Конспект урока «Электрическое сопротивление»
Открытый урок по физике
«Электрическое сопротивление проводников. Единицы сопротивления»
8-й класс. А.В. Перышкин
Сёмина Светлана Юрьевна, учитель физики
Цели и задачи урока:
закрепить знания по предыдущим темам,
вспомнить зависимость силы тока от напряжения,
сформулировать понятие сопротивления, выяснить обозначение, единицы измерения, формулу для расчета, познакомить с прибором для измерения данной величины
научиться применять полученные знания при выполнении практических заданий и решении задач
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация. Источник напряжения, амперметр, вольтметр, резистор, соединительные провода, ключ, омметр (4 комплекта)
Ход урока:
Деятельность учителя | Деятельность учеников |
I. Упражнение – приветствие «Здравствуй друг». Здравствуй друг – жмут друг другу руки. Как ты тут – хлопают друг друга по плечу. Где ты был – берутся за ухо. Я скучал – показав на себя, перекрещивают руки на груди. Ты пришел – раскрывают руки в стороны. Хорошо – обнимаются и поглаживают друг друга по спине. | Выполняют тренинг. Записывают дату урока. |
II. Выступление 1 группы с мини-проектом (Актуализация знаний)
Решение задач (устно, по вариантам)
IV. Выступление 2 группы с мини-проектом. Выполнение практической работы
V. Выступление 3 группы с мини-проектом Изучение нового материала. 1. Вводится понятие электрического сопротивления 2. 3. Работают по плану. 4. Вычисляют сопротивление резисторов в своих электрических цепях. (слайд 12–16).
6.Выступление 4 группы с мини-проектом 1.Омметр. (Человек – проводник. Значит, можно измерить сопротивление человека. Оно равно 3 — 100 кОм). Показывают, как это можно сделать, измеряют свое сопротивление. Предлагают измерить сопротивление некоторым ученикам. Затем измеряют сопротивление резисторов. 2. Отвечают на вопросы к графику. 3..Причина сопротивления | Учащиеся выполняют задания, осуществляют само- и взаимопроверку, подсчитывают баллы за правильные ответы, выставляют оценки. (слайд 3,4,5) Учащиеся устно решают задачи Решение U = A / q; U = 500 Дж / 25 Кл = 20 В Ответ: 20 В Решение A = U * q; A = 220 В * 10 Кл = 2200 Дж Ответ: 2200 Дж Решение: Ответ: 220 В Решение: Ответ: 110 В Самостоятельная работа учащихся в группах ц. 1) I = 1,35 A 2) I = 0,8 A 3) I = 0,6 A 4) I = 0,4 A Результаты измерения у групп разные, хотя приборы, с которыми они работали одинаковые. Почему? Как это можно объяснить? (слайд 11). Выдвигают гипотезы, делают предположения. 1) R = 2 Ом 2) R = 4 Ом 3) R = 6 Ом 4) R = 10 Ом (слайд 17). Выясняют назначение, обозначение и правила измерения омметром сопротивления проводника. (слайд 19). Измеряют сопротивление резисторов и сравнение их с расчетными данными. (слайд 20). Определяют силу тока, напряжение и сопротивление проводника по графику. Выдвигают гипотезу, выясняют причину (слайд 21). |
VI. Подведение итогов: ?Что нового вы узнали сегодня на уроке? ? Что называют сопротивлением проводника? ? Как обозначается, в каких единицах измеряется сопротивление проводника? ? Почему проводники обладают сопротивлением? ? Зависит ли сопротивление проводника от силы тока в нем? от напряжения на его концах? (слайд 22). | отвечают на вопросы |
Домашнее задание § 42 , 43, упр. 18 (слайд 16) От чего может зависеть сопротивление проводников? Запишите свои гипотезы. | Учащиеся записывают домашнее задание в тетради |
Итог урока. Рефлексия. Оценки |
Организационный момент.
Какое напряжение следует подать на резистор, чтобы сила тока в нем стала равной 8 А? (слайд 8)
Составляют план изучения новой темы.
д. = 0,05 А
Здравствуйте ребята, как ваше настроение? (хорошее, отличное)
Я предлагаю поделиться своим отличным настроением друг с другом. (выполняют упражнение «Здравствуй, друг»)
Молодцы! Садитесь.
Ну что, готовы к уроку?
Тогда слушаем правила, по которым будем сегодня работать. На уроке вы должны многому научиться и многое узнать. Работаем быстро, четко, задания слушаем внимательно. На выполнение каждого задания будет даваться определенное время. Все задания вы подготовили друг другу сами, создавая мини-проекты. Часть их будет отведена повторению пройденного материала, часть – изучению нового.
У вас на столах лежат листки с заданиями и листки самооценки. За каждое правильно выполненное задание вы ставите себе 1 балл. Затем баллы суммируете и переводите их в оценку. Правила подсчета баллов и выставления оценок указаны в этом листке. Там же вы выставляете оценку, данную вам вашей группой за работу над проектом. По результатам работы у вас должно быть 4 оценки. Нужно будет найти их среднее арифметическое. Оно и будет вашей окончательной оценкой за урок. (4 мин)
Ну а начну я урок со стихотворения.
По горам, лесам и сёлам,
Деревням и городам
День и ночь бежит весёлый,
Быстрый ток по проводам.
Подгоняет электрички,
Зажигает в доме свет
И с компьютерной странички
Может дать любой совет.
И придёт на помощь первым
Из-за тысячной версты…
Только он ужасно нервный
И не любит суеты.
Нерадивых, несмышленых
Бьет сильней, чем молоток
Тех, кто физику не знает
Недолюбливает ток!
Колодкин Владимир
Итак, слово 1 группе.
