Формула зависимости сопротивления проводника от силы тока в нем

Электрическое сопротивление

Share

Вещество (металл) из которого сделан проводник влияет на прохождение через него электрического тока и характеризуется с помощью такого понятия, как электрическое сопротивление.Электрическое сопротивление зависит от размеров проводника, его материала, температуры:

• • -чем длиннее провод, тем чаще движущиеся свободные электроны (носители тока) будут сталкиваться на своем пути с атомами и молекулами вещества — сопротивление проводника возрастaет;
  • — чем больше поперечное сечение проводника, тем свободным электронам становится просторнее, число столкновений уменьшается — электрическое сопротивление проводника уменьшается.

Вывод: чем длиннее проводник и меньше его сечение, тем больше его сопротивление и наоборот — чем провод короче и толще, тем сопротивление его меньше, а проводимость (способность пропускать эл. ток) его лучше.

Упрощенно, зависимость сопротивления проводника от температуры можно представить так: электроны, движущиеся вдоль проводника, сталкиваются с атомами и молекулами самого проводника и передают им свою энергию. В результате проводник нагревается, тепловое, беспорядочное движение атомов и молекул увеличивается. Это еще больше тормозит основной поток электронов вдоль проводника. Этим объясняется увеличение сопротивления проводника прохождению электрического тока при нагреве.

При нагреве или охлаждении проводников — металлов, сопротивление их соответственно увеличивается или уменьшается, из расчета 0,4 % на каждый 1 градус. Это свойство металлов используется при изготовлении датчиков температуры.

Полупроводники и электролиты имеют противоположное свойство, чем проводники — с увеличением температуры нагрева их сопротивление уменьшается.

За единицу измерения электрического сопротивления принят 1 Ом (в честь ученого Г.Ома).      Сопротивлению в 1 Ом  равен  участок электрической цепи, по которому проходит ток в 1 Ампер при падении на нем напряжения в 1 Вольт,

Иногда пользуются величиной обратной электрическому сопротивлению. Это электрическая проводимость, обозначается буквой g или G – Сименс (в честь ученого Э.Сименса).

Электрической проводимостью называется способность вещества пропускать через себя электрический ток. Чем больше сопротивление R проводника, тем меньше его проводимость G и наоборот. 1 Ом = 1 Сим

Производные единицы:

1Сим = 1000мСим, 1Сим = 1000000мкСим.

Когда необходимо посчитать общее сопротивление последовательно соединенных проводников, то удобнее оперировать с Омами. если вычисляется общее сопротивление параллельно соединенных проводников, удобней считать в Симах, а потом преобразовать в Омы.

Наибольшей проводимостью обладают металлы: серебро, медь, алюминий и др., а также растворы солей, кислот и др. Наименьшая проводимость (наибольшее сопротивление) у изоляторов: слюда, стекло, асбест, керамика и т.д…

Чтобы удобнее проводить расчеты электрического сопротивления проводников, изготовленных из различных металлов, ввели понятие удельного сопротивления проводника. Сопротивление проводника длиной 1 метр, сечением 1 мм. кв. при температуре + 20 градусов, это будет удельное сопротивление проводника «p».

Удельные сопротивления проводников некоторых металлов приведены в таблице.

Из таблицы видно: из металлов, наилучшей проводимостью обладает серебро. Но оно очень дорого и в качестве проводников используется в исключительных случаях.

Медь и алюминий — наиболее распространенные материалы в электротехнике. Из них изготавливаются провода и кабели, электрические шины и пр. Вольфрам, константан, манганин используются в различных нагревательных приборах, при изготовлении проволочных резисторов.

Используя провода и кабели в электроустановках, необходимо учитывать их сечение, чтобы предотвратить их нагрев и, как правило, порчу изоляции, а также уменьшить падение напряжения и потерю мощности при передаче электрической энергии от источника до потребителя.

Ниже приведена таблица допустимых величин тока в проводнике в зависимости от его диаметра (сечения в мм. кв.), а так же сопротивление 1 метра провода, изготовленного из разных материалов.Примеры расчето внекоторых электрических цепей можно посмотреть здесь.

Share

Влияние длины и сечения кабеля на потери по напряжению

Потери электроэнергии – неизбежная плата за ее транспортировку по проводам, вне зависимости от длины передающей линии. Существуют они и на воздушных линиях электропередач длиною в сотни километров и на отрезках электропроводки в несколько десятков метров домашней электрической сети. Происходят они, прежде всего потому, что любые провода имеют конечное сопротивление электрическому току. Закон Ома, с которым каждый из нас имел возможность познакомиться на школьных уроках физики, гласит, что напряжение (U) связано с током (I) и сопротивлением (R) следующим выражением:

U = I·R,

из него следует что чем выше сопротивление проводника, тем больше на нем падение (потери) напряжения при постоянных значениях тока. Это напряжение приводит к нагреву проводников, который может грозить плавлением изоляции, коротким замыканием и возгоранием электропроводки.

При передаче электроэнергии на большие расстояния потерь удается избегать за счет снижения силы передаваемого тока, достигается это многократным повышением напряжения до сотен киловольт. В случае низковольтных сетей, напряжением 220 (380) В, потери можно минимизировать только выбором правильного сечения кабеля.

Почему падает напряжение и как это зависит от длины и сечения проводников

Для начала остановимся на простом житейском примере частного сектора в черте города или большого поселка, в центре которого находится трансформаторная подстанция.

Жильцы домов, расположенных в непосредственной близости к ней жалуются на постоянную замену быстро перегорающих лампочек, что вполне закономерно, ведь напряжение в их сети достигает 250 В и выше.

Конкретизируем, от чего зависит величина сопротивления проводника на примере медных проводов, которым сегодня отдается предпочтение. Для этого опять вернемся к школьному курсу физики, из которого известно, что сопротивление проводника зависит от трех величин:

• удельного сопротивления материала – ρ;
• длины отрезка проводника – l;
• площади поперечного сечения (при условии, что по всей длине оно одинаковое) – S.

• Все четыре параметра связывает следующее соотношение:
• R = ρ·l/S,
• очевидно, что сопротивление растет по мере увеличения длины проводника и падает по мере увеличения сечения жилы.

Для медных проводников удельное сопротивление составляет 0.0175 Ом·мм²/м, это значит, что километр медного провода сечением 1 мм² будет иметь сопротивление 17.5 Ом, в реальной ситуации оно может отличаться, например, из-за чистоты металла (наличия в сплаве примесей).

Для алюминиевых проводников величина сопротивления еще выше, поскольку удельное сопротивление алюминиевых проводов составляет 0.028 Ом·мм²/м.

Теперь вернемся к нашему примеру. Пусть от подстанции до самого крайнего дома расстояние составляет 1 км и электропитание напряжения 220 вольт до него проложено алюминиевым проводом марки А, с минимальным сечением 10 мм².

Расстояние, которое необходимо пройти электрическому току складывается из длины нулевых и фазных проводов, то есть в нашем примере необходимо применить коэффициент 2, таким образом максимальная длина составит 2000 м.

Подставляя наши значения в последнюю формулу, получим величину сопротивления равную 5.6 Ом.

Много это или мало, понятно из упомянутого выше закона Ома, так для потребителя с номинальным током всего 10 ампер, в приведенном примере падение напряжения составит 56 В, которые уйдут на обогрев улицы.

Конечно же, если нельзя уменьшить расстояние, следует выбрать сечение проводов большей площади, это касается и внутренних проводок, однако это ведет к увеличению затрат на кабельно-проводниковую продукцию. Оптимальным решением будет правильно рассчитать сечения проводов, учитывая максимальную допустимую нагрузку.

Классификация помещений по степени опасности

Подробнее…

Что такое гармоники в электричестве

На практике синусоидальные напряжения электрических сетей подвержены искажениям и вместо идеальной синусоиды на экране осциллографа мы видим искаженный, испещренный провалами, зазубринами и всплесками сигнал. Эти искажения следствие влияния гармоник – паразитных колебаний кратных основной частоте сигнала, вызванных включением в сеть нелинейных нагрузок.

Подробнее…

Сопротивление медного кабеля

Несмотря на то, что медь – один из лучших проводников электричества, она обладает сопротивлением. Оно незначительно – поэтому, например, при прокладке трасс небольшой длины (например, в квартире) им можно пренебречь.

Однако при прокладке трасс большой длины сопротивление медного кабеля имеет решающее значение – поскольку никому не хочется получить на «выходе» значительно меньшее напряжение, чем на «входе».

Сопротивление жилы медного кабеля

Существует три способа узнать сопротивление жилы медного кабеля – получить его из таблицы, рассчитать или же измерить специальным прибором (омметром). Первый вариант наиболее прост, но при этом не слишком точен. Таблицы, в которых указывается номинальное электросопротивление токоведущих жил медного кабеля в расчёт на 1 км длины, приведены в ГОСТ 22483-2012.

Дело в том, что табличные величины сопротивления указываются для кабелей определённого сечения и с определённым составом проводника. На практике же выясняется, что состав медного сплава может отличаться от нормативов. Особенно если речь заходит о некачественных, бюджетных кабелях.

Второй способ получения сопротивления медного кабеля – расчёт по формуле. Потребуется указать следующие значения:

• Удельное сопротивление меди ρ, которое варьируется в зависимости от процентного содержания меди в сплаве от 0,01724 до 0,018 Ом×мм²/м;
• Длину медного кабеля в метрах;
• Сечение кабеля S в мм².

Далее используется следующая формула:

Полученное сопротивление R– это сопротивление всего проводника на произвольную длину. Так что этой формулой удобно пользоваться при расчётах как длинных, так и коротких линий.

Якорь И третий вариант – это измерить сопротивление проводника самостоятельно. Он наиболее точен, поскольку показывает фактическое значение. Тем не менее, главный минус этого способа заключается в трудоёмкости.

Измерение электросопротивления токоведущих жил производится одинарным, двойным или одинарно-двойным мостом с постоянным напряжением. Конкретная методика и принципиальные схемы описываются ГОСТ 7229-76.

Сопротивление изоляции кабелей медных

Измерение сопротивления изоляции кабелей с медными токоведущими жилами является частью испытаний кабельных линий. Эти процедуры проводятся при положительной температуре окружающего воздуха.

Дело в том, что в изоляции кабеля могут находиться микрокапли влаги. При отрицательных температурах они замерзают. Кристаллы льда, в свою очередь, являются диэлектриками, то есть ток они не проводят. И, как следствие, измерения медных кабелей при отрицательной температуре не выявят наличия вкраплений влаги в изоляции.

Для измерения сопротивления изоляции используется мегаомметр. Нормативы подразумевают, что его погрешность должна составлять не более 0,2%. Так, одним из допускаемых соответствующим госреестром устройств является SonelMIC-2500 – гигаомметр, предназначенный для измерения сопротивления изоляции, степени её увлажнённости и старения.

В общем виде процедура измерения сопротивления изоляции медных кабелей проводится следующим образом:

1. С кабеля снимается напряжение. Его отсутствие проверяется специальным устройством;
2. Устанавливается испытательное заземление на стороне, где проводится измерение;
3. Жилы с другой стороны разводятся на значительное расстояние друг от друга;
4. На каждую жилу подаётся напряжение. На кабели с изоляцией из бумаги, ПВХ, полимеров и резины подаётся постоянное напряжение, а на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена – переменное;
5. В течение одной минуты замеряется сопротивление изоляции.

Измерение проходит следующим образом:

• Предположим, измеряется сопротивление изоляции жилы «А»;
• Тогда испытательное заземление подключается к жилам «В» и «С»;
• Один конец мегаомметра подключается к жиле «А», второй – к заземляющему устройству («земле»).

Стоит отметить, что конкретная методика измерения зависит от типа кабеля – низковольтный силовой, высоковольтный силовой, контрольный. Вышеприведённый алгоритм имеет общий характер.

Как зависит сила тока в проводнике от сопротивления этого проводника

Различные действия тока, такие, как нагревание проводника, магнитные и химические действия, зависят от силы тока. Изменяя силу тока в цепи, можно регулировать эти действия. Но чтобы управлять током в цепи, надо знать, от чего зависит сила тока в ней. Мы знаем, что электрический ток в цепи — это упорядоченное движение заряженных частиц в электрическом поле. Чем сильнее действие электрического поля на эти частицы, тем, очевидно, и больше сила тока в цепи. Но действие поля характеризуется физической величиной — напряжением. Поэтому можно предположить, что сила тока зависит от напряжения. Установим, какова эта зависимость, на опыте.

На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из источника тока — аккумулятора, амперметра, спирали из никелиновой проволоки, ключа и параллельно присоединенного к спирали вольтметра. Замыкают цепь и отмечают показания приборов. Затем присоединяют к первому аккумулятору второй такой же аккумулятор и снова замыкают цепь. Напряжение на спирали при этом увеличится вдвое, и амперметр покажет вдвое большую силу тока. При трех аккумуляторах напряжение на спирали увеличивается втрое, во столько , же раз увеличивается сила тока. Таким образом, опыт показывает, что во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нем. Другими словами, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника. На рисунке показан график зависимости силы тока в проводнике от напряжения между концами этого проводника. На графике в условно выбранном масштабе по горизонтальной оси отложено напряжение в вольтах, а по вертикальной — сила тока в амперах.

Зависимость силы тока от напряжения мы уже установили. На основании опытов было показано, что сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника

Следует обратить внимание, что при проведении опыта сопротивление проводника не менялось, одна и та же спираль служила участком цепи, на котором измеряли напряжение и силу тока. При проведении физических опытов, в которых определяют зависимость одной величины от другой, все остальные величины должны быть постоянными, если они будут изменяться, то установить зависимость будет сложнее

Поэтому, определяя зависимость силы тока от сопротивления, напряжение на концах проводника надо поддерживать постоянным. Чтобы ответить на вопрос, как зависит сила тока в цепи от сопротивления, обратимся к опыту. На рисунке изображена электрическая цепь, источником тока в которой является аккумулятор. В эту цепь по очереди включают проводники, обладающие различными сопротивлениями. Напряжение на концах проводника во время опыта поддерживается постоянным. За этим следят по показаниям вольтметра. Силу тока в цепи измеряют амперметром. Ниже в таблице приведены результаты опытов с тремя различными проводниками: В первом опыте сопротивление проводника 1 Ом и сила тока в цепи 2 А. Сопротивление второго проводника 2 Ом, т.е. в два раза больше, а сила тока в два раза меньше. И наконец, в третьем случае сопротивление цепи увеличилось в четыре раза и во столько же раз уменьшилась сила тока. Напомним, что напряжение на концах проводников во всех трех опытах было одинаковое, равное 2 В. Обобщая результаты опытов, приходим к выводу: сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома по имени немецкого ученого Ома, открывшего этот закон в 1827 г. Закон Ома читается так: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению: I=U/R здесь I — сила тока в участке цепи, U — напряжение на этом участке, R — сопротивление участка.Закон Ома — один из основных физических законов. На рисунке зависимость силы тока от сопротивления проводника при одном и том же напряжении на его концах показана графически. На этом графике по горизонтальной оси в условно выбранном масштабе отложены сопротивления проводников в омах, по вертикальной — сила тока в амперах. Из формулы I=U/R — следует, что U=IR и R=U/I . Следовательно, зная силу тока и сопротивление, можно по закону Ома вычислить напряжение на участке цепи, а зная напряжение и силу тока — сопротивление участка. Сопротивление проводника можно определить по формуле R=U/I , однако надо понимать, что R — величина постоянная для данного проводника и не зависит ни от напряжения, ни от силы тока. Если напряжение на данном проводнике увеличится, например, в 3 раза, то во столько же раз увеличится и сила тока в нем, а отношение напряжения к силе тока не изменится.

