Презентация «Электрическое сопротивление проводников» | Презентация к уроку по физике (8 класс) по теме:

Слайд 1

Электрическое сопротивление проводников Гришина Л.А., учитель физики МКС(К) ОУ С (К) ОШ 37 I II вида г. Новосибирск

Слайд 2

Проведем опыт Соберем электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных источника тока, амперметра, лампы и ключа. При замыкании цепи лампочка начинает ярко светить, а амперметр показывает некоторое значение силы тока.

Слайд 3

Далее 1.Подключим последовательно с лампочкой никелиновую проволоку. 2.Вместо никелиновой проволоки включим в цепь такую же по размерам проволоку из нихрома. 3. Включим катушку с большим числом витков тонкой медной проволоки.

Слайд 4

Что видим? В первом случае лампочка светит более тускло, а сила тока в цепи уменьшается. Во втором случае лампочка светит совсем тускло, а амперметр показывает еще меньшую силу тока. В третьем случае лампочка светит тускло, а сила тока становится меньше.

Слайд 5

О чем же говорит этот опыт? Как видно, включение последовательно с лампочкой дополнительных проводников приводит к уменьшению силы тока в цепи.

Слайд 6

Определение Свойство проводников ограничивать силу тока в цепи, т. е. противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением.

Слайд 7

Обозначение сопротивления Электрическое сопротивление обозначают буквой R .

Слайд 8

Опыты говорят не только о том, что проводники обладают сопротивлением, но и о том, что сопротивление разных проводников разное.

Слайд 9

В чем причина сопротивления? Электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки металла. При этом замедляется упорядоченное движение электронов и сквозь поперечное сечение проводника проходит за 1 с меньшее их число. Соответственно уменьшается и переносимый электронами за 1 с заряд, т. е. уменьшается сила тока.

Слайд 10

Таким образом, каждый проводник как бы противодействует электрическому току, оказывает ему сопротивление.

Слайд 11

Экспериментальное исследование Выясним, как зависит сила тока от: длины проводника; площади поперечного сечения (толщины) проводника; материала, из которого изготовлен проводник.

Слайд 12

Будем изменять длину проводника Измеряем силу тока и напряжение в первом случае, затем при увеличении длины проводника в два раза, а затем при увеличении длины в три раза и в четыре раза

Слайд 13

Вывод: увеличение длины, проводника в несколько раз при одинаковом напряжении приводит к уменьшению силы тока во столько же раз. Отсюда следует, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине.

Слайд 14

Будем менять толщину (площадь поперечного сечения) проводника 1. Берем никелиновый проводник длиной 1 м и включим его в цепь. 2. Затем подключим проводник такой же длины из того же материала, но с площадью поперечного сечения в 2 раза больше. Видим: сила тока стала в 2 раза больше. 3. Подключив точно такой же третий проводник, но с площадью поперечного сечения больше уже в 3 раза, убеждаемся, что и сила тока стала в 3 раза больше.

Слайд 15

Вывод: чем больше площадь поперечного сечения проводника (при одинаковой длине и одинаковом материале), тем слабее он ограничивает силу тока, т. е. его сопротивление становится меньше. Итак, из опыта следует, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения.

Слайд 16

Будем брать проводники из железа, алюминия и нихрома Включаем их в цепь и видим, что они по-разному ограничивают силу тока, т. е. у них сопротивления разные. Следовательно, сопротивление зависит и от материала, из которого сделан проводник.

Слайд 17

Вывод: Объединив результаты проведенного экспериментального исследования, можно сказать, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от материала, из которого он изготовлен.

Слайд 18

Формула для определения сопротивления: где l — длина проводника ( м ), S — площадь поперечного сечения (кв.м ), ρ ( ро) — удельное сопротивление (Ом м ).

Слайд 19

Удельное сопротивление Буквой ρ мы обозначили величину, характеризующую материал проводника. Эта величина называется удельным сопротивлением . Оно равно сопротивлению проводника, изготовленного из данного материала, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 квадратный метр.

