Чему равно удельное сопротивление металла из которого изготовлен резистор


Удельное сопротивление. Реостаты — урок. Физика, 8 класс.

Соберём цепь, изображённую на рисунке. Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение — вольтметром. Зная напряжение на концах проводника и силу тока в нём, по закону Ома можно определить сопротивление каждого из проводников.

 

 

В цепь источника тока по очереди будем включать различные проводники, например, никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины. Выполнив указанные опыты, мы установим, что из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление.
В следующем эксперименте по очереди будем включать никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения). Установим, что из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока, поперечное сечение которой меньше.
В третьем эксперименте по очереди будем включать никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины. Установим, что никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.
Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом. Он установил:

Сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.

 

Обрати внимание!

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т.е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.
Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т.е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причём у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая. Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход её в другой сосуд по толстой трубке произойдёт гораздо быстрее, чем по тонкой, т.е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т.е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Причиной наличия сопротивления у проводника является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки проводника. Из-за различия в строении кристаллической решётки у проводников, выполненных из различных веществ, сопротивления их отличаются друг от друга. Для характеристики материала вводят величину, которую называют удельным сопротивлением.

Удельное сопротивление — это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной \(1\) м и площадью поперечного сечения \(1\) м².

Введём буквенные обозначения: \(ρ\) — удельное сопротивление проводника, \(l\) — длина проводника, \(S\) — площадь его поперечного сечения. Тогда сопротивление проводника \(R\) выразится формулой:


R=ρ⋅lS.

 

Из этой формулы можно выразить и другие величины:

 

l=R⋅Sρ, S=ρ⋅lR, ρ=R⋅Sl.

 

Из последней формулы можно определить единицу удельного сопротивления. Так как единицей сопротивления является \(1\) Ом, единицей площади поперечного сечения — \(1\) м², а единицей длины — \(1\) м, то единицей удельного сопротивления будет:

 

1 Ом ⋅1м21 м=1 Ом ⋅1 м, т.е. Ом⋅м.

 

Удобнее выражать площадь поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах, так как она чаще всего бывает небольшой. Тогда единицей удельного сопротивления будет:

 

1 Ом ⋅1мм21 м, т.е. Ом⋅мм2м.

 

В таблице приведены значения удельного сопротивления некоторых веществ при \(20\) °С.

 

 

Обрати внимание!

Удельное сопротивление с изменением температуры меняется.

Опытным путём было установлено, что у металлов, например, удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

 

Обрати внимание!

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь — лучшие проводники электричества.

При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.
Во многих случаях нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов — веществ с большим удельным сопротивлением. Например, как видно из таблицы, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в \(40\) раз большее, чем алюминий.

 

Обрати внимание!

Стекло и дерево имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток и являются изоляторами.

 

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая её то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприёмника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.
 

Для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включённого в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.


 

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением. Один из реостатов (ползунковый реостат) изображён на рисунке.

 

 

В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Проволока покрыта тонким слоем не проводящей ток окалины, поэтому витки её изолированы друг от друга. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки. От трения ползунка о витки слой окалины под его контактами стирается, и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим \(1\). С помощью этого зажима и зажима \(2\), соединённого с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь. Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включённого в цепь.
Условное обозначение реостата в схемах показано на рисунке:


 

Каждый реостат рассчитан на определённое сопротивление и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на нём.

 

Обрати внимание!

Реостат нельзя полностью выводить, так как сопротивление его при этом становится равным нулю, и если в цепи нет других приёмников тока, то сила тока может оказаться очень большой и амперметр испортится.

На рисунке изображён реостат, с помощью которого можно менять сопротивление в цепи не плавно, а ступенями — скачками, т.к. каждая спираль реостата имеет определённое сопротивление.

 

Источники:

Пёрышкин А.В. Физика. 8 класс// ДРОФА, 2013.

http://class-fizika.narod.ru/8_31.htm
http://electricalschool.info/main/osnovy/394-jelektricheskojj-soprotivlenie.html
http://xn--h2adlho.xn--g1ababalj7azb.xn--p1ai/%D1%83%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5-%D1%81%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5/
http://xn--h2adlho.xn--g1ababalj7azb.xn--p1ai/%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%BA-38-%D1%80%D0%B5%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8B/
http://mugo.narod.ru/Fiziks/15.html

 

Резисторы

| Закон Ома | Учебник по электронике

  • Сетевые сайты:
    • Последний
    • Новости
    • Технические статьи
    • Последний
    • Проектов
    • Образование
    • Последний
    • Новости
    • Технические статьи
    • Обзор рынка
    • Образование
    • Последний
    • Новости
    • Мнение
    • Интервью
    • Особенности продукта
    • Исследования
    • Форумы
  • Авторизоваться
  • Присоединиться
    • Авторизоваться
    • Присоединиться к AAC
    • Или войдите с помощью

      • Facebook
      • Google

0:00 / 0:00

  • Подкаст
  • Последний
  • Подписывайся
.

Сопротивление и удельное сопротивление

Предполагается, что электрическое сопротивление провода будет больше для более длинного провода, меньше для провода с большей площадью поперечного сечения и, как ожидается, будет зависеть от материала, из которого изготовлен провод. Экспериментально зависимость от этих свойств очевидна для широкого диапазона условий, а сопротивление провода можно выразить как

.

Коэффициент сопротивления, учитывающий природу материала, - это удельное сопротивление.Хотя он зависит от температуры, его можно использовать при заданной температуре для расчета сопротивления провода заданной геометрии.

