7 مقاومت الکتریکی مقاومت الکتریکی چیست؟ اتصال سری و موازی مقاومت ها

مفهوم مقاومت و هدایت الکتریکی

هر بدنی که از طریق آن برق، به او مقاومت می کند.خاصیت یک ماده رسانا برای جلوگیری از عبور جریان الکتریکی از آن را مقاومت الکتریکی می گویند.

تئوری الکترونیک ماهیت مقاومت الکتریکی هادی های فلزی را به این ترتیب توضیح می دهد. هنگام حرکت در امتداد یک رسانا، الکترون‌های آزاد بارها در مسیر خود با اتم‌ها و سایر الکترون‌ها برخورد می‌کنند و در تعامل با آنها، ناگزیر بخشی از انرژی خود را از دست می‌دهند. الکترون‌ها، همانطور که بود، مقاومت در برابر حرکت خود را تجربه می‌کنند. هادی های فلزی مختلف با ساختار اتمی متفاوت، مقاومت متفاوتی در برابر جریان الکتریکی دارند.

دقیقاً همین موضوع مقاومت رساناها و گازهای مایع در برابر عبور جریان الکتریکی را توضیح می دهد. با این حال، نباید فراموش کرد که در این مواد، نه الکترون ها، بلکه ذرات باردار مولکول ها در طول حرکت خود با مقاومت مواجه می شوند.

مقاومت با حروف لاتین R یا r نشان داده می شود.

اهم به عنوان واحد مقاومت الکتریکی در نظر گرفته می شود.

اهم مقاومت ستون جیوه ای به ارتفاع 106.3 سانتی متر با سطح مقطع 1 میلی متر مربع در دمای 0 درجه سانتی گراد است.

به عنوان مثال، اگر مقاومت الکتریکی هادی 4 اهم باشد، به صورت زیر نوشته می شود: R \u003d 4 اهم یا r \u003d 4 اهم.

برای اندازه گیری مقاومت یک مقدار بزرگ، واحدی به نام megohm اتخاذ می شود.

یک مگ برابر با یک میلیون اهم است.

هر چه مقاومت هادی بیشتر باشد، جریان الکتریکی را بدتر هدایت می کند و برعکس، هر چه مقاومت هادی کمتر باشد، عبور جریان الکتریکی از این هادی آسان تر است.

بنابراین، برای مشخص کردن هادی (از نظر عبور جریان الکتریکی از آن)، می توان نه تنها مقاومت آن، بلکه متقابل مقاومت را نیز در نظر گرفت و رسانایی نامیده می شود.

رسانایی الکتریکیتوانایی یک ماده برای عبور جریان الکتریکی از خود را می گویند.

از آنجایی که رسانایی متقابل مقاومت است، به صورت 1 / R بیان می شود، رسانایی با حرف لاتین g نشان داده می شود.

تأثیر مواد هادی، ابعاد آن و دمای محیط بر مقدار مقاومت الکتریکی

مقاومت هادی های مختلف به ماده ای که از آن ساخته شده اند بستگی دارد. برای مشخص کردن مقاومت الکتریکی مواد مختلف، مفهوم به اصطلاح مقاومت معرفی شده است.

مقاومتمقاومت هادی به طول 1 متر و سطح مقطع 1 میلی متر مربع است. مقاومت با حرف یونانی p نشان داده می شود. هر ماده ای که هادی از آن ساخته شده است مقاومت خاص خود را دارد.

به عنوان مثال، مقاومت مس 0.017 است، یعنی هادی مسی به طول 1 متر و سطح مقطع 1 میلی متر مربع دارای مقاومت 0.017 اهم است. مقاومت آلومینیوم 0.03، مقاومت آهن 0.12، مقاومت کانستانتان 0.48، مقاومت نیکروم 1-1.1 است.

مقاومت یک هادی با طول آن نسبت مستقیم دارد، یعنی هر چه هادی بلندتر باشد، مقاومت الکتریکی آن بیشتر می شود.

