3. Электрическое сопротивление и проводимость

Поступательное движение электронов, дрейфующих под действием сил электрического поля и обеспечивающих в проводнике электрический ток, тормозится вследствие столкновений их с узлами электрической решетки проводника ( с ионами , атомами, молекулами проводника) (рис.6).

При столкновении электрона с узлом кристаллической решетки электроны теряют часть своей кинетической энергии, уменьшая свою скорость, которая в результате действия сил электрического поля снова увеличивается и т.д. Таким образом скорость движения электронов изменяется. В результате в проводнике устанавливается некоторая средняя скорость движения электронов. Электроны, двигаясь вдоль проводника, всегда встречают сопротивление своему движению. Частота столкновений зависит от структуры материала и его температуры. Это противодействие или торможение, направленному движению электронов, т.е. электрическому току, называется электрическим сопротивлением. Под электрическим сопротивлением проводника понимают величину противодействия, которое оказывает проводник перемещению электрических зарядов. Ток в твердых проводниках создается только движением электронов. Это проводники первого рода, обладающие

электроннойпроводимостью. В жидкостях и газах носителями зарядов являются положительные и отрицательные ионы. Их движение – положительных ионов по направлению поля и отрицательных ионов против этого направления – создает электрический ток. Такие проводники обладаютионнойпроводимостью и называются проводниками второго рода. Сопротивление обозначается буквамиR илиr.

Сопротивление проводника зависит от рода материала, его размеров (длины, сечения) и температуры проводника.

При температуре порядка 20⁰С, численное значение сопротивления проводника определяется по формуле

(2-9)

где R-сопротивление проводника при комнатной температуре, ρ – удельное сопротивление проводника при 20⁰С,— длина проводника,S-площадь сечения проводника.

Единица электрического сопротивления – ом (Ом).

Величину, обратную сопротивлению, называют электрической проводимостью

1/R=g (2-10)

Единица электрической проводимости – сименс (См)

[g] = Ом^-1=См.

Понятие проводимости используется преимущественно при расчетах параллельного соединения приемников электрической энергии.

При нагревании проводника первого рода (металла) его сопротивление увеличивается по закону

R_τ=R₀( 1+ αt),(2-11)

где R_τ– сопротивление проводника при температуреt,R₀– сопротивление проводника при 0⁰С, α – температурный коэффициент сопротивления, который показывает относительное изменение сопротивления проводника при изменении температуры на 1⁰С.

Таблица 3.

Таблица удельных сопротивлений, проводимостей и температурных коэффициентов некоторых проводников

У чистых металлов коэффициент α положителен. У сплавов он может быть как положительным, так и отрицательным. В частности, для сплавов, применяемых при изготовлении реостатов, измерительных (эталонных) сопротивлений, значение α весьма мало. К таким сплавам принадлежит манганин (84%меди, 12% марганца,3% никеля), константан и др. Температурный коэффициент сопротивления для проводников второго рода (электролитов) и графита отрицателен, т.е. с повышением температуры их удельное сопротивление уменьшается.

Электрическое сопротивление проводников — Студопедия

Электрическим сопротивлением (сопротивлением) называется величина, характеризующая сопротивление проводника электрическому току.

Единица измерения Ом. 10м(Ом)- сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1Втечет постоянный ток 1А.

Сопротивление зависит от размеров, формы и материалов проводника.

Для однородного линейного проводника длиной и площадью поперечного сечения S

Где -удельное электрическое сопротивление.

Единица измерения Ом*м

Электрическая проводимость– величина обратная сопротивлению

Единица измерения См(сименс). 1 См- проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом.

Удельная электрическая проводимость

Единица измерения См/м

Удельное электрическое сопротивление и сопротивление проводника зависят от температуры

Где и — соответственно сопротивление и сопротивление проводника при 0 .

α- температурный коэффициент сопротивления

t – температура

Существуют два способа соединения проводников: последовательное и параллельное

…

= =… = ; ; ;

 

 

, ,

,

= ; ; ;

Закон Ома

Сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника

― закон Ома в интегральной форме

Подставив получим

Где = Е – напряженность электрического поля в проводнике,

= — плотность тока

= – удельная проводимость

Или в векторной форме

― закон Ома в дифференциальной форме.

Рассмотрим участок цепи, состоящий из источника электрической энергии с ЭДС и внутренним сопротивлением , а также внешней части цепи, имеющей сопротивление

 

 

—

+

1 2

 

1 и 2 – клеммы цепи. Такой участок называется неоднородным (содержащим источник тока) участок цепи.

, (

 

Эта формула выражает закон Ома для неоднородного участка цепи.

Если участок цепи не содержит источник тока

 

1 2

Эта формула выражает закон Ома для однородного участка цепи. Отсюда

Разность потенциалов в этом случае называется электрическим напряжением или просто напряжением на концах рассматриваемого проводника.

Это явление можно трактовать и так: если через сопротивление протекает электрический ток, то на его концах образуется падение напряжения (разность потенциалов), величина которого определяется законом Ома.

