7 elektrik direnci. Elektrik direnci nedir? Dirençlerin seri ve paralel bağlanması

Elektrik direnci ve iletkenlik kavramı

İçinden akan herhangi bir cisim elektrik, ona biraz direnç sunuyor.İletken bir malzemenin içinden elektrik akımı geçmesini engelleme özelliğine elektrik direnci denir.

Elektronik teorisi, metal iletkenlerin elektriksel direncinin özünü açıklar. Serbest elektronlar bir iletken boyunca hareket ederken sayısız kez atomlarla ve diğer elektronlarla karşılaşır ve onlarla etkileşime girerek kaçınılmaz olarak enerjilerinin bir kısmını kaybederler. Elektronlar hareketlerine karşı bir tür dirençle karşılaşırlar. Farklı atomik yapılara sahip farklı metal iletkenler, elektrik akımına karşı farklı dirençler sunar.

Aynı şey sıvı iletkenlerin ve gazların elektrik akımının geçişine karşı direncini de açıklar. Ancak unutmamalıyız ki bu maddelerde hareketleri sırasında dirençle karşılaşan şey elektronlar değil, moleküllerin yüklü parçacıklarıdır.

Direnç, Latin harfleri R veya r ile gösterilir.

Elektrik direncinin birimi ohm'dur.

Ohm, 106,3 cm yüksekliğinde ve 1 mm2 kesitli bir cıva sütununun 0° C sıcaklıktaki direncidir.

Örneğin bir iletkenin elektrik direnci 4 ohm ise şu şekilde yazılır: R = 4 ohm veya r = 4 ohm.

Büyük dirençleri ölçmek için megohm adı verilen bir birim kullanılır.

Bir megohm bir milyon ohma eşittir.

Bir iletkenin direnci ne kadar büyük olursa, elektrik akımını o kadar kötü iletir ve tersine iletkenin direnci ne kadar düşük olursa, elektrik akımının bu iletkenden geçmesi o kadar kolay olur.

Sonuç olarak, bir iletkeni karakterize etmek için (elektrik akımının içinden geçişi açısından), yalnızca onun direnci değil, aynı zamanda direncin karşılıklılığı ve iletkenlik adı da dikkate alınabilir.

Elektiriksel iletkenlik bir malzemenin elektrik akımını kendi içinden geçirebilme yeteneğidir.

İletkenlik direncin tersi olduğundan 1/R olarak ifade edilir, iletkenlik ise Latin harfi g ile gösterilir.

İletken malzemenin, boyutlarının ve ortam sıcaklığının elektriksel direnç değerine etkisi

Çeşitli iletkenlerin direnci, yapıldıkları malzemeye bağlıdır. Çeşitli malzemelerin elektriksel direncini karakterize etmek için direnç adı verilen kavram tanıtılmıştır.

Direnç uzunluğu 1 m, kesit alanı 1 mm2 olan bir iletkenin direncidir. Direnç Yunan alfabesinde p harfiyle gösterilir. İletkenin yapıldığı her malzemenin kendi direnci vardır.

Örneğin bakırın direnci 0,017'dir, yani 1 m uzunluğunda ve 1 mm2 kesitli bir bakır iletkenin direnci 0,017 ohm'dur. Alüminyumun direnci 0,03, demirin direnci 0,12, konstantanın direnci 0,48, nikromun direnci 1-1,1'dir.

Bir iletkenin direnci uzunluğuyla doğru orantılıdır; yani iletken ne kadar uzun olursa elektrik direnci de o kadar büyük olur.

Bir iletkenin direnci kesit alanıyla ters orantılıdır; yani iletken ne kadar kalınsa direnci o kadar düşük olur ve bunun tersi olarak iletken ne kadar ince olursa direnci de o kadar büyük olur.

Bu ilişkiyi daha iyi anlamak için, bir çift damarın ince bir bağlantı borusuna ve diğerinin kalın bir bağlantı borusuna sahip olduğu iki çift iletişim halindeki damar hayal edin. Kaplardan biri (her çift) suyla doldurulduğunda, kalın bir tüp aracılığıyla diğer kaba aktarımının ince bir tüpten çok daha hızlı gerçekleşeceği, yani kalın bir tüpün akışa karşı daha az dirence sahip olacağı açıktır. suyun. Aynı şekilde, elektrik akımının kalın bir iletkenden geçmesi ince bir iletkenden geçmesinden daha kolaydır, yani birincisi ikinciye göre daha az direnç gösterir.