مقاومت یک هادی با سطح مقطع آن نسبت معکوس دارد، یعنی هر چه هادی ضخیم‌تر باشد، مقاومت آن کمتر می‌شود و برعکس، هر چه هادی نازک‌تر باشد، مقاومت آن بیشتر می‌شود.

برای درک بهتر این رابطه، دو جفت رگ ارتباطی را تصور کنید که یکی از آنها دارای یک لوله اتصال نازک و دیگری دارای یک لوله ضخیم است. واضح است که وقتی یکی از ظروف (هر جفت) با آب پر می شود، انتقال آن به یک ظرف دیگر از طریق یک لوله ضخیم بسیار سریعتر از لوله نازک اتفاق می افتد، یعنی یک لوله ضخیم مقاومت کمتری در برابر جریان دارد. اب. به همین ترتیب، عبور جریان الکتریکی از یک هادی ضخیم آسان تر از یک هادی نازک است، یعنی اولی مقاومت کمتری نسبت به دومی به او ارائه می دهد.

مقاومت الکتریکی یک هادی برابر است با مقاومت ویژه ماده ای که این هادی از آن ساخته شده است، ضرب در طول هادی و تقسیم بر مساحت سطح مقطع هادی.:

R = pl / S،

جایی که - R - مقاومت هادی، اهم، l - طول هادی بر حسب متر، S - سطح مقطع هادی، میلی متر 2.

سطح مقطع یک هادی گردبا فرمول محاسبه می شود:

S \u003d Pi x d 2 / 4

پی کجاست - مقدار ثابت برابر با 3.14؛ d قطر هادی است.

و بنابراین طول هادی تعیین می شود:

l = S R / p،

این فرمول تعیین طول هادی، سطح مقطع و مقاومت آن را در صورت مشخص بودن سایر مقادیر موجود در فرمول ممکن می سازد.

اگر لازم است سطح مقطع هادی را تعیین کنید، فرمول به شکل زیر کاهش می یابد:

S = pl / R

با تبدیل فرمول مشابه و حل تساوی نسبت به p، مقاومت هادی را پیدا می کنیم:

آر = R S / l

آخرین فرمول باید در مواردی استفاده شود که مقاومت و ابعاد هادی مشخص باشد و جنس آن ناشناخته باشد و علاوه بر این، تعیین آن با آن مشکل است. ظاهر. برای انجام این کار، لازم است مقاومت هادی را تعیین کرده و با استفاده از جدول، ماده ای را پیدا کنید که دارای چنین مقاومتی باشد.

یکی دیگر از دلایلی که بر مقاومت هادی ها تأثیر می گذارد دما است.

مشخص شده است که با افزایش دما، مقاومت هادی های فلزی افزایش و با کاهش کاهش می یابد. این افزایش یا کاهش مقاومت برای هادی های فلزی خالص تقریباً یکسان است و به طور متوسط ​​0.4٪ در هر 1 درجه سانتیگراد است. مقاومت هادی های مایع و زغال سنگ با افزایش دما کاهش می یابد.

نظریه الکترونیکی ساختار ماده توضیح زیر را برای افزایش مقاومت هادی های فلزی با افزایش دما ارائه می دهد. هنگام گرم شدن، هادی انرژی گرمایی دریافت می کند که به ناچار به تمام اتم های ماده منتقل می شود و در نتیجه شدت حرکت آنها افزایش می یابد. افزایش حرکت اتم ها مقاومت بیشتری در برابر حرکت جهت دار الکترون های آزاد ایجاد می کند و به همین دلیل مقاومت هادی افزایش می یابد. با کاهش دما شرایط بهتری برای حرکت جهت دار الکترون ها ایجاد می شود و مقاومت هادی کاهش می یابد. این یک پدیده جالب را توضیح می دهد - ابررسانایی فلزات.