Слайд 1
Наш мини-проект называется «Подумаем – порешаем». Его цель – проверить ваши знания по тем темам раздела «Электричество», которые мы изучили на прошлых уроках. Работа выполняется по вариантам. Время выполнения 1 задания – 2 мин., двух задач – 1 мин. (решаете устно, записываете только ответы), задания на соответствие – 1 мин. Желаем удачи! Слайды 2 – 5.
Все, время вышло.
Проверяем. Выставляете баллы за 1 и 2 задания. Меняетесь тетрадями с соседом по парте, проверяете 3 задание, выставляете баллы. Подсчитываете их, переводите баллы в оценки, записываете в лист самооценки. Слайды 6 – 8. (1 мин)
Всем спасибо! Молодцы!
Учитель просит поднять руки тех, кто выполнил эту работу на 5, 4 и т.д. Двойки есть? Молодцы! (или: задание ребятам из первой группы: оказать помощь тем, кто испытывал затруднения при выполнении вашего задания). Спасибо за работу (7 мин)
Слово предоставляется 2 группе. Слайд 9
Наш мини-проект называется «Электрическая цепь и ее составные части».
Его цель – закрепить ваши навыки составления электрических цепей, пользования электрическими приборами, умения определять цену деления измерительных приборов и измерять с их помощью электрические величины.
Т.к. работать вы будите с приборами, то необходимо вспомнить технику безопасности. (выслушивают ответы учеников, предлагают обратиться к слайду 10).
Для работы мы попросим вас разбиться на группы. Номера групп у вас определены.
Выполняем задания, записанные у вас на листках. Слайд 11
(проверка идет сразу – вот что у вас должно получиться)
Результаты измерений каждой группы выводят на экран (и свои тоже). (7 мин)
Все, время вышло.
Проверяем. Выставляем баллы, переводим их в оценки, записываем в лист самооценки. Слайд 12 (1 мин).
Спасибо за работу.
Учитель: теперь посмотрите, пожалуйста, еще раз на те результаты, которые вы получили в ходе выполнения своей работы.
Вас ничего не смущает? (Выслушиваю мнение учеников, даю подсказку, обращая внимание на то, что эл. цепи были одинаковыми, приборы одинаковыми, а результаты – разными). Задаю вопрос: ПОЧЕМУ?
Выслушивая мнения учеников, приходим к мысли о том, что причина в резисторах. Скорее всего, они по-разному пропускают ток!
Свойство проводников ограничивать силу тока в цепи, т. е. противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением. Т.е. тема нашего сегодняшнего урока … (ученики формулируют тему урока). Слайд 13 (2 мин)
Познакомят вас с этой величиной ребята 3 группы. Слайд 14
Что бы вы хотели узнать об этой величине? (выслушивают мнения учащихся, составляют план изучения величины). Слайд 15.
Сопротивление характеризует свойство проводника препятствовать протеканию электрического тока. Слайд 16.
Слайд 17.
1 ОМ — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1 В сила тока равна 1 А, т.
е. 1 Ом = … ? (выслушивают мнения)
На практике применяются единицы кратные и дольные Ом. Например: 1 МОм = …? 1 кОм = …? 1 мОм = …? (выслушивают ответы)
Как по вашему, зная чему равен 1 Ом, составить формулу для расчета сопротивления? (выслушивают мнения) Говорят, что
Сопротивление – величина, равная отношению напряжения на концах
проводника к силе тока в нем. (5 мин)
А теперь проверим, внимательно ли вы слушали нас. Слайд 18.
Сколько омов в 0,25 кОм? Выразите 2500 Ом в килоомах.
а) I = 3 А U = 15 В R — ?
Вычислите сопротивление
I = 0,3 А U = 3 В R — ?
б)
. 3. Вычислите сопротивление резисторов в ваших электрических цепях
На работу 3 мин.
Напоминаем, что для вычисления сопротивления проводника вам нужно знать 2 величины. Какие? (силы тока и напряжения). Силу тока вы измерили только что, а напряжение сейчас необходимо будет измерить. Каким прибором измеряют напряжение? Вам надо вспомнить правила подключения его в цепь, определить его цену деления и снять показания)
Все, время вышло. Проверяем ваши результаты. Хорошо. Молодцы! Всем спасибо! Слайд 19.
Учитель: вы сейчас рассчитали сопротивление данных вам резисторов. Они действительно разные. Т.е. вы подтвердили выдвинутые вами ранее предположение.
Вспомним, что из себя представляет электрический ток? Как думаете, движению электронов внутри проводника ничего не препятствует?
Так вот, взаимодействие свободных электронов с ионами кристаллической решетки и является причиной того, что проводник обладает сопротивлением.
Физминутка Слайд 20. (1 мин)
Очень физику мы любим!
Шеей влево, вправо крутим.
Амперметр – для силы тока, если правда – смело топай.
Электрон бежит вперед, делай вправо поворот.
В цепь приборы соберем и налево повернем.
Напряженье к ней приложим и похлопаем в ладоши.
На учителя посмотрим и возьмемся за работу!
Ну и судя по нашему плану работы, нам осталось дать ответы на последний пункт.
Итак, по какой формуле можно рассчитать сопротивление проводника?
Какие приборы для этого будут нужны?
А вот ребята 4-ой группы познакомят вас с прибором, который сразу покажет, чему равно сопротивление проводника. Им слово.
Наш мини-проект называется «Омметр». Его цель – познакомить вас с прибором для измерения электрического сопротивления, его обозначением на схеме, правилом подключения в цепь. И подтвердить ваши расчетные данные.
Измерительный прибор для определения электрических сопротивлений называется ОММЕТР. Подключается параллельно проводнику, сопротивление на котором надо измерить.
Обозначается на схему кружочком с греческой буквой ОМЕГА внутри.
