Понятие силы сопротивления в физике

Оглавление

Время чтения:  5 минут

1 765

Сила сопротивления зависит от размеров и формы тела и скорости перемещения тела в среде, возникающая при его движении и затормаживает это движение. Сила сопротивления отличается от силы трения тем, что последняя рассматривает характер взаимодействия друг с другом твердых тел. Можно наблюдать, когда один элемент двигается по поверхности другого. Вектор силы сопротивления имеет направление противоположное движению.

Работа силы сопротивления видна на примере: при свободном падении листка с дерева на него действует сила сопротивления воздуха, которую можно сравнить с силой тяжести. В связи с этим, ускорение падающего листка будет не таким, как от ускорения свободного падения.

Аналогично с перемещением в жидкости, если тело погружается в воду плавно, то сопротивление воды будет меньше, чем при прыжке в нее.

Чему равна сила сопротивления

В числовом выражении общая сила сопротивления равна силе, которую следует приложить для равномерного передвижения тела по ровной горизонтальной поверхности. {2}\]График зависимости сопротивления

Зависимость силы от сопротивления определяется для каждой среды отдельно. Сила сопротивления среды растет, с ростом скорости движения предмета в среде.

От чего зависит сила сопротивления

На величину силы сопротивления влияют следующие факторы:

• особенности и плотность среды, например, у жидкости плотность выше, чем у газа;
• форма тела, у предметов с вытянутыми обтекаемыми вдоль движения формами сопротивление меньше, чем с расположенными перпендикулярно движению гранями;
• скорость движения.

В зависимости от воздействия на движущиеся предметы различают несколько типов силы сопротивления:

• Сила сопротивления качению \[P_{f}\]. Зависит от вида и состояния опорной поверхности, скорости перемещения, силы давления воздуха и прочее. Коэффициент сопротивлению качению f зависит типа и состояния опорной поверхности, его значение уменьшается, при повышении давления и температуры.
• Сила сопротивления воздуха \[P_{B}\] возникает при разных показателях давления. В аэродинамике называется лобовым сопротивлением. Показатель будет выше с ростом вихреобразования в передней и задней частях объекта движения. Величина вихреобразования зависит от формы передвигаемых предметов.

Понятие силы электрического сопротивления

Строение металлических проводников объясняет наличие сопротивления. Свободные электроны движутся по проводнику встречая ионы кристаллической решетки. При контакте с ними другие электроны теряют часть своей энергии. У проводников с отличающимся атомным строением будет разное сопротивление току. Поэтому чем выше сопротивление проводника, тем проводимость электрического тока будет меньше.

Рис.1. Сила сопротивления

Формулы 4 — 5

Электрическое сопротивление в физике обозначают R, измеряется в Ом. Сопротивление равно 1 Ом, если на концах проводника возникает напряжение в 1 Вольт при силе тока равной 1 Ампер.

Формула сопротивления силы тока:

\[R=\rho \frac{l}{S}\]

где l – длина проводника; S – площадь сечения; ρ – удельное сопротивление. {-1}\right)\].

При нагревании движение частиц материала возрастает и создает препятствия для направленного движения электродов. Количество столкновений свободных электронов с ионами кристаллической решетки увеличивается.

Такое свойство применимо в термометрах сопротивления, измеряют температуру исходя из зависимости температуры и сопротивления с высокой точностью измерения.

Нет времени решать самому?

Наши эксперты помогут!

Контрольная

| от 300 ₽ |

Реферат

| от 500 ₽ |

Курсовая

| от 1 000 ₽ |

Формула силы тока и сопротивление

Формула 6

Законом Ома для участка цепи называют взаимосвязь между силой тока (I), напряжением (U) и сопротивлением (R) проводника на практике установлена Г. Омом.

\[I=\frac{U}{R}\]

Материалы с низким удельным сопротивлением считаются проводниками, они эффективно проводят электрический ток. С высоким удельным сопротивлением – диэлектрики, их используют как изоляторы. Промежуточное положение занимают полупроводники.

Пример

Найти силу тока в проводнике длиной 100 мм, сечением 0,5 мм2 изготовленном из меди, если напряжение на его концах 6,8 В.

Решение:

Запишем формулу закона Ома и найдем сопротивление через силу тока : \[I=\frac{U}{R}\]

Для определения силы тока I, нужно определить сопротивление R. С помощью формулы с удельным сопротивлением преобразуем формулу для закона Ома:

\[\begin{array}{r}
R=\rho \frac{l}{S} \\
I=\frac{U S}{\rho l}
\end{array}\]

Подставляем значения в формулу:

\[I=\frac{6,8 * 0,5}{0,017 * 100}=2 \mathrm{~A}\]

Значение ρ для меди берется из таблиц.