ابررسانایی، یعنی کاهش مقاومت فلزات به صفر، در دمای منفی بزرگ - 273 درجه سانتیگراد، که صفر مطلق نامیده می شود، رخ می دهد. در دمای صفر مطلق، به نظر می‌رسد اتم‌های فلز در جای خود منجمد می‌شوند، بدون اینکه مانع حرکت الکترون‌ها شوند.

مقاومت الکتریکی- کمیت فیزیکی که ویژگی های هادی را برای جلوگیری از عبور جریان الکتریکی مشخص می کند و برابر است با نسبت ولتاژ انتهای هادی به قدرت جریانی که از آن می گذرد.

مقاومت برای مدارهای AC و میدان های الکترومغناطیسی متناوب با مفاهیم امپدانس و مقاومت موج توصیف می شود. مقاومت   (مقاومت) به یک جزء رادیویی نیز گفته می شود که برای وارد شدن به مدارهای الکتریکی با مقاومت فعال طراحی شده است.

مقاومت (اغلب با حرف R یا r نشان داده می شود) در محدوده های معین، یک مقدار ثابت برای یک هادی معین در نظر گرفته می شود. می توان آن را به عنوان محاسبه کرد

یوتیوب دایره المعارفی

1 / 5

✪ 8 سلول - 129. کار و قدرت جریان الکتریکی

✪ درس 358. مقاومت فعال در مدار جریان متناوب. مقدار موثر جریان و ولتاژ

✪ درس 305. جریان الکتریکی در نیمه هادی ها. هدایت ذاتی و ناخالصی.

✪ درس 296. وابستگی دمایی مقاومت فلزات. ابررسانایی

✪ 8 سلول - 110. مدار الکتریکی و اجزای آن

زیرنویس

واحدها و ابعاد

• آمار (در سیستم CGSE و گاوسی، 1 statΩ = (10 9 −2) / cm \u003d 898 755 178 736.818 اهم (دقیقا) ≈ 8.98755 10 11 اهم، برابر با مقاومت هادی که از طریق آن جریان 1 استات ولت تحت ولتاژ 1 استات ولت جریان می یابد.
• abom (در SGSM، 1 abΩ \u003d 1 10 -9 اهم \u003d 1 نانو اهم، برابر با مقاومت رسانایی است که از طریق آن جریان 1 abampere تحت ولتاژ 1 abvolt جریان می یابد).

بعد مقاومت در CGSE و سیستم گاوسی است TL-1 (یعنی با بعد سرعت متقابل، s/cm منطبق است)، در CGSM - آن−1 (یعنی با بعد سرعت، سانتی متر بر ثانیه منطبق است).

مقاومت متقابل رسانایی الکتریکی است که واحد اندازه گیری آن در سیستم SI زیمنس (1 Sm = 1 Ohm -1)، در زیمنس آماری CGSE (و گاوسی) و در SGSM - absimens است.

فیزیک پدیده

رسانایی الکتریکی بالای فلزات به این دلیل است که آنها حاوی تعداد زیادی حامل جریان هستند - الکترون های رسانااز الکترون های ظرفیت اتم های فلزی که به یک اتم خاص تعلق ندارند تشکیل شده است. جریان الکتریکی در فلز تحت تأثیر میدان الکتریکی خارجی ایجاد می شود که باعث حرکت منظم الکترون ها می شود. الکترون هایی که تحت عمل میدان حرکت می کنند توسط ناهمگنی شبکه یونی (بر روی ناخالصی ها، نقص های شبکه و همچنین نقض ساختار دوره ای مرتبط با ارتعاشات حرارتی یون ها) پراکنده می شوند. در این حالت الکترون ها تکانه خود را از دست می دهند و انرژی حرکت آنها به انرژی داخلی شبکه کریستالی تبدیل می شود که با عبور جریان الکتریکی از هادی منجر به گرم شدن هادی می شود.

مقاومت یک کمیت فیزیکی اسکالر است که از نظر عددی برابر با مقاومت یک هادی استوانه‌ای همگن با طول واحد و واحد سطح مقطع است.

