει να έχει τέτοια χαρακτηριστικά ώστε να αντέχει τυχόν μηχανικά, ηλεκτρικά και θερμικά φορτία.

Με την πάροδο του χρόνου, η μόνωση γερνά και η απόδοσή της επιδεινώνεται. Αυτό εξηγεί το γεγονός ότι απαιτεί τακτική προληπτική εξέταση. Σκοπός του είναι να εξαλείψει ελαττώματα, καθώς και να μετρήσει την ενεργό αντίστασή του. Για αυτό, χρησιμοποιείται μια ειδική συσκευή - ένα megohmmeter.

Παραδείγματα προβλημάτων με λύσεις

Συνθήκη 1: Απαιτείται ο προσδιορισμός της ηλεκτρικής αντίστασης ενός σύρματος σιδήρου που έχει μήκος 200 m και επιφάνεια διατομής 5 mm².

Λύση.Πρέπει να χρησιμοποιήσετε τη δεύτερη φόρμουλα. Μόνο η ειδική αντίσταση είναι άγνωστη σε αυτό. Αλλά φαίνεται στον πίνακα. Είναι ίσο με 0,098 Ohm * mm / m 2. Τώρα πρέπει απλώς να αντικαταστήσετε τις τιμές στον τύπο και να μετρήσετε:

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

Απάντηση:η αντίσταση είναι περίπου 4 ohms.

Συνθήκη 2: Υπολογίστε την ηλεκτρική αντίσταση ενός αγωγού από αλουμίνιο εάν το μήκος του είναι 2 km και το εμβαδόν της διατομής του είναι 2,5 mm².

Λύση.Παρόμοια με την πρώτη εργασία, η ειδική αντίσταση είναι 0,028 Ohm * mm / m 2. Για να λάβετε τη σωστή απάντηση, πρέπει να μετατρέψετε χιλιόμετρα σε μέτρα: 2 km = 2000 m. Τώρα μπορείτε να μετρήσετε:

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

Απάντηση: R = 22,4 ohms.

Συνθήκη 3: Πόσο καιρό χρειάζεται το καλώδιο εάν η αντίστασή του είναι 30 ohms; Η περιοχή διατομής του είναι γνωστή - 0,2 mm² και το υλικό είναι νικελίνης.

Λύση.Από τον ίδιο τύπο αντίστασης, μπορείτε να πάρετε μια έκφραση για το μήκος του σύρματος:

l = (R * S) / σελ. Όλα είναι γνωστά, εκτός από την ειδική αντίσταση, η οποία πρέπει να ληφθεί από τον πίνακα: 0,45 Ohm * mm 2 / m. Μετά την αντικατάσταση και τους υπολογισμούς, αποδεικνύεται ότι l \u003d 13,33 m.

Απάντηση:η κατά προσέγγιση τιμή του μήκους είναι 13 m.

Συνθήκη 4: προσδιορίστε το υλικό από το οποίο κατασκευάζεται η αντίσταση, εάν το μήκος της είναι 40 m, η αντίσταση είναι 16 ohms, η διατομή είναι 0,5 mm².

Λύση.Ομοίως με την τρίτη εργασία, ο τύπος για την ειδική αντίσταση εκφράζεται:

ρ = (R * S) / l. Η αντικατάσταση των τιμών και οι υπολογισμοί δίνουν το ακόλουθο αποτέλεσμα: ρ \u003d 0,2 Ohm * mm 2 / m. Αυτή η τιμή ειδικής αντίστασης είναι χαρακτηριστική για το μόλυβδο.

Απάντηση: οδηγω.

Η έννοια της ηλεκτρικής αντίστασης και αγωγιμότητας

Κάθε σώμα μέσα από το οποίο ρέει ηλεκτρικό ρεύμα, έχει μια ορισμένη αντίσταση σε αυτό.Η ιδιότητα ενός αγωγού υλικού να εμποδίζει τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από αυτό ονομάζεται ηλεκτρική αντίσταση.