Ответ: 2А

Оценить статью (55 оценок):

Поделиться

Анна Краснова — Бакалавр физики

Популярные статьи

Краткие достижения по электрическому сопротивлению

Когда электрический ток течет через лампочку или любой проводник, проводник оказывает некоторое сопротивление току, которое известно как электрическое сопротивление и обозначается R. Каждый материал имеет электрическое сопротивление, которое равно почему проводники выделяют тепло при протекании по ним тока. Резистор — это электрический компонент, который обеспечивает желаемое сопротивление в цепи. В этой статье будет рассмотрено понятие электрического сопротивления и различные формулы электрического сопротивления с примерами. В следующих разделах давайте подробно рассмотрим электрическое сопротивление и изучим концепцию!

Что такое электрическое сопротивление?

Электрическое сопротивление компонента цепи или устройства определяется как отношение приложенного напряжения к протекающему через него электрическому току.

Если сопротивление остается постоянным в широком диапазоне напряжений, закон Ома I = V/R можно использовать для прогнозирования поведения материала. Хотя предыдущее определение сосредоточено на постоянном токе и напряжении, точное определение применимо к резисторам, используемым в приложениях переменного тока.

Независимо от того, подчиняется материал закону Ома или нет, его сопротивление выражается объемным удельным сопротивлением. Удельное сопротивление и, следовательно, сопротивление зависит от температуры. Эту температурную зависимость можно предсказать по температурному коэффициенту сопротивления в больших диапазонах температур.

Формула электрического сопротивления R=V/I.

Я спросил, как измеряется электрическое сопротивление? Ответ заключается в том, что электрическое сопротивление можно рассчитать, измерив ток и напряжение по закону Ома.

Ну, а теперь давайте посмотрим, что такое статическое сопротивление и что такое динамическое сопротивление.

Статическое сопротивление

Сопротивление, соответствующее закону Ома или обычное омическое сопротивление, называется статическим сопротивлением. Другими словами, отношение между напряжением и током и константой при определенной температуре известно как статическое сопротивление. Статическое сопротивление — это результат деления напряжения на ток, то есть статическое сопротивление = напряжение/ток. Давайте посмотрим на кривую ВАХ статического сопротивления.

Динамическое сопротивление

Когда сопротивление используется в PN-переходе в электронике, эта концепция известна нам как динамическое сопротивление. Изменение тока относительно напряжения в определенной области кривой V-I известно как динамическое сопротивление. Давайте посмотрим на кривую.

Сопротивление постоянному току

Поскольку величина постоянного тока постоянна, в цепях постоянного тока нет частоты; таким образом, емкостное и индуктивное сопротивление в цепях постоянного тока равны нулю.

В результате при подаче постоянного тока имеет значение только значение сопротивления проводника или провода.

Таким образом, мы можем рассчитать значение сопротивления постоянному току, используя закон Ома.

RDC= VI

Знать все об электрическом сопротивлении трансформатора

Тип сопротивления, применяемый в случае трансформатора, — это сопротивление обмотки. Расположение обмотки имеет место в случае автотрансформаторов. Он имеет только одну обмотку, намотанную на одинарном ламинированном сердечнике. И одна и та же катушка разделяется на первичную и вторичную. Трансформатор работает по принципу законов Фарадея, который включает в себя электромагнитную индукцию и взаимную индукцию. Трансформатор работает следующим образом:

• Электрическая энергия преобразуется из одной цепи в другую.

• С помощью электромагнитной индукции электроэнергия передается на трансформатор.

• Изменение электрической мощности происходит без изменения ее частоты.

• С помощью взаимной индукции две цепи связаны.

Каковы области применения трансформатора?

Трансформатор имеет различные применения в повседневной жизни. Давайте посмотрим, какие различные применения трансформатора применимы в нашей повседневной жизни:

• Трансформатор может передавать электрическую энергию на очень большие расстояния.

• Трансформатор также можно использовать в различных областях, таких как радио и телевидение. В случае радиоприемника используется трансформатор с несколькими вторичными катушками, тогда как в телевизионных приемниках используются трансформаторы с разным напряжением.

• Трансформатор также можно использовать в качестве регулятора напряжения.

Из каких частей состоит однофазный трансформатор?