Источник

Формула как найти

Согласно положению из любого учебного пособия по электродинамики, удельное сопротивление материала проводника формула равна пропорции общего сопротивления проводника на площадь поперечного сечения, поделенного на проводниковую длину

Важно понимать, что на конечный показатель будет влиять температура и степень материальной чистоты. К примеру, если в медь добавить немного марганца, то общий показатель будет увеличен в несколько раз

Главная формула расчета

Интересно, что существует формула для неоднородного изотропного материала. Для этого нужно знать напряженность электрополя с плотностью электротока. Для нахождения нужно поделить первую величину на другую. В данном случае получится не константа, а скалярная величина.

Закон ома в дифференциальной форме

Есть другая, более сложная для понимания формула для неоднородного анизотропного материала. Зависит от тензорного координата.

Вам это будет интересно Паяльники для пайки микросхем

Важно отметить, что связь сопротивления с проводимостью также выражается формулами. Существуют правила для нахождения изотропных и анизотропных материалов через тензорные компоненты

Они показаны ниже в схеме.

Связь с проводимостью, выраженная в физических соотношениях

Сопротивление — металлический проводник

Какое явление приводит к увеличе шю сопротивления данного металлического проводника.
 

Сопротивление проводников зависит от температуры, причем сопротивление металлических проводников с повышением температуры увеличивается.
 

Метод сопротивления основан на учете изменения величины сопротивления металлического проводника от его температуры.
 

В частности, к числу факторов, увеличивающих сопротивление металлических проводников, относятся упругие искажения решетки, все виды дислокаций, внедрения чужеродных атомов в кристаллическую решетку и другие дефекты.
 

Измерение температуры с помощью термометров сопротивления основано на изменении сопротивления металлических проводников при нагревании. Термометры сопротивления выполняются из тонкой металлической проволоки, которая наматывается на каркас из изоляционного материала, питаются от постороннего источника тока и являются первичными приборами измерительного устройства.
 

Измерение температуры с помощью термометров сопротивления основано на принципе изменения сопротивления металлических проводников при нагревании. Термометры сопротивления выполняются из тонкой металлической проволоки, которая наматывается на каркас из изоляционного материала, питаются от постороннего источника тока и являются первичными приборами измерительного устройства.
 

Однако измерение сопротивления электролита представляет значительные трудности по сравнению с измерением сопротивлений металлических проводников. Эти трудности обусловлены тем, что при измерении сопротивления электролита приборами, питаемыми постоянным током, возникает явление поляризации, которое вызывает добавочное падение напряжения в цепи.
 

За исключением области температур вблизи точки плавления, электросопротивление полупроводников значительно больше сопротивления хороших металлических проводников тока и одновременно значительно меньше электросопротивления хороших изоляторов. Пределы изменения сопротивления в твердых телах, вообще говоря, огромны. Хороший металлический проводник обладает при комнатной температуре удельным сопротивлением порядка 10 — 6 ом-см, тогда как сопротивление полупроводников при комнатной температуре находится, как правило, в пределах от 10 — 3 до 106 ом-см. Кроме того, имеется большое количество веществ, обладающих такими же примерно значениями электросопротивления, ноне являющимися полупроводниками в современном понимании этого слова. С другой стороны, хорошие изоляторы обладают сопротивлением порядка 1012 ом-см.
 

Этот метод применяется для определения температуры обмоток; он основан на изменении сопротивления металлического проводника в зависимости от его температуры.
 

Широко применяются ТС для компенсации влияния температуры окружающей среды, чаще всего компенсации изменения сопротивления металлических проводников. Например, ТС используются для компенсации изменения сопротивления рамок стрелочных электроизмерительных приборов, для чего ТС включают последовательно с рамкой прибора. Так как металлическое сопротивление с возрастанием температуры увеличивается по линейному закону, а ТС уменьшается по экспоненциальному, ТС шунтируют постоянным сопротивлением определенной величины.
 

При повышенных частотах приходится учитывать явление поверхностного эффекта ( скинэффект), которое вызывает увеличение сопротивления металлических проводников по сравнению с его значением, измеренным при постоянном токе.
 

Величину падения напряжения в материалах анода и катода, а также падение напряжения в контактах, подводящих ток к электродам, в данном расчете не учитываем, считая сопротивление металлических проводников в электролизере ничтожно малым.
 

В этой связи небезынтересно отметить, что для статического измерения нулевым методом до сих пор считается наиболее подходящим такое включение моста, которое применял при экспериментах лорд Кельвин в 1855 г. Им была установлена зависимость сопротивления металлических проводников от их деформации.
 

Применение термометров сопротивлений для измерения температуры основано на том, что электрическое сопротивление проводников изменяется при изменении их температуры. Сопротивление металлических проводников с повышением температуры увеличивается, с понижением — уменьшается.
 

Закон Ома для полной цепи

Мы разобрались с законом Ома для участка цепи. А теперь давайте узнаем, что происходит, если цепь полная: у нее есть источник, проводники, резисторы и другие элементы.

В таком случае вводится закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению.

Так, стоп. Слишком много незнакомых слов — разбираемся по порядку.

Что такое ЭДС и откуда она берется

ЭДС расшифровывается, как электродвижущая сила. Обозначается греческой буквой ε и измеряется, как и напряжение, в Вольтах.

ЭДС — это сила, которая движет заряженные частицы в цепи. Она берется из источника тока. Например, из батарейки.

Химическая реакция внутри гальванического элемента (это синоним батарейки) происходит с выделением энергии в электрическую цепь. Именно эта энергия заставляет частицы двигаться по проводнику.

Зачастую напряжение и ЭДС приравнивают и говорят, что это одно и то же. Формально, это не так, но при решении задач чаще всего и правда нет разницы, так как эти величины обе измеряются в Вольтах и определяют очень похожие по сути своей процессы.

В виде формулы Закон Ома для полной цепи будет выглядеть следующим образом:

Любой источник не идеален. В задачах это возможно («источник считать идеальным», вот эти вот фразочки), но в реальной жизни — точно нет. В связи с этим у источника есть внутреннее сопротивление, которое мешает протеканию тока.

Решим задачу на полную цепь.

Задачка

Найти силу тока в полной цепи, состоящей из одного резистора сопротивлением 3 Ом и источником с ЭДС равной 4 В и внутренним сопротивлением 1 Ом

Решение:

Возьмем закон Ома для полной цепи:

Подставим значения:

A

Ответ: сила тока в цепи равна 1 А.

Включение реостата в электрическую цепь

В электрическую цепь реостат включается последовательно. Ниже приведена одна из схем включения (рис. 5):

Рис. 5. Включение реостата в цепь с лампой накаливания

Зажимы 1 и 2 подключаются к источнику тока (это может быть гальванический элемент или подключение к розетке)

Стоит обратить внимание, что второй контакт должен быть подключен к движущейся части реостата, которая позволяет менять сопротивление. Если увеличивать сопротивление реостата, то накал лампочки (3) будет уменьшаться, а значит, ток в цепи тоже уменьшается

И, наоборот, при уменьшении сопротивления реостата лампочка будет гореть ярче. Этот метод часто используется в выключателях для регулировки интенсивности освещения.

Реостат также можно использовать для регулировки напряжения. Ниже представлены две схемы (рис. 6):

Рис. 6. Включение резистора в цепь с вольтметром

В случае использования двух сопротивлений (рис. 6а) мы снимаем определенное напряжение со второго резистора (устройство, которое основано на сопротивлении проводника), и таким образом, как бы регулируем напряжение. При этом надо точно знать все параметры проводника для правильной регулировки напряжения. В случае с реостатом (рис. 6б) ситуация заметно упрощается, поскольку мы можем непрерывно регулировать его сопротивление, а значит, и изменять снимаемое напряжение.

Почему проводник “сопротивляется”?

Напряжение U, поданное на концы проводника, создает внутри него электрическое поле, которое приводит в движение свободные электроны вещества. Электроны, получив дополнительную кинетическую энергию, начинают двигаться упорядоченно в одном направлении, создавая тем самым электрический ток цепи.

В процессе движения электроны сталкиваются с нейтральными и заряженными атомами, из которых стоит проводник, теряют энергию. Масса атома превосходит массу электрона в тысячи раз, поэтому их столкновение приводит к изменению направления движения электронов и потере скорости (“торможению”).

Рис. 1. Электрический ток в проводнике ограничивается столкновением электронов с атомами.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. На рисунке приведена схема электрической цепи, состоящей из источника тока, ключа и двух параллельно соединённых резисторов. Для измерения напряжения на резисторе ​ \( R_2 \) ​ вольтметр можно включить между точками

1) только Б и В 2) только А и В 3) Б и Г или Б и В 4) А и Г или А и В

2. На рисунке представлена электрическая цепь, состоящая из источника тока, резистора и двух амперметров. Сила тока, показываемая амперметром А1, равна 0,5 А. Амперметр А2 покажет силу тока

1) меньше 0,5 А 2) больше 0,5 А 3) 0,5 А 4) 0 А

3. Ученик исследовал зависимость силы тока в электроплитке от приложенного напряжения и получил следующие данные.

Проанализировав полученные значения, он высказал предположения:

А. Закон Ома справедлив для первых трёх измерений. Б. Закон Ома справедлив для последних трёх измерений.

Какая(-ие) из высказанных учеником гипотез верна(-ы)?

1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б

4. На рисунке изображён график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?

1) 0,25 Ом 2) 2 Ом 3) 4 Ом 4) 8 Ом

5. На диаграммах изображены значения силы тока и напряжения на концах двух проводников. Сравните сопротивления этих проводников.

1) ​ \( R_1=R_2 \) ​ 2) \( R_1=2R_2 \) ​ 3) \( R_1=4R_2 \) ​ 4) \( 4R_1=R_2 \) ​

6. На рисунке приведена столбчатая диаграмма. На ней представлены значения мощности тока для двух проводников (1) и (2) одинакового сопротивления. Сравните значения напряжения ​ \( U_1 \) ​ и ​ \( U_2 \) ​ на концах этих проводников.

1) ​ \( U_2=\sqrtU_1 \) ​ 2) \( U_1=3U_2 \) 3) \( U_2=9U_1 \) 4) \( U_2=3U_1 \)

7. Необходимо экспериментально обнаружить зависимость электрического сопротивления круглого угольного стержня от его длины. Какую из указанных пар стержней можно использовать для этой цели?

1) А и Г 2) Б и В 3) Б и Г 4) В и Г

8. Два алюминиевых проводника одинаковой длины имеют разную площадь поперечного сечения: площадь поперечного сечения первого проводника 0,5 мм 2 , а второго проводника 4 мм 2 . Сопротивление какого из проводников больше и во сколько раз?

1) Сопротивление первого проводника в 64 раза больше, чем второго. 2) Сопротивление первого проводника в 8 раз больше, чем второго. 3) Сопротивление второго проводника в 64 раза больше, чем первого. 4) Сопротивление второго проводника в 8 раз больше, чем первого.

9. В течение 600 с через потребитель электрического тока проходит заряд 12 Кл. Чему равна сила тока в потребителе?

Решение задач на расчет сопротивления | 8 класс

Содержание

Сила тока в цепи определяется электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени: $I = \frac{q}{t}$.

Электрическое напряжение — это еще одна физическая величина, характеризующая электрическое поле. Она равна отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку: $U = \frac{A}{q}$.

Электрическое сопротивление — величина, зависящая от свойств проводника. На значение сопротивления не влияет ни значение силы тока в проводнике, ни значение напряжения на его концах. Его можно рассчитать по формуле $R = \frac{\rho l}{S}$, где $\rho$ — удельное сопротивление проводника,  $l$ — длина проводника, $S$ — площадь его поперечного сечения. Значение удельного сопротивления для определенного вещества можно посмотреть в таблице 1 в уроке «Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление».

Эти три физические величины (силу тока, напряжение и сопротивление) связывает между собой закон Ома для участка цепи: $I = \frac{U}{R}$. 2}{м}$

$U — ?$

Решение:

Если в условии задачи сказано, что проводник включен в цепь аккумулятора, это означает, что напряжение на полюсах аккумулятора будет равно напряжению на концах проволоки.

Почему? Взгляните на такую электрическую цепь (рисунок 1). Она состоит только из проводника и аккумулятора.

Рисунок 1. Проводник, подключенный к аккумулятору

Если мы захотим измерить напряжение на полюсах аккумулятора c помощью вольтметра, то параллельно подключим его в эту цепь (рисунок 2). А если захотим измерить напряжение на концах проводника? Мы подключим вольтметр точно так же. Получается, что вольтметр подключен параллельно одновременно и к источнику тока, и к проводнику. Поэтому напряжение на концах проводника — это то же самое напряжение на полюсах аккумулятора.

Рисунок 2. Измерение напряжения вольтметром на полюсах источника тока и на концах проводника

Запишем закон Ома:
$I = \frac{U}{R}$.

Выразим из него напряжение, которое нужно найти:
$U = IR$. 2} = \frac{3.44 \space Ом}{0.8} = 4.3 \space Ом$.

Теперь мы можем рассчитать напряжение:
$U = 0.3 \space А \cdot 4.3 \space Ом = 1.29 \space В \approx 1.3 \space В$.

Ответ: $U \approx 1.3 \space В$.

Упражнения

Упражнение №1

Длина одного провода $20 \space см$, другого — $1.6 \space м$. Площадь сечения и материал проводов одинаковы. У какого провода сопротивление больше и во сколько раз?

Обратите внимание, что если материал проводников один и тот же, то одинаковы и значения удельных сопротивлений $\rho$ для этих проводников.

Дано:
$l_1 = 20 \space см$
$l_2 = 1.6 \space м$
$S_1 = S_2 = S$
$\rho_1 = \rho_2 = \rho$

СИ:
$l_1 = 0.2 \space м$

$\frac{R_2}{R_1} — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:
Сопротивление проводника рассчитывается по формуле $R = \frac{\rho \cdot l}{S}$.

Сопротивление первого провода:
$R_1 = \frac{\rho_1 l_1}{S_1} = \frac{\rho l_1}{S}$. 2} = \frac{0.015 \space Ом}{0.02} = 0.75 \space Ом$.

Теперь мы можем рассчитать напряжение на концах проводника:
$U = 0.25 \space А \cdot 0.75 \space Ом \approx 0.2 \space В$.

Ответ: $U \approx 0.2 \space В$.

Электрическое сопротивление проводника – таблица, закон Ома для тока » Kupuk.net

Электрический ток в проводнике возникает в результате силового воздействия электрического поля на заряженные частицы. Скорость частиц, достигнув определенной, конечной величины, далее не возрастает. Способность проводника ограничивать скорость движения электронов называется электрическим сопротивлением.

Основной механизм сопротивления проводников

Ток в проводнике создается направленным движением свободных электронов. Электроны, ускорившись в электрическом поле, продолжают одновременно участвовать в тепловом хаотическом движении, сталкиваясь с нейтральными и заряженными атомами, расположенными в узлах кристаллической решетки. Излишки приобретенной кинетической энергии электроны отдают (“тормозятся”) более тяжелым по массе атомам (нейтральным и ионизированным).

Таким образом возникает сопротивление однонаправленному движению свободных электронов. Отличия в структуре решеток, размерах и массах атомов разных веществ являются причинами того, что электрические сопротивления проводников могут значительно отличаться друг от друга.

Рис. 1. Столкновения электронов с атомами ограничивают электрический ток в проводнике и создают сопротивление.