مقاومت فلزات با کاهش دما کاهش می یابد. در دماهای مرتبه چند کلوین، مقاومت بیشتر فلزات و آلیاژها به صفر یا برابر می شود (اثر ابررسانایی). در مقابل، مقاومت نیمه هادی ها و عایق ها با کاهش دما (در یک محدوده معین) افزایش می یابد. با افزایش جریان/ولتاژ عبوری از هادی/نیمه هادی، مقاومت نیز تغییر می کند.

وابستگی مقاومت به مواد، طول و سطح مقطع هادی

در یک فلز، الکترون های آزاد حامل بار متحرک هستند. می توانیم فرض کنیم که در طول حرکت آشفته خود مانند مولکول های گاز رفتار می کنند. بنابراین، در فیزیک کلاسیک، الکترون‌های آزاد در فلزات را گاز الکترونی می‌نامند و در اولین تقریب، اعتقاد بر این است که قوانینی که برای گاز ایده‌آل وضع شده‌اند، برای آن قابل اجرا هستند.

چگالی گاز الکترونی و ساختار شبکه کریستالی به نوع فلز بستگی دارد. بنابراین، مقاومت یک هادی باید به نوع ماده آن بستگی داشته باشد. علاوه بر این، باید به طول هادی، سطح مقطع و دمای آن نیز بستگی داشته باشد.

تأثیر سطح مقطع هادی بر مقاومت آن با این واقعیت توضیح داده می شود که با کاهش سطح مقطع، جریان الکترون ها در هادی با همان قدرت جریان متراکم تر می شود، بنابراین، برهمکنش الکترون ها با ذرات ماده در هادی قوی تر می شود.

بدون دانش اولیه مشخص از برق، تصور اینکه وسایل برقی چگونه کار می‌کنند، چرا اصلاً کار می‌کنند، چرا باید تلویزیون را به برق وصل کنید تا کار کند، دشوار است و یک باتری کوچک برای روشن شدن چراغ قوه در تاریکی کافی است. .

و بنابراین ما همه چیز را به ترتیب درک خواهیم کرد.

برق

برقیک پدیده طبیعی است که وجود، تعامل و حرکت بارهای الکتریکی را تأیید می کند. الکتریسیته اولین بار در قرن هفتم قبل از میلاد کشف شد. تالس فیلسوف یونانی تالس توجه خود را به این واقعیت جلب کرد که اگر یک تکه کهربا با پشم مالیده شود، شروع به جذب اجسام سبک به سمت خود می کند. کهربا در یونان باستان الکترون است.

اینگونه تصور می‌کنم تالس نشسته و تکه‌ای کهربا را روی هیمتیون خود می‌مالد (این لباس بیرونی پشمی یونانیان باستان است) و سپس با نگاهی متحیر به مو، تکه‌های نخ، پرها و تکه‌های کاغذ نگاه می‌کند. جذب کهربا می شوند.

این پدیده نامیده می شود الکتریسیته ساکن. می توانید این تجربه را تکرار کنید. برای این کار، یک خط کش پلاستیکی معمولی را با یک پارچه پشمی کاملا مالش دهید و روی کاغذهای کوچک بیاورید.

لازم به ذکر است که برای مدت طولانیاین پدیده مورد مطالعه قرار نگرفته است. و تنها در سال 1600، در مقاله خود "درباره آهنربا، اجسام مغناطیسی، و آهنربای بزرگ - زمین"، طبیعت شناس انگلیسی ویلیام گیلبرت اصطلاح الکتریسیته را معرفی کرد. او در کار خود آزمایش‌های خود را با اجسام برق‌دار توصیف کرد و همچنین ثابت کرد که سایر مواد نیز می‌توانند برق‌دار شوند.

سپس، برای سه قرن، پیشرفته ترین دانشمندان جهان در حال کاوش در الکتریسیته، نوشتن رساله ها، تدوین قوانین، اختراع ماشین های الکتریکی بوده اند، و تنها در سال 1897، جوزف تامسون اولین حامل مادی الکتریسیته - الکترون، ذره، را کشف کرد. که فرآیندهای الکتریکی در مواد ممکن است.

