Электрическое сопротивление проводников | 8 класс

Содержание

Различные вещества имеют разную проводимость. Мы уже говорили о существовании проводников, полупроводников и диэлектриках. Среди проводников электричества мы выделили металлы — они имеют лучшую проводимость, так как содержат в себе большое количество свободных электронов. Эти заряженные частицы под действием сил электрического поля приходят в движение. Так возникает такое явление, как электрический ток.

Но даже среди металлов можно выделить те, которые лучше проводят ток. Значит, есть и те металлы, которые проводят ток хуже. Как же сравнивать эту способность веществ? Так мы подходим к введению новой характеристики проводников.

Называется эта характеристика «электрическое сопротивление«. На данном уроке мы рассмотрим ее связь с проводимостью различный веществ, узнаем причины ее возникновения и разберемся, от каких других величин и свойств она зависит.

Зависимость показаний амперметра и вольтметра от используемого проводника в цепи

Для начала проведем интересный опыт. Соберем электрическую цепь из источника тока, ключа, амперметра и вольтметра. Также мы будем включать в эту цепь проводники из различных материалов. Они закреплены на специальной панели. К этим же проводникам мы будем параллельно подключать вольтметр (рисунок 1).

Проводники у нас обозначены следующим образом: AB — железная проволока, CD — никелиновая проволока, EF — медная проволока.

Эти проводники имеют одинаковую длину и сечение.

Рисунок 1. Зависимость силы тока от используемого в цепи проводника

Сначала подключим в цепь железную проволоку AB. Зафиксируем показания амперметра и вольтметра после замыкания ключа.

Теперь переключимся на никелиновую проволоку CD. Мы заметим, что сила тока в цепи уменьшилась.

Испробуем третий проводник: медную проволоку EF. Теперь сила тока значительно увеличилась.

Вы не забыли, что в нашем опыте был еще и вольтметр? Мы поочередно подключали его к каждому из проводников.

Каждый раз мы получали одинаковое значение напряжения. Оно не изменялось.

{"questions":[{"content":"Если в электрическую цепь поочередно подключать разные проводники, то[[matcher-1]]","widgets":{"matcher-1":{"type":"matcher","labels":["Сила тока","Напряжение"],"items":["Изменяется","Не изменяется"]}}}]}

Зависимость силы тока от свойств проводников

Вы уже знаете, что сила тока зависит от напряжения. Ведь напряжение является характеристикой электрического поля.

Но в нашем опыте напряжение оставалось постоянным. Значит, сила тока имеет еще одну зависимость.

Сила тока в цепи зависит от свойств проводников, включенных в электрическую цепь.

{"questions":[{"content":"Сила тока в электрической цепи зависит от[[choice-3]]","widgets":{"choice-3":{"type":"choice","options":["напряжения","свойств проводника","вида используемого амперметра","места измерения"],"answer":[0,1]}}}]}

Электрическое сопротивление

Что же это за свойства? Их совокупность в электричестве получила свое определение. Принято говорить, что разные проводники обладают различным электрическим сопротивлением.

Электрическое сопротивление — это физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока.

Обозначается электрическое сопротивление буквой $R$.

{"questions":[{"content":"Для обозначения электрического сопротивления используют букву[[choice-7]]","widgets":{"choice-7":{"type":"choice","options":["$R$","$U$","$I$","$F$"],"explanations":["","Так обозначается электрическое напряжение.","Так обозначается сила тока.","Так обозначается сила."],"answer":[0]}}}]}

Единица измерения сопротивления

Что принимают за единицу сопротивления проводника? Как ее называют?

Электрическое сопротивление измеряется в омах.

За единицу сопротивления принимают $1 \space Ом$ — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах $1 \space В$ сила тока равна $1 \space А$:
$1 \space Ом = \frac{1 \space В}{1 \space А}$.