Мы предлагаем вам сейчас, используя омметры, измерить сопротивления проводников в ваших электрических цепях. Для этого вам надо поднести провода от этих приборов к клеммам резисторов в ваших цепях. Цепи должны быть разомкнуты. Сравните эти значения с полученными ранее. Совпадают? Молодцы!
Вот мы с вами и измерили сопротивления проводников. Лучшими проводниками являются … (металлы). А человек – проводник? Да. Значит, можно измерить и сопротивление человека!
Электрическое сопротивление обычного человека при условии, что кожа у него чистая, сухая и неповреждённая лежит в пределах 3 — 100 кОм, в некоторых случаях и более.
Мы предлагаем измерить вам свое сопротивление. Для этого вам нужно просто взять в руки наконечники проводников и заметить показания омметра.
Получилось? Молодцы!
Работа по графику.
Чему равна сила тока в проводнике при напряжении 4 В?
При каком напряжении сила тока равна 1 А?
Чему равно сопротивление проводника?
Оцениваем себя!
Всем спасибо!
Учитель: подведем итоги!
Сегодня на уроке мы узнали о…
Сопротивлением проводника – это…
Сопротивление обозначается буквой…, измеряется в …
Причина того, что проводник обладает сопротивлением …
Сопротивление проводника … от силы тока в нем и от напряжения на его концах
Д/з § 43.
Упр. 18
Подумайте: От чего может зависеть сопротивление проводников? Запишите свои гипотезы.
Рефлексия.
Задания 1 группы.
Правильный ответ оценивается в 1 балл
1 вариант
1. Сила тока – это_____________, проходящий через поперечное сечение проводника____________
2.Сила тока обозначается буквой ____
3. Формула:
4. Единица силы тока в СИ: ______
5. 100 мА = ________ А; 3 кА = _________А
6. Прибор для измерения силы тока называется _________________. Он включается в цепь _________________________ с тем прибором, силу тока в котором измеряют.
7. Какова цена деления амперметра?
Итого: |
Задания 1 группы.
Правильный ответ оценивается в 1 балл
вариант
1.
Напряжение – это ______________ электрического поля по перемещению заряда _____
2. Напряжение обозначается буквой_____
3. Формула:
4. Единица напряжения в СИ: ______
5. 10 кВ = ___________В; 50 мВ = ________В
6.Прибор для измерения напряжения называется _________________. Он включается в цепь ____________________ к прибору, напряжение на котором нужно измерить.
7. Какова цена деления вольтметра?
Итого: |
Правильный ответ оценивается в 1 балл
Ответ: _________ В 3. Ответ: __________ В
4. Проставить нумерацию и написать названия условных обозначений компонентов электрической цепи
1. ___________________________
2. ___________________________
3. _____________________________
4. ______________________________
А
5.
______________________________
V
баллы | оценка | |
Итого: |
Правильный ответ оценивается в 1 балл
2. Ответ: _________ Дж 3. Ответ: __________ В
4. Проставить нумерацию и написать названия условных обозначений компонентов электрической цепи
1. ___________________________
2. ___________________________
3. ____________________________
4. _____________________________
А
5. ______________________________
V
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 2 группы.
1.Соберите электрическую цепь, состоящую из источника напряжения, резистора, амперметра и ключа, соединив все последовательно (1 балл)
2.
Начертите схему этой цепи (1балл), обозначьте знаки клемм источника и амперметра, соблюдая правила их соединения (1 балл). Укажите стрелками направление тока (1 балл) и направление движения электронов в цепи (1 балл)
3. Определите цену деления амперметра (1 балл)
ц.д. = ______А/дел.
4. Измерьте силу тока (1 балл).
I = ______A
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 2 группы.
1.Соберите электрическую цепь, состоящую из источника напряжения, резистора, амперметра и ключа, соединив все последовательно (1 балл)
2.Начертите схему этой цепи (1 балл), обозначьте знаки клемм источника и амперметра, соблюдая правила их соединения (1 балл). Укажите стрелками направление тока (1 балл) и направление движения электронов в цепи (1 балл)
3.
Определите цену деления амперметра (1 балл)
ц.д. = ______А/дел.
4. Измерьте силу тока (1 балл).
I = ______A
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 3 группы.
Определить цену деления вольтметра (1 балл) ц.д. = ______ В/дел
Подключение вольтметра в цепь (1 балл)
Измерение напряжения (2 балл) U = ______В
Вычисление сопротивления (1 балл)
R = ______Ом
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 4 группы.
1.
Измерить сопротивления проводников в ваших электрических цепях. Сравнить эти значения с полученными ранее. (1 балл)
2.Измерьте свое собственное сопротивление (1 балл)
3. По графику определить: силу тока по известному значению напряжения (1 балл),
напряжение по известному значению силы тока (1 балл), сопротивление проводника (1 балл).
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 3 группы.
Определить цену деления вольтметра (1 балл) ц.д. = ______ В/дел
Подключение вольтметра в цепь (1 балл)
Измерение напряжения (2 балл) U = ______В
Вычисление сопротивления (1 балл)
R = ______Ом
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 4 группы.
1.Измерить сопротивления проводников в ваших электрических цепях. Сравнить эти значения с полученными ранее. (1 балл)
2.Измерьте свое собственное сопротивление (1 балл)
3.По графику определить: силу тока по известному значению напряжения (1 балл), напряжение по известному значению силы тока (1 балл), сопротивление проводника (1 балл).