Bir iletkenin elektrik direnci, iletkenin yapıldığı malzemenin direncinin iletkenin uzunluğu ile çarpımına ve iletkenin kesit alanına bölünmesine eşittir.:

R =pl/S,

Nerede - R iletkenin direncidir, ohm, l iletkenin m cinsinden uzunluğu, S iletkenin kesit alanıdır, mm2.

Yuvarlak bir iletkenin kesit alanı formülle hesaplanır:

S = Pi x d 2/4

Pi nerede - 3,14'e eşit sabit değer; d iletkenin çapıdır.

İletkenin uzunluğu şu şekilde belirlenir:

l = S R / p,

Bu formül, formülde yer alan diğer miktarların bilinmesi durumunda iletkenin uzunluğunu, kesitini ve direncini belirlemeyi mümkün kılar.

İletkenin kesit alanını belirlemek gerekiyorsa formül aşağıdaki formu alır:

S = p l / R

Aynı formülü dönüştürüp eşitliği p'ye göre çözerek iletkenin direncini buluruz:

R = RS / l

İletkenin direncinin ve boyutlarının bilindiği, ancak malzemesinin bilinmediği ve dahası, iletkenin direncinin ve boyutlarının belirlenmesinin zor olduğu durumlarda son formül kullanılmalıdır. dış görünüş. Bunu yapmak için iletkenin direncini belirlemeniz ve tabloyu kullanarak böyle bir dirence sahip bir malzeme bulmanız gerekir.

İletkenlerin direncini etkileyen bir diğer sebep ise sıcaklıktır.

Artan sıcaklıkla metal iletkenlerin direncinin arttığı, azalan sıcaklıkla azaldığı tespit edilmiştir. Saf metal iletkenler için dirençteki bu artış veya azalma hemen hemen aynıdır ve 1°C başına ortalama %0,4'tür. Sıvı iletkenlerin ve karbonun direnci sıcaklık arttıkça azalır.

Maddenin yapısının elektronik teorisi, artan sıcaklıkla birlikte metal iletkenlerin direncinin artmasıyla ilgili aşağıdaki açıklamayı sağlar. İletken ısıtıldığında, kaçınılmaz olarak maddenin tüm atomlarına aktarılan ve bunun sonucunda hareketlerinin yoğunluğunun arttığı termal enerji alır. Atomların artan hareketi, serbest elektronların yönsel hareketine karşı daha fazla direnç oluşturur, bu nedenle iletkenin direnci artar. Sıcaklık düştükçe elektronların yönsel hareketi için daha iyi koşullar yaratılır ve iletkenin direnci azalır. Bu ilginç bir olguyu açıklıyor: metallerin süperiletkenliği.

Süperiletkenlik yani metallerin sıfıra direncinde bir azalma, mutlak sıfır adı verilen 273 ° C'lik büyük bir negatif sıcaklıkta meydana gelir. Mutlak sıfır sıcaklıkta metal atomları, elektronların hareketine hiçbir şekilde müdahale etmeden, oldukları yerde donuyor gibi görünüyor.

Elektrik direnci- elektrik akımının geçişini önlemek için bir iletkenin özelliklerini karakterize eden ve iletkenin uçlarındaki voltajın içinden akan akımın gücüne oranına eşit olan fiziksel bir miktar.

Alternatif akım devreleri ve alternatif elektromanyetik alanlar için direnç, empedans ve karakteristik empedans kavramlarıyla tanımlanır. Bir direnç (direnç), elektrik devrelerine aktif direnç kazandırmak için tasarlanmış bir radyo bileşeni olarak da adlandırılır.

Direnç (genellikle R veya r harfiyle gösterilir), belirli sınırlar dahilinde belirli bir iletken için sabit bir değer olarak kabul edilir; şu şekilde hesaplanabilir

Ansiklopedik YouTube

1 / 5

✪ 8 sınıf - 129. Elektrik akımının işi ve gücü

✪ Ders 358. Alternatif akım devresinde aktif direnç. Akım ve voltajın RMS değeri

✪ Ders 305. Yarı iletkenlerde elektrik akımı. İçsel ve safsızlık iletkenliği.