Слайд 20

Формула для определения удельного сопротивления где l — длина проводника ( м ), S — площадь поперечного сечения (кв.м ), R — сопротивление (Ом).

Слайд 21

Единицы измерения удельного сопротивления Единица измерения удельного сопротивления в системе СИ: 1 Ом * м Однако, на практике толщина проводов значительно меньше 1 м кв, поэтому чаще используют внесистемную единицу измерения удельного сопротивления:

Слайд 22

Вещества с наименьшим удельным сопротивлением Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь . Следовательно, серебро и медь — лучшие проводники электричества. При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.

Слайд 23

Вещества с большим удельным сопротивлением Во многих случаях бывают нужны приборы, имеющие большое сопротивление. В них используют специально созданные сплавы — вещества с большим удельным сопротивлением. Например, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в 40 раз большее, чем алюминий.

Слайд 24

Вещества с самым большим удельным сопротивлением Фарфор и эбонит имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток, их используют в качестве изоляторов.

Слайд 25

Будем нагревать проводник с повышением температуры проводника сила тока на участке цепи убывает, а следовательно, возрастает его сопротивление.

Слайд 26

Причина такого явления заключается в следующем: при повышении температуры проводника усиливаются колебания ионов в узлах кристаллической решетки. В результате свободные электроны будут чаще сталкиваться с ионами, что значительно мешает дрейфу электронов и тем самым ограничивает силу тока.

Слайд 27

Единица измерения сопротивления За единицу сопротивления в международной системе единиц (СИ) принимают 1 Ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1 вольт сила тока равна 1 амперу. Кратко это записывают так: 1 Ом=1 В / 1А

Слайд 28

Применяют и другие единицы сопротивления: миллиом (мОм), килоом (кОм), мегаом (МОм). 1 мОм =0,001 Ом; 1 кОм = 1000 Ом; 1 МОм = 1000 000 Ом. В той же системе единиц удельное сопротивление выражается в ом-метрах (Ом • м).

Слайд 29

Ответим на вопросы! Что называют электрическим сопротивлением? Какой буквой обозначают электрическое сопротивление? От чего зависит электрическое сопротивление? В каких единицах измеряют электрическое сопротивление? Какие металлы обладают наименьшим удельным сопротивлением?

Слайд 30

Домашнее задание § 43, упражнение 18 стр. 99

Слайд 31

Литература Перышкин А. В. Физика. 8 кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений– М.: Дрофа, 2012 http :// fizika-class. narod.ru / Картинки со страниц свободного доступа сети интернет

значение / Справочник :: Бингоскул

Удельное сопротивление проводника и что им называют: значение добавить в закладки удалить из закладок

Содержание:

Проводимость материалов зависит от их природы, состояния, например, температуры, и геометрических характеристик. Проводимость электрического тока для всех веществ отличается, что учитывается при проектировании электрических цепей. Рассмотрим, что называют удельным электрическим сопротивлением, как оно определяется. Узнаем единицы его измерения.

Удельное электрическое сопротивление: это что в физике

Сопротивлением проводника называется физическая характеристика, показывающая способность материала препятствовать распространению возмущения электрического поля. Зависит от силы пропускаемого тока, разницы приложенного к концам проводника напряжения, состава материала, его удельного электрического сопротивления, геометрии. Определяется по закону Ома.

Удельное эл. сопротивление характеризует сопротивляемость проводника длиной в единицу с единичной площадью поперечного сечения. Величина зависима от температурных показателей проводящего материала, причём для каждого вещества по-разному. 

Для решения задач создана таблица значений удельного сопротивления материалов при температуре 20 °C. Для определения ρ в других температурных режимах пользуются температурным коэффициентом удельного сопротивления. Он отображает изменение сопротивления участка цепи или его элемента (проводника, резистора) при смене его термического показателя. Удельное сопротивление проводника растёт параллельно с его нагревом, для изоляторов и полупроводников – снижается при нагреве.

Удельное сопротивление по сравнению с обычным – физическое свойство самого вещества.