{"questions":[{"content":"Электрическое сопротивление проводника измеряется в[[choice-14]]","widgets":{"choice-14":{"type":"choice","options":["омах","амперах","вольтах","паскалях"],"explanations":["","Это единица измерения силы тока.","Это единица измерения напряжения.","Это единица измерения давления."],"answer":[0]}}}]}

Дольные и кратные единицы сопротивления

Какие единицы сопротивления, кроме ома, используют?

На практике часто используют дополнительные единицы измерения сопротивления: миллиом ($мОм$), килоом ($кОм$), мегаом ($МОм$).

$1 \space мОм = 0.001 \space Ом$;
$1 \space кОм = 1000 \space Ом$;
$1 \space МОм = 1 \space 000 \space 000 \space Ом$.

{"questions":[{"content":"$0.03 \\space кОм =$ [[input-21]] $Ом$.","widgets":{"input-21":{"type":"input","inline":1,"answer":"30"}},"step":1,"hints":["$1 \\space кОм = 1000 \\space Ом$, или<br />$1 \\space Ом = 0. 001 \\space кОм$.","$0.03 \\space кОм = 30 \\space Ом$"]}]}

Причины электрического сопротивления

В чем же причина сопротивления?

Вспомните урок «Электрический ток в металлах«. Электроны, двигаясь под действием электрического поля, обретают некоторое направление. Но при этом хаотичность их движения сохраняется. Мы еще сравнивали такое движение со стайкой мошкары, которую относит ветром.

Итак, электроны приведены в упорядоченное движение электрическим полем. При этом они взаимодействуют с ионами кристаллической решетки. Что при этом происходит? Упорядоченное движение замедляется. Теперь меньшее число электронов проходит через поперечное сечение проводника за $1 \space с$. Значит, уменьшается сила тока.

Сделаем вывод из наших рассуждений.

Причина сопротивления — это взаимосвязь движущихся электронов с ионами кристаллической решетки.

Логично, что разные проводники будут обладать разными значениями сопротивления. Все дело будет в различиях строения их кристаллической решетки. Кроме того, значение будут иметь длина проводника и площадь его поперечного сечения. Об этом мы поговорим в следующих уроках.

{"questions":[{"content":"Под действием электрических сил свободные электроны в металле приходят в упорядоченное движение. Во время этого движения они[[choice-27]]","widgets":{"choice-27":{"type":"choice","options":["взаимодействуют с ионами кристаллической решетки","со временем набирают большую скорость","взаимодействуют только с другими свободными электронами","не испытывают никаких взаимодействий"],"explanations":["Из-за этого скорость направленного движения уменьшается. В этом и кроется явление электрического сопротивления.","","",""],"answer":[0]}}}]}

Электрическое сопротивление наглядно: интересные опыты

Упражнения

Упражнение №1

Начертите схему цепи, изображённой на рисунке 1, и объясните опыт, проведённый по данному рисунку.

Схема электрической цепи изображена на рисунке 2. Проводник обозначен прямоугольником.

Рисунок 2. Схема электрической цепи для проведенного опыта

В ходе этого опыта используют различные проводники. При этом фиксируют значения приборов. Сила тока изменяется в зависимости от того, какой проводник включен в цепь. Напряжение же на концах разных проводников все время остается постоянным.

Этот опыт доказывает связь силы тока и свойства проводника, называемого электрическим сопротивлением.

Упражнение №2

Выразите в омах значения следующих сопротивлений: $100 \space мОм$; $0.7 \space кОм$; $20 \space МОм$.

Дано:
$I_1 = 100 \space мОм$
$I_2 = 0.7 \space кОм$
$I_3 = 20 \space МОм$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

$I_1 = 100 \space мОм = 100 \cdot 0.001 \space Ом = 0.1 \space Ом$,
$I_2 = 0.7 \space кОм = 0.7 \cdot 1000 \space Ом = 700 \space Ом$,
$I_3 = 20 \space МОм = 20 \cdot 1 \space 000 \space 000 \space Ом = 20 \space 000 \space 000 \space Ом$.