Как определить величину сопротивления

Эту задачу в 1826 г. решил немецкий ученый Георг Ом. Он провел большое число экспериментов с образцами разных проводников. С помощью набора источников тока он подавал напряжение U на исследуемые образцы и, одновременно измерял c помощью амперметра электрический ток I. Полученные результаты позволили ему вывести формулу, названную законом Ома:

$ U = I * R $ (1)

где:

U — напряжение, В;

I — сила тока, А.

Величина R была названа электрическим сопротивлением. Пользуясь формулой (1) можно получить уравнение для вычисления R по результатам измерения напряжения U и тока I:

$ R={U over I} $ (2)

Рис. 2. Схема измерения напряжения и тока в экспериментах Георга Ома.

Единица измерения электрического сопротивления

Единицу измерения сопротивления назвали в честь Георга Ома. В Международной интернациональной системе единиц СИ электрическое сопротивление 1 Ом имеет участок цепи, на котором падает напряжение равное 1 В при силе тока 1 А:

$ 1 Ом = { 1 Вover 1 A} $ (3)

Для определения сопротивления с помощью закона Ома требуется измерить предварительно напряжение и ток. Двух измерений можно избежать с помощью прибора, разработанного для непосредственного измерения сопротивления. Прибор называется омметром.

Рис. 3. Приборы для измерения сопротивления – омметры.

На практике большинство используемых в электрических схемах и приборах сопротивлений гораздо больше, чем 1 Ом. Поэтому чаще применяются кратные единицы измерений : килоом и мегом:

• 1 кОм = 1000 Ом;
• 1 МОм = 1000 000 Ом.

Удельное электрическое сопротивление

Дальнейшие исследования позволили установить связь величины электрического сопротивления с его основными геометрическими размерами. Оказалось, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника L и обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника S.

Эта функциональная связь хорошо описывается следующей формулой:

$ R = ρ *{ Lover S} $ (4)

Постоянная для каждого вещества величина ρ была названа удельным сопротивлением. Значение этого параметра зависит от плотности вещества, его кристаллической структуры, строения атомов и прочих внутренних характеристик вещества. Из формулы (4) можно получить формулу для расчета удельного сопротивления, если имеются экспериментальные значения для R, L и S:

$ ρ = R*{ Sover L } $ (5)

Для большинства известных веществ измерения были произведены и внесены в справочные таблицы электрических сопротивлений проводников.

Удельное сопротивление металлов, Ом*мм2/м

(при Т = 200С)

Серебро	0,016	Бронза (сплав)	0,1
Медь	0,017	Олово	0,12
Золото	0,024	Сталь (сплав)	0,12
Алюминий	0,028	Свинец	0,21
Иридий	0,047	Никелин (сплав)	0,42
Молибден	0,054	Манганин (сплав)	0,45
Вольфрам	0,055	Константан (сплав)	0,48
Цинк	0,06	Титан	0,58
Латунь (сплав)	0,071	Ртуть	0,958
Никель	0,087	Нихром (сплав)	1,1
Платина	0,1	Висмут	1,2

Экспериментально было обнаружено, что с понижением температуры сопротивление металлов уменьшается. При приближении к температуре абсолютного нуля, которая равна -2730 С, сопротивление некоторых металлов стремится к нулю. Это явление называется сверхпроводимостью. Атомы и молекулы как бы “замораживаются”, прекращают любое движение и не оказывают сопротивления потоку электронов.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали, что способность проводника ограничивать величину электрического тока называется сопротивлением. Величину сопротивления проводника можно определить с помощью закона Ома, измерив напряжение и ток. Если известно удельное сопротивление проводника, его длина и поперечное сечение, то сопротивление можно вычислить с помощью формулы (4), не измеряя ток и напряжение.

Урок физики в 8 классе «Электрическое сопротивление проводников. Закон Ома»

Цели урока:

образовательная: учащиеся узнают, что проводники характеризуются физической величиной, называемой сопротивлением. Узнают обозначение сопротивления, единицу измерения, формулу для расчета.
развивающая: учащиеся устанавливают, что у разных проводников может быть разное сопротивление, сопротивление данного проводника не зависит от силы тока и напряжения, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах, и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
воспитательная: учащиеся убеждаются в необходимости научиться измерять сопротивление проводника, учитывать зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.

Учебная задача: Выяснить, почему работа электрического поля в лампах различна.

Оборудование: мультимедийная приставка, компьютер, две лампы, 5 источников тока с регулятором напряжения, 5 ключей, 5 амперметров (лабораторных), соединительные провода, 5 вольтметров, 4 резистора (сопротивлением 1 Ом, 2 Ом, 2 Ом, 4 Ом), раздаточный материал.

Ход урока

I. Мотивационно-ориентировочный этап (10 мин.)

1. Вхождение в контакт.

2. Создание ситуации успеха (Проверка домашнего задания).

а) Индивидуальные задания для учащихся (8 мин.)

Ученик № 1 (работает у доски)

Упр. 16(1) Рассмотрите шкалу вольтметра (рис. 65, а). Определите цену деления. Перечертите в тетрадь его шкалу и нарисуйте положение стрелки при напряжении 1 В, 0,5В, 2,6В. Дополнительный вопрос: Для чего используют вольтметр? Как включают вольтметр в цепь?

Ученик № 2 (работает у доски)

Упр. 16(3) Начертите схему цепи, состоящей из аккумулятора, лампы, ключа, амперметра и вольтметра, для случая, когда вольтметром измеряют напряжение на полюсах источника тока.

Дополнительное задание: Покажите направление электрического тока в цепи, обозначьте полюса источника, клеммы + и – амперметра.

Ученик № 3 выполняет самостоятельную работу по материалу карточки №1 на демонстрационном столе учителя.

Соберите электрическую цепь, состоящую из источника тока, амперметра, ключа, двух ламп, вольтметра, для случая, когда вольтметром измеряют напряжение на одной из ламп.

Дополнительное задание: определите цену деления амперметра и вольтметра.

Проверка выполнения заданий.

3. Постановка учебной задачи (2 мин.)

П: Вспомните, какой исследовательский путь мы проделали с вами?

У: Подключив две лампы последовательно к источнику тока, убедились, что лампы загораются, но одна лампа горит ярче другой. Мы выдвинули гипотезу: разный ток течет через лампы. Однако, измерив силу тока в различных участках цепи, убедились, что сила тока во всех последовательно соединенных участках одинакова.

Познакомившись с физической величиной – напряжением, измерили напряжение на лампах. Оказалось, что U_{1 >} U _{2 .}

П: Что показывает напряжение?

У: Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле по перемещению заряда в 1 Кл.

П: Что означает U_{1 >} U ₂ ?

У: Электрическое поле совершает различную работу по перемещению одинакового заряда в этих лампах.

П: Чем создается электрическое поле?

У: Поле создается источником тока. Источник один, значит и электрическое поле должно быть одинаково.

П: Почему же работа по перемещению электрического заряда разная? Какую учебную задачу мы поставим?

У: Выяснить, почему работа электрического поля в лампах различна.

II. Исполнительский этап (24 мин.)

1. Беседа с учащимися (создание проблемной ситуации) (5 мин.)

П: Рассмотрим лампу, по какой части лампы течет электрический ток?

У: Ток протекает по спирали (проводнику) лампы.

П: Вспомним строение проводников.

У: Металлы имеют кристаллические решетки, в узлах которых расположены положительные ионы, а в промежутках между ионами движутся свободные электроны.

Рисунок (либо динамическая модель) строения проводника проектируются на экран с помощью мультимедиа.

П: Что происходит, когда создается электрическое поле в проводнике?

У: Если в металле создать электрическое поле, то свободные электроны начнут двигаться направлено под действием электрических сил.

П: Оказывается скорость движения частиц мала и составляет приблизительно 0,01 мм/с Почему?

У: Свободным электронам мешают упорядоченно двигаться положительные ионы.

П: Говорят проводник оказывает сопротивление. Каждый проводник характеризуется физической величиной – электрическим сопротивлением. Обозначают сопротивление – R.

Сопротивление можно вычислить R = U/ I. За единицу сопротивления принимают 1Ом – сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1 вольт сила тока равна 1 амперу. Что же мы должны узнать, чтобы ответить на вопрос учебной задачи?

У: Одинаковым ли сопротивлением обладают разные проводники? От чего зависит сопротивление проводника?

П: Выскажите ваши предположения (гипотезы).

У: 1. Сопротивление у различных проводников разное, т.к. они изготавливаются из различных веществ, которые имеют различные кристаллические решетки, ионы различных веществ имеют разные силы притяжения. Проводники могут быть различной длины и площади поперечного сечения.

2. Возможно, сопротивление зависит от напряжения и силы тока.

Гипотезы фиксируются на доске.

2. Проверка гипотез (19 мин.)

а) Подготовительная беседа

П: Как проверить данные предположения?

У: Провести опыт по измерению сопротивления различных проводников. Для этого нужно собрать электрическую цепь, состоящую из источника тока, ключа, резистора, амперметра, вольтметра. Измерить силу тока в цепи и напряжение на резисторе, рассчитать сопротивление данного резистора. Можно изменить напряжение на резисторе, снять показания приборов и повторить расчеты. Потом поменять резистор и повторить опыт. Результаты сравнить.

П: Как удобно зафиксировать результаты опытов?

У: Удобно записать в виде таблицы

 

П: Какое напряжение удобно будет устанавливать?

У: 1В, 2В, 3В

П: Как вы будете выполнять практическую работу?

У: По группам.

Учащиеся разделяются по группам. Им выдается оборудование. Заготовки таблиц.

Проводится инструктаж по технике безопасности.

б) Практическая работа по измерению сопротивления проводников.

в) Проверка выполнения.

Учитель вывешивает результаты измерений на доску. (Результаты могут и повторяться)

 

У: Выводы:

1) У разных проводников может быть разное сопротивление.
2) Сопротивление данного проводника не зависит от силы тока и напряжения, оно постоянно.

П: Вернемся к учебной задаче. Так почему же лампы горят по-разному при одинаковой силе тока? Почему работа электрического поля в лампах различна?

У: Результаты опытов показывают, что при одинаковой силе тока и разном сопротивлении проводников напряжение больше на проводнике с большим сопротивлением. Это значит, что электрическое поле совершает большую работу по перемещению заряда в 1 кулон в проводнике с большим сопротивлением. Лампы имели разное сопротивление, поэтому горели по-разному.

П: По данным полученным путем измерений (силы тока в цепи и напряжению на каждой лампе) на прошлом уроке рассчитайте сопротивления ламп.

Учащиеся самостоятельно рассчитывают сопротивления ламп и убеждаются, что они действительно разные.

П: Давайте более внимательно рассмотрим результаты наших опытов. Как изменяется сила тока при изменении напряжения?

У: Сила тока увеличивается при увеличении напряжения.

Во сколько раз увеличивается напряжение, во столько же раз увеличивается сила тока, т.е сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах.

П: Что происходит с силой тока при изменении сопротивления проводника при постоянном напряжении? (Можно выделить в таблицах значения силы тока и сопротивления при определенном напряжении)

У: Чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.

При увеличении сопротивления в несколько раз, сила тока уменьшается во столько же раз, т.е. сила тока обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

П: Обобщим полученные выводы: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. Установленная зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома по имени немецкого ученого Георга Ома, открывшего этот закон в 1827 г.

Портрет Г. Ома проектируется на экран с помощью мультимедиа.

Как записать математически данный закон?

У: I = U/R

П: Используя закон Ома, выразите напряжение.

У: U = IR

Значит, зная две величины, всегда можно будет вычислить третью.

III. Рефлексивно-оценочный этап (6 мин.)

У: Предположение о различных сопротивлениях проводников оказалось верно. Гипотеза о том, что сопротивление проводника зависит от силы тока в нем и напряжения на его концах, оказалась неверна. Проблема, почему лампы горят по-разному решена.

П: Что же нового вы узнали на уроке?

У: Обозначение сопротивления, формулу для его вычисления, единицу измерения, способ измерения. Учились измерять сопротивление проводников. Узнали, что сила тока, напряжение и сопротивление взаимосвязаны между собой, зависимость выражается законом Ома.

П: А для чего нужно знать и уметь измерять данные величины?

У: В повседневной жизни нас окружают различные электрические приборы, из которых собирают электрические цепи. Необходимо знать, какой прибор в какой цепи можно использовать, т.е. необходимо правильно делать расчеты электрических цепей.

П: Домашнее задание: § 42, 43, 44. Упр. 17, упр. 18.

Оценки за урок выставляются учащимся, комментируются.

Содержание:

• 1.Цели и задачи мероприятия.

• 2. Введение.

• 3.Правила игры-конкурса.

• 4.Содержание игры-конкурса.

• 5.Ход игры.

Цели и задачи игры-конкурса:

1.Образовательная: сформировать у учащихся знания, умения и навыки по решению некоторых вопросов и задач.

2.Воспитательная: воспитать у учащихся стремление к получению знаний по физике и астрономии, поднять их интерес к космосу, космическим полетам, этапам освоения космоса, истории развития космонавтики, к профессии летчика-космонавта; воспитать такие свойства и особенности личности ученика как смекалка, сообразительность, память, мышление, также уважение к себе и другим людям…

Введение. Организационный момент:

Данное мероприятие, игра-конкурс, является завершением проведенной в школе Недели Физики и Астрономии. Поэтому, в организационном моменте следует подвести итоги этой недели. Использовать можно в качестве завершающего мероприятия Недели физики в школе.

Непосредственно в самом начале игры в качестве эпилога было подготовлено стихотворение на марийском языке; «12 апрель!». В конкурсе принимали участие учащиеся 7-11 классов, 5-6 классы присутствовали в качестве зрителей. В течение всей недели каждый класс подготовил своего участника — главного физика класса, а также группу поддержки, которая подготовила один художественный номер.

К конкурсу были подготовлены вопросы, ответы на которые можно было найти в выпуске стенгазеты, а также в учебной и художественной литературе из выставки книг.

Правила игры:

На доске представлено подготовленное заранее игровое поле, которое имеет вид таблицы (см. рис.1.) размером 5х5, каждая строка этой таблицы — название темы, в которой всего пять вопросов. Всего, значит, 25 вопросов. Каждый вопрос оценивается баллами от 100 до 500. Участник выбирает тему и количество баллов и отвечает на вопрос. При правильном ответе получает то количество баллов, которое указано в вопросе.

Среди пяти вопросов из каждой темы один — с присуждением звания «главного физика». Этот диплом в рамках школы гарантирует получение оценки «5» с выставлением в журнале. Диплом может получить любой ученик, даже из зрителей, ответивший правильно на поставленный вопрос. Кроме того, еще по одному вопросу из каждой темы — это заранее подготовленные концертные номера группы поддержки каждого участника (по классам). Жюри оценивает выступление каждого класса баллами от 0 до 500 и присуждает их главному физику — представителю этого класса.

Игра проходит в три этапа, в каждом из которых участник может набрать наибольшее количество баллов. На первом этапе игра проходит в два круга, на втором — в один, но баллы умножаются вдвое, а на третьем — кто успеет ответить первым на вопрос. В итоге участники набирают максимальное количество баллов, а также могут получить дипломы о присвоении звания. По суммарному количеству баллов и определяют победителя игры-конкурса.

Содержание игры-конкурса:

Космос

Рис. 1.

Девиз игры: (слова из припева песни «Острова» группы «ЭЛИЗИYМ»)

• -Все острова давным-давно открыты,

• -И даже те, где тесно и вдвоем.

• -Но все то, что мы знаем, ничего не значит.

• -Все то, что мы знаем, ничего не значит. Для нас

• -Мы новый найдем.

Ход игры:

Вопросы по темам:

Космос:

100 — Когда полетел в космос Ю.А.Гагарин?

200 — Как называют китайского космонавта?