При нагреве материалов с высокой проводимостью повышается амплитуда колебания атомов кристаллической решётки, параллельно с ней – вероятность столкновения электронов с атомными ядрами. Так затрудняется свободное передвижение носителей зарядов.

Удельное электрическое сопротивление (импеданс): единица измерения, формула для вычисления

Обозначается величина буквой ρ. Вычисляется по формуле: ρ = RS/l, здесь:

• R – сопротивление вещества;
• S – сечение проводника;
• L – его протяжённость.

Удельное электрическое сопротивление ρ измеряется в Ом*м.

При рассмотрении неоднородных материалов, в которых ρ изменяется, вводится коэффициент, связывающий напряжённость электрического поля с плотностью электрического тока. При этом прибегают к дифференциальным уравнениям.

Через удельное сопротивление можно найти силу тока. Из ρ = RS/l выразим сопротивление: R = ρl/S. Подставим это значение в закон Ома I = U/R, получим: I = \frac { U } { \frac { pl } { s} } = \frac { US } { pl } .

Задание

Определить материал с ρ = 0,017 Ом·мм²/м. Вычислить сопротивление проводника l = 0,8 м площадью сечения 0,2 мм².

Исходя из таблицы, данный проводник – медь.

R = ρl/S = 0,017 * 0.8/0,2 = 6,8 * 10^-3 Ом.

Поделитесь в социальных сетях:

14 сентября 2022, 12:31

Физика

Определение сопротивления

Определение сопротивления

1  Определение сопротивления

В электрических цепях сопротивление обозначается R и определяется быть наклоном кривой зависимости напряжения от тока, всякий раз, когда это четко определенный. В символах,

R :=

⎪ ⎪ ⎪ ⎪

(1)

, где Г.К. расшифровывается как «данные условия», что ужасно открыто для интерпретация, как описано ниже. Для устройства как показано на рисунке 1, ΔV равно падение напряжения на устройстве в каком-то выбранном направлении. В В этом случае мы выбрали ΔV := V ₁ − В ₂ . Аналогично I это ток через прибор в тот же направление, а именно «1→устройство→2» направление, указанное стрелкой рядом с символом I на диаграмме. Подробнее о структуре и интерпретации принципиальных схем см. в разделе 2.

Рисунок 1: Устройство с простой схемой

Единицей сопротивления является ом, определяемый как один вольт на ампер.

В широком диапазоне практических условий металлическая проволока и некоторые другие элементы схемы имеют падение напряжения ΔV, пропорциональное ток I, и в этом случае уравнение 1 упрощается до:

Р =

(2)

, который называется законом Ома. Обе части этого уравнения имеют неявная зависимость от заданных условий, как будет обсуждаться ниже.

Всякий раз, когда падение напряжения на каком-либо элементе цепи просто пропорциональный току, элемент называется омическим .

Некоторые предметы (например, резисторы, которые вы покупаете в магазине электроники) являются омическими в широком диапазоне условий, и в этом случае удобно говорить о «сопротивлении» объекта.

Закон Ома абсолютно не является законом природы. Его можно использовать для опишите омический материал после того, как вы знаете, что он омический.

Соотношение в уравнении 2 обычно гораздо менее полезно, чем производная в уравнении 1, за исключением омических материалов в этом случае они идентичны. Некоторые люди называют количество в уравнение 2 сопротивление, но это не рекомендуется. Обычно термин сопротивление зарезервирован для количества в уравнение 1. Вы можете назвать это слабосигнальным сопротивление, если вы хотите удалить последний остаток двусмысленности.

Не думайте, что все омическое. Неметаллы (в основном) являются изоляторами или полупроводники с впечатляюще неомическим поведением. Типичным неомическим устройством является полупроводниковый диод. В идеале это ток является экспоненциальной функцией напряжения, что делает его сопротивление обратно пропорционально току.

Все становится еще более запутанным, когда мы начинаем спрашивать, что подразумевается под данным Условия в уравнении 1.

В идеале напряжение в момент времени t зависело бы от тока в момент времени t и ни от чего больше, но в реальный мир зависит от истории и других вещей, таких как температура.