Ответ: $I_1 = 0.1 \space Ом$, $I_2 = 700 \space Ом$, $I_3 = 20 \space 000 \space 000 \space Ом$.

Упражнение №3

Сила тока в спирали электрической лампы равна $0.5 \space А$ при напряжении на её концах в $1 \space В$. Определите сопротивление спирали.

Дано:
$I = 0.5 \space А$
$U = 1 \space В$

$R — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

Мы знаем, что $1 \space Ом = \frac{1 \space В}{1 \space А}$.

Получается, что $R = \frac{U}{I}$. К этой формуле мы пришли из определения единицы измерения сопротивления.

Тогда,
$R = \frac{1 \space В}{0.5 \space А} = 2 \space Ом$.

Ответ: $R = 2 \space Ом$.

От каких величин зависит сопротивление и как их определить? — статьи компании ПрофЭнергия

Каждое тело, по которому течёт электрический ток, способно оказывать ему определённое сопротивление. Свойства любого материала проводника блокировать электрический ток, проходящий через него, и называется сопротивлением. Существуют проводники с разным строением, которые оказывают различное сопротивление току. Измеряется данная величина в омах.

Содержание:

1. Что такое электрическое сопротивление.
2. От каких величин зависит сопротивление.
3. Расчётное сопротивление грунта.

Что такое электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление представляет собой физическую величину, которая характеризует свойства самого проводника не допускать прохождение электрического тока. Как определить величину сопротивления?  Выразить ее можно путём отношения напряжения на концах проводника к силе тока, которая протекает по нему.

Электрическое сопротивление проводника возникает в тот момент, когда по нему течёт электрический ток.

Стоит помнить, что чем больше сопротивление проводника, тем меньше он проводит через себя электрический ток, и наоборот.

От каких величин зависит сопротивление

Многие задаются вопросом, от каких величин зависит сопротивление? В первую очередь, сопротивление зависит от температурных показателей.

Электрическое сопротивление самого проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально сечению. Из этого можно сделать простой вывод: чем толще сечение провода, тем меньше его сопротивление.

Кроме этого, зависит оно и от материала, из которого был изготовлен проводник. К примеру, стальной провод имеет значительно большее сопротивление по сравнению с алюминиевым кабелем. А вот сопротивление последнего больше медного проводника.

Проводимость изоляции провода зависит от влажности воздуха, окружающего его, поэтому при колебаниях этой величины изменяется затухание. 

Расчётное сопротивление грунта

При проектировании фундамента обязательным требованием является определение расчетного сопротивления грунта, которое приведено в СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений». По приведенным таблицам в строительных нормах и правилах осуществляется предварительный подбор формы и размеров самого фундамента.

Сопротивление заземлённого устройства определяется путём отношения напряжения на заземлителе к силе тока, которая проходит сквозь него в землю.

Зависит сопротивление от удельной величины сопротивления самого грунта, в котором оно проложено, размеров, типа, расположения и количества электродов.

Если заземляющий объект планируется располагать в воде, то заземлитель необходимо прокладывать на дне в виде сетки. Она должна быть сварена из ленточной стали, с расстояниями между лентами в 10 -15 метров. Это позволить существенно снизить такую величину, как экранирование.

Измеряется сопротивление проводника при помощи специально предназначенного прибора – мегаомметра. Данный прибор может быть выполнен разной конфигурации. Также, он должен иметь соответствующий сертификат и быть исправным. Точность измерения мегаомметра зависит от ежегодного его контроль в органах Госстандарта. Данные приборы бывают:

• С ручным приводом, когда внутри мегаомметра располагается встроенный генератор.
• Электронного типа. Питание такого прибора осуществляется от аккумулятора.

Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые инструменты для качественного проведения имерение удельного сопротивления грунта, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры.

Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать измерение удельного сопротивления грунта или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.