Η ηλεκτρονική θεωρία εξηγεί με αυτόν τον τρόπο την ουσία της ηλεκτρικής αντίστασης των μεταλλικών αγωγών. Όταν κινούνται κατά μήκος ενός αγωγού, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια συναντούν άτομα και άλλα ηλεκτρόνια αμέτρητες φορές στο δρόμο τους και, αλληλεπιδρώντας μαζί τους, χάνουν αναπόφευκτα μέρος της ενέργειάς τους. Τα ηλεκτρόνια βιώνουν, σαν να λέγαμε, αντίσταση στην κίνησή τους. Διαφορετικοί μεταλλικοί αγωγοί με διαφορετική ατομική δομή έχουν διαφορετική αντίσταση στο ηλεκτρικό ρεύμα.

Ακριβώς το ίδιο εξηγεί και την αντίσταση των υγρών αγωγών και αερίων στη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος. Ωστόσο, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι σε αυτές τις ουσίες, όχι ηλεκτρόνια, αλλά φορτισμένα σωματίδια μορίων συναντούν αντίσταση κατά την κίνησή τους.

Η αντίσταση υποδεικνύεται με λατινικά γράμματα R ή r.

Ως μονάδα ηλεκτρικής αντίστασης λαμβάνεται το ωμ.

Το Ohm είναι η αντίσταση μιας στήλης υδραργύρου ύψους 106,3 cm με διατομή 1 mm2 σε θερμοκρασία 0 ° C.

Εάν, για παράδειγμα, η ηλεκτρική αντίσταση του αγωγού είναι 4 ohms, τότε γράφεται ως εξής: R \u003d 4 ohms ή r \u003d 4 ohms.

Για τη μέτρηση της αντίστασης μιας μεγάλης τιμής, υιοθετείται μια μονάδα που ονομάζεται megohm.

Ένα meg ισούται με ένα εκατομμύριο ohms.

Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του αγωγού, τόσο χειρότερα άγει το ηλεκτρικό ρεύμα και, αντίθετα, όσο μικρότερη είναι η αντίσταση του αγωγού, τόσο πιο εύκολο είναι για το ηλεκτρικό ρεύμα να περάσει από αυτόν τον αγωγό.

Επομένως, για να χαρακτηρίσουμε τον αγωγό (όσον αφορά τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος από αυτόν), μπορεί κανείς να εξετάσει όχι μόνο την αντίστασή του, αλλά και το αντίστροφο της αντίστασης και ονομάζεται αγωγιμότητα.

ηλεκτρική αγωγιμότηταΗ ικανότητα ενός υλικού να διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από τον εαυτό του ονομάζεται.

Δεδομένου ότι η αγωγιμότητα είναι το αντίστροφο της αντίστασης, εκφράζεται ως 1 / R, η αγωγιμότητα συμβολίζεται με το λατινικό γράμμα g.

Επίδραση του αγωγού υλικού, των διαστάσεων του και της θερμοκρασίας περιβάλλοντος στην τιμή της ηλεκτρικής αντίστασης

Η αντίσταση των διαφόρων αγωγών εξαρτάται από το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται. Για να χαρακτηριστεί η ηλεκτρική αντίσταση διαφόρων υλικών, έχει εισαχθεί η έννοια της λεγόμενης ειδικής αντίστασης.

Αντίστασηείναι η αντίσταση ενός αγωγού μήκους 1 m και επιφάνειας διατομής 1 mm2. Η αντίσταση συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα p. Κάθε υλικό από το οποίο κατασκευάζεται ο αγωγός έχει τη δική του ειδική αντίσταση.

Για παράδειγμα, η ειδική αντίσταση του χαλκού είναι 0,017, δηλαδή ένας χάλκινος αγωγός μήκους 1 m και διατομής 1 mm2 έχει αντίσταση 0,017 ohms. Η ειδική αντίσταση του αλουμινίου είναι 0,03, η ειδική αντίσταση του σιδήρου είναι 0,12, η ​​ειδική αντίσταση της κονταντάνης είναι 0,48, η ειδική αντίσταση του νιχρώμου είναι 1-1,1.

Η αντίσταση ενός αγωγού είναι ευθέως ανάλογη με το μήκος του, δηλαδή όσο μεγαλύτερος είναι ο αγωγός τόσο μεγαλύτερη είναι η ηλεκτρική του αντίσταση.

