Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи называют его сопротивлением.

Для лучшего понимания учениками природы электрического сопротив­ления необходимо рассмотреть модельные представления электрического тока в металле, обратив внимание учащихся на взаимодействие движущих­ся электронов с ионами кристаллической решетки.

Возникает вопрос:

—    Что является причиной, ограничивающей силу тока в проводнике? Путем логических рассуждений учащиеся подводятся к выводу, что та­ких причин две:

а)  электрическое поле положительно заряженных ионов кристалличе­ской решетки действует с силой на электроны, уменьшая их скорость направленного движения, а, следовательно, и силу тока;

б) воздействие электрического поля электронов на соседние электроны, что также приводит к уменьшению скорости их направленного движения.

2. Далее учитель ставит перед школьниками следующую проблему:

—    От чего и как зависит сопротивление проводника?

Проводя опыты по выяснению факторов, влияющих на сопротивление проводника, учитель задает классу вопросы:

—     Как показать на опыте зависимость сопротивления проводника от его длины? Площади поперечного сечения?

—     Как можно показать, что сопротивление проводника зависит от рода вещества, из которого он изготовлен?

Выяснив причины, ограничивающие силу тока в проводнике, переходим к формулированию обобщающего определения величины сопротивления. Для этого выполним ряд опытов с проводниками различной длины, площа­ди поперечного сечения и материала. Учащиеся, анализируя полученные результаты, самостоятельно приходят к заключению:

Сопротивление проводника прямо пропорционально длине, обратно про­порционально площади поперечного сечения и зависит от материала.

Электрическое сопротивление обозначается буквой R. = Ом.

За единицу сопротивления принимают сопротивление такого проводни­ка, в котором при напряжении на концах 1 В сила тока равна 1 А.

3. Удельное сопротивление. Если обозначить сопротивление проводни­ка буквой R, его длину буквой 1, а площадь поперечного сечения — S, то формула для вычисления сопротивления будет иметь такой вид:

где р — коэффициент, характеризующий электрические свойства веще­ства, из которого изготовлен проводник. Этот коэффициент называется удельным сопротивлением вещества. Он равен:

RS  Откуда:Ом-мм

В заключение урока необходимо познакомить учащихся с таблицей удельных электрических сопротивлений некоторых веществ. Поскольку сопротивление металлических проводников зависит от температуры (оно увеличивается при повышении температуры), то в таблице приводятся зна­чения удельных сопротивлений для температуры 20°С.

—   Удельное сопротивление никелина 0,4Ом мм

Что это значит?

Из таблицы следует, что серебро и медь — лучшие проводники электри­чества. Для нагревательных элементов удобно использовать вещества с большим удельным сопротивлением, например, нихром.

IV. Закрепление изученного. Решение задач

С целью закрепления материала желательно конец урока посвятить ре­шению простых задач по изученной теме:

Задача 1

Каково сопротивление медного провода длиной 1 м и площадью попе­речного сечения 1 мм ?

Задача 2

Имеются две медные проволоки одинаковой длины. У одной площадь поперечного сечения 1 мм², а у другой — 5 мм². У какой проволоки сопро­тивление меньше и во сколько раз?

Задача 3

При устройстве молниеотвода использовали стальной провод сечением 35 мм² и длиной 25 м. Определите его сопротивление.

Задача 4

Ртуть заполняет стеклянную трубку с внутренним сечением 1 мм² и имеет сопротивление 2 Ом. Вычислите длину столбика ртути в трубке.

Домашнее задание

1.

Удельное сопротивление | План-конспект урока по физике (9 класс):

Удельное сопротивление

Цели урока:

Познакомить учащихся с удельным сопротивлением проводников как физической величиной. Закрепить навыки решения задач на сопротивление проводников.

Ход урока

1. Повторение. Проверка домашнего задания

• Что такое электрическое напряжение? Какой буквой оно обозначается?
• По какой формуле находится напряжение?
• Как называется единица напряжения?
• Как называется прибор для измерения напряжения? Как он обозначается на схемах?
• Какими правилами следует руководствоваться при включении вольтметра в цепь?

2. Новый материал

Удельное сопротивление — показывает, чему равно сопротивление проводника, выполненного из данного вещества,  длиной в 1м и с поперечным сечением 1 м кв.

ρ =

где    R — сопротивление [Ом];

Ɩ — длина проводника [м];

S — площадь поперечного сечения [мм2].