баллы | оценка | |
Итого: |
Лист самооценки _________________________________
Задания 1 группы:
13 – 14 правильных ответа – 5
10 – 12 правильных ответа – 4
7 – 9 правильных ответа – 3
Менее 7 правильных ответа – 2
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 2 группы:
7 правильных ответов – 5
6 правильных ответов – 4
4 – 5 правильных ответа – 3
Менее 4 правильных ответа – 2
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 3 группы:
5 правильных ответов – 5
4 правильных ответов – 4
3 правильных ответа – 3
Менее 3 правильных ответа – 2
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 4 группы:
5 правильных ответов – 5
4 правильных ответов – 4
3 правильных ответа – 3
Менее 3 правильных ответа – 2
баллы | оценка | |
Итого: |
Самооценка __________
Оценка за урок ___________
Смайлик:
Лист самооценки _________________________________
Задания 1 группы:
13 – 14 правильных ответа – 5
10 – 12 правильных ответа – 4
7 – 9 правильных ответа – 3
Менее 7 правильных ответа – 2
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 2 группы:
7 правильных ответов – 5
6 правильных ответов – 4
4 – 5 правильных ответа – 3
Менее 4 правильных ответа – 2
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 3 группы:
5 правильных ответов – 5
4 правильных ответов – 4
3 правильных ответа – 3
Менее 3 правильных ответа – 2
баллы | оценка | |
Итого: |
Задания 4 группы:
5 правильных ответов – 5
4 правильных ответов – 4
3 правильных ответа – 3
Менее 3 правильных ответа – 2
баллы | оценка | |
Итого: |
Самооценка __________
Оценка за урок ___________
Смайлик:
Электрическое сопротивление проводника.
План изучения физической величины
Определение электрического сопротивления.
Обозначение.
Единицы измерения.
Формула для расчета.
Прибор для измерения
Причина существования сопротивления у проводника.
Сопротивление – величина, характеризующая свойство проводника препятствовать протеканию электрического тока.
Рассчитать сопротивление проводника можно по формуле
Сопротивление – величина, равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока в нем.
А можно ли сказать, что сопротивление зависит от силы тока и напряжения?
Электрическое сопротивление обычного человека при условии, что кожа у него чистая, сухая и неповреждённая лежит в пределах 3 — 100 кОм, в некоторых случаях и более.
Причина сопротивления: взаимодействие свободных электронов с ионами кристаллической решетки.
Измерительный прибор для определения электрических сопротивлений – омме́тр.
— подключение в цепь
— обозначение на схеме (омега – греч.)
Д/з § 42, 43. Упр. 17 (2), 18(3)
Подумайте: От чего может зависеть сопротивление проводников? Запишите свои гипотезы.
Физика. 8 класс. Перышкин А.В. Урок «Электрическое сопротивление проводников. Удельное сопротивление» | Презентация урока для интерактивной доски по физике (8 класс) по теме:
В1 Фамилия Имя |
Физическая величина численно равная отношению работы, совершаемой электрическим полем по перемещению заряда, к модулю этого заряда –……………… |
Буквенное обозначение величины |
Что характеризует? |
Как обозначается основная единица измерения? |
Чему равна единица измерения? |
Формула, по которой вычисляется физическая величина |
Название прибора для измерения физической величины |
В2 Фамилия Имя |
Физическая величина численно равная отношению заряда, проходящего через поперечное сечение проводника, к этому заряду – …………. |
Буквенное обозначение величины |
Что характеризует? |
Как обозначается основная единица измерения? |
Чему равна единица измерения? |
Формула, по которой вычисляется физическая величина |
Название прибора для измерения физической величины |
В1 Фамилия Имя |
Физическая величина численно равная отношению работы, совершаемой электрическим полем по перемещению заряда, к модулю этого заряда –……………… |
Буквенное обозначение величины |
Что характеризует? |
Как обозначается основная единица измерения? |
Чему равна единица измерения? |
Формула, по которой вычисляется физическая величина |
Название прибора для измерения физической величины |
В2 Фамилия Имя |
Физическая величина численно равная отношению заряда, проходящего через поперечное сечение проводника, к этому заряду – …………. |
Буквенное обозначение величины |
Что характеризует? |
Как обозначается основная единица измерения? |
Чему равна единица измерения? |
Формула, по которой вычисляется физическая величина |
Название прибора для измерения физической величины |
В1 Фамилия Имя |
Физическая величина численно равная отношению работы, совершаемой электрическим полем по перемещению заряда, к модулю этого заряда –……………… |
Буквенное обозначение величины |
Что характеризует? |
Как обозначается основная единица измерения? |
Чему равна единица измерения? |
Формула, по которой вычисляется физическая величина |
Название прибора для измерения физической величины |
В2 Фамилия Имя |
Физическая величина численно равная отношению заряда, проходящего через поперечное сечение проводника, к этому заряду – …………. |
Буквенное обозначение величины |
Что характеризует? |
Как обозначается основная единица измерения? |
Чему равна единица измерения? |
Формула, по которой вычисляется физическая величина |
Название прибора для измерения физической величины |
: определение, формула и символ Сопротивление
: определение, формула и символ | StudySmarterВыберите язык
Предлагаемые языки для вас:
Немецкий (DE)
Дойч (Великобритания)
Европа
- английский (DE)
- английский (Великобритания)
StudySmarter — универсальное учебное приложение.
4.8 • Рейтинг +11k
Более 3 миллионов загрузок
Бесплатно
Сопротивление
СОДЕРЖАНИЕ :
ОГЛАВЛЕНИЕ
Lerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken
Jetzt kostenlos anmelden
Nie wieder prokastinieren mit unseren Lernerinnerungen.
Jetzt kostenlos anmelden
Электричество является жизненно важной частью современного общества. Мы полагаемся на электричество для производства, отопления, освещения и многих других повседневных нужд. По сути, электричество можно объяснить с помощью трех его основных свойств: силы тока, напряжения и сопротивления, которые в совокупности образуют один из важнейших законов физики — закон Ома.
Определение сопротивления
Для начала давайте определим, что такое электрическое сопротивление .