Знакомый пример — лампа накаливания. В одну сторону Чтобы понять это, нужно рассматривать падение напряжения как функцию температуры, а также тока:

ΔV = ΔV(I, T) (3)

Затем вы можете выбрать данные условия для постоянной температуры. В этих условиях лампа является омической. Эти условия тяжелы организовать, но вы можете сделать это, используя петли обратной связи и/или ловкие сроки.

С другой стороны, вы можете выбрать заданные условия как нормальные. работа с лампочкой, когда лампочка окружена нормальной окружающей средой воздух. В этом случае температура зависит от тока, поэтому на длинный временной масштаб, который вы могли бы написать

ΔV = ΔV(I, T(I)) (4)

и если вы различаете это w. r.t. тока, вы понимаете, почему устройство определенно неомический в этих условиях.

Если вы посмотрите на более быструю шкалу времени, вы обнаружите, что температура зависит от недавней истории тока, так что если вы попытаетесь написать падение напряжения как функция тока это даже не функция. Вы все еще можете определить мгновенное сопротивление в соответствии с уравнение 1, но явно не будет такой вещи, как «сопротивление» объекта.

Другие возможные осложнения включают:

• На высоких частотах все выглядит как индуктор и/или конденсатор. Напряжение будет зависеть от частоты, а не только от величина тока. Также есть скин-эффект, антенные эффекты, и так далее.
• Даже на умеренно низких частотах вы можете получить большую индуктивность и/или емкость, в зависимости от геометрии (витки и/или большие участки с небольшими зазорами).
• Если выборка мала, сравнима или меньше, чем средней длины свободного пробега электронов, все ставки сняты.
• В изоляторах у вас есть
  ловушек которые могут быть заполнены или нет заполняется в зависимости от истории напряжения и тока.
• Если два конца провода имеют разную температуру, будут термоэлектрические эффекты, особенно в термопарах.
• и т.д.

2 Схемы электрических соединений

Рекомендуется нарисовать электрическую схему и обозначить ее , чтобы определить интересующие переменные. В сверхпростом схема, показанная на рисунке 1, назначение переменных является обычным и может быть почти само собой разумеющимся … но в схемах даже немного сложнее, чем эта, диаграмма почти незаменимый.

Забавно: специалисты не стесняются чертить схему, а наивные учащиеся, которые больше всего выиграют от диаграммы, иногда попробуй обойтись без схемы.

Чтобы обозначить напряжение узла на диаграмме, достаточно поставить символ рядом с узлом, например символы V ₁ и V ₂ в рисунок 1.

Чтобы обозначить ток в проводе, мы должны быть немного более осторожными. На проволоку необходимо надеть наконечник стрелы. Значение Символ I на рисунке 1 был бы непонятен без наконечник стрелы.

Стрелка означает

, а не , что физический ток течет через направление стрелки! Чтобы понять, почему нет, и понять что означает стрелка, самый простой подход заключается в следующем: мы определите векторный ток I , который представляет реальный физический текущий. Скалярный ток I определяется как составляющая I в направлении стрелки. то есть наконечник стрелы служит базисным вектором.

Если стрелка указывает вправо и I положительно, физический ток I течет вправо.

Если стрелка указывает вправо и I отрицательно, физический ток I течет влево.

Если стрелка указывает влево и I положительно, физический ток I течет влево.

Если стрелка указывает влево и I отрицательно, физический ток I течет вправо.

Давайте проясним:

• Векторный ток I имеет прямое физическое значение, в различными способами, перечисленными ниже.
• Скалярный ток I удобен для расчетов.
• Физическое значение I не может быть установлено, кроме по ссылке на некоторый выбранный базисный вектор.
• Вы можете выбрать свой собственный базисный вектор, но вы должны быть готовым к тому, что другие люди выберут иначе. Это безвредно, пока все ясно сообщает, какой выбор они сделали.

