Сопротивление проводников — СИБЭЛЕКТРОТЕХНИК

Зависимость сопротивления от физических условий.

Сопротивление проводников (или обратная величина — их проводимость) не есть величина постоянная, а может меняться в зависимости от физических условий, в которых находятся эти проводники, и прежде всего (для большинства проводников) — от температуры.
Сопротивление некоторых тел изменяется от воздействия магнитного поля, от механических воздействий, от действия световых лучей и т. п.
Сопротивление металлов увеличивается с увеличением температуры; сопротивление угля, металлических земель и электролитов с повышением температуры уменьшается.
С достаточным приближением в каком-нибудь интервале температур сопротивление металлического проводника может быть выражено через

а в первом приближении в пределах небольших изменений температур от 0 до 100 градусов Цельсия через
Таблица проводимости материалов

 Температурный коэффициент удельного сопротивления, а для всех чистых металлов имеет величину, приблизительно равную тепловому коэффициенту расширения идеальных газов:

 Это обстоятельство можно было бы формулировать и таким образом, что сопротивление проводника пропорционально его абсолютной температуре (измеряемой в градусах Кельвина). Действительно,

 Особый интерес представляют сплавы. Если металлы, входящие в сплав, не растворяются друг в друге, т. е. если сплавы состоят из обособленных кристаллов этих металлов, то проводимость и коэффициент проводимости могут быть подсчитаны по правилу смешения (например, кадмий — цинк). Если же составные металлы растворяются друг в друге в любом соотношении, то сплавы имеют более высокие удельные сопротивления, чем их компоненты и очень низкий температурный коэффициент. Этим свойством пользуются при изготовлении материалов с высоким удельным сопротивлением, например, никелина, нихрома, манганина, константана и т. д. (см. таблицу проводимости материалов) для реостатов, эталонов сопротивления и т. п.

Пониженная проводимость получается также от прибавления к меди фосфора или силиция, что делается для достижения большей механической прочности меди, например, при изготовлении телеграфных и телефонных проводов для воздушных линий.
При переходе из одного агрегатного состояния в другое, например, при плавлении, удельное сопротивление почти всех металлов и их температурный коэффициент увеличиваются (для сурьмы и висмута имеет место обратное явление).
В металлах, подверженных внешнему давлению, сопротивление с повышением давления за весьма малыми исключениями уменьшается. То же, но в значительно большей степени, наблюдается для порошкообразных тел, например, для металлических или угольных порошков. Последним свойством пользуются в так называемых угольных микрофонах, где мембрана, колеблясь под действием звуков, давит на порошок и изменяет его сопротивление.
В отношении влияния магнитного поля на электрическое сопротивление металлов следует указать, что для так называемых ферромагнитных тел (железа, никеля, кобальта) наблюдается увеличение сопротивления, когда направление поля совпадает с направлением тока, и уменьшение сопротивления, когда магнитное поле перпендикулярно к направлению тока. Для диамагнитных тел, наиболее характерным из которых является висмут, при помещении их в магнитное поле имеет место весьма значительное повышение сопротивления (при увеличении напряженности поля) от 0 до 12500 А/см сопротивление висмута увеличивается на 75%. Этим свойством пользуются для измерения сильных магнитных полей

Проводимость в некоторых случаях зависит также от световых лучей, падающих на проводник. В этом отношении особенно выделяется так называемый серый селен, который может быть получен или в кристаллической модификации при медленном остывании (от 200 градусов Цельсия) или в металлической модификации при быстром охлаждении. Первая модификация наиболее светочувствительна. Чем сильнее освещать селен, тем больше падает его сопротивление. На этом влиянии световых лучей на селен, которое более всего проявляет в красной и жёлтой частях спектра, построены так называемые световые реле, которые, однако, обладают тем недостатком, что изменение проводимости наступает с некоторым запозданием и затем при длительном действии света, селен перестает реагировать на изменение силы света.

Найти:

СЕРТИФИКАТ ISO 9001-2015

ВОЗМОЖНО ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

ШКАФ ДЛЯ МУПР1 и МУРБ1

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОДАЧИ

НОВОСТИ

ГАЛЕРЕЯ

ПРОДАЁМ

КОМПЛЕКТУЮЩИЕ В НАЛИЧИИ

ЦИТАТЫ

Электричество должно быть таким же дешевым, как кислород, потому что его нельзя уничтожить /Томас Эдисон/

Выберите себе работу по душе, и вам не придётся работать ни одного дня в своей жизни. /Конфуций/

Урок физики «Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление проводника». 8-й класс

1. Актуализация: повторение пройденного материала

1) Ответить на вопросы и записать правильные ответы:

– Что такое электрическое сопротивление – ____________________________________________________________________________________

– В чём причина сопротивления?______________________________________________________________________________________________
– Какой буквой обозначается сопротивление _______________________________________________
– В каких единица измеряется сопротивление ______________________________________________
– Сформулируйте закон Ома и запишите ____________________________________________________________________________________
– Выразите из закона Ома сопротивление ________________
– Скажите, зависит ли сопротивление от напряжения и силы тока? _____________________________________________________________

2) Решить задачу:

Сила тока в спирали электрической лампы 0,5 А при напряжении на её концах 1 В. Определите сопротивление спирали?
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________

2. Изучение нового материала

– Мы выяснили, что R не зависит от U и I. Попробуем вместе определить задачи нашего урока.