300 — Домашнее задание группы поддержки.

400 — Что такое и чему равен световой год?

500 — Диплом астрофизика: К какому созвездию относится с красивым названием «Альтаир»?

Музыка:

100 — Это музыкальный инструмент, о котором могут сказать, что он иногда может быть «ударным»?

200 — Домашнее задание группы поддержки.

300 — Диплом физика-механика: Почему, подходя к мосту, рота солдат сбивает шаг?

400 — Как называется низкий голос?

500 — Чему равна скорость звука в воздухе?

Свет:

100 — Как называется используемый в быту предмет, который путает левое с правым, а правое с левым?

200 — Этот световой луч является самым мощным излучением, способным лечить зрение, сваривать металлические предметы, с его помощью мы слушаем музыку, смотрим фильмы.

300 — Этот прибор имеет четыре стекла. Посмотришь в первые два — далеко! Посмотришь во вторые — близко!

400 — Диплом физика-техника: Какое устройство используют в подводных лодках для обзора водной поверхности без всплытия?

500 — Домашнее задание группы поддержки.

Оружие:

100 — Диплом физика-ядерщика: Как называется бомба, в которой используется энергия атомного ядра?

200 — Почему нож «финка» всегда втыкается лезвием?

300 — Какой боеприпас изобрел Альфред Нобель?

400 — Домашнее задание группы поддержки.

500 — Средство ПВО, позволяющее обнаружить на определенном расстоянии воздушные силы противника.

Люди:

100 — Кто первым составил периодическую систему элементов Д.И.Менделеева?

200 — Домашнее задание группы поддержки.

300 — Диплом ученого: Русский ученый, так желавший учиться, что прошел путь пешком из Архангельска в Москву.

400 — Основоположник ракетостроения.

500 — Город атомщиков в Подмосковье?

Цель игры: заинтересовать ребят историей физики; продолжить формирование интереса к предмету; показать связь физических явлений с жизнью через пословицы и поговорки; вспомнить основные формулы и правила, изученные в течение года.

Правила игры: в игре участвуют шесть пар игроков: шесть участников стоят каждый за своим столиком, на котором лежат шесть табличек с номерами от 1 до 6. Шестеро их помощников также сидят за своими столиками и перед ними также шесть табличек с номерами. Если игрок ответил правильно, ему засчитывается 1 балл, но если и помощник ответил правильно, 2 балла. Дополнительно дается Звезда, если правильно ответил на дополнительный вопрос.

Оборудование: портреты ученых: Архимед, Гагарин, Циолковский, Ломоносов, Ньютон, Паскаль; приборы — мензурка, часы, термометр, динамометр, весы, линейка; плакаты с формулами; плакаты; кубик с буквами.

Сценарий игры «Звездный час»

Учитель:

На нашем «Звездном часе»

Все физиками стали,

Серьезные вопросы

Должна я вам задать.

Кто знает — тот ответит,

Кто догадался — скажет,

Хоть физика коварна,

Не унывайте, вы.

Пусть победят всезнайки,

Пытливые ребята,

Кто учится серьезно,

Стремится много знать!

Итак, начинаем игру «Звездный час».

(Звучит музыка. Входят участники игры).

1 тур «Великие физики»

Первый ведущий:

Представьте себе Сиракузы, III век до н.э.

Вот по дороге мощеной

В раздумье шагает ученый.

К царю Сиракуз направляется он.

Навстречу спешит из дворца Гиерон:

— Нужен твой совет, ученый,

Мастер сделал мне корону.

Погляди-ка на нее, золотая или нет?

С виду золотом сверкает,

Но, ты знаешь, все бывает …

Говорят, что мастер прыткий

Отпилил кусок от слитка,

Остальную часть расплавил,

Серебра туда добавил.

А потом принес, хитрец,

Мне подделку во дворец!

Золото иль позолота?

Разгадать твоя забота!

Учитель: О ком идет речь в этих стихах? (Игроки и их помощники поднимают карточки с соответствующими номерами. ) Звезду получит тот, кто сформулирует закон Архимеда.

Второй ведущий:

Мы были узники на шаре скромном,

И сколько раз в бессчетной смене лет

Упорный взор Земли в просторе темном

Следил с тоской движение планет.

Этот великий человек теоретически обосновал возможность полетов в космос при помощи ракет, дал первые схематические чертежи космических кораблей, выполнил расчеты движения ракет и впервые указал на необходимость создания на орбитах вокруг Земли промежуточных станций для полетов на другие тела Солнечной системы. А еще он написал очень интересные книги «Вне Земли» и «На Луне».

Учитель: Кто этот великий человек? (Игроки и их помощники поднимают карточки с соответствующими номерами.)

Первый ведущий:

Я первым взлетел,

ну а вы полетели за мною.

Я подарен навсегда

как дитя человечества небу Землею.

В том апреле лица звезд,

замерзавших без ласки,

замшелых и ржавых,

Потеплели от взошедших на небе

Смоленских веснушек рыжавых.

Учитель: Кому посвятил это стихотворение Евгений Евтушенко? (Игроки и их помощники поднимают карточки с соответствующими номерами.)

Второй ведущий:

Он был ученый и поэт.

Он размышлял про тьму и свет.

В чем сходство стужи и тепла?

Что можно сделать из стекла?

Как получается фарфор?

И что таится в недрах гор?

Он краски изучил и цвет.

Он создал университет.

Своей рискуя головою,

Заряд измерил грозовой.

Был в красноречии силен.

Астроном он. Географ он.

И как сказал о нем поэт:

«Он сам был — университет!»

Учитель: О ком идет речь в этом стихотворении? (Игроки и их помощники поднимают карточки с соответствующими номерами.)

Первый ведущий:

Он под яблоней сидел.

Вот — вот должна прийти идея.

А плод над ним уже созрел,

К Земле всей массой тяготея.

Умолкли птицы, тишина.

Зажглись далекие светила,

И спелым облаком Луна

Повисла в небе и светила.

Он мыслил, а Луна кружась

С Землею, Солнце огибала.

Вещей невидимая связь

В ту ночь проступала.

Вот он взглянул на небосвод…

Но ветка дрогнула — и вот

На Землю яблоко упало…

Учитель: Кто герой этих стихотворных строчек? (Игроки и их помощники поднимают карточки с соответствующими номерами.)

2 тур. «Физические приборы и устройства»

На столе пронумерованы весы, динамометр, мензурка, линейка, термометр, часы.

Второй ведущий: Сейчас вы услышите пословицы и поговорки. Ваша задача — связать их с выставленными на столе приборами и устройствами.

1.Две сестры качались, правды добивались, а когда добились, то остановились. (Ответ: весы)

2.На спине язык, что скажет — люди верят. (Ответ: динамометр)

Звезду получит тот, кто назовет цену деления прибора и пределы измерения.

3.Стоят — молчат, пойдут — запоют. (Ответ: часы)

4.Нема и глуха, а определять объем жидкости позволяет. (Ответ: мензурка)

Звезда вручается тому, кто правильно определит объем жидкости в мензурке.

5.Я под мышкой посижу и что делать укажу: или разрешу гулять, или уложу в кровать. (Ответ: термометр)

3 тур. «Знакомые буквы»

Первый ведущий: на доске написаны буквы — обозначения физических величин: плотность, давление, сила, скорость, масса, длина. Ваша задача: прослушав пословицы, поговорки, загадки, поставить им в соответствии одну из этих величин.

1.Пеший конному не товарищ; поспешишь — людей насмешишь; тише едешь — дальше будешь. О какой физической величине идет речь? (Ответ: скорость)

2.С какой физической величиной можно связать эти пословицы: не все на свой аршин меряй; семь раз отмерь — один раз отрешь; без меры и лаптя не сплетешь? (Ответ: длина)

3. Плохи дела, где сила без ума; без уменья и сила не при чем; через силу и конь не тянет. (Ответ: сила)

Звезда достанется тому, кто правильно прочитает правила сложения сил.

4.Мал золотник да дорог; своя ноша не тянет; тяжело понесешь — домой не донесешь. (Ответ: масса)

Звезду получит тот, кто напишет две формулы нахождения массы тела.

Отсев первого участника

4 тур. «Кубики с буквами»

Ведущий выбрасывает кубик с буквами на гранях. На выпавшую букву нужно подобрать физические термины, которые с нее начинаются. Тот, кто больше набирает этих слов, получает звезду.

5 тур. «Четвертый лишний»

Ведущий: из данных четырех слов одно лишнее. Нужно найти его и показать номер лишнего слова.

1.литр, секунда, метр, килограмм (литр)

2.метр, локоть, сажень, пядь (метр)

3.масса, килограмм, плотность, давление (давление)

Отсев второго участника

6 тур. «Подбери пару правильно»

Ведущий: необходимо подобрать подходящее слово из правого столбца к слову из левого столбца, чтобы получилось устойчивое словосочетание.

А)

Звезду получит тот, кто правильно сформулирует закон Паскаля.

Отсев третьего участника.

7 тур. «Найди ошибку»

Ведущий: необходимо найти ошибки в формулах. Поднимаем табличку с неправильной формулой и объясняем ее.

1. m= F/g

Отсев четвертого участника.

Заключительный тур

Ведущий: Составьте как можно больше слов из слова «динамометр».

Отсев пятого участника.

Подводится итог игры. Победители награждаются памятными подарками и дипломами, и пятерками в журнал.

«Сказка — ложь, да в ней намек…»
А. С. Пушкин.

    На сцене — царь Кулон и советники, учащиеся 7а и 76 классов.

Ведущий.

Жил был славный царь Кулон.
Он наукой увлечен.
Созывал к себе гостей
Из далеких волостей!

Кулон.

Вечер вальсом открываем!

И все вместе наблюдаем:

Живы ль физики законы в танце том неодушевленном.

На сцене — танцевальная пара. Звучит вальс

Ведущий. Вопрос к командам: по каким траекториям двигались танцующие?
На сцену выходят гости — единицы физических величин: 1кг, 1с, 1Н, 1м? — с соответствующими надписями на табличках.

Кулон. Вы откуда, гой еси?
Единицы. Все мы из системы СИ!
Ведущий. Вопрос к командам: какие физические единицы выражаются названными единицами?

Из лесов холодных, темных
Кто-то в валенках огромных
Припожаловал сюда!

Входят Леший в тулупе и валенках и Ведьма.

Леший. В школу мы пришли погреться С дорогой подругой сердца!

Ведьма. Вряд ли, Леший, мы согреемся! Ну-ка сколько тут по Цельсию? Достает большой градусник (модель) и два конверта, в каждом из которых по 5 рисунков зверей и птиц и по 5 табличек, на которых обозначены соответствующие скорости движения.

Представители команд выбирают пары рисунков-табличек.

Ведущий. Из морей, из-под глубоких Водяного поджидаем, С кем придет, еще не знаем …

Входят Водяной с бутылкой минеральной воды, и пять Молекул Воды в кокошниках с надписью «Н2О».

Кулон. Друг мой старый, Водяной! Расскажи нам, кто с тобой?

Водяной. Со мной молекулы воды, А знаем, что без воды и ни туды, и ни сюды! Станцуйте, капельки для нас, Кто ж отгадает, сей же час, Где в танце пар, вода и лед, Тот скромный приз наш обретет. Молекулы воды танцуют танец, располагаясь соответственно строению каждого состояния.

Представители команд отвечают. Водяной награждает победителя бутылкой минеральной воды.

Ведущий. Слышите, раздался гул, грохот, свист, ужасный шум! Вот ракета приземлилась, гости звездные явились!

Кулон. Мы вам рады, господа. Вы откуда и куда? Расскажите без прикрас, чем вы удивите нас?

Пришельцы. Облетели белый свет, космос видели, дружище, В космонавтике нелишне знать, что физики законы Непреложны, непреклонны.

Ведущий. Проводим следующий конкурс. Какие металлы используются в авиации и космонавтике? Возможно ли налить чашку чая в невесомости? Пишет ли перьевая ручка в невесомости? Кулон. А теперь мои факиры вечер завершат недлинный!

Факиры демонстрируют опыты, команды их объясняют. Жюри объявляет победителей

Цель: в интересной форме повторить, обобщить пройденный материал, развить у учащихся активность, инициативность, чувство ответственности за порученное дело, чувство коллективизма, раскрыть творческие способности учащихся.

Девиз игры: «Ученье — СВЕТ, а не ученье — ТЬМА!»

Звучит музыка. На сцену выходят ведущие.

Ведущий. Здравствуйте, дорогие друзья! Начинаем программу под общим названием » Свет», и я приглашаю команды занять свои места.

Представление команд.

Свет… Такое короткое и в тоже время емкое слово. Об этом говорил известный русский физик С.И. Вавилов: «В слове «свет» заключена вся физика…»

Задолго до выявления истинной природы света выдающиеся мыслители и ученые осознавали его фундаментальную роль в природе. Достаточно назвать некоторых из них: Декарт, Ньютон, Пифагор, Евклид, Птолемей, Гюйгенс, Юнг, Френель, Вавилов.

Все они придерживались разных точек зрения, но вместе с тем понимали, что свет …

Чудный дар природы вечной,

Дар бесценный и святой.

В нем источник бесконечный

Наслажденья красотой.

Солнце, небо, звезд сиянье,

Море в блеске голубом,

Всю природу и создания

Мы лишь в свете познаем.

Ведущий: Почему мы назвали игровое обозрение «Свет»?… Постараюсь пролить свет на это, пока для вас неясное дело.

Свет в обычном понимание — это лучистая энергия, делающая окружающий мир видимым.

Наше обозрение в какой — то мере освещает ряд вопросов, и пусть в небольшой степени, но все же делает их более видимыми. Мы назвали так нашу игру и по другой причине: свет — это начальные буквы четырех игровых действий, в которых вы будете участвовать.

С — это «Смекалка — ваш друг»

В — «Веселое соревнование»

Е — «Если память вам не изменяет»

Т — «Точные советы»

Во всех четырех действиях вам надо блеснуть ярким светом знаний, зажечь присутствующих своей неутомимой энергией. Кстати, об энергии… Единица измерения электрической энергии (сила света) — это свеча.

Кто наберет больше световой энергии, тот и победитель в игре!

Надеемся, что вы, загоревшись желанием участвовать в игре, предстанете на финише в наилучшем свете! А девизом нашей игры пусть будут слова: «Ученье — СВЕТ, а не ученье — ТЬМА!»

Ведущий. Мы начинаем обозрение «Смекалка — ваш друг». Для этого обозрения нужна острота зрения, а также острота ума и, причем, весьма.

Конкурс «Разминка»

На доске написаны названия некоторых физических приборов:

1.динамометр

2.линейка

3.секундомер

4.мензурка

5.термометр

6.весы

Сейчас я буду читать, что нужно измерить, а вы должны поднять карточку с номером, соответствующим номеру нужного прибора. Кто правильно поднимет карточку, тот получает 1 свечу.

Итак, слушайте внимательно.

«Прибор для определения времени

«Прибор для определения расстояния

«Прибор для измерения температуры

«Прибор для измерения силы

«Прибор для измерения массы тела

«Прибор для измерения объема жидкости

Молодцы, неплохо поработали. А теперь задание, потруднее.

Конкурс «Ребус»

Задание: Расшифровать название физической величины (скорость, плотность)

Необходимо назвать формулы их нахождения, а также единицы измерения. За правильный ответ 1 свеча.

Конкурс: «Физические обозначения»

Задание: на доске записаны обозначения физических величин. Вам необходимо записать как можно больше формул, в которых присутствует данная физическая величина. Оценивается количество формул и правильность их написания.