Прямое физическое значение векторного тока включает:

1. Векторный ток проявляется в законе Био-Савара.
2. Векторный ток имеет особенно простую интерпретацию в четыре измерения, как часть четырехвектора [заряда, тока]. закон сохранения выражает непрерывность мировой линии заряда, как обсуждалось (с диаграммами) в ссылке 1.
3. Векторный ток равен скорости дрейфа, умноженной на плата за единицу длины. (Это не просто размерный анализ, это точное равенство.
   )

Примечание: Закон сохранения заряда (правило соединения Кирхгофа) можно выразить добавлением скалярных токов с учетом знаки . Этот закон сохранения можно также выразить через векторные токи, но , а не , просто сложив текущие векторы. Если вы хотите знать, как сделать это правильно, см. ссылку 1 … но для обычных цепей вы должны просто использовать скалярные токи для выражая закон сохранения. Фактически, применяя формула добавления векторов к текущим векторам в двух разных провода почти никогда не пригодятся. Основная причина упоминания о векторный ток должен объяснить значение стрелки (стрелок) в принципиальная схема.

3  Номера по каталогу

1.

Джон Денкер,
«Сохранение в связи с непрерывностью и постоянством»
www.av8n.com/physics/conservation-continuity.htm

Сопротивление (GCSE Physics) — Study Mind

Чтение за 5 минут

Сопротивление в цепи замедляет протекание заряда (ток). Для любого заданного напряжения более высокое сопротивление означает более низкий ток.

Можно резисторы как фактические компоненты в цепях, но провода, лампы, двигатели и другие компоненты имеют некоторые элементы сопротивления.

Сопротивление измеряется в Ом (Ом).

Мы можем измерить сопротивление отдельного компонента, посмотрев на ток, протекающий через него (А), и напряжение, приложенное к его концам (В). Чем выше сопротивление, тем меньше ток при любом заданном напряжении.

 

Типы резисторов

Сопротивление в цепи замедляет поток заряда (ток). Для любого заданного напряжения более высокое сопротивление означает более низкий ток. Сопротивление измеряется в Ом (Ом) .

Существует два разных типа резисторов , оба из которых способны замедлять ток в цепи:

• Постоянные резисторы – постоянные резисторы имеют постоянное значение. Следовательно, сопротивление, обеспечиваемое постоянным резистором, постоянно.
• Переменные резисторы – переменные резисторы не имеют фиксированного значения – они могут изменять свое значение при изменении тока.

Компоненты в цепи, например лампы, будут выступать в качестве переменных резисторов . Они переменные, потому что их сопротивление будет меняться в зависимости от тока, протекающего через них.

 

Исследование сопротивления цепей

Мы можем исследовать факторы , влияющие на сопротивление цепей, используя следующий метод.

В этом методе мы будем изменять длину провода в этой цепи.

Метод

1. Построить цепь. С помощью амперметра, вольтметра, переключателя и переменного резистора соберите схему, показанную ниже. Добавьте к цепи отрезок провода, который должен быть подвижным, как показано ниже.
   
2. Поместите отрезок провода на метровую линейку. Нам нужно иметь возможность отмерять провода разной длины, поэтому мы должны положить его на метровую линейку. Провод должен оставаться при постоянной температуре на протяжении всего эксперимента.
3. Отмерьте 10 см проволоки. С помощью линейки отмерьте 10 см проволоки. Прикрепите зажимы-крокодилы на обоих концах 10 см, чтобы они были частью цепи. .
4. Запишите ток и pd. После замыкания переключателя и замыкания цепи можно измерить ток в проводе с помощью амперметра и pd в проводе с помощью вольтметра. Запишите силу тока в амперах и разность потенциалов в вольтах.
5. Рассчитайте сопротивление. Теперь, когда у вас есть ток и разность потенциалов, вы можете рассчитать сопротивление. Сделайте это, переставив V = IR в R = V / I. Запишите сопротивление в омах.
6. Изменить длину провода. После того, как вы сделали записи для провода длиной 10 см, отмерьте новый отрезок провода. Новая секция должна быть 20см. Повторите шаг 4.
7. Повторите эксперимент. Теперь нужно повторить шаги 3-6, но с небольшим изменением. Каждый раз, когда вы повторяете опыт, вы должны увеличивать длину проволоки на 10 см. Запишите свои результаты в таблицу следующим образом: Сопротивление
8. Повторите эксперимент не менее 6 раз. Обязательно повторите эксперимент как минимум с 6 проводами разной длины. Запишите все результаты в таблицу.
9. Построить график. Используя полученные результаты, мы можем разделить график зависимости длины провода (ось X) от сопротивления (ось Y). Этот график должен представлять собой прямую линию, проходящую через начало координат. Вот пример графика: Сопротивление