✪ Ders 296. Metallerin direncinin sıcaklığa bağlılığı. Süperiletkenlik

✪ 8 sınıf - 110. Elektrik devresi ve bileşenleri

Altyazılar

Birimler ve boyutlar

• stat (SGSE ve Gauss sisteminde, 1 statΩ = (10 9 −2) /cm = 898,755,178,736,818 Ohm (tam olarak) ≈ 8,98755·10 11 Ohm, 1 statvolt gerilim altında 1 statamp akımının aktığı iletkenin direncine eşittir);
• abom (SGSM'de, 1 abΩ = 1.10 −9 Ohm = 1 nanoohm, 1 abvolt gerilim altında içinden 1 abamp'lık akımın aktığı iletkenin direncine eşittir).

SGSE ve Gauss sistemindeki direncin boyutu şuna eşittir: TL−1 (yani ters hızın boyutuyla çakışır, s/cm), SGSM'de - LT−1 (yani hızın cm/s boyutuna denk gelir).

Dirençle ilgili karşılıklı miktar, SI sisteminde ölçüm birimi siemens (1 Sm = 1 Ohm −1), SGSE (ve Gaussian) sisteminde staticsiemens ve SGSM - absiemens olan elektriksel iletkenliktir.

Olayın fiziği

Metallerin yüksek elektrik iletkenliği içerdikleri gerçeğinden kaynaklanmaktadır. çok sayıda mevcut operatörler - iletim elektronları Belirli bir atoma ait olmayan metal atomlarının değerlik elektronlarından oluşur. Elektronların düzenli hareketine neden olan harici bir elektrik alanının etkisi altında metalde bir elektrik akımı ortaya çıkar. Alanın etkisi altında hareket eden elektronlar, iyon kafesinin homojen olmayan yönlerine (safsızlıklar, kafes kusurları ve ayrıca iyonların termal titreşimleriyle ilişkili periyodik yapının ihlalleri) dağılır. Bu durumda elektronlar momentum kaybeder ve hareketlerinin enerjisi kristal kafesin iç enerjisine dönüştürülür, bu da içinden bir elektrik akımı geçtiğinde iletkenin ısınmasına yol açar.

Özgül direnç, birim uzunluk ve birim kesit alanına sahip homojen silindirik bir iletkenin direncine sayısal olarak eşit olan skaler bir fiziksel miktardır.

Sıcaklık düştükçe metallerin direnci azalır; Birkaç kelvin mertebesindeki sıcaklıklarda çoğu metal ve alaşımın direnci sıfıra yaklaşır veya sıfıra eşit olur (süperiletkenlik etkisi). Aksine, yarı iletkenlerin ve yalıtkanların direnci sıcaklık düştükçe (belirli bir aralıkta) artar. İletken/yarı iletkenden akan akım/gerilim arttıkça direnç de değişir.

Direncin iletkenin malzemesine, uzunluğuna ve kesit alanına bağlılığı

Bir metalde hareketli yük taşıyıcıları serbest elektronlardır. Kaotik hareketlerinde gaz molekülleri gibi davrandıklarını varsayabiliriz. Bu nedenle klasik fizikte metallerdeki serbest elektronlara elektron gazı adı verilir ve ilk yaklaşımla ideal bir gaz için belirlenen yasaların bunlar için geçerli olduğuna inanılır.

Elektron gazının yoğunluğu ve kristal kafesin yapısı metalin türüne bağlıdır. Bu nedenle bir iletkenin direnci, içindeki maddenin cinsine bağlı olmalıdır. Ayrıca iletkenin uzunluğuna, kesit alanına ve sıcaklığına da bağlı olmalıdır.

Bir iletkenin kesitinin direnci üzerindeki etkisi, kesit küçüldükçe aynı akım şiddetindeki iletken içindeki elektron akışının yoğunlaşması ve dolayısıyla elektronların iletken parçacıklarla etkileşimi ile açıklanmaktadır. iletkenin içindeki madde güçlenir.

Elektrikle ilgili bazı temel bilgiler olmadan, elektrikli cihazların nasıl çalıştığını, neden çalıştığını, çalışması için neden televizyonu fişe takmanız gerektiğini ve bir el fenerinin karanlıkta parlamak için neden yalnızca küçük bir pile ihtiyaç duyduğunu hayal etmek zordur. .