Ведущий. Обозрение «Смекалка — ваш друг» продолжается. Скажите, как называется главный источник света на нашей планете? (Солнце) Благодаря солнцу, мы видим все вокруг, и нам тепло. С давних пор мечтал человек завести дома маленькое прирученное солнце. И, разумеется, завел! Правда, для этого ему понадобилось не одно тысячелетие.

Конкурс «Приручение света»

Ведущий. Вам необходимо назвать и распределить эти маленькие светила в порядке их появления, записать на листочках и сдать членам жюри. (На плакате: факел, глиняный «чайник», свеча, лучина, керосиновая лампа, газовые горелки, электрическая лампочка, «неоновые трубы»).

Конкурс для болельщиков

Задание: Назовите литературные произведения и их авторов, в которых присутствуют светящиеся предметы и живые существа.

-«Огниво» — Г.Х. Андерсен

-Жар — птица из сказки «Конек — горбунок» — Ершов

-«Волшебная лампа Алладина» — арабская сказка

-«Огнивушка — поскакушка» — Бажов

-«Звездный мальчик» — Уайльд

-«Финист — ясный сокол» — русская народная сказка

-«Сказка о царе Салтане» — Пушкин

Ведущий. Я смотрю, в зале все светлей и светлей. Это вероятно от свечей, которые получают участники команд.

Подведение итогов двух конкурсов и общее число свечей, полученных в первом действии.

Ведущий. А вы знаете, как впервые появились свечи? Они были придуманы в Древнем Риме около двух тысяч лет назад. Сначала это были волокна растений, пропитанные смолой и покрытые воском. В 10 — 11 веках появились восковые и сальные свечи.

Ну, что ж, продолжим наше обозрение. Команды, приложив умение, все знания и все старания, начнут веселые соревнования.

Конкурс «Кроссворд»

Задание: отгадайте кроссворд. За каждое правильно отгаданное слово 0,5 свечи.

Конкурс для болельщиков «Кто назовет последним?»

По очереди болельщики называют термины из области физики или математики на определенную букву. Побеждает тот, кто назвал термин последним.

Ведущий. Для следующего конкурса вам потребуется сила и сноровка.

Конкурс: «Рыболов»

Задание: для конкурса нужно по одному участнику. Вот вам удочки, необходимо поймать рыбку. На обороте написаны вопросы, на которые необходимо ответить.

Вопросы:

1.Что вы можете сказать о молекулах одного и того же вещества?

2.Температура одного тела больше другого. В каком теле молекулы движутся быстрее?

3.В первом утюге молекулы танцуют медленное танго, а во втором прыгают как блохи. Каким утюгом можно быстрее погладить рубашку?

4.Печальный дядя Боря несет из магазину сумку с куриными яйцами. Через равные промежутки времени яйца из сумки выпадают на землю и разбиваются. Можно ли сказать, что дядя Боря движется равномерно, если коты, бегущие за ним, находят яйца на равных расстояниях одно от другого?

5.Объем чего больше: 1 кг железа или 1 кг ваты?

6.Перестала ли действовать сила тяжести на Вовочку, который уже долетел с крыши сарая до поверхности планеты Земля?

7.Когда давление газа больше: в холодном состоянии или горячем?

8.Изменится ли давление в шинах вашего велосипеда, если вместо вас в седло сядет бабушка, да еще прокатит на раме дедушку?

9.Злобный джин, находящийся в газообразном состоянии внутри закупоренной бутылки, оказывает сильное давление на ее стенки, дно и пробку. Как же он оказывает это давление, если не имеет ни рук, ни ног?

10.Петя ехал к бабушке на автобусе, и всю дорогу над ним издевались какие — то два явления. Одно при каждой остановке толкало Петю вперед, а другое, когда автобус трогается, — дергало его назад. Что это за хулиганские явления, и может ли милиция с ними справиться?

Конкурс: «Кто больше?»

Задание: из букв слова «Динамометр» необходимо составить слова. За каждое правильное слово 1 балл, если же составленное слово имеет отношение к физике, то получите 2 балла.

Загадки для зрителей.

Подведение итогов конкурса и в целом второго действия.

Ведущий. Начинаем третье игровое действие нашего обозрения «Если вам не изменяет память». Вам необходимо угадать, что находится в черном ящике. За правильный ответ 1 свеча.

1.Здесь — особенный предмет.

Всем подскажет, всем ответит

Болен кто — то или нет. (Термометр)

2.Этот маленький предмет

Нам подскажет всем ответ.

Почему при малой силе

В стенку вдруг его вонзили? (Кнопка)

Конкурс: «Дальше, дальше…»

Задание: за 1 минуту ответить на большее число вопросов. Если затрудняетесь, то говорите «дальше».

Вопросы 1 команде.

1.Наука, изучающая природные явления (физика)

2. Что упало Ньютону на голову? (яблоко)

3.Прибор для измерения силы (динамометр)

4.В чем измеряется объем? (м3)

5.Величина, характеризующая быстроту движения (скорость)

6.Сила, с которой Земля притягивает к себе тела (сила тяжести)

7.Сила измеряется в … (ньютон)

8.Прибор Паскаля (шар)

9.Сосуды, соединенные между собой трубкой, называют … (сообщающимися)

10.Как определить пройденный путь?

Вопросы 2 команде.

1.Кто из ученых воскликнул: «Эврика!» (Архимед)

2.Линия, вдоль которой движется тело (траектория)

3.Прибор для измерения массы тела (весы)

4.Из чего состоят все тела? (молекула)

5.Какой буквой обозначают время? (Т)

6.С глубиной давление …(увеличивается)

7. Формула силы упругости (F=к*х)

8.Как зовут преподавателя физики?

9.Единицей измерения скорости является (м/с)

10.В формуле F=mg , g — это … (ускорение свободного падения)

Ведущий.

Четвертое действие — точный ответ

Сто вопросов — один секрет

Все готовимся к нему

Отвечать на почему.

Задание: необходимо ответить на вопросы. Каждой команде будут заданы по 2 вопроса. За каждый правильный ответ 2 свечи.

Вопросы:

1.Почемучка принес в комнату следующие предметы: весы, набор гирь, кастрюля, вода. Ему нужно найти объем кастрюли. Как это можно сделать? (плотность воды известна, можно найти массу воды в кастрюле, а затем по формуле находим объем)

2.Почему растительное масло, налитое в воду всегда всплывает наверх? (плотность масла меньше плотности воды)

3.Автомашину заполнили грузом. Изменилось ли давление в камерах колес автомашины? Одинаково ли оно в верхней и нижней частях камеры?

4. Почему в сообщающихся сосудах уровни жидкости одинаков? (давление в трубках одинаково)

Подведение итогов четвертого действия.

Ведущий. Наше обозрение подошло к концу. По количеству свечей нам необходимо выбрать команду — победительницу, то есть звезду первой величины…

Подведение итогов всей игры. Награждение.

Ведущий. Игра, как визит, стоила свеч! Свет ежедневно, ежечасно дарит нам волшебные мгновения «наслаждения красотой». В заключение приведу одно из стихотворений И. Бунина. Оно все из света. И ставлю пластинку с записью «Лунного света» К.Дебюсси, этой сказочной музыки, уносящей нас далеко — далеко. Пусть вдохновенное единство Слова и Музыки озарит ваши души.

Набегает впотьмах,

И узорную пеною светится,

И лазурным сиянием рдеет у скал на песке…

О божественный отблеск незримого, жизни,

мерцающей

В мириадах незримых существ.

И тогда вся душа

У меня загорается радостью:

Я в пригоршни ловлю закипевшую пену волны —

И сквозь пальцы течет не вода, а сапфиры,-

несметные

Искры синего пламени Жизнь!

Музыка.

Тема урока: Электрическое напряжение. Единицы напряжения.

Цель урока: Познакомиться с понятием напряжения, и его единицами измерения, на уровне понимания.

Задачи урока:

Образовательная: Ввести понятие напряжения. Выявить имеющиеся знания по данной теме.

Воспитательная: Подчеркнуть взаимосвязь напряжения и работы тока в электрической цепи как проявления одного из признаков метода диалектического познания явлений

Развивающая: Продолжить работу по развитию внимания и умения логически и творчески мыслить. Продолжить формировать умение решать задачи

Начало урока: Объявление темы урока: “Электрическое напряжение “. Организационный момент.

Актуализация знаний:

1. Какие источники тока вы знаете?

2. Сколько у источника тока полюсов? Какие бывают полюсы?

3. Можем ли мы назвать тепловое движение электронов в проводнике электрическим током?

4. Могут ли жидкости быть проводниками? Диэлектриками? Приведите примеры.

5. По спирали электролампы проходит 540 Кл электричества за каждые 5 мин. Чему равна сила тока в лампе?

6. При электросварке сила тока достигает 200 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение электрода за 1 мин?

Изложение нового материала

Как можно судить о силе тока в цепи?

О силе тока можно судить либо по показанию амперметра, либо по действию тока. Например, чем больше накалена нить лампы, тем больший ток проходит по цепи.

— От каких же факторов зависит сила тока в цепи?

Проведем опыт:

Схема:

Замкнем цепь на один аккумулятор и обратим внимание на величину тока в цепи. Если последовательно увеличивать число аккумуляторов, ток в цепи увеличивается. Какой вывод?

Вывод: сила тока в цепи зависит от какой-то величины, связанной с источникомтока.

Источник тока создает электрическое поле. Электрическое поле различных источников будет разным.

Электрическое поле действует с определенной силой на заряженные частицы. Чем больше величина этой силы, тем больше будет скорость направленного движения заряженных частиц. (Это означает, что через поперечное сечение проводника пройдет в единицу времени больше число заряженных частиц и будет перенесен больший электрический заряд), т. е. пройдет больший ток.

Действующее в цепи электрическое поле характеризуется особой величиной, называемой напряжением электрического поля или просто напряжением.

Напряжение — это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы.

Напряжение на участке электрической цепи.

Как же мы можем судить о напряжении?

Собираем схему, в которую включены последовательно две лампочки! Одна — рассчитанная на напряжение 220 В, а другая — от фонарика, рассчитанная на 4,5 В. Ток в обеих лампочках будет примерно одинаков, а следовательно, через лампочки протекает в единицу времени одно и то же количество электричества. Однако осветительная лампочка излучает света много раз больше, чем лампочка для карманного фонаря. Очевидно, для прохождения некоторого количества электричества через осветительную лампу требуется большее количество энергии, чем при протекании заряда через лампочку от карманного фонарика. То есть работа электрического тока в первой лампочке больше, чем во второй. О величине работы можно судить по различию в напряжении.

То есть электрическое поле совершает работу. Работой тока называют работу поля, создающего электрический ток и обозначают буквой «А». О величине работы тока можно судить по напряжению в цепи.

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле по перемещению единицы заряда на данном участке цепи:

U=A/q A=U*q q=A/U

Единица напряжения — вольт (В). [U]=1 В. 1 мВ=0б001В 1 кВ=1000 В

Вольт равен такому электрическому напряжению между двумя точками цепи, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1 Кл на этом участке равна 1 Дж:

1В=1Дж/1Кл

Закрепление изученного

Вопросы для закрепления:

— По какой формуле вычисляют напряжение?

— За единицу напряжения принимают?

— Какое напряжение используют в осветительной сети?

— Напряжение в сети 100 В. Что это означает?

(Работа совершаемая электрическим полем по перемещению единицы заряда равна 100 Дж.)

Задача 1

При прохождении одинакового количества электричества в одном проводнике совершена работа 100 Дж, а в другом — 250 Дж. На каком проводнике напряжение больше? Во сколько раз?

Задача 2

Определите напряжение на участке цепи, если при прохождении по нему заряда в 15 Кл током была совершена работа 6 кДж.

Задача 3

При переносе 60 Кл электричества из одной точки электрической цепи в другую за 12 мин совершена работа 900 Дж. Определите напряжение и силу тока в цепи.

Домашнее задание

§39,40 учебника; вопросы и задания к параграфу.

Упр.16 после §41 .Подготовка к л.р. №4

Средства обучения:

1) Доска школьная

2) Демонстрация

Методы обучения:

1. По источнику знаний : a). Словесный, b). Наглядный, c). Проверки и оценки знаний

2. По УПД: a). Объяснительно-иллюстративный, b). Репродуктивный, c). Проблемное изложение

Тип урока: Традиционный

Урок по теме: «Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление».

8 класс

 

Цель:

Обучающие: выяснить, как зависит сопротивление проводника от его длины, площади поперечного сечения и  вещества, из которого изготовлен данный проводник; получить формулу для расчета сопротивления проводника, проведя простейшие измерения.

Развивающие: развивать критического мышление, вычислительные навыки, умения исследовать,   анализировать  и делать вывод, коммуникативные свойства речи.

Воспитательные: воспитывать чувство ответственности, взаимоуважения, аккуратность и эстетический вкус.

 

Оборудование:

1) амперметр, ключ, источник тока (по 12 шт.),

2) проводники, длину которых можно регулировать (5 шт.),

3) проводники одинаковой длины из одного вещества разной толщины

(0,36мм и 0,25мм по 5 шт.),

4) проводники из нихрома и стали одинаковой длины и сечения.

5) трубка из меди.

ТСО: компьютер, видеоплеер, экран.

Раздаточный материал: на столах листочки с заданиями (см. приложение)

 

План урока:

I. Организационный момент.

II. Опрос.

III. Изучение нового материала.

IV. Задание домой.

V. Закрепление изученного материала при решении задач.

VI. Итог урока.

ХОД УРОКА

 

I.

Здравствуйте, дети! Садитесь.

( учебники и тетради закрыты)

Сегодня мы с вами в совместной деятельности будем добывать новые знания, и применим их при решении задач.

II.

А сейчас выясним, что мы уже знаем по теме «Электрические явления».

На экране 5 вопросов   (Задание 1, см. приложение 1).   

Подпишите  листочки (¼ тетрадного листа) и выберите правильные, по вашему мнению, ответы по форме: номер вопроса и рядом буква вашего ответа. (5 мин.).

   Все закончили работу, взяли в руки карандаши, и отметили «плюсы», где ваш ответ совпадает с ответом на экране (ответы №1 на экране). Поставьте за работу оценку, отложите свою работу на край стола.

 

III.

Откройте тетради и запишите число, «Классная работа».   

( «Вызов» с помощью ключевого слова)

Меня интересует такое понятие как «электрическое сопротивление». Я хочу о нем знать все и, надеюсь, вы мне поможете.

   Запишите в тетради по центру словосочетание «электрическое сопротивление» и обведите вокруг него овал. Вспомните все ассоциации, которые у вас возникают в связи с этим понятием, и запишите их  в виде грозди (ответвления).  (Работы собрать)

(Рисунок на доске)

На доске записать все слова,  продиктованные детьми.  

   Что же у нас получилось? Вы связали сопротивление с площадью поперечного сечения проводника, с его длиной и веществом из которого он изготовлен. А как они связаны, знаем? 

Проблема!?

   Следовательно, какова цель нашей дальнейшей деятельности?

Формулируют учащиеся.

   Итак, цель нашего урока – выяснить, как зависит сопротивление проводника от его длины, площади поперечного сечения и рода вещества.

Попробуем установить эту зависимость, и  выразим ее с помощью формулы.

Запишем тему нашего урока: «Расчет сопротивления проводника ».

(Стадия «Осмысление»)

Какие вас  на столе приборы? Какие величины они измеряют? Можно с каким – либо из них измерить сопротивления?

Нет. Тогда обратимся к нашему «ключевому слову», какое из ответвлений поможет нам решить эту проблему?

Правильно – это связь  «сопротивление – сила тока». Почему вы на нее указали?           (Вспомнить  закон Ома)

( Сила тока прямо пропорциональна сопротивлению проводника – закон Ома).  И поясните, что значит « обратно пропорционально».