Рассмотрим различные части однофазного трансформатора:

1. Сердечник

Сердечник в основном поддерживает систему обмотки трансформатора. Он действует как путь с низким сопротивлением для протекающего магнитного потока. Он состоит из многослойного сердечника из мягкого железа, что позволяет снизить потери в трансформаторе.

2. Обмотки

Это медные провода вокруг сердечника. Он бывает двух видов: первичный и вторичный.

3. Изоляционные материалы

Они необходимы трансформатору для отделения обмоток друг от друга во избежание короткого замыкания.

Вывод: 

Уравнение закона Ома в основном используется для определения напряжения, сопротивления и силы тока в электрической цепи. Закон Ома применяется для поддержания желаемого падения напряжения на электронных компонентах. Амперметры постоянного тока и другие шунты постоянного тока используют закон Ома для отклонения тока. А электрическое сопротивление – это путь, по которому протекает ток по любым материальным проводникам электричества. Электрическое сопротивление или удельное сопротивление материала также известно как качественное измерение материала, в котором протекающий ток препятствует его протеканию. И, учитывая удельное сопротивление, электрические изоляторы имеют более высокую ценность, потому что они преграждают путь электрическому потоку или проводимости.

 

Электрическое сопротивление: определение, единица измерения, формула, измерение

Электрическое сопротивление, само название говорит о том, что это сопротивление потоку электричества. Это свойство вещества, благодаря которому оно препятствует протеканию через него тока, известно как электрическое сопротивление. В этой статье мы узнаем все об электрическом сопротивлении, факторах, влияющих на электрическое сопротивление, законе Ома и комбинации резисторов.

Закон Ома

Закон Ома гласит, что если физическое состояние (то есть длина, температура, механическое напряжение, материал) проводника остается неизменным, то напряжение, приложенное к его концам, прямо пропорционально протекающему по нему току.

В ∝ I

В = I R (V = напряжение, I = ток, R = сопротивление)

Этот график между V и I проводника при постоянной температуре показывает, что градиент изменения напряжения (Δ V) пропорционально изменению тока (Δ I).

Это делает график прямой линией.

\(R={V \over I}\)

• Единицей электрического сопротивления в системе СИ является «Ом (Ом)» или вольт/ампер
• Сопротивление проводника зависит от следующих факторов:

1. Длина (l): Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине R ∝ l.
2. Площадь поперечного сечения (A): Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника R ∝ 1/A
3. Сопротивление проводника также зависит от природы материала и температуры.

Чтобы получить подробную информацию о кинетической теории газов, кандидаты могут посетить статью по ссылке.

Теперь сверху зависимости сопротивления с разными параметрами.

Сопротивление (R) ∝ l ∝ 1/A

При снятии знака пропорциональности.

\(R=\rho{l \over A}\)

Где ρ = удельное сопротивление проводника, зависит от материала проводника.

В чем измеряется электрическое сопротивление (единицы)?

Единица электрического сопротивления в системе СИ измеряется в омах и математически представлена ​​в виде Ом. Единица измерения Ом (Ом) названа в честь немецкого физика и математика Георга Симона Ома.

В системе СИ ом равен 1 вольту на ампер. Таким образом,

\(\text{1 Ом}={\text{1 Ом}\over{1 Ампер}}\)

Подробнее о расстоянии и перемещении см. в статье по ссылке.

Символ электрического сопротивления

Для упрощения принципиальных схем существует множество символов, которые используются для обозначения различных состояний резисторов.

Примеры

Q. Как показано на схеме ниже, напряжение питания составляет 24 В, а ток, протекающий через неизвестное сопротивление, равен 2 А. Определите неизвестное значение сопротивления.

A. Согласно закону Ома,

В = 24 В, I = 2 А

R=V/I= 24/2= 12 Ом.

Вы также можете проверить информацию о Vector.

Что такое удельное сопротивление/удельное сопротивление?

• Коэффициент пропорциональности при расчете сопротивления проводника, который зависит от природы материала, называется удельным сопротивлением материала. Обозначается ро (ρ).
• Единицей удельного сопротивления в СИ является Ом-м
• Удельное сопротивление материала определяется как сопротивление единицы длины и единицы площади поперечного сечения материала проводника. Это внутреннее свойство вещества, которое отличается от разных материалов.

Расчет сопротивления

Сопротивление проводника представляет собой удельное сопротивление материала проводника, умноженное на длину проводника, деленное на площадь поперечного сечения проводника.

\(R=ρ×lAR=ρ×lA\)

R — сопротивление в омах (Ом).