Сопротивление — это мера степени сопротивления объекта движению электрических зарядов.
В электрических системах и электронных устройствах, таких как утюги, электронные часы или мобильные телефоны, всегда требуются элементы с постоянным или переменным электрическим сопротивлением. Независимо от их конкретной конструкции, все эти элементы считаются резисторы .
Резистор — элемент электрической цепи, ограничивающий поток электрических зарядов.
Резисторы могут преобразовывать электрическую энергию в тепловую, что может изменить температуру резистора и окружающей среды резистора.
Рис. 1. Каждая цветовая полоса на резисторе дает нам полезную информацию о конкретном резисторе.
Они очень разнообразны как по диапазону сопротивления, так и по конструкции. Как правило, резисторы имеют от трех до шести полос разных цветов, как показано на рисунке 1 выше. Каждый цвет и расположение указывают на другое значение сопротивления или свойство.
Цветовой код резистора
Наиболее часто используемый тип резистора состоит из четырех полос, поэтому давайте объясним значение каждой из этих полос. Чтобы определить свойства резистора, мы должны читать его слева направо. Первые две полосы соответствуют первым двум цифрам. Третья полоса — это множитель , который просто указывает, сколько нулей мы должны добавить к первым двум цифрам.
Наконец, четвертая полоса — это допуск , или погрешность резистора. Каждому цвету соответствует номер, который указан в Таблице 1 ниже. 9{-2}\)
Чтобы понять применение Чтобы лучше понять эти значения, давайте проанализируем резистор в крайней правой части рисунка 1.
Определите номинал четырехполосного резистора со следующими цветами полос: желтой, фиолетовой, оранжевой и золотой.
Ответ:
В данном случае желтый и фиолетовый — это первые две цифры, оранжевый соответствует множителю, а золотой подскажет нам допуск. 93\,\Omega \pm5\%\) или \(47\,\mathrm{k}\Omega \pm 5\%\).
- Трехполосные резисторы состоят из двух цифр и множителя, так как полоса допуска всегда «без цвета».
- Пятиполосные резисторы аналогичны четырехполосным резисторам, только с тремя цифрами, а не с двумя.
- Шестиполосные резисторы аналогичны пятиполосным, только имеют дополнительную полосу, обозначающую температурный коэффициент.
Символ сопротивления
В уравнениях сопротивление обозначается буквой «R», что довольно просто. Это становится немного сложнее, когда нам нужно включить резисторы в электрическую цепь, где, как и у любого другого компонента, у них есть свой собственный символ. В зависимости от источника и страны происхождения постоянный резистор может быть представлен либо в виде зигзагообразной линии (американский стиль), либо в виде прямоугольного прямоугольника (международный стиль), как показано на рисунке 2 ниже. Простой способ связать зигзагообразную линию с сопротивлением — представить ток, проходящий по прямой линии, а не такой быстро меняющийся путь — очевидно, что электрическому заряду будет намного труднее пройти через нее.
Рис. 2 — Символы резисторов, прямоугольная рамка — международная версия, зигзаг — американская версия.
Во всех наших примерах мы будем использовать зигзагообразную линию для обозначения резистора; однако полезно также ознакомиться с международно признанной версией.
Постоянный резистор просто означает, что его сопротивление остается постоянным и не может быть отрегулировано. Иногда вокруг этих символов нарисованы дополнительные линии и стрелки. Это указывает на очень специфический тип резистора с особыми функциями, которые мы не будем рассматривать в этом курсе.
Сопротивление и удельное сопротивление
Сопротивление и удельное сопротивление часто считают одним и тем же, что определенно не так. Эти две концепции переплетены, но сопротивление описывает противодействие тока из-за материи, в то время как удельное сопротивление количественно определяет структурные свойства материи.
Удельное сопротивление — это фундаментальное свойство материала, которое количественно определяет, насколько сильно материал сопротивляется движению электрического заряда.
9{17}\)Формула сопротивления
Основными факторами, влияющими на сопротивление объекта, являются его форма и материал, из которого он изготовлен.
Мы можем легко получить выражение для сопротивления, рассмотрев цилиндр, подобный показанному на рис. 3.
Рис. 3. Сопротивление цилиндра прямо пропорционально его длине и удельному сопротивлению и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.
Математически выражение сопротивления равно 92}\right)\), а \(\rho\) — удельное сопротивление материала, измеренное в ом-метрах \(\left(\Omega\,\mathrm{m}\right)\). Это уравнение можно применить к другим, более сложным формам.
По сути, сопротивление объясняет, насколько легко электрические заряды проходят через этот цилиндр. Увеличение его длины увеличит общее количество столкновений между атомами в материале и электрическими зарядами, поскольку они будут перемещаться на большее расстояние. Точно так же, если мы увеличим диаметр цилиндра, току будет легче проходить через него, поэтому он будет испытывать меньшее сопротивление. Наконец, если удельное сопротивление материала выше, это означает, что материал может сильнее сопротивляться электрическому току, поэтому сопротивление всего цилиндра будет выше.
{-8} \, \ Омега \, \mathrm{m}\)). 9{-4} \, \mathrm{м}. \end{align}$$
Диаметр просто в два раза больше радиуса окружности, поэтому диаметр этого медного провода равен
$$ D=1,79\,\mathrm{мм}. $$
Электрическое сопротивление и проводимость
При работе с электрическими цепями электрическое сопротивление и проводимость являются важными характеристиками, описывающими их поведение. Оба этих свойства тесно связаны с электрическим током и способностью компонента проходить через него. Давайте рассмотрим каждый из них отдельно.