Ve böylece her şeyi sırayla anlayacağız.

Elektrik

Elektrik elektrik yüklerinin varlığını, etkileşimini ve hareketini doğrulayan doğal bir olgudur. Elektrik ilk kez M.Ö. 7. yüzyılda keşfedildi. Yunan filozofu Thales. Thales, bir parça kehribarın yüne sürülmesi durumunda hafif nesneleri çekmeye başladığını fark etti. Amber, eski Yunanca'da elektron anlamına gelir.

Thales'in oturduğunu, himationuna bir parça kehribar sürdüğünü (bu eski Yunanlıların yünlü dış giyimi) ve sonra şaşkın bir bakışla saçların, iplik parçalarının, tüylerin ve kağıt parçalarının çekilmesini izlediğini hayal ediyorum. kehribar rengine.

Bu fenomene denir Statik elektrik. Bu deneyimi tekrarlayabilirsiniz. Bunu yapmak için sıradan bir plastik cetveli yünlü bir bezle iyice ovalayın ve küçük kağıt parçalarına getirin.

bu not alınmalı uzun zamandır bu fenomen araştırılmamıştır. Ve ancak 1600 yılında İngiliz doğa bilimci William Gilbert, "Mıknatıs, Manyetik Cisimler ve Büyük Mıknatıs - Dünya Üzerine" adlı makalesinde elektrik terimini tanıttı. Çalışmasında elektrikli nesnelerle yaptığı deneyleri anlattı ve ayrıca diğer maddelerin de elektriklenebileceğini tespit etti.

Daha sonra, üç yüzyıl boyunca dünyanın en ileri bilim adamları elektriği araştırdılar, bilimsel incelemeler yazdılar, kanunlar formüle ettiler, elektrik makinelerini icat ettiler ve ancak 1897'de Joseph Thomson elektriğin ilk maddi taşıyıcısını, yani elektrik işlemlerini gerçekleştiren bir parçacık olan elektronu keşfetti. mümkün olan maddeler.

Elektron– bu temel bir parçacıktır ve yaklaşık olarak eşit bir negatif yüke sahiptir. -1.602·10 -19 Cl (Kolye). Belirlenmiş e veya e –.

Gerilim

Yüklü parçacıkların bir kutuptan diğerine hareket etmesini sağlamak için kutuplar arasında bir hareket olması gerekir. potansiyel fark veya - Gerilim. Gerilim ünitesi – Volt (İÇİNDE veya V). Formüllerde ve hesaplamalarda voltaj harfle gösterilir V . 1 V'luk bir voltaj elde etmek için, 1 J (Joule) iş yaparken kutuplar arasında 1 C'lik bir yükü aktarmanız gerekir.

Netlik sağlamak için belirli bir yüksekliğe yerleştirilmiş bir su deposu hayal edin. Tanktan bir boru çıkıyor. Doğal basınç altındaki su, tanktan bir boru aracılığıyla çıkar. Suyun olduğu konusunda hemfikir olalım elektrik şarjı, su sütununun yüksekliği (basınç) Gerilim ve suyun akış hızı elektrik.

Yani tankta ne kadar çok su varsa basınç da o kadar yüksek olur. Benzer şekilde elektriksel açıdan bakıldığında, yük ne kadar büyük olursa voltaj da o kadar yüksek olur.

Suyu boşaltmaya başlayalım, basınç azalacaktır. Onlar. Şarj seviyesi düşer - voltaj düşer. Bu olay bir el fenerinde gözlemlenebilir; piller boşaldıkça ampulün ışığı söner. Su basıncı (voltaj) ne kadar düşük olursa, su akışının (akım) da o kadar düşük olacağını lütfen unutmayın.

Elektrik

Elektrik kapalı bir elektrik devresinin bir kutbundan diğerine bir elektromanyetik alanın etkisi altında yüklü parçacıkların yönlendirilmiş hareketinin fiziksel bir işlemidir. Yük taşıyan parçacıklar elektronları, protonları, iyonları ve delikleri içerebilir. Kapalı devre olmadan akım mümkün değildir. Taşınabilen parçacıklar elektrik ücretleri Her maddede bulunmaz, içinde bulunduğu maddelere denir iletkenler Ve yarı iletkenler. Ve içinde bu tür parçacıkların bulunmadığı maddeler - dielektrikler.