ρ – удельное сопротивление в ом-метрах (Ом×м)

l – длина проводника в метрах (м)

A – площадь поперечного сечения проводника в квадратных метрах (м2)

Проверка Статья о равномерном круговом движении здесь.

Температурные эффекты сопротивления

Сопротивление резистора увеличивается, когда температура резистора увеличивается.

R2 = R1 × (1 + α(T2 – T1))

R2 — сопротивление при температуре T2 в омах (Ом).

R1 — сопротивление при температуре T1 в омах (Ом).

α – температурный коэффициент.

Получите подробные сведения о вихревых токах и токах смещения.

Проводимость и проводимость

Проводимость: Он определяется как , обратная величине удельного сопротивления , и обозначается как мОм (σ) (ом в обратном порядке).

\(\text{Электропроводность }(\sigma)= {1\over \rho}\)

Его единица в системе СИ равна мОм/м или симен/метр

Проводимость (G): Обратная величина сопротивления называется электропроводностью.

Его единицей СИ является «Ом -1 или Siemens».

\(G={1\над R}\) 9{-8}\) Ом-м)

Самый проводящий металл: Серебро (Ag).

Наименее проводящий металл: Ртуть (Hg).

Подробную информацию о проверке питания в цепи переменного тока см. здесь.

Растяжение провода

Если проводник растягивается или сжимается, его длина увеличивается, а площадь поперечного сечения уменьшается, и наоборот, но объем остается постоянным.

Предположим, что длина проводника равна \(l_1\), площади поперечного сечения \(A_1\), радиусу \(r_1\) и диаметру \(d_1\). 92\)

Прочитайте об атоме и ядрах здесь.

Зависимость удельного сопротивления от температуры

Удельное сопротивление материала зависит от температуры. Удельное сопротивление материала изменяется при различных температурах.

\(ρ_T=ρ_o[1+ α(T-T_o)]\)

Где,

\(ρ_T\)- Удельное сопротивление при температуре Т T_o\)

α – Температурный коэффициент удельного сопротивления.

Для металлов при повышении температуры удельное сопротивление уменьшается.

α положителен для металлов

Для полупроводников при повышении температуры удельное сопротивление материала увеличивается.

α отрицателен для полупроводников

Некоторые материалы, такие как нихром, манганин и константан, имеют очень слабую зависимость сопротивления от температуры. Поэтому они широко используются в стандартных резисторах, а также в нагревательных материалах.

Кроме того, подробно ознакомьтесь с Типами термодинамических процессов , чтобы ускорить подготовку.

Зависимость сопротивления от температуры

При более высокой температуре количество свободных электронов в проводнике увеличивается, и от этого зависит сопротивление. Приведенное ниже уравнение представляет его зависимость –

Где,

\(R_T = R_o(1+αT)\)

\(R_o\) = сопротивление проводника при 0 °C

\(R_T\)= сопротивление проводника при T °C

α = температурный коэффициент сопротивления (единица измерения →Per °C)

Это уравнение справедливо для T ≤ 300 °C

Ограничение закона Ома

Закон Ома не является универсальным законом-

1. Поскольку этот закон действителен для большого класса материалов, все же существуют материалы, на которые закон Ома не действует
2. Закон Ома не действует на односторонние элементы (в которых ток может течь в одном направлении), такие как диоды, транзисторы и т. д.

Даже законы Ома не показывают постоянных результатов между V и I в течение длительного времени для элементов с нелинейными параметрами, такими как емкость, сопротивление и т. д.

Чтобы получить подробную информацию о ядерной физике, кандидаты могут посетить статью по ссылке.

Омические и неомические элементы

Обычно при построении кривой V-I выделяют два типа элементов: в то время как те, которые не следуют, являются неомическими проводниками.

Омическая жила – медь, алюминий и т. д.

Кривые V-I омического проводника представляют собой прямые линии.

Неомический проводник – Те материалы, которые не подчиняются закону Ома, являются неомическими. Такие материалы, как полупроводники, диоды, газы, транзисторы и т. д.

Кривая V-I неомического проводника не является прямой линией

Подробную информацию о колебаниях см. в статье по ссылке.