Сопротивление
Сопротивление можно измерить с помощью омметра или рассчитать по закону Ома :
\[R=\frac{\Delta V}{I},\]
где \(R\) сопротивление в омах (\(\Omega\)), \(V\) — напряжение в вольтах (\(\mathrm{V}\)), а \(I\) — ток в амперах (\(\ матрм{А}\)).
Если мы знаем тип цепи и индивидуальное сопротивление каждого резистора, мы можем найти общее сопротивление электрической системы, используя следующие соотношения:
Если резисторы находятся в серии (т.
е. рядом друг с другом), вы сложите значение каждого резистора вместе: \[R_\mathrm{серии}=\sum_{n}R_n=R_1+R_2+ \cdots ,\]Если резисторы параллельны , правило нахождения общего сопротивления будет следующим: \[\frac{1}{R_\mathrm{parallel}}=\sum_{n}\frac {1}{R_n} =\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\cdots.\]
е. рядом друг с другом), вы сложите значение каждого резистора вместе: \[R_\mathrm{серии}=\sum_{n}R_n=R_1+R_2+ \cdots ,\]Проводимость
Проводимость — это свойство, прямо противоположное сопротивлению. Если сопротивление говорит нам о том, насколько компонент сопротивляется току, проводимость объясняет, насколько легко ток может течь через указанный компонент.
Проводимость — это способность определенного компонента проводить электричество.
Учитывая обратную величину сопротивления, математически проводимость \(G\) может быть выражена как
\[G=\frac{1}{R}=\frac{I}{\Delta V}.\]
Он измеряется в единицах сименса (\(\mathrm{S}\)), которые являются обратными омам: \(1\,\mathrm{S}=1\,\frac{1}{\Omega} .\)
Не путать с проводимостью \(\сигма\) , , которая является неотъемлемым свойством материала, как и удельное сопротивление.
Сопротивление — основные выводы
- Сопротивление — это мера степени сопротивления объекта движению электрических зарядов.
- Резистор — элемент электрической цепи, ограничивающий поток электрических зарядов.
- Сопротивление обозначается буквой «R», а сопротивление в электрической цепи обозначается зигзагообразной линией.
- Удельное сопротивление — это фундаментальное свойство материала, которое количественно определяет, насколько сильно материал сопротивляется движению электрического заряда.
- Удельное сопротивление обозначается символом \(\rho\) и зависит от атомной структуры и температуры материала.
- Математически выражение для сопротивления равно \( R=\frac{\rho \ell}{A}.\)
- Сопротивление является одним из основных свойств электрической цепи, где его можно рассчитать с помощью закона Ома \ (R=\frac{\Delta V}{I}.\)
- Проводимость — это способность определенного компонента проводить электричество.
Каталожные номера
- Рис. 1 — Массив электронных осевых выводов-резисторов (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electronic-Axial-Lead-Resistors-Array.jpg), Эван-Амос (https ://commons.wikimedia.org/wiki/User:Evan-Amos) находится под лицензией Public Domain.
- Рис. 2 — Символы резисторов, StudySmarter Originals.
- Таблица 2 – Удельное сопротивление материалов, Douglas C. Giancoli, Physics, 4th Ed, Prentice Hall, 1995.
- Рис. 3 – Сопротивление цилиндра, StudySmarter Originals.
1 — Массив электронных осевых выводов-резисторов (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electronic-Axial-Lead-Resistors-Array.jpg), Эван-Амос (https ://commons.wikimedia.org/wiki/User:Evan-Amos) находится под лицензией Public Domain.Часто задаваемые вопросы о сопротивлении
Сопротивление — это мера степени сопротивления объекта движению электрических зарядов.
Сопротивление описывает противодействие тока материи и математически может быть выражено как R=ρl/A.
Примером сопротивления является ток, протекающий по длинному цилиндрическому металлическому проводу, в котором атомная структура материала сопротивляется потоку заряда.
Сопротивление вызвано потоком электронов, взаимодействующих с ионами, присутствующими в среде.
Сопротивление в цепи является мерой противодействия электрического заряда, протекающего через электрическую цепь.
Заключительный тест на сопротивление
Вопрос
Что такое определение сопротивления?
Показать ответ
Ответ
Сопротивление – это мера степени сопротивления объекта движению электрических зарядов.
Показать вопрос
Вопрос
Верно/неверно: Резисторы могут преобразовывать электрическую энергию в тепловую, что может изменить температуру резистора и окружающей его среды.
Показать ответ
Ответ
Показать вопрос
Вопрос
Верно/неверно: проводимость и сопротивление прямо пропорциональны.
Показать ответ
Ответ
Неверно.
Показать вопрос
Вопрос
Какое математическое выражение используется для расчета сопротивления \(R\) провода? Здесь \(\rho\) — удельное сопротивление материала провода, \(\ell\) — длина провода, а \(A\) — площадь поперечного сечения провода.
Показать ответ
Ответ
\(R=\frac{\rho \ell}{A}\).
Показать вопрос
Вопрос
Какое выражение используется для расчета проводимости \(G\). Здесь \(V\) — напряжение, а \(I\) — ток.
Показать ответ
Ответ
\(G=\frac{I}{\Delta V}\).
Показать вопрос
Вопрос
Каковы единицы проводимости?
Показать ответ
Ответ
Сименс (\(\mathrm{S}\)).
Показать вопрос
Вопрос
Какие факторы не влияют на удельное сопротивление материала?
Показать ответ
Ответ
Строение атома.
Показать вопрос
Вопрос
Как математически выражается закон Ома? Здесь \(R\) – сопротивление, \(V\) – напряжение, а \(I\) – сила тока.
Показать ответ
Ответ
\(R=\frac{\Delta V}{I}\).
Показать вопрос
Вопрос
Каково назначение резистора в электрической цепи?
Показать ответ
Ответ
Чтобы ограничить поток электрических зарядов.