Η αντίσταση ενός αγωγού είναι αντιστρόφως ανάλογη με το εμβαδόν της διατομής του, δηλαδή όσο πιο παχύς είναι ο αγωγός τόσο μικρότερη είναι η αντίστασή του και, αντίθετα, όσο πιο λεπτός είναι ο αγωγός, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίστασή του.

Για να κατανοήσετε καλύτερα αυτή τη σχέση, φανταστείτε δύο ζεύγη δοχείων επικοινωνίας, με το ένα ζευγάρι αγγείων να έχει έναν λεπτό συνδετικό σωλήνα και το άλλο να έχει έναν παχύ. Είναι σαφές ότι όταν ένα από τα δοχεία (κάθε ζεύγος) γεμίσει με νερό, η μετάβασή του σε ένα άλλο δοχείο μέσω ενός παχύ σωλήνα θα γίνει πολύ πιο γρήγορα από ότι μέσω ενός λεπτού, δηλαδή ένας παχύς σωλήνας θα προσφέρει λιγότερη αντίσταση στη ροή του νερό. Με τον ίδιο τρόπο είναι πιο εύκολο να περάσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα από έναν χοντρό αγωγό παρά από έναν λεπτό, δηλαδή ο πρώτος του προσφέρει μικρότερη αντίσταση από τον δεύτερο.

Η ηλεκτρική αντίσταση ενός αγωγού είναι ίση με την ειδική αντίσταση του υλικού από το οποίο κατασκευάζεται αυτός ο αγωγός, πολλαπλασιαζόμενη με το μήκος του αγωγού και διαιρούμενη με την περιοχή της διατομής του αγωγού:

R = pl / S,

Οπου - R - αντίσταση αγωγού, ohm, l - μήκος αγωγού σε m, S - εμβαδόν διατομής αγωγού, mm 2.

Επιφάνεια διατομής στρογγυλού αγωγούυπολογίζεται με τον τύπο:

S \u003d Pi x d 2 / 4

Πού είναι ο Πι - σταθερή τιμή ίση με 3,14. d είναι η διάμετρος του αγωγού.

Και έτσι καθορίζεται το μήκος του αγωγού:

l = S R / p ,

Αυτός ο τύπος καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό του μήκους του αγωγού, της διατομής και της ειδικής αντίστασής του, εάν οι άλλες ποσότητες που περιλαμβάνονται στον τύπο είναι γνωστές.

Εάν είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η περιοχή διατομής του αγωγού, τότε ο τύπος μειώνεται στην ακόλουθη μορφή:

S = pl / R

Μετασχηματίζοντας τον ίδιο τύπο και λύνοντας την ισότητα ως προς το p, βρίσκουμε την ειδική αντίσταση του αγωγού:

R = R S / l

Ο τελευταίος τύπος πρέπει να χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου η αντίσταση και οι διαστάσεις του αγωγού είναι γνωστές και το υλικό του είναι άγνωστο και, επιπλέον, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί με εμφάνιση. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε την ειδική αντίσταση του αγωγού και, χρησιμοποιώντας τον πίνακα, να βρείτε ένα υλικό που έχει τέτοια ειδική αντίσταση.

Ένας άλλος λόγος που επηρεάζει την αντίσταση των αγωγών είναι η θερμοκρασία.