الکترونیک ذره بنیادی است، دارای بار منفی تقریباً برابر است -1.602 10 -19 Cl (آویز). نشان داده شده است هیا e -.

ولتاژ

برای اینکه ذرات باردار از یک قطب به قطب دیگر حرکت کنند، لازم است بین قطب ها ایجاد شود اختلاف پتانسیلیا - ولتاژ. واحد ولتاژ - ولت (ATیا V). در فرمول ها و محاسبات، تنش با حرف نشان داده می شود V . برای به دست آوردن ولتاژ 1 ولت، باید شارژ 1 C را بین قطب ها انتقال دهید، در حالی که کار 1 J (ژول) را انجام می دهید.

برای وضوح، مخزن آب را در ارتفاع معینی تصور کنید. یک لوله از مخزن خارج می شود. آب تحت فشار طبیعی از طریق لوله از مخزن خارج می شود. بیایید توافق کنیم که آب است شارژ الکتریکی، ارتفاع ستون آب (فشار) است ولتاژ، و دبی آب است برق.

بنابراین، هر چه آب در مخزن بیشتر باشد، فشار بیشتر است. به طور مشابه، از نقطه نظر الکتریکی، هرچه بار بیشتر باشد، ولتاژ بالاتر است.

ما شروع به تخلیه آب می کنیم، در حالی که فشار کاهش می یابد. آن ها سطح شارژ کاهش می یابد - مقدار ولتاژ کاهش می یابد. این پدیده را می توان در چراغ قوه مشاهده کرد، لامپ با تمام شدن باتری ها کم نورتر می تابد. توجه داشته باشید که هرچه فشار (ولتاژ) آب کمتر باشد، جریان آب کمتر است.

برق

برق- این یک فرآیند فیزیکی حرکت مستقیم ذرات باردار تحت تأثیر یک میدان الکترومغناطیسی از یک قطب یک مدار الکتریکی بسته به قطب دیگر است. ذرات حامل بار می توانند الکترون، پروتون، یون و حفره باشند. در صورت عدم وجود مدار بسته، جریان امکان پذیر نیست. ذرات قابل حمل بارهای الکتریکیدر همه مواد وجود ندارند، آنهایی که در آنها وجود دارند نامیده می شوند هادی هاو نیمه هادی ها. و موادی که در آنها چنین ذرات وجود ندارد - دی الکتریک ها.

واحد اندازه گیری قدرت جریان - آمپر (ولی). در فرمول ها و محاسبات، قدرت جریان با حرف نشان داده می شود من . جریان 1 آمپر زمانی تشکیل می شود که بار 1 کولن (6.241 10 18 الکترون) در مدت 1 ثانیه از نقطه ای در مدار الکتریکی عبور کند.

بیایید به قیاس آب و برق خود برگردیم. فقط حالا بیایید دو مخزن برداریم و آنها را با مقدار مساوی آب پر کنیم. تفاوت مخازن در قطر لوله خروجی است.

بیایید شیرها را باز کنیم و مطمئن شویم که جریان آب از مخزن سمت چپ بیشتر است (قطر لوله بزرگتر است) از سمت راست. این تجربه دلیل روشنی بر وابستگی نرخ جریان به قطر لوله است. حالا بیایید سعی کنیم دو جریان را برابر کنیم. برای انجام این کار، آب را به مخزن سمت راست (شارژ) اضافه کنید. این باعث افزایش فشار (ولتاژ) و افزایش سرعت جریان (جریان) می شود. در یک مدار الکتریکی، قطر لوله است مقاومت.

آزمایش های انجام شده به وضوح رابطه بین تنش, جاریو مقاومت. کمی بعد در مورد مقاومت بیشتر صحبت خواهیم کرد و اکنون چند کلمه دیگر در مورد خواص جریان الکتریکی.