Показать вопрос
Вопрос
Какой символ используется для обозначения резистора в электрической цепи?
Показать ответ
Ответ
Зигзагообразная линия.
Показать вопрос
Вопрос
Какое из следующих уравнений можно использовать для нахождения сопротивления \(R\) в параллельной цепи ?
Показать ответ
Ответ
\(R_\mathrm{parallel}=\sum_{n}R_n=R_1+R_2+ \cdots.\)
Показать вопрос
Вопрос
Верно/Неверно: Проводимость и проводимость — это одно и то же.
Показать ответ
Ответ
Неверно.
Показать вопрос
Вопрос
Ток течет по длинному цилиндрическому проводу. Если длину этого провода увеличить, что произойдет с сопротивлением?
Показать ответ
Ответ
Сопротивление увеличится.
Показать вопрос
Вопрос
Верно/неверно: вокруг всех резисторов расположены четыре полосы разных цветов.
Показать ответ
Ответ
Неверно.
Показать вопрос
Вопрос
Какой инструмент можно использовать для измерения сопротивления?
Показать ответ
Ответ
Омметр.
Показать вопрос
Подробнее о Сопротивлении
Откройте для себя подходящий контент для ваших тем
Не нужно обманывать, если у вас есть все необходимое для успеха! Упаковано в одно приложение!
Учебный план
Будьте идеально подготовлены вовремя с индивидуальным планом.
Тесты
Проверьте свои знания с помощью игровых тестов.
Карточки
Создавайте и находите карточки в рекордно короткие сроки.
Заметки
Создавайте красивые заметки быстрее, чем когда-либо прежде.
Учебные наборы
Все учебные материалы в одном месте.
Документы
Загружайте неограниченное количество документов и сохраняйте их в Интернете.
Study Analytics
Определите сильные и слабые стороны вашего исследования.
Еженедельные цели
Ставьте индивидуальные учебные цели и зарабатывайте баллы за их достижение.
Умные напоминания
Хватит откладывать на потом наши напоминания об учебе.
Награды
Зарабатывайте очки, открывайте значки и повышайте уровень во время учебы.
Волшебный маркер
Создавайте карточки в заметках полностью автоматически.
Интеллектуальное форматирование
Создавайте самые красивые учебные материалы, используя наши шаблоны.
20.3: Сопротивление и удельное сопротивление — Физика LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 2681
- OpenStax
- OpenStax
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Объяснять понятие удельного сопротивления.
- Используйте удельное сопротивление для расчета сопротивления определенных конфигураций материала.
- Используйте термический коэффициент удельного сопротивления для расчета изменения сопротивления в зависимости от температуры.
Зависимость сопротивления от материала и формы
Сопротивление объекта зависит от его формы и материала, из которого он состоит.
Цилиндрический резистор на рис. 1 легко анализировать, и таким образом мы можем получить представление о сопротивлении более сложных форм. Как и следовало ожидать, электрическое сопротивление цилиндра \(R\) прямо пропорционально его длине \(L\), аналогично сопротивлению трубы потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше столкновений зарядов с его атомами произойдет. Чем больше диаметр цилиндра, тем больший ток он может пропускать (опять же аналогично потоку жидкости по трубе). На самом деле \(R\) обратно пропорциональна площади поперечного сечения цилиндра \(A\).
Для данной формы сопротивление зависит от материала, из которого состоит объект. Различные материалы оказывают различное сопротивление потоку заряда.
Мы определяем удельное сопротивление \(\rho\) вещества так, что сопротивление \(R\) объекта прямо пропорционально \(\rho\). Удельное сопротивление \(\rho\) является внутренним свойством материала, не зависящим от его формы или размера. Сопротивление \(R\) однородного цилиндра длины \(L\), площади поперечного сечения \(A\), сделанного из материала с удельным сопротивлением \(\rho\), равно \[R = \ гидроразрыв {\ Rho L} {A}. \label{20.4.1}\] В таблице ниже приведены репрезентативные значения \(\rho\). Материалы, перечисленные в таблице, разделены на категории проводников, полупроводников и изоляторов на основе широких групп удельного сопротивления. Проводники имеют наименьшее удельное сопротивление, а изоляторы — наибольшее; полупроводники имеют промежуточное сопротивление. Проводники имеют разную, но большую плотность свободного заряда, в то время как большинство зарядов в изоляторах связаны с атомами и не могут свободно перемещаться. Полупроводники занимают промежуточное положение, имея гораздо меньше свободных зарядов, чем проводники, но обладая свойствами, из-за которых количество свободных зарядов сильно зависит от типа и количества примесей в полупроводнике.
Эти уникальные свойства полупроводников используются в современной электронике, что будет рассмотрено в последующих главах.
Таблица \(\PageIndex{1}\) содержит репрезентативные значения ρ. Материалы, перечисленные в таблице, разделены на категории проводников, полупроводников и изоляторов на основе широких групп удельного сопротивления. Проводники имеют наименьшее удельное сопротивление, а изоляторы — наибольшее; полупроводники имеют промежуточное сопротивление. Проводники имеют разную, но большую плотность свободного заряда, в то время как большинство зарядов в изоляторах связаны с атомами и не могут свободно перемещаться. Полупроводники занимают промежуточное положение, имея гораздо меньше свободных зарядов, чем проводники, но обладая свойствами, из-за которых количество свободных зарядов сильно зависит от типа и количества примесей в полупроводнике. Эти уникальные свойства полупроводников используются в современной электронике, что будет рассмотрено в последующих главах. 9{11}\)
Пример \(\PageIndex{1}\): Расчет диаметра резистора: нить накала фары
Нить накала автомобильной фары изготовлена из вольфрама и имеет холодное сопротивление 0,350 Ом .