    Итак, чем больше сила тока в цепи, тем меньше сопротивление этого участка, т.е. чтобы выяснить, как зависит сопротивление, нужно узнать, как зависит от этих величин сила тока.

 

Работа в парах (5 минут) (см. приложение 2)

3 вида задания: (задание не проговаривается учителем, каждой паре дается листочек с заданием, см. приложение).

1). Выяснить, как зависит сила тока от длины проводника при том же значении напряжения.

2). Выяснить, как зависит сила тока от толщины проводника, если длина проводника и напряжение на участке цепи одинаковые.

3). Выяснить одинаковая ли сила тока на участке цепи, если проводники одинакового сечения и одинаковой длины, но изготовлены из разного вещества.

Каждая пара делает вывод по своему исследованию, записывает в своей тетради.

Социализация в группе (повернулись друг к другу и обсудили полученный результат, сделали вывод)

Социализация в классе: вывод по каждой зависимости для силы тока и для сопротивления (проговаривается для всего класса).

 

Итак,

1 группа:R ~ l,         

2 группа: R~ 1/S.

3 группа: При одинаковой длине и площади поперечного сечения проводников, изготовленных из разных веществ, сила тока в цепи разная, следовательно, сопротивление зависит от рода вещества.

 

Вопросы: ЧТО? ГДЕ? ПОЧЕМУ?

Анимация (движение электронов в проводнике),

 (Ответы: сопротивление, в проводнике, из-за взаимодействия электронов с ионами кристаллической решетки)

ПРИЧИНА сопротивления: столкновения  электронов с ионами.

Вывод: Чем больше столкновений, тем больше сопротивление проводника, а их число зависит от строения вещества.

   Для учета зависимости сопротивления от рода вещества  вводится понятие «удельное сопротивление» — физическая величина, которая определяет сопротивление проводника длиной 1м и площадью поперечного сечения

 1м².

Обозначается ρ.

  Итак,

R=ρl/S

 

Выразим отсюда             ρ=RS/l

и найдем единицу измерения удельного сопротивления

1 Ом·м      или     1 Ом·мм ²/м.  (на практике, удобнее)

Таб. 8 стр.105. назовите лучшие проводники и вещества, обладающие малой проводимостью. Указать на связь с температурой: для металлов, чем >T,

тем > сопротивление, ρ(серебра)= 0, 016 Ом·мм ²/м.

Что означает это число? (работа с учебником)

(Рефлексия (размышление))

В руках у меня проводник. Какие измерения мне необходимо выполнить, чтобы узнать его сопротивление? Какие приборы мне нужны? Нужен вольтметр и амперметр? Можно в домашних условиях выполнить это задание?

Вопрос 1:  Итак, как  рассчитать сопротивление проводника?

Вопрос 2:  Как, по какой еще формуле можно вычислить сопротивление проводника?

Сделайте вывод: от чего зависит сопротивление проводника?

 

IV.

   Запишем Домашнее задание:

1) § 45 (прочитать), § 46 (устно разобрать решение  задач), вопросы к § (устно)

2) Упр. 20(2(в),4) письменно (одну по выбору)

 

V.

А сейчас мы решим несколько задач  на применение полученных знаний. Задание №2 (устно) (см. приложение 3)

(трубки желательно показать)

Задание №3. (Можно на местах решать задачи в любой последовательности)  (проверка 2 задачи по экрану) (см. приложение 4)

VI.

Подведем итог нашей совместной работе в течение урока (Что узнали нового, что закрепили, о чем ваши представления изменились, чему научились и т.д.), оценки.

 

 

Приложение 1.

Задание №1.

1.Электрическим током называют:

А) движение электронов по проводнику;

В) упорядоченное движение электронов по проводнику;

С) движение электрических зарядов по проводнику;

Д) упорядоченное движение электрических зарядов по проводнику.  

 

2.В обычных условиях металлы  электрически нейтральны. Это объясняется тем, что в них:

А) нет электрического заряда;

В) число отрицательных ионов равно числу  положительных ионов;

С) отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов;

Д) ядра атомов расположены в узлах кристаллической решетки.

 

3. Какой из ответов правильно выражает закон Ома для участка цепи:

А) I=R/U

Б) R=U/I

С) U=I/R

Д) I=U/R

 

4. Выберите пары.

А) Амперметр —  параллельно.

В) Вольтметр — параллельно.

С) Вольтметр — последовательно.

Д) Амперметр – последовательно.

5. Лампочка рассчитана на сопротивление 10 Ом. При напряжении  5В через нее проходит ток, сила которого равна…

А) 0,5А;

В) 72 А;

С) 2А;

Д) 6 А.

Ответы: 1)Д; 2)С; 3)Д; 4)В и Д;5)А.

 

Приложение 2.

Работа в парах.

1эксперимент.

 Цель — выяснить, как зависит сила тока от длины проводника при том же напряжении, толщине и материале проводника.

Ход работы:

а) собрать цепь из источника тока, амперметра и проводника, длину которого можно регулировать;

б) измерить силу тока, проходящего через проводник, при разной длине. 

  Сделайте вывод.

2 эксперимент.

 Цель – выяснить, как зависит сила тока  от толщины проводника при том же напряжении, длине и материале, из которого он изготовлен.

Ход работы.

а) собрать цепь, состоящую из источника тока, амперметра и проводника;

б) измерить силу тока, проходящего через проводник сечением 0,36мм и 0,25мм.  

   Сделайте вывод.

3эксперимент.

 Цель – выяснить, одинаковая ли сила тока на участке цепи, если проводники одинакового сечения и одинаковой длины, но изготовлены из разных веществ.

Ход работы.

а) собрать цепь, состоящую из источника тока, амперметра и проводника;

б) измерить силу тока, проходящего по проводнику из нихрома;

в) измерить силу тока в стальном проводнике.

 Сделайте вывод.

 

Приложение 3.

Задание №2.

1. Для изготовления спиральных электрических плиток используют проводник с большим сопротивлением. Какой проводник пригоден для этого

А. медный;

Б. алюминиевый;

В. никелиновый.

2. Какое проводник оказывает большее сопротивление для постоянного тока: медный сплошной стержень или медная трубка, имеющая внешний диаметр, равный диаметру стержня? Длину обоих проводников считать одинаковой.

 

Приложение 4.

Задание №3.

1. Сколько метров алюминиевой проволоки сечением 6 мм² надо взять, чтобы ее сопротивление стало равным 14 Ом?

2. Вычислите сопротивление алюминиевого кабеля длиной 10км и площадью поперечного сечения 2см².

3. Какого сечения нужно взять константановую проволоку длиной 10м, чтобы она имела сопротивление 50 Ом?

4. Проволоку разрезали пополам и сложили вдвое. Изменилось ли сопротивление? Как?

5. Имеются две проволоки одинаковой длины и из одного материала. Площадь поперечного сечения первой проволоки 0,2мм², а второй 5мм², Сопротивление какой проволоки больше и во сколько раз?

6.Железная и алюминиевая проволоки имеют равные массы и одинаковую длину. Какая из них обладает большим сопротивлением.

Цель урока:

Учащиеся должны обобщить знания по вопросу выделения тепла при прохождении тока по проводнику на уровне понимания; оценить свои умения применять знания о законе Джоуля — Ленца; познакомиться с конструкцией лампы накаливания. Учащимся необходимо научиться применять закон Джоуля — Ленца к объяснению и анализу явлений окружающего мира; применять знания и умения, полученные на уроке к решению физических задач; усвоить характерные особенности закона Джоуля — Ленца

Задачи урока: Образовательные:

Выявить уровень усвоения формулы закона Джоуля — Ленца и его понимания. Дать знания о величинах, характеризующих количество теплоты, выделяемой проводником при прохождении по нему электрического тока.

Дать представление о механизме выделения тепла в проводнике на основе модели строения вещества. Обосновать связь между материалом спирали электрической лампочки и количеством выделившейся теплоты. Познакомить учащихся с методами измерения количества выделившейся теплоты.

Сформировать умения применять основные положения теории строения вещества к обоснованию электрических свойств данного вещества.

Воспитательные:

Показать значение работ А. Н. Лодыгина в области конструирования ламп накаливания. Подчеркнуть взаимосвязь строения вещества с количеством выделившейся теплоты при прохождении тока по проводнику как проявления одного из признаков метода диалектического познания явлений.

Развития мышления:

Проверить уровень самостоятельности мышления школьника в применении знаний в различных ситуациях.

Сформировать элементы творческого поиска на основе приемов обобщения. Формировать умения развертывать доказательство на основе данных.

Ход урока.

I Актуализация знаний

Первые 10-15 минут урока целесообразно посвятить проверке усвоения материала по теме «Работа и мощность электрического тока». С этой целью можно провести тестирование или письменную проверочную работу по индивидуальным карточкам. Для карточек можно предложить следующие варианты разноуровневых заданий:

Уровень 1

1. Напряжение на концах электрической цепи 1 В. Какую работу совершит в ней электрический ток в течение 1 с при силе тока 1 А?

2. Одна электрическая лампа включена в сеть напряжением 127 В, а другая — в сеть напряжением 220 В. В какой лампе при прохождении 1 Кл совершается большая работа?

Уровень 2

1. По проводнику, к концам которого приложено напряжение 5 В, прошло 100 Кл электричества. Определите работу тока.

2. Электрическая лампочка включена в цепь с напряжением 10 В. Током была совершена работа 150 Дж. Какое количество электричества прошло через нить накала лампочки?

Уровень 3

1. Какую работу совершит ток силой 3 А за 10 мин при напряжении в цепи 15 В?

2. К источнику тока напряжением 120 В поочередно присоединяли на одно и то же время проводники сопротивлением 20 Ом и 40 Ом. В каком случае работа электрического тока была меньше и во сколько раз?

Уровень 4

1. Башенный кран равномерно поднимает груз массой 0,5 т на высоту 30 м за 2 мин. Сила тока в электродвигателе равна 16,5 А при напряжении 220 В. Определите КПД электродвигателя крана.

2. Транспортер поднимает за время 1 мин груз массой 300 кг на высоту 8 м. КПД транспортера 60%. Определите силу тока через электродвигатель транспортера, если напряжение в сети 380 В.

Изложение нового материала.При введении понятия работы электрического тока мы уже пользовались, тепловым действием тока (нагревание проводников). Собираем электрическую цепь, в которую последовательно включаем лампу накаливания и реостат. Для измерения силы тока и напряжения на лампе применяем амперметр и вольтметр, учащимся уже известно, что в проводнике при протекании тока происходит превращение электрической энергии во внутреннюю, и проводник нагревается.

— Почему при прохождении электрического тока проводник нагревается?

Они неоднократно наблюдали тепловое действие тока в бытовых приборах. На опыте с лампой накаливания учащиеся убедились, что накал лампы возрастал при увеличении тока. Но нагревание проводников зависит не только от силы тока, но и от сопротивления проводников.

Демонстрация:Показывающий тепловое действие тока в цепочке состоящей из двух последовательно соединенных проводников разного сопротивления:. Ток во всех последовательно соединенных проводниках одинаков. Количество же выделяющейся теплоты в проводниках разное. Из опыта делается вывод:

Нагревание проводников зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводника, тем больше он нагревается.

— Из какого материала необходимо изготовлять спирали для лампочек накаливания? — Какими свойствами должен обладать металл, из которого изготовляют спирали нагревательных элементов?

2. Закон Джоуля-Ленца. Учащиеся знают уже формулу для работы A = Ult. Кроме того, им известно, что в неподвижных проводниках вся работа тока идет лишь на нагревание проводников, т. е. на то, чтобы увеличь их внутреннюю энергию. Следовательно, количество теплоты

Из закона Ома для участка цепи U = IR. Если это учесть, то Q = I2Rt. Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно проиведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

Необходимо заметить, что формулы Q — l2Rt, Q = Ult и Q=U2t/R, вообще говоря, не идентичны. Дело в том, что первая формула всегда определяет превращение электрической энергии во внутреннюю, т. е. количество теплоты. По другим формулам в общем случае определяют расход электрической энергии, идущей как на нагревание, так и на совершение механической работы, Для неподвижных проводников эти формулы совпадаютУстройство лампы накаливания:

На рисунке изображена газонаполненная лампа накаливания. Концы спирали 1 приварены к двум проволокам, которые проходят сквозь стержень из стекла 2 и припаяны к металлическим частям цоколя 3 лампы: одна проволока — к винтовой нарезке, а другая — к изолированному от нарезки основанию цоколя 4. Для включения лампы в сеть ее ввинчивают в патрон. Внутренняя часть патрона содержит пружинящий контакт 5, касающийся основания цоколя лампы, и винтовую нарезку 6, удерживающую лампу. Пружинящий контакт и винтовая нарезка патрона имеют зажимы, к которым прикрепляют провода от сети.

Тепловое действие тока используют в различных электронагревательных приборах и установках. В домашних условиях широко применяют электрические плитки, утюги, чайники, кипятильники. В промышленности тепловое действие тока используют для выплавки специальных сортов стали и многих других металлов, для электросварки. В сельском хозяйстве с помощью электрического тока обогревают теплицы, кормозапарники, инкубаторы, сушат зерно, приготовляют силос.

Основная часть всякого нагревательного электрического прибора — нагревательный элемент. Нагревательный элемент представляет собой проводник с большим удельным сопротивлением, способный, кроме того, выдерживать, не разрушаясь, нагревание до высокой температуры (до 1000—1200 °С). Чаще всего для изготовления нагревательного элемента применяют сплав никеля, железа, хрома и марганца, известный под названием «нихром». Удельное сопротивление нихрома р = 1,1Ом-мм2/м что примерно в 70 раз больше удельного сопротивления меди. Большое удельное сопротивление нихрома дает возможность изготовлять из него весьма удобные — малые по размерам — нагревательные элементы.

Систематизация знаний.

В конце урока можно коллективно обсудить решения нескольких задач:

— Две проволоки одинаковой длины и сечения — железная и медная -соединены параллельно. В какой из них выделится большее количество теплоты? — Спираль электрической плитки укоротили. Как изменится количество выделяемой в ней теплоты, если плитку включить в то же напряжение? — Какое количество теплоты выделится в течение часа в проводнике сопротивлением 10 Ом при силе тока 2 А? — Определите количество теплоты, которое дает электроприбор мощностью 2 кВт за 10 мин работы? — В чем проявляется тепловое действие тока? При каких условиях оно наблюдается? — Почему при прохождении тока проводник нагревается? — Почему, когда по проводнику пропускают электрический ток, проводник удлиняется?

Домашнее задание: § 53, 54 вопросы к параграфам

Желающие учащиеся могут подготовить к следующему уроку доклады учащихся по темам:

«Первое электрическое освещение свечами И» Н. Яблочкова».

«Использование теплового действия тока в промышленности и сельском хозяйстве».

Проводник №
U, В
I, А
R = U/I, Ом
Проводник № 1
U, В	1	2	3
I, А	1	2	3
R=U/I, Ом	1	1	1
	Проводник № 2
U, В	1	2	3
I, А	0,5	1	1,5
R=U/I, Ом	2	2	2
	Проводник №3
U, В	1	2	3
I, А	0,25	0,5	0,75
R=U/I, Ом	4	4	4
100	200	300	400	500
Музыка	100	200	300	400	500
Свет	100	200	300	400	500
Оружие	100	200	300	400	500
Люди	100	200	300	400	500
1. Азбука	1. Акваланг
2. Мензурка	2. Морзе
3. Закон	3. Молекула
4. Прибор	4. Тело
Б)
1. Закон	1. Морзе
2. Мензурка	2. Вещество
3. Явление	3. Паскаль
4. Дыра	4. Атом
p=gh/?
2. s=t/v	p=Fs
3. F=gV	?=mV

Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Удельное сопротивление проводника

Похожие презентации:

Закон Ома. Расчёт сопротивления проводника. (8 класс)

Закон Ома для участка цепи (8 класс)

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи

Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление

Закон Ома для участка электрической цепи

Закон Ома для участка цепи

Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Последовательное и параллельное соединение проводников

1. Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Удельное сопротивление проводника.