Geçerli birim – Amper (A). Formüllerde ve hesaplamalarda mevcut güç harfle gösterilir BEN . Bir elektrik devresindeki bir noktadan 1 Coulomb'luk (6.241·10 18 elektron) yük 1 saniyede geçtiğinde 1 Amperlik bir akım üretilir.

Su-elektrik benzetmemize tekrar bakalım. Ancak şimdi iki tank alıp içlerini eşit miktarda suyla dolduralım. Tanklar arasındaki fark, çıkış borusunun çapıdır.

Muslukları açalım ve sol tanktan gelen su akışının sağdan daha fazla (borunun çapı daha büyük) olduğundan emin olalım. Bu deneyim, akış hızının boru çapına bağlı olduğunun açık bir kanıtıdır. Şimdi iki akışı eşitlemeye çalışalım. Bunu yapmak için sağ depoya su (şarj) ekleyin. Bu daha fazla basınç (voltaj) verecek ve akış hızını (akım) artıracaktır. Bir elektrik devresinde boru çapı şu şekilde oynanır: rezistans.

Yapılan deneyler, aralarındaki ilişkiyi açıkça ortaya koymaktadır. Gerilim, Elektrik şoku Ve rezistans. Biraz sonra direnç hakkında daha fazla konuşacağız, ancak şimdi elektrik akımının özellikleri hakkında birkaç söz daha söyleyeceğiz.

Gerilim polaritesini artı eksiye değiştirmiyorsa ve akım bir yönde akıyorsa, o zaman bu DC ve buna bağlı olarak sabit basınç. Gerilim kaynağı polaritesini değiştirirse ve akım önce bir yönde, sonra diğer yönde akarsa, bu zaten alternatif akım Ve alternatif akım voltajı . Maksimum ve minimum değerler (grafikte şu şekilde belirtilmiştir: Io ) - Bu genlik veya tepe akım değerleri. Ev prizlerinde voltaj, polaritesini saniyede 50 kez değiştirir; akım şurada burada salınım yapıyor, bu salınımların frekansının 50 Hertz yani kısaca 50 Hz olduğu ortaya çıkıyor. Bazı ülkelerde, örneğin ABD'de, frekans 60 Hz'dir.

Rezistans

Elektrik direnci– bir iletkenin akımın geçişini engelleme (direnme) özelliğini belirleyen fiziksel bir miktar. Direnç ünitesi – Ohm(belirtilen Ohm veya Yunan harfi omega Ω ). Formüllerde ve hesaplamalarda direnç harfle gösterilir R . Bir iletkenin kutuplarına 1 V gerilim uygulanan ve 1 A akım geçen iletkenin direnci 1 ohm'dur.

İletkenler akımı farklı şekilde iletir. Onların iletkenlik her şeyden önce iletkenin malzemesine, ayrıca kesite ve uzunluğa bağlıdır. Kesit ne kadar büyük olursa iletkenlik o kadar yüksek olur, ancak uzunluk ne kadar uzun olursa iletkenlik o kadar düşük olur. Direnç iletkenliğin ters kavramıdır.

Örnek olarak tesisat modelini kullanırsak direnç borunun çapı olarak gösterilebilir. Ne kadar küçükse iletkenlik o kadar kötü ve direnç o kadar yüksek olur.

Bir iletkenin direnci, örneğin içinden akım geçtiğinde iletkenin ısınmasıyla kendini gösterir. Ayrıca akım ne kadar büyükse ve iletkenin kesiti ne kadar küçükse, ısıtma o kadar güçlü olur.

Güç

Elektrik gücü elektriğin dönüşüm oranını belirleyen fiziksel bir miktardır. Örneğin, birden fazla kez duymuşsunuzdur: "bir ampul şu kadar watt eder." Bu, çalışma sırasında ampulün birim zaman başına tükettiği güçtür, yani. belirli bir hızda bir enerji türünü diğerine dönüştürmek.

Jeneratörler gibi elektrik kaynakları da güçle karakterize edilir, ancak birim zamanda zaten üretilir.