Рассмотрим теперь замкнутую цепь, состоящую из источников электрической энергии с ЭДС и внутренним сопротивлением , а также внешней части цепи, имеющей сопротивление

, (*)

1 К (ключ)

2 (**)

 

Формула (*) выражает собой закон Ома для замкнутой цепи, т.е. сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника тока к суммарному сопротивлению всей цепи.

Формула (**) определяет напряжение на внешней цепи.Если с помощью ключа «К» разомкнуть цепь

 

1 , 2

, то из (**) следует

К

 

В этом случае разность потенциалов на клеммах источника будет равна его ЭДС.

Значит ЭДС можно определить как разность потенциалов между полюсами разомкнутого источника тока.

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление

Противодействие (сложность) прохождению электрического тока.
Мы знаем, что электрический ток есть прохождение (движение) электронов по цепи или через фактор цепи (приемник).
По сказанному можно сделать вывод, что «Электрический ток есть движение электронов».

В зависимости от типа, материала и сечения (толщины) кабеля или проводника, через который должны пройти электроны, это будет стоить им большей или меньшей работы.
Хороший проводник почти не будет оказывать сопротивления их прохождению через него, изолятор будет оказывать такое большое сопротивление, что электроны не смогут пройти через него.
Это усилие, которое электронам приходится преодолевать, чтобы циркулировать, и есть Электрическое сопротивление . Тогда мы увидим это более подробно.
Когда эти электроны достигают рецептора, такого как лампа, им труднее пройти через него, то есть он также оказывает сопротивление прохождению через рецептор, поскольку энергия, переносимая электронами, преобразуется в другой вид энергии в лампе (светящейся).
Как видите, в электрической цепи мы находим сопротивление в самих кабелях или проводниках и в приемниках (лампах, двигателях и т.п.).

Что такое сопротивление?

Электрическое сопротивление — сопротивление или затруднение прохождения электрического тока. Чем больше элемент цепи сопротивляется току, проходящему через него, тем большее сопротивление он будет иметь.
Электрическое сопротивление измеряется в омах (Ом) и обозначается буквой R.
Для обозначения электрического сопротивления в электрических цепях мы можем использовать 2 разных символа:
символ электрического сопротивления
Использование того или иного символа не имеет значения.
Давайте посмотрим, что происходит с сопротивлением в электрической цепи, используя формулу закона Ома, которая раскрывает основные принципы электрических цепей:
I=V/R
Эта формула говорит нам, что интенсивность или сила электрического тока через цепь или через любой элемент цепи, равно напряжению (V), к которому он подключен, деленному на его сопротивление (R).
Согласно этой формуле в цепи или в приемнике, который подвергается постоянному напряжению (например, напряжение батареи 4В) ток, протекающий через него, будет тем меньше, чем больше его сопротивление.

Проверено: сопротивление препятствует прохождению тока плюс R минус I по закону Ома.
Если вы не очень хорошо разбираетесь в электрических величинах, таких как напряжение, интенсивность и т. д., мы приглашаем вас по этой ссылке: Электрические величины
Каждый из элементов цепи имеет электрическое сопротивление, даже электрические кабели, хотя на многих иногда она настолько мала, что мы склонны презирать ее.

Сопротивление в электрических цепях

В электрической цепи мы можем рассчитать общее сопротивление цепи или сопротивление каждого приемника в цепи по закону Ома:
R = V/I; V в вольтах и ​​I в амперах дадут нам сопротивление в Омах (Ом).

Сопротивление проводника

Хотя в небольших цепях сопротивление проводников большую часть времени считается равным нулю, когда мы говорим о цепях с очень длинными кабелями, мы должны рассчитать значение сопротивления проводника между конец кабеля и другой.
В этих случаях закон Ома не применяется.
Для этих случаев формула для определения сопротивления:
построить сопротивление
Где L — длина кабеля в метрах, S — сечение кабеля в квадратных миллиметрах, а p — удельное сопротивление проводника или кабеля, значение предоставляется производителем кабеля.
Если L указать в метрах, сечение или диаметр в квадратных миллиметрах, а сопротивление даст нам в омах.

Удельное сопротивление — это величина, зависящая от температуры. Это значение сопротивления материала на каждый метр длины и каждый квадратный миллиметр сечения.
Например, медь при 20ºC имеет удельное сопротивление 0,017 Ом x мм2/метр, что означает, что медный кабель длиной 1 метр и сечением 1 мм2 имеет такое сопротивление (0,017 Ом).
Для двухметрового кабеля будет иметь удвоенное сопротивление, а для 1-метрового кабеля сечением более двух мм2 сопротивление будет вдвое меньше.
ВНИМАНИЕ: медь при 20 градусах имеет удельное сопротивление 0,017, но при 70 градусах 0,021, а при 90 градусах 0,023. Как видите, чем выше температура, тем выше удельное сопротивление, то есть сопротивление меняет свое значение с температурой. Материал меняет сопротивление в зависимости от температуры. Чем выше температура, тем выше сопротивление.
Изменение сопротивления в зависимости от температуры
Для расчета изменения сопротивления материала в зависимости от температуры используется следующая формула:
формула температурного сопротивления
Увеличением или повышением температуры будет конечная температура минус начальная. В формуле мы поместили сопротивление материала при двадцати градусах в качестве эталона, поскольку оно наиболее известно как то, которое обычно дается как значение удельного сопротивления, но оно может быть и при других температурах.