اگر ولتاژ قطبیت خود را به اضافه به منفی تغییر ندهد و جریان در یک جهت جریان یابد، این دی سی و به همین ترتیب فشار ثابت. اگر منبع ولتاژ قطبیت خود را تغییر دهد و جریان در یک جهت جریان یابد، سپس در جهت دیگر - این قبلا جریان متناوبو ولتاژ AC . مقادیر حداکثر و حداقل (در نمودار به عنوان مشخص شده است io ) - این هست دامنهیا اوج جریان ها در پریزهای خانگی، ولتاژ قطبیت خود را 50 بار در ثانیه تغییر می دهد، یعنی. جریان به جلو و عقب نوسان می کند، معلوم می شود که فرکانس این نوسانات 50 هرتز یا به اختصار 50 هرتز است. در برخی کشورها مانند ایالات متحده آمریکا فرکانس 60 هرتز است.

مقاومت

مقاومت الکتریکی- یک کمیت فیزیکی که خاصیت هادی را برای جلوگیری (مقاومت) در برابر عبور جریان تعیین می کند. واحد مقاومت - اهم(نشان داده شد اهمیا حرف یونانی امگا Ω ). در فرمول ها و محاسبات، مقاومت با حرف نشان داده می شود آر . یک هادی دارای مقاومت 1 اهم است که به قطب های آن ولتاژ 1 ولت اعمال می شود و جریان 1 A جریان می یابد.

هادی ها جریان را به طور متفاوتی هدایت می کنند. آنها هدایتاول از همه به مواد هادی و همچنین به مقطع و طول بستگی دارد. هر چه سطح مقطع بزرگتر باشد، رسانایی بیشتر است، اما هر چه طول آن بیشتر باشد، رسانایی کمتر است. مقاومت معکوس هدایت است.

در مثال یک مدل لوله کشی، مقاومت را می توان به عنوان قطر لوله نشان داد. هرچه کوچکتر باشد، رسانایی بدتر و مقاومت بالاتر است.

مقاومت هادی، به عنوان مثال، در گرمایش هادی هنگامی که جریان در آن جریان دارد، آشکار می شود. علاوه بر این، هرچه جریان بیشتر و مقطع هادی کوچکتر باشد، گرمایش قوی تر است.

قدرت

برقکمیت فیزیکی است که نرخ تبدیل برق را تعیین می کند. به عنوان مثال، بیش از یک بار شنیده اید: "یک لامپ برای این همه وات." این توان مصرفی لامپ در واحد زمان در حین کار است، یعنی. تبدیل یک شکل از انرژی به دیگری با سرعت معین.

منابع الکتریسیته مانند ژنراتورها نیز با قدرت مشخص می شوند، اما قبلاً در واحد زمان تولید شده اند.

واحد قدرت - وات(نشان داده شد سه شنبهیا دبلیو). در فرمول ها و محاسبات، توان با حرف نشان داده می شود پ . برای مدارهای AC از این اصطلاح استفاده می شود قدرت کامل، واحد - ولت آمپر (V Aیا VA) که با حرف مشخص می شود اس .

و در نهایت در مورد مدار الکتریکی. این مدار مجموعه ای از اجزای الکتریکی است که قادر به هدایت جریان الکتریکی بوده و به صورت مناسب به یکدیگر متصل می شوند.

آنچه در این تصویر می بینیم یک وسیله برقی ابتدایی (چراغ قوه) است. تحت تنش U(ج) منبع برق (باتری) از طریق رساناها و سایر اجزاء با مقاومت های مختلف 4.59 (237 رای)

برای شروع، اجازه دهید این سوال را در نظر بگیریم که چگونه در زمان مناسب، محققان به این ارزش پی بردند، به نام " مقاومت فعلی". هنگام در نظر گرفتن اصول الکترواستاتیک، مسائل مربوط به رسانایی الکتریکی قبلاً مورد بررسی قرار گرفته است، از جمله این واقعیت که مواد مختلف رسانایی متفاوتی دارند (توانایی عبور ذرات باردار آزاد). به عنوان مثال، فلزات با رسانایی خوب مشخص می شوند (به همین دلیل به آنها رسانا می گویند)، در حالی که پلاستیک و چوب ضعیف هستند (دی الکتریک یا نارسانا). چنین تفاوت هایی با ویژگی های ساختار مولکولی مواد مختلف مرتبط است.