Έχει διαπιστωθεί ότι με την αύξηση της θερμοκρασίας, η αντίσταση των μεταλλικών αγωγών αυξάνεται και μειώνεται με τη μείωση. Αυτή η αύξηση ή μείωση της αντίστασης για τους αγωγούς καθαρού μετάλλου είναι σχεδόν η ίδια και είναι κατά μέσο όρο 0,4% ανά 1°C. Η αντίσταση των υγρών αγωγών και του άνθρακα μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Η ηλεκτρονική θεωρία της δομής της ύλης δίνει την ακόλουθη εξήγηση για την αύξηση της αντίστασης των μεταλλικών αγωγών με την αύξηση της θερμοκρασίας. Όταν θερμαίνεται, ο αγωγός λαμβάνει θερμική ενέργεια, η οποία αναπόφευκτα μεταφέρεται σε όλα τα άτομα της ουσίας, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η ένταση της κίνησής τους. Η αυξημένη κίνηση των ατόμων δημιουργεί μεγαλύτερη αντίσταση στην κατευθυνόμενη κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων, γι' αυτό και αυξάνεται η αντίσταση του αγωγού. Με τη μείωση της θερμοκρασίας δημιουργούνται καλύτερες συνθήκες για την κατευθυνόμενη κίνηση των ηλεκτρονίων και η αντίσταση του αγωγού μειώνεται. Αυτό εξηγεί ένα ενδιαφέρον φαινόμενο - υπεραγωγιμότητα των μετάλλων.

Υπεραγωγιμότητα, δηλαδή, μια μείωση της αντίστασης των μετάλλων στο μηδέν, συμβαίνει σε μια τεράστια αρνητική θερμοκρασία - 273 ° C, που ονομάζεται απόλυτο μηδέν. Σε θερμοκρασία απόλυτου μηδέν, τα άτομα μετάλλου φαίνεται να παγώνουν στη θέση τους, χωρίς να εμποδίζουν καθόλου την κίνηση των ηλεκτρονίων.

- μια ηλεκτρική ποσότητα που χαρακτηρίζει την ιδιότητα ενός υλικού να εμποδίζει τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος. Ανάλογα με τον τύπο του υλικού, η αντίσταση μπορεί να τείνει στο μηδέν - να είναι ελάχιστη (μίλια / micro ohms - αγωγοί, μέταλλα), ή να είναι πολύ μεγάλη (giga ohms - μόνωση, διηλεκτρικά). Το αντίστροφο της ηλεκτρικής αντίστασης είναι .

μονάδα μέτρησηςηλεκτρική αντίσταση - Ohm. Συμβολίζεται με το γράμμα R. Προσδιορίζεται η εξάρτηση της αντίστασης από το ρεύμα και σε ένα κλειστό κύκλωμα.

Ωμόμετρο- μια συσκευή για την άμεση μέτρηση της αντίστασης του κυκλώματος. Ανάλογα με το εύρος της μετρούμενης τιμής, χωρίζονται σε γιγαωμόμετρα (για μεγάλη αντίσταση - κατά τη μέτρηση της μόνωσης) και σε μικρο / χιλιοστόμετρα (για μικρές αντιστάσεις - κατά τη μέτρηση της παροδικής αντίστασης επαφών, περιελίξεων κινητήρα κ.λπ.).

Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία από ωμόμετρο από το σχεδιασμό. διαφορετικών κατασκευαστών, από ηλεκτρομηχανική σε μικροηλεκτρονική. Αξίζει να σημειωθεί ότι ένα κλασικό ωμόμετρο μετρά το ενεργό μέρος της αντίστασης (τα λεγόμενα ωμ).

Οποιαδήποτε αντίσταση (μεταλλική ή ημιαγωγός) στο κύκλωμα εναλλασσόμενο ρεύμαέχει ένα ενεργό και ένα αντιδραστικό συστατικό. Το άθροισμα της ενεργού και της αντίδρασης είναι Αντίσταση κυκλώματος ACκαι υπολογίζεται με τον τύπο:

όπου Z είναι η συνολική αντίσταση του κυκλώματος AC.

R είναι η ενεργή αντίσταση του κυκλώματος AC.

Xc είναι η χωρητική αντίδραση του κυκλώματος AC.

(C είναι η χωρητικότητα, w είναι η γωνιακή ταχύτητα του εναλλασσόμενου ρεύματος)

Xl είναι η επαγωγική αντίδραση του κυκλώματος AC.

(L είναι η αυτεπαγωγή, w είναι η γωνιακή ταχύτητα του εναλλασσόμενου ρεύματος).