Проводимость и проводимость

Во много раз лучше, чем говорить о сопротивлении, говорить о проводимости, которая ни больше, ни меньше, чем противоположность, то есть простота материала, позволяющая пропускать электрический ток. Если материал имеет большую проводимость, он будет очень хорошим проводником.
Проводимость обратно пропорциональна сопротивлению:
G = 1 / R
Единицей измерения является Симен.
Подобно тому, как удельное сопротивление относится к сопротивлению, проводимость относится к проводимости. Проводимость будет обратно пропорциональна удельному сопротивлению:
γ= 1/ρ
В большинстве формул лучше использовать проводимость, потому что обычно это целые числа. Например, медь при двадцати градусах имеет удельное сопротивление 0,017, но проводимость пятьдесят шесть Сименс/метр.

Постоянные резисторы

Сопротивления
Помимо сопротивления приемников и кабелей, существуют также некоторые элементы, которые размещаются в цепях и чья единственная функция состоит именно в том, чтобы противодействовать протеканию тока или оказывать сопротивление поток тока, чтобы ограничить его и которые никогда не превышают определенное количество тока. Они широко используются в электронике.

Элемент этого класса также называется электрическим сопротивлением. Ниже мы видим некоторые из наиболее часто используемых и то, как рассчитывается их значение.
Именно о резисторах этого типа, которые используются для ограничения тока в цепи или ее части, мы сейчас и поговорим. Их очень много, и изготавливаются они из разных материалов.
Номинал резистора этого класса определяется его цветовым кодом. На предыдущем рисунке мы видим несколько резисторов и то, как резисторы бывают с полосами или цветными полосами. Эти полосы с помощью кода определяют значение сопротивления.

Цветовой код сопротивления

Чтобы узнать значение резистора, мы должны обратить внимание, что он имеет 3 цветные полосы в ряд и четвертую еще одну отдельно.
Первые три полосы сообщают нам его значение, четвертая полоса говорит нам о допуске, то есть значение + — значение, которое может быть выше или ниже значения, отмеченного первыми тремя полосами.
Чтобы узнать, как рассчитать номинал резистора, перейдите по следующей ссылке: Цветовой код резистора.
резисторы с цветовым кодом
Реальное значение сопротивления можно определить с помощью мультиметра, электрического измерительного устройства, включая значение электрического сопротивления.

Также с Fluke, используемым большинством электриков.
Эти резисторы широко используются в электронике, но есть и более крупные, которые используются в электрорадиаторах, холодильниках и т. д. Их предназначение такое же. Давайте посмотрим на некоторые из них на следующем изображении.
типы резисторов

Типы резисторов

В зависимости от его работы у нас есть:
– Постоянные резисторы: Это те, которые имеют значение, которое мы не можем изменить.
— Переменные резисторы: это те, которые имеют значение, которое мы можем изменить, изменив положение скользящего контакта. Этот тип переменного резистора называется потенциометром.
— Специальные сопротивления: это те, которые изменяют свое значение в зависимости от стимуляции, которую они получают от внешнего фактора (свет, температура…). Например, LDR — это те, которые изменяют свое значение в зависимости от падающего на них света.
сопротивления
Во время его изготовления мы можем использовать множество материалов. Здесь вы можете увидеть резисторы или сопротивления из различных материалов: типы резисторов

Используемый источник информации: https://www.areatecnologia.com/electricidad/resistencia-electrica.html

Просмотров: 98.740

Самый быстрый словарь в мире | Vocabulary.com

ПЕРЕЙТИ К СОДЕРЖАНИЮ

0. электрическое сопротивление сопротивляемость материала протеканию электрического тока

1. электрическое сопротивление сопротивление материала протеканию электрического тока

2. электрическая эластичность величина, обратная емкости

3. 54″>

   коммунальное предприятие, обеспечивающее электроснабжение

4. электрические помехи электрические сигналы, создаваемые нежелательными источниками

5. электрическое устройство Устройство, которое производит или приводится в действие электричеством

6. электрическая розетка: розетка, обеспечивающая место в системе электропроводки, откуда может поступать ток для питания электрических устройств

7. электродуговая печь электрическая печь, в которой электрическая дуга является источником тепла для производства стали

8. акустическое сопротивление, препятствующее прохождению звука через поверхность

9. 86″>

   гроза гроза, вызванная сильными восходящими воздушными потоками

10. электрическая печь любая печь, в которой тепло обеспечивается электрическим током

11. электрическая цепь: электрическое устройство, обеспечивающее путь для прохождения электрического тока

12. электрический конденсатор: электрическое устройство, характеризующееся способностью накапливать электрический заряд

13. электронное наблюдение наблюдение с помощью электронных средств (например, телевидения)

14. электрический контакт контакт, позволяющий току проходить от одного проводника к другому