Следует отметить, что предполагается, что ток однороден по сечению провода, что верно только для постоянного тока. Для переменного тока существует явление «скин-эффекта», при котором плотность тока максимальна на максимальном радиусе провода и падает при меньших радиусах внутри провода. На радиочастотах это становится основным фактором при проектировании, потому что большая часть тока проходит через внешнюю часть провода или кабеля.

Обратное сопротивление называется проводимостью. Есть контексты, в которых использование проводимости более удобно.

Электропроводность = σ = 1 / ρ

.

Удельное сопротивление | Физика проводников и изоляторов

  • Сетевые сайты:
    • Последний
    • Новости
    • Технические статьи
    • Последний
    • Проектов
    • Образование
    • Последний
    • Новости
    • Технические статьи
    • Обзор рынка
    • Образование
    • Последний
    • Новости
    • Мнение
    • Интервью
    • Особенности продукта
    • Исследования
    • Форумы
  • Авторизоваться
  • Присоединиться
    • Авторизоваться
    • Присоединиться к AAC
    • Или войдите с помощью

      • Facebook
      • Google

0:00 / 0:00

  • Подкаст
  • Последний
  • Подписывайся
.

Что такое резистор

Что такое резистор и расчет резистора.

Что такое резистор

Резистор - это электрический компонент, который снижает электрический ток.

Способность резистора уменьшать ток называется сопротивлением и измеряется в омах (символ: Ω).

Если мы проводим аналогию с потоком воды по трубам, резистор представляет собой тонкую трубку, которая уменьшает поток воды.

Закон Ома

Ток резистора I в амперах (А) равен напряжению резистора В в вольтах (В)

разделить на сопротивление R в омах (Ω):

Потребляемая мощность резистора P в ваттах (Вт) равна току резистора I в амперах (A)

раз больше напряжения резистора В в вольтах (В):

P = I × V

Потребляемая мощность резистора P в ваттах (Вт) равна квадрату тока резистора I в амперах (A)

-кратное сопротивление резистора R Ом (Ом):

P = I 2 × R

Потребляемая мощность резистора P в ваттах (Вт) равна квадрату напряжения резистора В в вольтах (В)

деленное на сопротивление резистора R в омах (Ом):

P = V 2 / R

Сопротивления параллельно

Суммарное эквивалентное сопротивление резисторов, включенных параллельно R Всего определяется по формуле:

Таким образом, когда вы добавляете резисторы параллельно, общее сопротивление уменьшается.

Резисторы серии

Суммарное эквивалентное сопротивление резисторов серии R Всего - это сумма значений сопротивления:

R всего = R 1 + R 2 + R 3 + ...

Таким образом, когда вы добавляете резисторы последовательно, общее сопротивление увеличивается.

Размеры и материал влияет на

Сопротивление резистора R в Ом (Ом) равно удельному сопротивлению ρ в ом-метрах (Ом ∙ м), умноженной на длину резистора l в метрах (м), деленную на площадь поперечного сечения резистора A в квадратных метрах (м 2 ):

Образ резистора

Условные обозначения резисторов

Код цвета резистора

Сопротивление резистора и его допуски обозначены на резисторе полосами цветового кода, которые обозначают значение сопротивления.

Есть 3 типа цветовых кодов:

  • 4 полосы: цифра, цифра, множитель, допуск.
  • 5 полос: цифра, цифра, цифра, множитель, допуск.
  • 6 диапазонов: цифра, цифра, цифра, множитель, допуск, температурный коэффициент.
Расчет сопротивления 4-х полосного резистора

R = (10 × цифр 1 + цифр 2 ) × множитель

Расчет сопротивления 5- или 6-полосного резистора

R = (100 × цифр 1 + 10 × цифр 2 + цифр 3 ) × множитель

Типы резисторов

Резистор Резисторы SMT / SMD Сеть резисторов
Переменный резистор Переменный резистор с регулируемым сопротивлением (2 клеммы)
Потенциометр Потенциометр с регулируемым сопротивлением (3 клеммы)
Фоторезистор Снижает сопротивление при воздействии света
Резистор мощности силовой применяется в цепях большой мощности и имеет большие габариты.
Резистор для поверхностного монтажа

(SMT / SMD)

имеют небольшие габариты. Резисторы устанавливаются на печатную плату (PCB), этот метод быстрый и требует небольшой площади платы.
Резистор сетевой - это микросхема, содержащая несколько резисторов с одинаковыми или разными номиналами.
Резистор угольный
Чип резистор
Металлооксидный резистор
Керамический резистор

Подтягивающий резистор

В цифровых схемах подтягивающий резистор представляет собой обычный резистор, подключенный к источнику высокого напряжения (например,g + 5V или + 12V) и устанавливает уровень входа или выхода устройства на «1».

Подтягивающий резистор устанавливает уровень на «1», когда вход / выход отключен. Когда вход / выход подключен, уровень определяется устройством и отменяет подтягивающий резистор.

Понижающий резистор

В цифровых схемах понижающий резистор - это обычный резистор, который подключен к земле (0 В) и устанавливает уровень входа или выхода устройства на «0».

Понижающий резистор устанавливает уровень на «0», когда вход / выход отключен.Когда вход / выход подключен, уровень определяется устройством и имеет приоритет над понижающим резистором.

Электрическое сопротивление ►


См. Также

.

Смотрите также