Сегодня на уроке ты узнаешь:

От каких _________________  зависит сопротивление проводника?
Как   _______________________ сопротивление проводника?
Какое практическое ______________________________ имеет сопротивление?

Зарисуйте схему цепи, представленной на магнитной доске. (собирается электрическая цепь, состоящая из источника тока, реостата, вольтметра, амперметра, ключа и трёх разных проводников, которые поочерёдно подключаются в цепь)

3. Экспериментальная часть

Проведем опыт. (Приборы заблаговременно устанавливают и соединяют.)
В собранной установке включают поочередно в электрическую цепь различные проводники и результаты измерений записывают   в таблицу:

Посчитайте и заполните колонку сопротивления по формуле R=U/I

1) Исследуем зависимость R от S: (проводники разной площади поперечного сечения)

№ опыта	Наименование проводника	l, м	S,мм2	I, A	U, B	R, Ом
1.	нихром	одинаковая	меньше
	нихром	одинаковая	больше

Делаем вывод: При увеличении площади поперечного сечения проводника, сопротивление _____________________________________________________ .

Какой вид зависимости?________________________________________________________

2) Исследуем зависимость R от l: (проводники разной длины)

№ опыта	Наименование проводника	l,м	S,мм2	I, A	U, B	R, Ом
1.	нихром	меньше	одинаковая
	нихром	больше	одинаковая

Делаем вывод: При увеличении длины проводника, сопротивление _________________________

Какой вид зависимости?_____________________________________________________________

3) Исследуем зависимость R от материала (вещества): (проводники из разного материала)

№ опыта	Наименование проводника	L,м	S,мм2	I, A	U, B	R, Ом
3.	нихром	одинаковая	одинаковая
	медь	одинаковая	одинаковая

4) Делаем вывод: R зависит от ______________.

5) Сделайте обобщение, проанализировав предыдущие выводы:

Сопротивление проводника прямо пропорционально ______________, обратно пропорционально _______________________________ и зависит от материала.

R = ρ • L/S

Где ρ – коэффициент, характеризующий электрические свойства вещества, из которого изготовлен проводник. Этот коэффициент называется удельным сопротивлением вещества.
L – длина проводника,
S – площадь поперечного сечения проводника

               ρ = R • S/L

               [ ρ ] = Ом•м

Удобнее выражать так: 

               [ ρ ] = Ом•мм²/м

Чему будут равны L и S?

L= R • S/ρ          S = ρL/R

6) Откройте учебник на странице 105 Таблицу 8.

Найдём в таблице:

Удельное сопротивление меди = 0,017 Ом•мм²/м, это значит, что удельное сопротивление проводника из меди длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 мм² = 0,017 Ом.

Удельное сопротивление никелина 0,4 Ом•мм²/м. Что это значит? (записать самостоятельно)

____________________________________________________________________________________
Какое вещество будет лучшим проводником, с большим удельным сопротивлением или с меньшим?

Выпишите из таблицы вещества,  являющиеся хорошими проводниками ______________________________, являющиеся хорошими диэлектриками ___________________________________________________________________________________

4. Практическое применение: (прочитать)

Вещества с наименьшим удельным сопротивлением хорошо проводят электрический ток. Их используют в качестве электропроводки, из них изготавливают провода.

В электронагревательных приборах: чайниках, утюгах, обогревателях и т. д. Для нагревательных элементов удобно использовать вещества с большим удельным сопротивлением, например, нихром.

Существуют вещества, которые обладают очень большим удельным сопротивление. Из-за этого они не проводят электрический ток. Такие вещества используют в качестве диэлектриков или изоляторов. Назовите и запишите их

____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________

                   

5. Демонстрация таблиц «физика человека» на экране (электрические параметры)

Удельное сопротивление тканей тела, Ом*м:

мышцы…………………………. 1,5
кровь……. …………………… 1,8
верхний слой кожи (сухой)……….. 3,3-105
кость (без  надкостницы)………… 2-106

Сопротивление тела человека от конца одной
руки до конца другой(при сухой
неповрежденной коже рук), кОм…………. 15

Сила тока через тело человека,
считающаяся безопасной,   мА………….. до 1

Сила   тока через тело человека,
приводящая к серьезным поражениям
организма,  мА………………………. 100

Безопасное электрическое напряжение
(сырое помещение),         В…………… 12

Безопасное электрическое напряжение
(сухое   помещение),       В…………… 36

6. Закрепление изученного

Задача 1

Каково сопротивление медного провода длиной 1 метр площадью поперечного сечения 1 мм²?