    

Влияние температуры на сопротивление

Когда электрический заряд проходит через компонент, совершается работа против сопротивления. Некоторая энергия может быть рассеяна как тепловая энергетическая.
Это означает, что если через резистор протекает ток, резистор нагревается.

Электроны сталкиваются с ионами в решетке резистора. Когда электроны сталкиваются с ионами, энергия передается, заставляя ионы вибрировать и нагреваться.

 

Это означает, что по мере нагревания резистора вибрирует больше ионов, и электронам становится труднее пройти через него. Это объясняет, почему ток уменьшается по мере нагрева резистора при заданной разности потенциалов.

Нежелательную передачу энергии при протекании тока между компонентами можно уменьшить с помощью проводов с низким сопротивлением e.

 

Длина и диаметр провода

На сопротивление провода влияют:

• Длина провода
• Толщина проволоки

Длина

Если металлическая проволока длиннее , электроны от электрического тока сталкиваются с большим количеством ионов из металла, поскольку они проходят через проволоку. Увеличение числа столкновений затрудняет протекание тока, а это означает, что сопротивление будет увеличиваться.

 

Длина прямо пропорциональна сопротивлению провода.

Где:

• сопротивление , R, в Ом, Ом
• длина , l, в метрах, м

 

Диаметр

Если провод толще , он будет иметь больший диаметр. Это означает, что у электронов больше места для прохождения и переноса тока. Поэтому сопротивление уменьшится.

 

Площадь поперечного сечения обратно пропорциональна сопротивлению провода.

Где:

• сопротивление , R, в Ом, Ом
• площадь поперечного сечения , А, в квадратных метрах, м²

→Что такое сопротивление в физике?

Сопротивление в физике относится к противодействию протеканию электрического тока в материале или цепи. Это вызвано столкновениями электронов с ионами в материале и может привести к уменьшению потока электрического тока.

→Какие факторы влияют на сопротивление материала?

На сопротивление материала могут влиять несколько факторов, в том числе его температура, длина, площадь поперечного сечения и тип материала. Повышение температуры материала может увеличить его сопротивление, а увеличение длины материала также может увеличить его сопротивление.

→Что такое закон Ома?

Закон Ома гласит, что ток, протекающий по проводнику между двумя точками, прямо пропорционален напряжению на двух точках и обратно пропорционален сопротивлению между ними. Эту зависимость можно представить уравнением V = IR, где V — напряжение, I — ток, а R — сопротивление.

→Что такое резистор?

Резистор — это пассивный электронный компонент, который используется для уменьшения протекания электрического тока в цепи за счет создания сопротивления. Они бывают разных форм, размеров и значений сопротивления и используются для контроля величины тока в цепи.

→Что такое разность потенциалов?

Разность потенциалов, также известная как напряжение, является мерой энергии на единицу заряда, необходимой для перемещения электрического заряда из одной точки в другую. Это движущая сила потока электрического тока в цепи.

→Что такое электрическая цепь?

Электрическая цепь представляет собой замкнутый контур проводников, по которым может протекать электрический ток. Обычно он состоит из источника электроэнергии, такого как батарея, и различных компонентов, таких как резисторы, переключатели и лампочки, соединенных определенным образом.

→Что такое последовательная цепь?

Последовательная цепь — это тип электрической цепи, в которой компоненты соединены в один контур, поэтому ток протекает через каждый компонент по очереди. В последовательной цепи общее сопротивление равно сумме отдельных сопротивлений.