Güç ünitesi - Watt(belirtilen K veya K). Formüllerde ve hesaplamalarda güç harfle gösterilir P . Alternatif akım devreleri için bu terim kullanılır Tam güç, birim - Volt-amp (VA veya V·A), harfle gösterilir S .

Ve nihayet hakkında Elektrik devresi. Bu devre, elektrik akımını iletebilen ve buna göre birbirine bağlanabilen belirli bir dizi elektrikli bileşendir.

Bu resimde gördüğümüz şey temel bir elektrikli cihazdır (el feneri). Düşük voltaj sen(B) iletkenler ve farklı dirençlere sahip diğer bileşenler aracılığıyla bir elektrik kaynağı (piller) 4,59 (237 Oy)

Başlangıç ​​olarak, araştırmacıların bir zamanlar "" denilen niceliği nasıl anladıkları sorusunu ele alalım. akım direnci" Elektrostatiğin temelleri göz önüne alındığında, farklı maddelerin farklı iletkenliğe (serbest yüklü parçacıkları iletme yeteneği) sahip olduğu gerçeği de dahil olmak üzere, elektriksel iletkenlik konularına zaten değinilmişti. Örneğin, metaller iyi iletkenlik ile karakterize edilir (bu nedenle iletken olarak adlandırılır), plastik ve ahşap ise zayıf iletkenlik ile karakterize edilir (dielektrikler veya iletken olmayanlar). Bu farklılıklar, farklı maddelerin moleküler yapısının özellikleriyle ilişkilidir.

Çeşitli maddelerin iletkenliğinin incelenmesine yönelik en etkili çalışma, Georg Ohm (1789-1854) tarafından yapılan deneylerdir (Şekil 1).

Ohm'un çalışmasının özü şuydu. Bilim adamının kullandığı elektrik şeması, oluşan akım kaynağı, iletken ve ayrıca izleme için özel bir cihaz amperaj. Ohm, devredeki iletkenleri değiştirerek aşağıdaki modeli izledi: artan voltajla birlikte devredeki akım da arttı. Ohm'un bir sonraki keşfi, iletkenleri değiştirirken artan voltajla birlikte akım gücündeki artış derecesinin de değişmesiydi. Böyle bir bağımlılığın bir örneği Şekil 2'de gösterilmektedir.

X ekseni voltajı, Y ekseni ise voltajı gösterir amperaj. Grafik, devrede bulunan iletkene bağlı olarak artan voltajla birlikte akımdaki farklı artış oranlarını gösteren iki düz çizgiyi göstermektedir.

Ohm'un araştırmasının sonucu şu sonuçtu: "Farklı iletkenler farklı iletkenlik özelliklerine sahiptir" ve bunun sonucunda kavram ortaya çıktı akım direnci.

Akımın elektriksel direnci.

Elektrik direnci, bir iletkenin elektrik akımını etkileme yeteneğini karakterize eden fiziksel bir niceliktir. elektrik bir iletken içinde akıyor.

• Miktar tanımı: R
• Birim: Ohm

İletkenlerle yapılan deneyler sonucunda aralarındaki ilişkinin olduğu belirlendi. mevcut güç ve bir elektrik devresindeki voltaj, yalnızca maddeye değil, kullanılan iletkenin boyutuna da bağlıdır. İletken boyutlarının etkisi ayrı bir derste daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Görünmesine ne sebep olur? akım direnci? Serbest elektronların hareketi sırasında kristal kafesin yapısında yer alan iyonlar ile elektronlar arasında sürekli etkileşim meydana gelir. Bu etkileşimin bir sonucu olarak, akım direncinin yaratılmasından dolayı elektronların hareketi yavaşlar (aslında elektronların atomlarla - kristal kafesin düğümleriyle çarpışması nedeniyle).

Başka bir fiziksel nicelik de elektriksel dirençle ilişkilidir. akım iletkenliği, direncin karşılığı.

Güncel direnç formülleri.

Son derslerde çalışılan nicelikler arasındaki ilişkiyi ele alalım. Söylendiği gibi voltaj arttıkça devredeki voltaj da artar ve mevcut güç, bu miktarlar orantılıdır: ben ~ sen

İletken direncindeki bir artış devredeki akım gücünün azalmasına neden olur, dolayısıyla bu miktarlar birbiriyle ters orantılıdır: I~1/R

Araştırma sonucunda aşağıdaki model ortaya çıktı: R=U/I

Birimin teslim alınmasını planlıyoruz akım direnci: 1Ohm=1V/1A

Dolayısıyla 1 Ohm, iletkendeki akımın 1 A ve iletkenin uçlarındaki voltajın 1 V olduğu akım direncidir.