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?

Задача3

При устройстве молниеотвода использовали железный 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 2Ом. Вычислите длину столбика ртути в трубке.

7. Домашнее задание: §45,46 учебника; вопросы упр. 20(2,3,4) письменно. Подготовка к  л.р. №5.

Факторы, от которых зависит сопротивление проводника

In troduction

Способность проводника сопротивляться протеканию через него электрического тока называется сопротивлением. Резисторы — это детали, которые используются для остановки потока электронов. Из-за притяжения между положительными частицами и отрицательными электронами частицы положительного проводника препятствуют прохождению электронов. Поток электричества сопротивляется в результате этого препятствия. Ом – это единица измерения сопротивления. Существует две категории электрического сопротивления: статическое сопротивление и динамическое сопротивление. Длина проводника, площадь поперечного сечения, температура, материал и т. д. являются параметрами, влияющими или зависящими от сопротивления.

Сопротивление проводника

Сопротивление определяется как способность проводника препятствовать прохождению тока. Сопротивление проводника математически выражается как отношение между протекающим по нему током и разностью потенциалов по его длине. Движение электронов по проводнику известно как электрический ток. Из-за своего притяжения друг к другу частицы положительного проводника препятствуют потоку электронов, что приводит к сопротивлению движению электричества. Сопротивление можно использовать для рассеивания напряжения в токе, а также для управления потоком электронов.

Удельное сопротивление проводника зависит от

Способность материала сопротивляться электропроводности известна как его удельное сопротивление. Удельное сопротивление используется для компенсации влияния размера на сопротивление. Это атрибут материала, не зависящий от размера. На удельное сопротивление проводника влияют такие элементы, как температура, легирование, холодная обработка, старение и механическое напряжение. Для большинства материалов сопротивление увеличивается с температурой. Полупроводники являются исключением, так как их сопротивление увеличивается с температурой.

Сопротивление также зависит от температуры проводника. При повышении температуры удельное сопротивление увеличивается.

\[R{\rm{_T}} = {\rm{ }}R{\rm{_0}}(1{\rm{ }} + \alpha \Delta T)\]

R = конечное сопротивление , \(R_0\) = начальное сопротивление, а α = температурный коэффициент 

Сопротивление зависит от температуры

Тепловая энергия электронов возрастает с повышением температуры металлических проводников, что также увеличивает частоту столкновений между свободными электронами. В результате они начинают двигаться хаотично, что затрудняет дрейф для проводимости в определенном направлении. В результате сопротивление проводника увеличивается. В результате сопротивление металлического проводника увеличивается с повышением температуры. Увеличение тока часто приводит к повышению температуры.

Формула сопротивления проводника

Сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника (l). Таким образом, при удвоении его длины сопротивление будет удвоено, а при уменьшении его длины вдвое сопротивление будет вдвое меньше. Кроме того, сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения (А).

Так как, \[R\propto L\]

И, \[R\propto \frac{1}{A}\]

Следовательно, \[R\propto \frac{L}{A}\]

Или \[R = \rho \frac{L}{A}\]

Где R — сопротивление в омах, L — длина проводника в метрах, A — площадь поперечного сечения в квадратных метрах, а ρ — константа удельного сопротивления в омах на метр.

Чем больше значение сопротивления, тем больше оно препятствует протеканию тока. Значение сопротивления указано в Ом.

Влияние температуры на сопротивление

Удельное сопротивление материала изменяется в зависимости от температуры. Сопротивление зависит от температуры проводника, полупроводника и изолятора. Сопротивление зависит от температуры двумя способами: для металлических проводников оно увеличивается с повышением температуры, а для изоляторов оно падает с повышением температуры. При высоких температурах полупроводники обладают большой проводимостью. 92}\)

\(\Rightarrow R = 0,18~\Omega\)

Задача 2: Какова постоянная ячейки цепи, когда проводимость равна 20 Сименс/м при сопротивлении 100 Ом?

Решение:

Сопротивление = 100 Ом

Проводимость = 20 Сименс/м

Постоянная ячейки =?