Ενεργητική αντίσταση- αυτό είναι μέρος της σύνθετης αντίστασης του ηλεκτρικού κυκλώματος, η ενέργεια του οποίου μετατρέπεται πλήρως σε άλλους τύπους ενέργειας (μηχανική, χημική, θερμική). Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του ενεργού στοιχείου είναι η πλήρης κατανάλωση όλης της ηλεκτρικής ενέργειας (η ενέργεια δεν επιστρέφεται στο δίκτυο πίσω στο δίκτυο) και η αντίδραση επιστρέφει μέρος της ενέργειας πίσω στο δίκτυο (αρνητική ιδιότητα του αντιδρώντος στοιχείου).

Η φυσική έννοια της ενεργητικής αντίστασης

Κάθε περιβάλλον όπου ηλεκτρικά φορτία, δημιουργεί εμπόδια στο δρόμο τους (πιστεύεται ότι πρόκειται για τους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος), στα οποία φαίνεται να χτυπούν και να χάνουν την ενέργειά τους, η οποία απελευθερώνεται με τη μορφή θερμότητας.

Έτσι, υπάρχει πτώση (απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας), μέρος της οποίας χάνεται λόγω της εσωτερικής αντίστασης του αγώγιμου μέσου.

Η αριθμητική τιμή που χαρακτηρίζει την ικανότητα ενός υλικού να εμποδίζει τη διέλευση φορτίων ονομάζεται αντίσταση. Μετριέται σε Ohms (Ohm) και είναι αντιστρόφως ανάλογο της ηλεκτρικής αγωγιμότητας.

Διάφορα στοιχεία περιοδικό σύστημαΟ Mendeleev έχει διαφορετική ηλεκτρική ειδική αντίσταση (p), για παράδειγμα, το μικρότερο sp. Το ασήμι (0,016 Ohm * mm2 / m), ο χαλκός (0,0175 Ohm * mm2 / m), ο χρυσός (0,023) και το αλουμίνιο (0,029) έχουν αντίσταση. Χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία ως τα κύρια υλικά πάνω στα οποία είναι χτισμένη όλη η ηλεκτρική μηχανική και η ενέργεια. Τα διηλεκτρικά, από την άλλη πλευρά, έχουν υψηλό sp. αντίσταση και χρησιμοποιείται για μόνωση.

Η αντίσταση ενός αγώγιμου μέσου μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη διατομή, τη θερμοκρασία, το μέγεθος και τη συχνότητα του ρεύματος. Επιπλέον, διαφορετικά μέσα έχουν διαφορετικούς φορείς φορτίου (ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα, ιόντα στους ηλεκτρολύτες, «οπές» σε ημιαγωγούς), που είναι οι καθοριστικοί παράγοντες αντίστασης.

Η φυσική έννοια της αντίδρασης

Σε πηνία και πυκνωτές, όταν εφαρμόζεται, η ενέργεια συσσωρεύεται με τη μορφή μαγνητικών και ηλεκτρικών πεδίων, κάτι που απαιτεί λίγο χρόνο.

Τα μαγνητικά πεδία στα δίκτυα εναλλασσόμενου ρεύματος αλλάζουν ακολουθώντας τη μεταβαλλόμενη κατεύθυνση κίνησης των φορτίων, ενώ παρέχουν πρόσθετη αντίσταση.

Επιπλέον, υπάρχει σταθερή μετατόπιση φάσης και ισχύς ρεύματος, και αυτό οδηγεί σε πρόσθετες απώλειες ηλεκτρικής ενέργειας.

Αντίσταση

Πώς να μάθουμε την αντίσταση ενός υλικού αν δεν ρέει μέσα από αυτό και δεν έχουμε ωμόμετρο; Υπάρχει μια ιδιαίτερη αξία για αυτό - ηλεκτρική ειδική αντίσταση του υλικού σε

(αυτές είναι τιμές πίνακα που προσδιορίζονται εμπειρικά για τα περισσότερα μέταλλα). Με αυτήν την τιμή και τις φυσικές ποσότητες του υλικού, μπορούμε να υπολογίσουμε την αντίσταση χρησιμοποιώντας τον τύπο:

όπου, Π- ειδική αντίσταση (μονάδες μέτρησης ohm * m / mm 2).

l είναι το μήκος του αγωγού (m).

S - διατομή (mm 2).