پربارترین کار در مورد مطالعه رسانایی مواد مختلف، آزمایشاتی بود که توسط گئورگ اهم (1789-1854) انجام شد (شکل 1).

اصل کار اهم به شرح زیر بود. دانشمند استفاده کرد نمودار سیم کشی، شامل منبع فعلی، هادی و همچنین دستگاه مخصوص ردیابی قدرت فعلی. با تغییر هادی ها در مدار، اهم الگوی زیر را دنبال کرد: قدرت جریان در مدار با افزایش ولتاژ افزایش می یابد. کشف بعدی اهم این بود که وقتی هادی ها تعویض شدند، درجه افزایش قدرت جریان با افزایش ولتاژ نیز تغییر کرد. نمونه ای از چنین وابستگی در شکل 2 نشان داده شده است.

محور x کشش و محور y را نشان می دهد قدرت فعلی. نمودار دو خط مستقیم را نشان می دهد که نرخ های متفاوتی از افزایش جریان را با افزایش ولتاژ نشان می دهد، بسته به هادی که بخشی از مدار است.

نتیجه تحقیق اهم نتیجه گیری زیر بود: "رساناهای مختلف خواص رسانایی متفاوتی دارند"، در نتیجه این مفهوم ظاهر شد. مقاومت فعلی.

مقاومت جریان الکتریکی

مقاومت الکتریکی یک کمیت فیزیکی است که توانایی یک هادی برای تأثیرگذاری را مشخص می کند برقدر هادی جریان دارد.

• تعیین ارزش: R
• واحد: اهم

در نتیجه آزمایش ها با هادی ها مشخص شد که رابطه بین قدرت فعلیو ولتاژ در مدار الکتریکی نیز به اندازه هادی مورد استفاده بستگی دارد و نه تنها به ماده. تأثیر ابعاد هادی در یک درس جداگانه با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

با توجه به آنچه ظاهر می شود مقاومت فعلی? در طول حرکت الکترون‌های آزاد، بین یون‌های تشکیل‌دهنده ساختار شبکه بلوری و الکترون‌ها برهمکنش ثابتی وجود دارد. در نتیجه این فعل و انفعال، حرکت الکترون ها کند می شود (در واقع به دلیل برخورد الکترون ها با اتم ها - گره های شبکه کریستالی)، به دلیل آن مقاومت جریان ایجاد می شود.

کمیت فیزیکی دیگر نیز با مقاومت الکتریکی مرتبط است - هدایت جریان، متقابل مقاومت.

فرمول های مقاومت فعلی

رابطه بین ارزش های مطالعه شده در درس های گذشته را در نظر بگیرید. همانطور که گفته شد با افزایش ولتاژ در مدار افزایش می یابد و قدرت فعلی، این مقادیر متناسب با: I~U

افزایش مقاومت هادی منجر به کاهش قدرت جریان در مدار می شود، بنابراین این مقادیر با یکدیگر نسبت معکوس دارند: I~1/R

در نتیجه تحقیق، نظم زیر آشکار شد: R=U/I

رسید واحد را رنگ می کنیم مقاومت فعلی: 1Ω=1V/1A

بنابراین، 1 اهم چنین مقاومت جریانی است که در آن قدرت جریان در هادی 1 A است و ولتاژ در انتهای هادی 1 ولت است.

در حقیقت، مقاومت فعلی 1 اهم بسیار کوچک است و در عمل از هادی هایی استفاده می شود که با مقاومت بالاتر (1 KΩ، 1 MΩ و غیره) مشخص می شوند.