Единица измерения удельного сопротивления:

3. Закрепление изученного

• Как зависит сопротивление проводника от его длины и от площади поперечного сечения?
• Как показать на опыте зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен?
• Что называется удельным сопротивлением проводника?
• По какой формуле можно рассчитывать сопротивление проводников?
• В каких единицах выражается удельное сопротивление проводника?
• Из каких веществ изготавливают проводники, применяемые на практике?

4. Решение задач

Задача Л-1313

Определите сопротивление медного контактного провода, подвешенного для питания трамвайного двигателя, если длина провода равна 5 км, а площадь поперечного сечения 0,65 см2.

Дано:                        Си                Решение

Ɩ = 5 км                        5000 м        R = ρ·

S = 0,65 см2                        65 мм2        R = 0,017 · = 1,3 Ом

ρ = 0,017

R — ?                                                Ответ: R = 1,3 Ом

Задача Л-1321

Обмотка реостата, изготовленная из никелиновой проволоки, имеет сопротивление 36 Ом. Какой длины эта проволока, если площадь ее поперечного сечения равна 0,2 мм2?

Дано:                        Решение

R = 36 Ом                        R = ρ·        Ɩ =

S = 0,2 см2                        Ɩ = 36 Ом · 0,2 мм2 : 0,4 ·= 18 м

ρ = 0,4

Ɩ — ?                                                Ответ: Ɩ = 18 м

Задача Л-1325

Сопротивление проволоки, у которой площадь поперечного сечения 0,1 мм2, равно 180 Ом. Какой площади поперечного сечения надо взять проволоку той же длины и того же материала, чтобы сопротивление получилось 36 Ом?

Дано:                        Решение

R1 = 180 Ом                R1 = ρ·;        R2 = ρ·;        

R2 = 36 Ом                        ρ·Ɩ = R1·S1;         ρ·Ɩ = R2·S2

S1 = 0,1 мм2                        R1·S1 = R2·S2;

ρ = ρ1 =ρ2                        S2 =S1·

Ɩ = Ɩ1 =Ɩ2                        S2 = 0,1 мм2 · ·= 0,5 мм2

S2 — ?                                                Ответ: Ɩ = 18 м

Домашнее задание

§12, Задачи 41, 42.

Рекомендации по проектированию для порошковой металлургии: Удельное магнитное сопротивление

Инженеры, занимающиеся проектированием электроприборов переменного тока, вероятно, знакомы с концепцией удельного сопротивления. Инженеры учитывают удельное сопротивление при проектировании своих электрических устройств, потому что они не хотят выделять тепло и терять эффективность.

Ниже мы покажем, что удельное сопротивление является важным фактором при проектировании порошковой металлургии И ламинирования электрических устройств. Мы также узнаем, чем порошковый металл на самом деле превосходит моторную ламинированную сталь 9.0006 КПД электродвигателя.

Вопросы проектирования для порошковой металлургии: что такое магнитное удельное сопротивление?

Удельное магнитное сопротивление определяет, насколько сильно материал сопротивляется прохождению электрического тока. В отличие от электрического сопротивления, которое зависит от длины, формы и эффектов холодной обработки магнитного материала; удельное сопротивление не зависит от его формы или длины.

Удельное сопротивление выражается в ом-метрах; и обозначается греческой буквой ро (ρ). Материалы с низким удельным сопротивлением позволяют легко пропускать электрический ток . Материалы с высоким удельным сопротивлением будут сопротивляться легкому протеканию электрического тока.

Почему удельное магнитное сопротивление имеет значение для ламинирования электротехнической стали и порошковых металлов

Почему удельное сопротивление важно для магнитных устройств переменного тока? Поля переменного тока создают вихревые токи на поверхности компонента; эти токи сопротивляются изменяющемуся магнитному полю.

Более высокие вихревые токи приводят к большим потерям, поскольку они легче образуются в материалах с низким удельным сопротивлением. Более высокие потери означают большее выделение тепла в электрическом устройстве, 92) / удельное сопротивление

• Pe — потери на вихревые токи
• Индукция — рабочий уровень индукции магнитного устройства
• Частота — рабочая частота магнитного устройства
• Толщина — толщина компонента или пластины
• Ke — константа, зависящая от материала

Порошковый металл Против. Свойства ламинированной стали

Давайте посмотрим на решение задачи удельного сопротивления с точки зрения инженера, проектирующего двигатель для электромобиля. Какие материалы используются для изготовления статоров двигателей? Как правило, либо порошковый металл, либо моторная ламинированная сталь. Оба займут ваше место, но только один полностью раскроет потенциал вашего мотора.

Материалы для ламинирования двигателя

Чтобы уменьшить потери на вихри, необходимо увеличить удельное сопротивление или уменьшить толщину материала для ламинирования. Часто существует практический предел тому, насколько тонкой может быть стальная пластина.