Комбинация резисторов

Мы уже узнали, что резисторы представляют собой материалы, препятствующие протеканию тока. Это свойство резисторов используется в различных схемах, таких как уменьшение тока, напряжения и мощности в цепи. Хотя его можно соединить в двух основных конструкциях:

1. Последовательное соединение
2. Параллельное соединение

Резисторы, соединенные последовательно

• Резисторы называются последовательно соединенными, если через каждый резистор протекает одинаковый ток при некоторой разности потенциалов, приложенной к комбинации.
• В последовательном соединении точки входа и выхода тока на резисторы одинаковы, и мы знаем, что ток — это скорость потока зарядов.
• Итак, заряды нигде не скапливаются, просто где-то их поток увеличивался или уменьшался соответственно сопротивлению.
• Принимая во внимание, что падение напряжения — это точка, в которой электрическая энергия преобразуется в другую энергию, такую ​​как свет, тепло или что-то еще.
• Общий поток зарядов в цепи постоянный, поэтому при последовательном соединении ток везде одинаков.

Согласно петлевому закону Кирхгофа,

Пусть V будет разностью потенциалов между A и B, тогда \(V=IR_1 + IR_2 + IR_3\)

\(R_{AB} = R_1 + R_2 + R_3\)

\(R_{экв} = R_1 + R_2 + R_3 + …+ R_n\)

• В цепи последовательного сопротивления ток в каждом резисторе одинаков.
• Напряжение на любом резисторе прямо пропорционально сопротивлению резистора.
• Общее последовательное сопротивление больше, чем наибольшее сопротивление в цепи.

Вы также можете проверить подробности о законах термодинамики.

Параллельные резисторы

• Когда резисторы соединены параллельно, разность потенциалов на каждом из них одинакова и равна приложенной разности потенциалов.
• При параллельном соединении в любом соединении ток делится соответственно резисторам (здесь обратно пропорционально сопротивлению).

В соединении А по трем проводам течет ток, т.е. происходит разделение тока в разных ветвях, позже в соединении В они встречаются по закону тока Кирхгофа.

Ток \(i = i_1 + i_2 + i_3\)

Падение напряжения в точках A и B одинаково для всех резисторов.

Пусть V будет разностью потенциалов между A и B

\({1\over{R_{AB}}}={1\over{R_1}}+{1\over{R_2}}+{1\over{R_3}}\)

\({1 \over{R_{eq}}}={1\over{R_1}}+{1\over{R_2}}+{1\over{R_3}}+…+{1\over{R_n}}\)

• В цепи с параллельным сопротивлением напряжение на каждом резисторе одинаково и равно приложенному напряжению.
• Ток через каждый резистор обратно пропорционален сопротивлению резистора.

Надеюсь, что эти заметки об электрическом сопротивлении будут полезны для вашей подготовки к ЕГЭ. Чтобы понять другие важные темы, формулы и решенные примеры, скачайте приложение Testbook сегодня. Также практикуйте все это в режиме реального времени в приложении Testbook с помощью бесплатных пробных тестов.

Часто задаваемые вопросы по электрическому сопротивлению

В.1 Что такое закон Ома?

Ответ 1 Закон Ома гласит, что если физическое состояние проводника (т. е. длина, температура, механическое напряжение, материал) остается неизменным, то напряжение, приложенное к его концам, прямо пропорционально току, протекающему через него. Это.

В.2 Что такое сопротивление?

Ans.2 Это свойство вещества, благодаря которому оно препятствует протеканию через него тока, известно как электрическое сопротивление.

Q.3 Что такое удельное сопротивление?

Ans.3 Константа пропорциональности при расчете сопротивления проводника, которое зависит от природы материала, называется удельным сопротивлением материала. Обозначается ро (ρ).

Q.4 Каковы некоторые неомические элементы?

Ответ 4 Те материалы, которые не подчиняются закону Ома, являются неомическими. Такие материалы, как полупроводники, диоды, газы, транзисторы и т. д.

В.5 Каковы ограничения закона Ома?

Ответ 5 Закон Ома не является универсальным законом. У него есть два ограничения: поскольку этот закон действителен для большого класса материалов, но все же существуют материалы, для которых закон Ома недействителен, а закон Ома недействителен для односторонних элементов (где ток может течь с одного направления), таких как диоды, транзисторы и т. д.

Q.6 Какова единица удельного сопротивления?

Ans.6 Единицей удельного сопротивления является Ом-метр.

Q.7 Какова величина, обратная удельному сопротивлению?

Ответ 7 Обратная величина удельного сопротивления – проводимость.

Q.8 Что происходит с сопротивлением чистых металлов при повышении температуры?

Ans.8 При повышении температуры сопротивление чистых металлов увеличивается, поскольку количество электронов в зоне проводимости снижает подвижность, тем самым увеличивая сопротивление.

В.9 Что происходит с сопротивлением изоляторов при повышении температуры?

Ans.