جریان و ولتاژ کمیت های مرتبط با یکدیگر هستند که بر یکدیگر تأثیر می گذارند. در درس بعدی با جزئیات بیشتری به این موضوع پرداخته خواهد شد.

از جمله شاخص های دیگر مشخص مدار الکتریکی، هادی، ارزش برجسته کردن مقاومت الکتریکی را دارد. توانایی اتم های یک ماده برای جلوگیری از عبور هدایت شده الکترون ها را تعیین می کند. کمک در تعیین این مقدار می تواند هم توسط یک دستگاه تخصصی - یک اهم متر و هم محاسبات ریاضی بر اساس دانش رابطه بین مقادیر و خواص فیزیکی مواد ارائه شود. نشانگر با اهم (اهم) اندازه گیری می شود، نماد R است.

قانون اهم - یک رویکرد ریاضی برای تعیین مقاومت

نسبت ایجاد شده توسط گئورگ اهم، رابطه بین ولتاژ، جریان، مقاومت را بر اساس رابطه ریاضی مفاهیم تعریف می کند. اعتبار رابطه خطی - R \u003d U / I (نسبت ولتاژ به قدرت جریان) - در همه موارد مشاهده نمی شود.
واحد [R] = B/A = اهم. 1 اهم مقاومت ماده ای است که جریان 1 آمپر را در ولتاژ 1 ولت حمل می کند.

فرمول تجربی برای محاسبه مقاومت

داده‌های عینی در مورد رسانایی یک ماده از ویژگی‌های فیزیکی آن ناشی می‌شود که هم خواص و هم واکنش‌های آن را به تأثیرات خارجی تعیین می‌کند. بر این اساس، هدایت بستگی به:

• اندازه.
• هندسه.
• دماها

اتم های یک ماده رسانا با الکترون های هدایت شده برخورد می کنند و از پیشروی بیشتر آنها جلوگیری می کنند. در غلظت بالایی از دومی، اتم ها قادر به مقاومت در برابر آنها نیستند و رسانایی بالا است. مقادیر مقاومت بزرگ برای دی الکتریک ها معمول است که با رسانایی تقریباً صفر مشخص می شوند.

یکی از مشخصه های تعیین کننده هر هادی مقاومت آن است - ρ. وابستگی مقاومت به مواد هادی و تأثیرات خارجی را تعیین می کند. این یک مقدار ثابت (در یک ماده) است که نشان دهنده داده های هادی ابعاد زیر است - طول 1 متر (ℓ)، سطح مقطع 1 متر مربع. بنابراین، رابطه بین این کمیت ها با رابطه: R = ρ* ℓ/S بیان می شود:

• رسانایی یک ماده با افزایش طول آن کاهش می یابد.
• افزایش سطح مقطع هادی منجر به کاهش مقاومت آن می شود. این الگو به دلیل کاهش چگالی الکترون ها و در نتیجه تماس ذرات ماده با آنها نادرتر می شود.
• افزایش دمای مواد باعث افزایش مقاومت می شود، در حالی که کاهش دما باعث کاهش آن می شود.

توصیه می شود سطح مقطع را طبق فرمول S \u003d πd 2 / 4 محاسبه کنید. اندازه گیری نوار به تعیین طول کمک می کند.

رابطه با قدرت (P)

بر اساس فرمول قانون اهم U = I*R و P = I*U. بنابراین، P = I 2 *R و P = U 2 /R.
با دانستن مقدار قدرت و توان فعلی، مقاومت را می توان به صورت زیر تعیین کرد: R \u003d P / I 2.
با دانستن مقدار ولتاژ و قدرت، محاسبه مقاومت با فرمول آسان است: R \u003d U 2 /P.

مقاومت مواد و مقادیر سایر ویژگی های مرتبط را می توان با استفاده از ویژگی های خاص بدست آورد ابزار اندازه گیرییا بر اساس الگوهای ریاضی تثبیت شده.