Электрический ток – это
упорядоченное движение
заряженных частиц.
Беспорядочное
движение
свободных частиц
Движение свободных
частиц под
действием
электрического поля
Что такое электрический ток и какие
величины его характеризуют?
Систематизируем наши знания с
помощью таблицы.
Физические
величины
Сила тока
Напряжение
Сопротивление
Что
характеризует
Обозначение
I
U
Формула
I=g/t
U=A/g
Единица
измерения
А
B
Чем измеряется
Амперметр
Вольтметр
Последовательн
ое
Параллельное
Условное
обозначение
прибора
Способ
включения
R
Ом
Что собой представляет электрический ток в
проводниках?
Встречаются ли препятствия на пути
движущихся электронов?
Одинаковое ли препятствие движению
электронов будут создавать различные
металлы?
Причина препятствия току – столкновения электронов с
ионами кристаллической решетки, друг с другом.
—
—
—
—
—


6. Рассмотрим по графику

Вопрос первый:
Как зависит сила тока в цепи от напряжения
при постоянном сопротивлении?
Рассмотрим по графику
Напряжение,
U, В
0
1,0
2,0
3,0
Сила тока, I, А
0
0,5
1,0
1,5
(Первый проводник)
Таким образом,
во сколько раз увеличивается напряжение,
приложенное к одному и тому же
проводнику , во столько же раз
увеличивается сила тока в нем


8.

Выводы:Первая группа –
R = const, I ~U.
Электрическое сопротивление
(R) – свойство проводника
ограничивать силу тока в цепи
Различные проводники
обладают различным
Причина
–
сопротивлением
взаимодействие
движущихся
электронов с ионами
кристаллической
решетки
За единицу сопротивления принимают 1
Ом – сопротивление такого проводника,
в котором при напряжении на концах 1 В
сила тока равна 1 А.
1 мОм = 0,001 Ом = 1•10-3 Ом
1 кОм = 1 000 Ом = 1•103 Ом
1 МОм = 1 000 000 Ом = 1•106 Ом


11. Вопрос второй: Как зависит сила тока в цепи от сопротивления при постоянном напряжении?

Сила тока обратно пропорциональна
сопротивлению
График – ветвь гиперболы
I,А
I
3
2
R
3
2
1
1
2
5
1
0
1
2
5
R,Ом
R↑, I↓


12. Выводы:

Вторая группа –
U = const, I ~
1/R.


13. Тогда сможем записать

R const , I ~ U
U
I
1
R
U const , I ~
R


14.

Ом Георг Симон (1787 – 1854) – немецкий физик, член – корреспондент Берлинской АН. Занимался исследованиями в областиэлектричества, акустики,
оптики, кристаллооптики.
Экспериментально открыл в
1826 г. основной закон
электрической цепи,
связывающий между собой
силу тока, напряжение и
сопротивление (закон Ома).


15. Закон Ома для участка цепи

Математическая запись закона:
I=U/R


16. Закон Ома для участка цепи

Сила тока в участке цепи прямо
пропорциональна напряжению на
концах этого участка и обратно
пропорциональна его
сопротивлению.


17. Закон Ома для участка цепи

Магический треугольник:
U=IR
U
I=U/R
R=U/I
I
R
Значение закона Ома
•Закон Ома определяет силу тока в
электрической цепи при заданном
напряжении и известном сопротивлении.
•Он позволяет рассчитать тепловые,
химические и магнитные действия тока, так
как они зависят от силы тока.
•Из закона Ома вытекает, что замыкать
обычную осветительную сеть проводником
малого сопротивления опасно. Сила тока
окажется настолько большой, что это может
иметь тяжелые последствия.


19. Сила тока зависит от свойств проводника.

Разные проводники обладают
различным электрическим
сопротивлением.


20. Расчет сопротивление проводника

V
Причиной сопротивления проводника является взаимодействие
электронов с ионами кристаллической решетки металла.
Можно предположить, что сопротивление
проводника зависит от :
1 длины проводника
2 площади поперечного сечения проводника
3 вещества из которого он изготовлен
U
U
I R
R
I
А
R1
V
Как на опыте проверить зависимость
сопротивления проводника от его длины?
V
R1
R2
А
U
R
I
Длина проводника увеличилась в 2 раза и
сопротивление проводника увеличилось в 2 раза.
Как на опыте проверить зависимость
сопротивления проводника от его площади
поперечного сечения ?
Как вы думаете, одинаково ли сопротивление
проводников одинаковой толщины и длины, но
сделанных из разного материала?


26.

Удельное сопротивлениеВещество
Серебро
0,016
Медь
0,017
Золото
0,024
Алюминий
0,028
Вольфрам
0,055
Железо
0,1
Нихром (сплав)
Фарфор
Эбонит
1019
Зависимость сопротивления от
геометрических размеров проводника
(длины и площади поперечного
сечения) и вещества, из которого он
изготовлен, впервые установил Георг
Ом.
Георг Ом обратил внимание на зависимость сопротивления R проводника от его длины l. Он сделал вывод, что при увеличении длины проводника прямо пропорционально увеличивается и его сопротивление.
Кроме того, чем площадь S сечения больше, тем сопротивление меньше. Из этого можно сделать вывод, что чем провод толще, тем его сопротивление меньше. Все эти факты были получены опытным путем.
Кроме геометрических параметров на сопротивление проводника влияет
еще и величина, описывающая род вещества, из которого состоит проводник.


29. Формула электрического сопротивления:

Домашнее задание:
§ 42 — 45, стр. 119-130.


33. Решим задачу

На рисунке изображены графики зависимости силы тока от напряжения для
двух проводников А и В. Какой из этих проводников обладает большим
сопротивлением?
2) При напряжении на концах участка цепи, равном 2 В,
сила тока в проводнике 0,5 А. Какой будет сила тока в
проводнике, если напряжение на его концах
увеличиться до 4В; если напряжение на его концах
уменьшиться до 1В.
3) Когда напряжение на концах проводника равно 8 В,
сила тока в нем 0,4 А. Чему будет равна сила тока в
проводнике, когда напряжение на его концах
уменьшится до 2 В ?


35. Задача: Придумайте схему электрической цепи, состоящую из источника тока, двух лампочек, кнопки, электрического звонка и

переключателя. Цепь предназначена для вызова хозяина дома или для
получения информации, что хозяина дома нет. Цепь должна работать
следующим образом. Когда переключатель находится в одном из
фиксированных положений, то нажатие на кнопку должно привести в
действие звонок и лампочку, освещающую табло с надписью «Сейчас
открою, подождите». Если же переключатель находится в другом
фиксированном положении, то нажатие на кнопку должно привести в
действие другую лампочку, помещенную под табло с надписью
«Хозяина нет дома». Звонок при этом не должен сработать.


English     Русский Правила

Что такое сопротивление проводника. Электрическое сопротивление проводников

Собрав электрическую цепь, состоящую из источника тока, резистора, амперметра, вольтметра, ключа, можно показать, что сила тока ( I ) протекающий через резистор прямо пропорционален напряжению ( U ) на его концах: I — U . Отношение напряжения к току U/I — есть значение константа .

Следовательно, существует физическая величина, характеризующая свойства проводника (резистора), по которому протекает электрический ток. Эта величина

называется электрическим сопротивлением проводника или просто сопротивлением. Сопротивление обозначается буквой R .

(R) — физическая величина, равная коэффициенту напряжения ( U ) на концах проводника к силе тока ( я ) в нем. Р = У/И . Единица сопротивления — Ом ( 1 Ом ).

один ом — сопротивление такого проводника, в котором сила тока равна 1А при напряжении на его концах 1В:

1 ом = 1 В/1 А.

Причина, по которой провод имеет сопротивление в том, что направленное движение электрических зарядов в нем ионов кристаллической решетки выполняет случайное движение. Соответственно снижается скорость направленного движения зарядов.

Удельное электрическое сопротивление

R ) прямо пропорциональна длине проводника ( l ), обратно пропорционально площади его поперечного сечения ( S ) и зависит от материала проводника. Эта зависимость выражается формулой: R = p*l/S

Р – это значение, которое характеризует материал, из которого изготовлен проводник. Это называется Удельное сопротивление проводника , его значение равно сопротивлению проводника длиной 1м и площадью поперечного сечения 1 м 2 .

Единицей удельного сопротивления проводника является: [п] = 1 0м 1 м 2 / 1 м . Площадь поперечного сечения часто измеряется в мм 2 , поэтому в справочниках значения удельного сопротивления проводника приводятся как в Ом м так и в Ом мм 2 /м .

Изменяя длину проводника, а значит и его сопротивление, можно управлять силой тока в цепи. Устройство, с помощью которого это можно сделать, называется

реостат .

§ 15. Электрическое сопротивление

Направленному движению электрических зарядов в любом проводнике препятствуют молекулы и атомы этого проводника. Поэтому и внешний участок цепи, и внутренний (внутри самого источника энергии) мешают прохождению тока. Величина, характеризующая сопротивление электрической цепи прохождению электрического тока, называется электрическим сопротивлением .
Источник электрической энергии, включенный в замкнутую электрическую цепь, потребляет энергию на преодоление сопротивления внешней и внутренней цепи.


Электрическое сопротивление обозначается буквой r и изображается на схемах так, как показано на рис. 14, а.

Единицей сопротивления является ом. Ом называется электрическое сопротивление такого линейного проводника, в котором при постоянной разности потенциалов в один вольт протекает ток в один ампер, т.е.

При измерении больших сопротивлений используются единицы в тысячу и миллион раз больше Ом. Они называются килоом ( ком ) и мегом ( ом ), 1 ком = 1000 ом ; 1 Мом = 1 000 000 Ом .
Различные вещества содержат разное количество свободных электронов, и атомы, между которыми перемещаются эти электроны, имеют разное расположение. Поэтому сопротивление проводников электрическому току зависит от материала, из которого они изготовлены, от длины и площади поперечного сечения проводника.

Если сравнивать два проводника из одного материала, то более длинный проводник имеет большее сопротивление при равных площадях поперечного сечения, а проводник большего сечения имеет меньшее сопротивление при равных длинах.
Для относительной оценки электрических свойств материала проводника служит его удельное сопротивление. Удельное сопротивление — сопротивление металлического проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 ; обозначается буквой ρ и измеряется в
. Если проводник, изготовленный из материала с удельным сопротивлением ρ, имеет длину l метров и площадь поперечного сечения q квадратных миллиметров, то сопротивление этого проводника

Формула (18) показывает, что сопротивление проводника прямо пропорционально удельному сопротивлению материала, из которого он изготовлен, а также его длине, и обратно пропорционально площади поперечного сечения.
Сопротивление проводников зависит от температуры. Сопротивление металлических проводников увеличивается с повышением температуры.

Эта зависимость довольно сложная, но в относительно узком диапазоне изменения температуры (примерно до 200 °С) можно считать, что для каждого металла существует определенный, так называемый температурный коэффициент сопротивления (альфа), выражающий увеличение сопротивления проводника Δ r при изменении температуры на 1°С, отнесено к 1 Ом начальное сопротивление.
Таким образом, температурный коэффициент сопротивления

и увеличение сопротивления

Δ R = R 2 — R 1 = α R

2 ( T 2 — T 1) (20000 R 2 ( T 2 — T 1) (200008 )

где r 1 — сопротивление жилы при температуре Тл 1 ;
r 2 — сопротивление одного и того же проводника при температуре Т 2 .
Поясним выражение для температурного коэффициента сопротивления на примере. Предположим, что медный линейный провод при температуре Т 1 = 15° имеет сопротивление r 1 = 50 Ом , а при температуре Т 2 = 75° — r 2 — 62 Ом. . Следовательно, увеличение сопротивления при изменении температуры на 75 — 15 = 60° составляет 62 — 50 = 12

Ом . Таким образом, увеличение сопротивления, соответствующее изменению температуры на 1°, равно:

Температурный коэффициент сопротивления для меди равен приросту сопротивления деленному на 1 Ом начальное сопротивление, т.е. делённому на 50:

На основании формулы (20) можно установить зависимость между сопротивлениями р 2 и р 1:

(21)

Следует иметь в виду, что данная формула является лишь приблизительным выражением зависимости сопротивления от температуры и не может быть использована для измерения сопротивлений при температуре выше 100°С.
Регулируемые сопротивления называются реостатами (рис. 14, б). Реостаты изготавливают из проволоки с большим удельным сопротивлением, например из нихрома. Сопротивление реостатов может изменяться равномерно или ступенчато.

Применяются также жидкостные реостаты, представляющие собой металлический сосуд, наполненный каким-либо раствором, проводящим электрический ток, например, раствором соды в воде.
Способность проводника пропускать электрический ток характеризуется проводимостью, обратной величине сопротивления, и обозначается буквой г . Единицей проводимости в системе СИ является (сименс).


Таким образом, зависимость между сопротивлением и проводимостью проводника следующая.

>>Физика: Электрическое сопротивление

Скачать календарно-тематические планы по физике, ответы к контрольным, задачи и ответы для школьника, книги и учебники, курсы для учителя физики за 9 класс

Содержание урока конспект урока опорная рамка презентации урока ускоренные методы интерактивные технологии Практика задания и упражнения самопроверка мастер-классы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания вопросы для обсуждения риторические вопросы от учащихся иллюстрации аудио, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графика, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основной и дополнительный словарь терминов прочее

Совершенствование учебников и уроков

исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы нововведений на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации дискуссионной программы интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения по этому уроку,

Давайте проведем простой эксперимент. С помощью двух коротких проводов подключаем лампочку от фары автомобиля к автомобильному аккумулятору. Свет горит и довольно яркий. А теперь будем подключать ту же лампу с гораздо более длинными разъемами. Свет явно стал слабее. В чем дело? в сопротивлении провода.

Что такое электрическое сопротивление

Существуют разные формулировки описания этого явления. Воспользуемся одним из них:

«Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойство проводника сопротивляться протеканию электрического тока».

В нашем эксперименте провода, подающие напряжение от батареи к лампочке, оказывают электрическое сопротивление току, протекающему по замкнутой цепи. От источника напряжения — аккумулятор, по проводам — ​​токопроводы, к нагрузке — лампа.

Физическая сущность явления

При подключении нагрузки к источнику напряжения разъемами возникает замкнутая цепь, в которой возникает электрическое поле, вызывающее направленное движение электронов металла провода от отрицательного полюса батареи к положительный. Электроны переносят электричество от источника к нагрузке и заставляют светиться катушку лампы. На пути своего движения электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки проводника, теряют часть энергии, идущей на нагрев материала соединителей.

Другое определение: «Причиной появления электрического сопротивления является результат взаимодействия потока электронов с молекулами (ионами), из которых состоит проводник».

Важное примечание! Хотя электроны движутся от минуса источника напряжения к плюсу, направление электрического тока исторически считается противоположным — от плюса к минусу.

Ток может протекать не только в твердых материалах, металлах, но и в жидких веществах, растворах солей, кислот, щелочей. Там основными энергоносителями являются ионы положительного и отрицательного заряда. Например, в автомобильных аккумуляторах ток проходит через водный раствор серной кислоты.