Используемая формула,

\(R = \frac{Константа ячейки}{Проводимость}\)

\(\Стрелка вправо~Константа ячейки = Проводимость \умножить на R\)

\(\Постоянная ячейки~стрелка вправо = 20 ~Сименс/м \умножить на 100~Ом\) 9{-1}\)

Часто задаваемые вопросы

1. Какое значение имеет сопротивление в электричестве?
Ответ: Сопротивление является важным компонентом электрических цепей; по мере увеличения сопротивления ток становится более сложным, а по мере уменьшения сопротивления ток становится легче. Сопротивление является важным компонентом проводимости. Проводимость значительно выигрывает от потока электронов. Проводник превращается в полупроводник и изолятор в результате увеличения сопротивления.

2. Проводники имеют высокое или низкое сопротивление?
Ответ: Изоляторы имеют очень высокое сопротивление электрическому току по сравнению с чрезвычайно низким сопротивлением проводников. Витки сопротивления становятся изолятором по мере его роста. Поскольку поток электронов не прерывается, сопротивление проводника очень низкое. Проводимость и сопротивление обратно пропорциональны.

3. Это резистор лампочки?
Ответ: Несмотря на то, что на самом деле лампочки не являются резисторами, они проявляют резистивное поведение. Электроны не могут проходить через резисторы, которые также преобразуют энергию в другую форму. Процесс, посредством которого электричество проходит через лампочку для производства света и тепла, одинаков. Нить накала лампочки служит резистором. Закон сохранения энергии гласит, что поскольку энергия не может быть создана или уничтожена, ее можно только преобразовать из одной формы в другую.

Теги : Сопротивление , Удельное сопротивление , Температурный коэффициент сопротивления , Температурно-зависимое сопротивление

88Guru был создан с социальной целью сделать качественные обучающие видео материалы доступными для всех индийских студентов. Технологии, возможности подключения и социальные сети быстро меняют мир образования, и мы хотим возглавить трансформацию индустрии обучения в Индии.

88Guru — идеальное дополнение к текущей модели обучения. 88Guru создает прекрасную возможность для детей и родителей сблизиться, участвуя в ценной учебной деятельности. Он также предоставляет полную учебную программу на кончиках ваших пальцев для тех моментов, когда вам нужна помощь в короткие сроки. Мы считаем, что этот способ обучения может быть трансформационным, добавляя часы к дню ребенка, обеспечивая при этом полный контроль над процессом обучения.

Каждый курс преподается лучшими учителями из лучших школ Индии и проводится в увлекательной манере, чтобы заинтересовать учащихся. Процесс электронного обучения состоит из видеоинструкций, заданий с компьютерной оценкой и информационной панели, которая позволяет ученику и родителю отслеживать прогресс.

Разница между импедансом и сопротивлением

28 сентября 2011 г. Автор: Admin

Сопротивление против сопротивления

Сопротивление и импеданс — два очень важных свойства компонентов в теории цепей. В этой статье будут рассмотрены ключевые различия между импедансом и сопротивлением.

Сопротивление

Сопротивление является очень важным свойством в области электричества и электроники. Сопротивление в качественном определении говорит нам, насколько трудно течь электрическому току. В количественном смысле сопротивление между двумя точками можно определить как разность напряжений, которая требуется для прохождения единичного тока через указанные две точки. Электрическое сопротивление является обратной величиной электрической проводимости. Сопротивление объекта определяется как отношение напряжения на объекте к току, протекающему через него. Сопротивление проводника зависит от количества свободных электронов в среде. Сопротивление полупроводника в основном зависит от количества используемых легирующих атомов (концентрация примеси). Закон Ома является наиболее влиятельным законом при обсуждении тематического сопротивления. В нем говорится, что для данной температуры отношение напряжения в двух точках к току, проходящему через эти точки, является постоянным. Эта константа известна как сопротивление между этими двумя точками. Сопротивление измеряется в омах.

Полное сопротивление

Существует два типа устройств, классифицируемых в соответствии с их характеристикой полного сопротивления. Эти два типа являются активными компонентами и пассивными компонентами. Активные компоненты изменяют свое сопротивление в зависимости от входного напряжения или тока. Пассивный компонент имеет фиксированное сопротивление. Такие компоненты, как конденсаторы и катушки индуктивности, являются активными компонентами. Резистор является пассивным компонентом. Активные компоненты обладают еще одним свойством изменять фазу входящего сигнала. Если разность фаз входящего напряжения и тока равна нулю, выход через конденсатор или катушку индуктивности приведет к тому, что ток будет либо отставать, либо опережать напряжение. Однако следует отметить, что если эти устройства идеальны, сопротивление будет равно нулю. Часть импеданса не возникает по тем же причинам, что и сопротивление. Представьте катушку индуктивности. Когда ток начинает проходить через магнитное поле создается. Само магнитное поле пытается минимизировать приращение тока, создавая импеданс. Однако на практике не все компоненты идеальны; каждый компонент имеет значение импеданса, которое не является чисто резистивным.