Если нить представляет собой цилиндр длиной 4,00 см (можно свернуть в спираль для экономии места), то каков ее диаметр?
Стратегия
Мы можем преобразовать уравнение \(R=\frac{ρL}{A}\), чтобы найти площадь поперечного сечения \(A\) нити на основе данной информации. Тогда его диаметр можно найти, предполагая, что он имеет круглое поперечное сечение. 9{–5}м\).
Обсуждение
Диаметр чуть меньше десятой доли миллиметра. Он указан только с двумя цифрами, потому что ρ известен только с двумя цифрами.
Изменение сопротивления в зависимости от температуры
Удельное сопротивление всех материалов зависит от температуры. Некоторые даже становятся сверхпроводниками (нулевое сопротивление) при очень низких температурах. (См. рис. 2.) И наоборот, удельное сопротивление проводников увеличивается с повышением температуры. Поскольку атомы вибрируют быстрее и преодолевают большие расстояния при более высоких температурах, электроны, движущиеся через металл, совершают больше столкновений, что фактически увеличивает удельное сопротивление.
{\circ} C\) или меньше) удельное сопротивление \(\rho\) зависит от изменения температуры \(\Delta T\), как выражается в следующем уравнении \[\rho = \rho_{0} \left( 1 + \alpha \Delta T \right) , \label{20.4.2}\] где \(\rho_{0}\) — исходное удельное сопротивление и \(\alpha\) это Температурный коэффициент удельного сопротивления. (См. значения \(\alpha\) в таблице ниже.) При больших изменениях температуры \(\alpha\) может меняться, или для нахождения \(\rho\) может потребоваться нелинейное уравнение. Обратите внимание, что \(\альфа\) положительно для металлов, что означает, что их удельное сопротивление увеличивается с температурой. Некоторые сплавы были разработаны специально, чтобы иметь небольшую температурную зависимость. У манганина (состоящего из меди, марганца и никеля), например, \(\альфа\) близка к нулю (трем цифрам на шкале в таблице), и поэтому его удельное сопротивление мало изменяется с температурой. Это полезно, например, для создания эталона сопротивления, не зависящего от температуры.
| Материал | Коэффициент α (1/°C) |
|---|
Обратите внимание, что \(\alpha\) для полупроводников, перечисленных в таблице, отрицательно, а это означает, что их удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры. Они становятся лучшими проводниками при более высокой температуре, потому что повышенное тепловое возбуждение увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока. Это свойство уменьшаться \(\rho\) с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках.
Сопротивление объекта также зависит от температуры, так как \(R_{0}\) прямо пропорционально \(\rho\). Для цилиндра мы знаем \(R = \rho L / A\), и поэтому, если \(L\) и \(A\) не сильно меняются с температурой, \(R\) будет иметь ту же температурную зависимость как \(\ро\). (Исследование коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, и поэтому влияние температуры на \(L\) и \(A\) примерно на два порядка меньше. чем на \(\rho\).) Таким образом, \[R = R_{0} \left( 1 + \alpha \Delta T \right) \label{20.4.3}\] есть температурная зависимость сопротивления объект, где \(R_{0}\) — исходное сопротивление, а \(R\) — сопротивление после изменения температуры \(\Delta T\). Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление. (См. рис. 3.) Одним из наиболее распространенных является термистор, полупроводниковый кристалл с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для получения его температуры.
Устройство маленькое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается. 9{\circ}C\right)\right] \\[4pt] &= 4,8 \Omega \end{align*}\]
Обсуждение
Это значение согласуется с примером сопротивления фары в 20.3.
ИССЛЕДОВАНИЯ PHET: СОПРОТИВЛЕНИЕ В ПРОВОДЕ
Узнайте о физике сопротивления в проводе. Измените его удельное сопротивление, длину и площадь, чтобы увидеть, как они влияют на сопротивление провода. Размеры символов в уравнении меняются вместе со схемой провода.
Рисунок \(\PageIndex{4}\): Сопротивление в проводеРезюме
- Сопротивление \(R\) цилиндра длиной \(L\) и площадью поперечного сечения \(A\) равно \(R = \frac{\rho L} {A}\), где \(\rho\) — удельное сопротивление материала.
- Значения \(\rho\) в таблице показывают, что материалы делятся на три группы: проводники, полупроводники и изоляторы .
- Температура влияет на удельное сопротивление; при относительно небольших изменениях температуры \(\Delta T\) удельное сопротивление равно \(\rho = \rho_{0}\left(1+\alpha\Delta T\right), где \(\rho_{0}\) равно исходное удельное сопротивление, а \(\alpha\) — температурный коэффициент удельного сопротивления.
- В таблице приведены значения \(\alpha\), температурного коэффициента удельного сопротивления.
- Сопротивление \(R\) объекта также зависит от температуры: \(R = R_{0} \left(1+\alpha \Delta T\right)\), где \(R_{0}\) исходное сопротивление, а \(R\) — сопротивление после изменения температуры.
Сноски
1 Значения сильно зависят от количества и типов примесей
2 Значения при 20°C.
Глоссарий
- удельное сопротивление
- внутреннее свойство материала, не зависящее от его формы или размера, прямо пропорциональное сопротивлению, обозначаемое ρ
- температурный коэффициент удельного сопротивления
- эмпирическая величина, обозначаемая α , которая описывает изменение сопротивления или удельного сопротивления материала при изменении температуры
Эта страница под названием 20.
3: Resistance and Resistivity распространяется под лицензией CC BY 4.0 и была создана, изменена и/или курирована OpenStax с помощью исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или страница
- Автор
- ОпенСтакс
- Лицензия
- СС BY
- Версия лицензии
- 4,0
- Программа OER или Publisher
- ОпенСтакс
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- удельное сопротивление
- сопротивление
- источник@https://openstax.