Омметр | инструмент | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история
• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт
• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история
• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Студенческий портал
  Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Связанный контент

Викторины

• Интересные факты об измерениях и математике

Электрическое сопротивление – как измерять, Ом как функция температуры

Электрическое сопротивление определяется как физическое свойство вещества, которое сопротивляется протеканию тока. В этом посте подробно рассказывается о том, что такое электрическое сопротивление, как его измерить, сопротивление как функция температуры и типы резисторов.

Что такое электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление определяется как мера сопротивления протеканию тока (электронов) в электрической цепи. Единицей электрического сопротивления в системе СИ является Ом (Ом), названная в честь Джорджа Саймона Ома. Проводники имеют меньшее сопротивление, и, следовательно, ток легко течет через них, а изоляторы имеют высокое сопротивление, и ток ограничен.

 

Рис. 1 – Введение в электрическое сопротивление

Джордж Саймон Ом был немецким физиком, который сформулировал взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи в 1827 году. Его теория широко известна как «Закон Ома».

Первая помощь при поражении электрическим током

Пожалуйста, включите JavaScript

Первая помощь при поражении электрическим током – причины, источники, тяжесть

Рис. закон гласит, что ток, проходящий через проводник между любыми двумя точками, прямо пропорционален напряжению (разнице потенциалов) в двух точках и представлен уравнением:

Электрическое сопротивление провода

Три фактора, влияющие на сопротивление провода:

1. Длина провода
2. Площадь провода
3. Материал провода Для расчета сопротивления Провод, давайте рассмотрим однородный прямой участок провода длиной «L» с площадью поперечного сечения «A», удельным сопротивлением «ρ» и пусть «I» будет током, протекающим через него. Батарея подключается, образуя цепь, и прикладывается напряжение ΔV. Электрическое поле создается за счет разности потенциалов, а плотность тока пропорциональна электрическому полю согласно уравнению:

   Плотность тока на проводнике:

   Электрическое поле на проводнике:

   Мы можем сделать вывод, что напряжение пропорционально току. По закону Ома мы это тоже знаем; Сопротивление (R) обратно пропорционально току. Мы можем заключить, что электрическое сопротивление провода равно удельному сопротивлению материала, умноженному на длину, деленную на его площадь, т. е. сопротивление велико, если длина провода «L» велика, а сопротивление низкое, если площадь поперечного сечения «А» больше.

   Рис. 3 – Электрическое сопротивление провода

   Как измерить электрическое сопротивление компонента

   Сопротивление компонента можно измерить с помощью омметра или мультиметра. Это простое в использовании устройство, но убедитесь, что компонент не подключен к источнику питания, а сопротивление измеряется на компоненте, как показано на рисунке ниже.

   Измерение электрического сопротивления помогает определить схему и ее компоненты. Если сопротивление высокое, то ток в цепи низкий, и наоборот. Значение сопротивления также отображается на резисторах с помощью цветового кода в виде полос.

   Рис. 4 – (a) Омметр (b) Измерение сопротивления между компонентами

   Резисторы

   Резисторы представляют собой компоненты с двумя клеммами и доступны с предварительно заданным электрическим сопротивлением. Они в основном используются для управления текущим потоком. Величина сопротивления, предлагаемого резистором, называется удельным сопротивлением. На рис. 5 показаны типы резисторов и их схематическое изображение. Существует три основных типа резисторов. Их:

   • Углеродные пленочные резисторы
   • Металлические пленки резисторы
   • Керамические резисторы

   Рис. 5 — (A) Типы резисторов (B) Схема. удельное сопротивление материалов сильно зависит от температуры. Связь между температурой и удельным сопротивлением материала определяется уравнением:

   где,

   Ρ ₀ = удельное сопротивление при стандартной температуре

   Ρ _t = удельное сопротивление при температуре = 0

   T ₀ = эталонная температура

   α = температурный коэффициент удельного сопротивления

4. 2 при повышении температуры температурный коэффициент считается положительным.
5. Для полупроводников/изоляторов удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры, а температурный коэффициент отрицательный.