Aslında, akım direnci 1 Ohm çok küçüktür ve pratikte daha yüksek dirençle karakterize edilen iletkenler kullanılır (1 KOhm, 1 MOhm, vb.).

Akım ve gerilim birbirini etkileyen birbiriyle ilişkili niceliklerdir. Bu konu bir sonraki derste daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

karakterize eden diğer göstergeler arasında elektrik devresi, iletken, elektrik direncini vurgulamaya değer. Bir malzemenin atomlarının elektronların yönlendirilmiş geçişini engelleme yeteneğini belirler. Bu değerin belirlenmesinde yardım, hem özel bir cihaz - bir ohmmetre hem de malzemenin miktarları ve fiziksel özellikleri arasındaki ilişkilere dayanan matematiksel hesaplamalar tarafından sağlanabilir. Gösterge, R sembolüyle gösterilen Ohm (Ohm) cinsinden ölçülür.

Ohm yasası - direnci belirlemeye yönelik matematiksel bir yaklaşım

Georg Ohm'un kurduğu ilişki, kavramların matematiksel ilişkisine dayanarak gerilim, akım, direnç arasındaki ilişkiyi tanımlar. Doğrusal ilişkinin geçerliliği - R = U/I (voltajın akıma oranı) - her durumda belirtilmemiştir.
Birim [R] = B/A = Ohm. 1 Ohm, 1 voltluk bir voltajda 1 amperlik bir akımın aktığı bir malzemenin direncidir.

Direnci hesaplamak için ampirik formül

Bir malzemenin iletkenliğine ilişkin nesnel veriler, onun hem kendi özelliklerini hem de dış etkenlere tepkisini belirleyen fiziksel özelliklerinden kaynaklanır. Buna dayanarak iletkenlik şunlara bağlıdır:

• Boyut.
• Geometri.
• Sıcaklıklar.

İletken bir malzemenin atomları yönlü elektronlarla çarpışarak onların ileri doğru hareket etmesini engeller. İkincisinin yüksek konsantrasyonunda, atomlar onlara direnemez ve iletkenliğin yüksek olduğu ortaya çıkar. Büyük direnç değerleri neredeyse sıfır iletkenliğe sahip dielektrikler için tipiktir.

Her iletkenin tanımlayıcı özelliklerinden biri direncidir - ρ. Direncin iletken malzemeye ve dış etkenlere bağımlılığını belirler. Bu, aşağıdaki boyutlardaki iletken verilerini temsil eden sabit (tek malzeme içinde) bir değerdir - uzunluk 1 m (ℓ), kesit alanı 1 m2. Dolayısıyla bu büyüklükler arasındaki ilişki şu ilişkiyle ifade edilir: R = ρ* ℓ/S:

• Bir malzemenin iletkenliği uzunluğu arttıkça azalır.
• İletkenin kesit alanındaki bir artış, direncinde bir azalmaya neden olur. Bu model elektron yoğunluğunun azalmasından kaynaklanır ve sonuç olarak malzeme parçacıklarının onlarla teması daha az olur.
• Malzemenin sıcaklığındaki bir artış, dirençte bir artışı teşvik ederken, sıcaklıktaki bir düşüş, direncin azalmasını gerektirir.

Kesit alanının S = πd 2 / 4 formülüne göre hesaplanması tavsiye edilir. Uzunluğun belirlenmesinde bir şerit metre yardımcı olacaktır.

Güçle ilişki (P)

Ohm kanununun formülüne göre U = I*R ve P = I*U. Bu nedenle, P = I 2 *R ve P = U 2 /R.
Akımın ve gücün büyüklüğü bilindiğinde direnç şu şekilde belirlenebilir: R = P/I 2.
Gerilimi ve gücü bilerek direnç aşağıdaki formül kullanılarak kolayca hesaplanabilir: R = U 2 /P.

Malzemenin direnci ve diğer ilgili özelliklerin değerleri özel olarak elde edilebilir. ölçüm aletleri veya yerleşik matematik yasalarına dayanmaktadır.