Как правило, высокое удельное сопротивление порождает высокую проницаемость. (Это хорошо.) Однако легирующие элементы стали увеличивают удельное сопротивление, но могут также снижать магнитную проницаемость . Два легирующих элемента повышают как проницаемость, так и удельное сопротивление: кремний и фосфор.

Таким образом, для многих ламинированных сталей предпочтительными легирующими материалами являются кремнистые стали. Фосфор обычно не используется в стальных пластинах, потому что он может вызвать горячую укороченность сталей, что затрудняет прокатку в тонкие листы.

PM: магнитомягкий композит

Теперь давайте рассмотрим, как удельное сопротивление влияет на характеристики компонента из порошкового металла, особенно из магнитомягкого композита, по сравнению с ламинированием для электрических устройств. Магнитомягкие композиты (SMC) на самом деле представляют собой частицы порошка, покрытые крошечным электроизолирующим слоем, который уменьшает потери на завихрения, которые вы видите в стальных пластинах.

В этой таблице показано относительное сопротивление стальных пластин двигателя и компонентов SMC. SMC часто демонстрируют превосходную производительность

на более высоких рабочих частотах. У вас может быть то, что вы считаете очень хорошей сталью для ламинирования, но при определенной частоте она начинает ломаться. Между тем детали из порошкового металла превосходны на этих определенных уровнях.

Типовое удельное сопротивление стальных пластин и SMC
Материал	Удельное сопротивление (омметр)
Пластины из чистого железа и стали	~0,001
Пластины из кремнистой стали	~0,006
Магнитомягкие композиты	>1,0

Наша следующая диаграмма показывает, что это означает с точки зрения фактических характеристик полных потерь магнитомягкого композита по сравнению с ламинированной сталью.

Вы можете видеть, что магнитомягкие композиты очень выгодно отличаются от пластин из чистого железа (M47) на частотах выше 100 Гц. SMC также работают лучше, чем пластины из кремнистой стали, на частотах от 400 Гц до 1000 Гц. Таким образом, в зависимости от вашего приложения, SMC может предложить более высокую эффективность и, в свою очередь, более низкую стоимость эксплуатации

.

Уменьшите сборку на 99 %

Переход на магнитомягкий композит может изменить уровень удельного сопротивления вашего компонента с 90 до 9000. В ощутимых результатах это приводит к тому, что вы можете изготовить сборку из 10 деталей с SMC вместо монстра из 1000 деталей.

Это действительно одно из больших преимуществ порошковой металлургии. Во многих случаях применения кондиционеров вам больше не нужно ламинировать материалы.

Пора переключаться?

Более высокое удельное сопротивление по своей природе снижает потери эффективности в приложениях переменного тока.

Возможно, вы захотите изучить возможность укладки деталей PM вместо изготовления тонких листов и их укладки друг на друга. Если ваше приложение совместимо с магнитомягкими композитными материалами, вы можете перестать беспокоиться об удельном сопротивлении, потому что оно по своей природе высокое в материалах из порошкового металла.

Пришло время изменить правила удельного сопротивления в конструкциях магнитных деталей! Не позволяйте удельному сопротивлению мешать хорошему дизайну!

 

Удельное сопротивление Определение и значение — Merriam-Webster

устойчивость ri-ˌzi-ˈsti-və-tē

ˌrē-

1

: Продольное электрическое сопротивление однородного стержня длины единицы и области поперечного сечения : Взаимная проводимость

2

: Смерть для сопротивления : Сопротивление

.

Примерные предложения

11111161:

8. Недавние примеры в Интернете Электрика

Эти примеры предложений автоматически выбираются из различных онлайн-источников новостей, чтобы отразить текущее использование слова «удельное сопротивление». Мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв.

История слов

Первое известное использование

1885, в значении, определенном в смысле 1

Путешественник во времени

Первое известное использование удельное сопротивление было в 1885 г.

Посмотреть другие слова того же года резистивный

удельное сопротивление

непреодолимый

Посмотреть другие записи рядом 

Процитировать эту запись

Стиль

MLAЧикагоAPAMМерриам-Вебстер

«Сопротивление». Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/resistivity. По состоянию на 24 февраля 2023 г.

Ссылка на копию

Медицинское определение

Удельное сопротивление

сущ.

устойчивость ri-ˌzis-tiv-ət-ē, ˌrē-

: продольное электрическое сопротивление однородного стержня единичной длины и единичной площади поперечного сечения : обратное значение проводимости

удельное сопротивление

Последнее обновление: 8 фев.