Измерение сопротивления проводника

Единицей электрического сопротивления в системе СИ является 1 Ом. Если вы используете закон Ома для участка электрической цепи:

I=U/R,

• I — ток, протекающий в цепи;
• У — напряжение;
• Ом – электрическое сопротивление.

Преобразовав формулу R=U/I, можно сказать, что 1 Ом равен отношению напряжения 1 вольт к силе тока 1 ампер.

R в этой формуле величина постоянная и не зависит от значений напряжения и тока.

Для больших значений используются единицы измерения:

• 1 кОм = 1000 Ом;
• 1 МОм = 1 000 000 Ом;
• 1 ГОм = 1 000 000 000 Ом.

От чего зависит электрическое сопротивление проводника

В первую очередь оно зависит от материала, из которого изготовлен разъем. Различные металлы по-разному препятствуют прохождению электрического тока. Известно, что серебро, медь, алюминий хорошо проводят электрический ток, а сталь значительно хуже.

Существует понятие удельного электрического сопротивления материала, которое обозначалось греческой буквой р (ро). Эта характеристика зависит только от внутренних свойств вещества, из которого изготовлен проводник. Но его общее сопротивление также будет зависеть от длины и площади поперечного сечения. Вот формула, которая связывает все эти величины:

R = p * L/S,

• p — удельное сопротивление материала;
• L – длина;
• S — площадь поперечного сечения.

Площадь поперечного сечения S в практической электротехнике обычно считают в кв.мм., тогда размерность р выражают как Ом*кв.мм/метр.

Вывод: для уменьшения электрического сопротивления, а значит, и потерь в электрической цепи материал должен иметь минимальное удельное сопротивление, а сам проводник должен быть как можно короче и иметь достаточно большое сечение.

Индикаторы для твердых материалов

Материал		Материал	Удельное электрическое сопротивление (Ом*кв. мм/м)
Серебро	0,016	Никель (сплав)	0,4
Медь	0,017	Манганин (сплав)	0,43
Золото	0,024	Константан (сплав)	0,5
Алюминий	0,028	Меркурий	0,98
Вольфрам	0,055	Нихром (сплав)	1,1
Сталь	0,1	Фехраль (сплав)	1,3
Свинец	0,21	Графит	13

Из таблицы видно, что для изготовления соединителей, на которых будет теряться минимальное количество электроэнергии, лучше всего подходят серебро, медь и алюминий, а вот термоэлектрические нагреватели (ТЭНы) будут изготавливаться из фехраля и нихрома.

Следует отметить, что все эти значения справедливы для температуры 20 0 С. При повышении температуры удельное электрическое сопротивление металлов увеличивается, при понижении — падает, исключение — константан, его удельная характеристика меняется незначительно .

При сильном понижении температуры, близкой к абсолютному нулю, сопротивление металлов может стать равным нулю, наступает явление сверхпроводимости. Это объясняется тем, что ионы кристаллической решетки «замирают», перестают колебаться, и не мешают электронам в их движении.

Индикаторы для жидких проводников

Удельное электрическое сопротивление растворов солей, кислот и щелочей зависит не только от их химического состава, но и от концентрации раствора. Температурная зависимость обратна металлической. При нагревании удельное сопротивление уменьшается, при охлаждении увеличивается. Жидкость может замерзнуть при низких температурах и перестать проводить ток.

Наглядный пример — поведение автомобильных аккумуляторов в сильный мороз. Электролит — раствор серной кислоты, при значительных минусовых температурах (-20, -30С 0 ) увеличивает внутреннее электрическое сопротивление аккумулятора, и полная отдача тока в стартер становится невозможной.

электропроводность

В некоторых случаях удобнее пользоваться понятием электропроводности тока. Эта характеристика измеряется в Сименсах (см):

• Гс — электропроводность;
• Р — сопротивление,
• и 1 см = 1/Ом.

Case Study

Получив некоторую информацию об электрическом сопротивлении, стоит произвести простой расчет и выяснить, как характеристики разъемов влияют на параметры электрических цепей.

Вернемся к простейшей электрической схеме, состоящей из аккумулятора, лампочки и проводов:

• Напряжение аккумулятора 12,5 В.
• Лампа имеет мощность 21 Вт.
• Соединители медные, длина 1 метр x 2 шт., сечение 1,5 кв. мм.

Найдем электрическое сопротивление проводов: R=p*L/S. Подставляем наши данные: R=0,017*2/1,5=0,023 Ом.

Найдите сопротивление лампы. Его электрическая мощность 21 Вт, при подключении к источнику питания 12,5 В ток в цепи составит:

I=P/U

• I требуемый ток;
• Р – мощность лампы;
• U — напряжение источника.

Подставляем цифры: I = 21/12,5 = 1,68 А.

Сопротивление лампы находим по закону Ома для участка цепи. Если I = U/R, то R = U/I. Или: R = 12,5/1,68 = 7,44 Ом.

При расчете сопротивлением проводов пренебрегли, оно более чем в 300 раз меньше электрического сопротивления нагрузки.

Найдите потери мощности в проводах и сравните их с полезной мощностью нагрузки. Знаем ток в цепи, знаем параметры разъемов, находим мощность, теряемую на проводах:

P = U*I,

заменяем напряжение в формуле по закону Ома: U = I * R, подставляем в формулу мощности:

P = I * R * I = I 2 * R.

После подстановки цифр: P = 1,68 2 * 0,023 = 0,065 Вт.

Результат отличный, коннекторы берут от нагрузки всего 0,3% мощности.

А вот если подключить светильник через длинные провода (метров 20), да еще и тонкие, сечением 0,75 кв.мм, то картина изменится. Не повторяя здесь всего расчета, можно отметить, что при таких разъемах эффективная мощность лампы снизится почти на 11%, а потери энергии на проводниках составят уже 6%.

Помните правило — для снижения потерь в электрических сетях необходимо уменьшить электрическое сопротивление проводов, использовать медные или алюминиевые, по возможности уменьшить длину и увеличить сечение жил.

Что такое сопротивление: видео

При замыкании электрической цепи, на клеммах которой имеется разность потенциалов, возникает электрический ток. Свободные электроны под действием сил электрического поля движутся по проводнику. При своем движении электроны сталкиваются с атомами проводника и сообщают им запас своей кинетической энергии. Скорость движения электронов постоянно меняется: при столкновении электронов с атомами, молекулами и другими электронами она уменьшается, затем увеличивается под действием электрического поля и снова уменьшается при новом столкновении. В результате в проводнике устанавливается равномерный поток электронов со скоростью несколько долей сантиметра в секунду. Следовательно, электроны, проходя через проводник, всегда встречают сопротивление с его стороны своему движению. При прохождении электрического тока по проводнику последний нагревается.

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление проводника, которое обозначается латинской буквой r , свойство тела или среды преобразовывать электрическую энергию в тепловую при прохождении через него электрического тока.

На схемах электрическое сопротивление указано, как показано на рисунке 1, и .

Переменное электрическое сопротивление, служащее для изменения тока в цепи, называется реостатом . На схемах реостаты обозначают, как показано на рисунке 1, б . В общем случае реостат делается из провода того или иного сопротивления, намотанного на изолирующую основу. Ползунок или рычаг реостата ставят в определенное положение, в результате чего в цепь вводится нужное сопротивление.

Длинный провод небольшого сечения создает высокое сопротивление току. Короткие проводники большого сечения обладают малым сопротивлением току.

Если взять два проводника из разных материалов, но одинаковой длины и сечения, то проводники будут проводить ток по-разному. Это показывает, что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника.

Температура проводника также влияет на его сопротивление. С повышением температуры сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Лишь некоторые специальные сплавы металлов (манганин, константан, никелин и др.) почти не изменяют своего сопротивления при повышении температуры.

Итак, мы видим, что электрическое сопротивление проводника зависит от: 1) длины проводника, 2) сечения проводника, 3) материала проводника, 4) температуры проводника.

Единицей сопротивления является один ом. Ом часто обозначается греческой заглавной буквой Ω (омега). Так что вместо того, чтобы писать «Сопротивление проводника 15 Ом», можно просто написать: r = 15Ом.
1000 Ом называется 1 кОм (1кОм или 1кОм),
1 000 000 Ом называется 1 мегаом (1 мгОм или 1 МОм).

При сравнении сопротивления проводников из разных материалов необходимо для каждого образца брать определенную длину и сечение. Тогда мы сможем судить, какой материал лучше или хуже проводит электрический ток.

Видео 1. Сопротивление проводника

Удельное электрическое сопротивление

Сопротивление в Омах проводника длиной 1 м, сечением 1 мм² называется удельное сопротивление и обозначается греческой буквой ρ (ро).

В таблице 1 приведены удельные сопротивления некоторых проводников.

Таблица 1

Удельное сопротивление различных проводников

Из таблицы видно, что железный провод длиной 1 м и сечением 1 мм² имеет сопротивление 0,13 Ом. Чтобы получить сопротивление 1 Ом, нужно взять 7,7 м такого провода. Серебро имеет самое низкое удельное сопротивление. Сопротивление 1 Ом можно получить, взяв 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм². Серебро — лучший проводник, но стоимость серебра препятствует его широкому использованию. После серебра в таблице идет медь: 1 м медного провода сечением 1 мм² имеет сопротивление 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление 1 Ом, нужно взять 57 м такого провода.

Химически чистая, получаемая рафинированием, медь нашла широкое применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Алюминий и железо также широко используются в качестве проводников.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r — сопротивление проводника в Ом; р — удельное сопротивление проводника; l – длина проводника в м; S – сечение проводника в мм².

Пример 1 Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм².

Пример 2 Рассчитайте сопротивление 2 км алюминиевого провода сечением 2,5 мм².

Из формулы сопротивления можно легко определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.

Пример 3 Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление 30 Ом из никелированного провода сечением 0,21 мм². Определите необходимую длину провода.

Пример 4 Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если ее сопротивление равно 25 Ом.

Пример 5 Провод сечением 0,5 мм² и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

По таблице удельного сопротивления находим, что такое сопротивление имеет свинец.

Выше было сказано, что сопротивление проводников зависит от температуры. Проведем следующий эксперимент. Наматываем несколько метров тонкой металлической проволоки в виде спирали и превращаем эту спираль в цепь аккумулятора. Чтобы измерить силу тока в цепи, включите амперметр. При нагреве спирали в пламени горелки можно увидеть, что показания амперметра уменьшатся. Это показывает, что сопротивление металлической проволоки увеличивается при нагреве.

У некоторых металлов при нагревании на 100° сопротивление увеличивается на 40 — 50%. Есть сплавы, которые незначительно изменяют свое сопротивление при нагревании. Некоторые специальные сплавы почти не меняют сопротивления при изменении температуры. Сопротивление металлических проводников с повышением температуры увеличивается, сопротивление электролитов (жидких проводников), угля и некоторых твердых тел, наоборот, уменьшается.

Способность металлов изменять свое сопротивление при изменении температуры используется для изготовления термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой платиновую проволоку, намотанную на слюдяной каркас. Поместив, например, термометр в печь и измерив сопротивление платиновой проволоки до и после нагревания, можно определить температуру в печи.

Изменение сопротивления проводника при его нагревании, приходящееся на 1 Ом начального сопротивления и 1° температуры, называется температурным коэффициентом сопротивления и обозначается буквой α.

Если при температуре t 0 сопротивление проводника равно r 0 , а при температуре t равно r t , то температурный коэффициент сопротивления

3 Примечание.

Эта формула может быть рассчитана только в пределах определенного диапазона температур (примерно до 200°C).

Приведем значения температурного коэффициента сопротивления α для некоторых металлов (таблица 2).

таблица 2

Значения температурных коэффициентов для некоторых металлов

Из формулы для температурного коэффициента сопротивления определяем

Пример 6 Определите сопротивление железной проволоки, нагретой до 200°С, если ее сопротивление при 0°С равно 100 Ом.

r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 Ом.

Пример 7 Термометр сопротивления из платиновой проволоки в помещении с температурой 15°С имел сопротивление 20 Ом. Термометр помещали в печь и через некоторое время измеряли его сопротивление. Оно оказалось равным 29,6 Ом. Определить температуру в духовке.

электропроводность

До сих пор мы рассматривали сопротивление проводника как препятствие, которое проводник создает для электрического тока. Однако по проводнику течет ток. Поэтому кроме сопротивления (препятствия) проводник обладает еще и способностью проводить электрический ток, то есть проводимостью.

Чем больше сопротивление у проводника, тем меньше у него проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем больше у него проводимость, тем легче току проходить через проводник. Следовательно, сопротивление и проводимость проводника являются обратными величинами.

Из математики известно, что величина, обратная 5, равна 1/5 и, наоборот, величина, обратная 1/7, равна 7. Следовательно, если сопротивление проводника обозначить буквой r , то проводимость определяется как 1/ r . Проводимость обычно обозначают буквой г.

Электропроводность измеряется в (1/Ом) или сименсах.

Пример 8 Сопротивление проводника 20 Ом. Определить его проводимость.

Если r = 20 Ом, то

Пример 9 Электропроводность проводника составляет 0,1 (1/Ом). Определить его сопротивление

Если g = 0,1 (1/Ом), то r = 1 / 0,1 = 10 (Ом)

Сопротивление и резисторы | безграничная физика |

Закон Ома

Закон Ома гласит, что ток пропорционален напряжению; цепи являются омическими, если они подчиняются соотношению V=IR.

Цели обучения

Контрастная форма графиков ток-напряжение для омических и неомических цепей

Основные выводы

Ключевые моменты

• Напряжение управляет током, а сопротивление препятствует ему.
• Закон Ома относится к пропорциональному отношению между напряжением и током. Это также относится к конкретному уравнению V = IR, которое справедливо при рассмотрении цепей, содержащих простые резисторы (сопротивление которых не зависит от напряжения и тока).
• Цепи или компоненты, которые подчиняются соотношению V=IR, известны как омические и имеют графики зависимости тока от напряжения, которые являются линейными и проходят через начало координат.
• Имеются неомические компоненты и цепи; их графики ВАХ нелинейны и/или не проходят через начало координат.

Ключевые термины

• простая схема : Схема с одним источником напряжения и одним резистором.
• омический : То, что подчиняется закону Ома.

Закон Ома

Что движет током? Мы можем думать о различных устройствах, таких как батареи, генераторы, настенные розетки и т. д., которые необходимы для поддержания тока. Все такие устройства создают разность потенциалов и в широком смысле называются источниками напряжения. Когда источник напряжения подключен к проводнику, он применяет разность потенциалов V, которая создает электрическое поле. Электрическое поле, в свою очередь, воздействует на заряды, вызывая ток. Ток, протекающий через большинство веществ, прямо пропорционален приложенному к нему напряжению V. Немецкий физик Георг Симон Ом (1787-1854) первым экспериментально продемонстрировал, что сила тока в металлической проволоке прямо пропорциональна приложенному напряжению:

I∝V\text{I} \propto \text{V}I∝V

.

Это важное соотношение известно как закон Ома. Его можно рассматривать как причинно-следственную связь, где напряжение является причиной, а ток — следствием. Это эмпирический закон, аналогичный закону трения — экспериментально наблюдаемому явлению. Такая линейная зависимость не всегда имеет место. Напомним, что в то время как напряжение управляет током, сопротивление препятствует ему. Столкновения движущихся зарядов с атомами и молекулами в веществе передают энергию веществу и ограничивают ток. Таким образом, ток обратно пропорционален сопротивлению:

I∝1R\text{I} \propto \frac{1}{\text{R}}I∝R1​

.

Простая цепь : Простая электрическая цепь, в которой замкнутый путь для протекания тока обеспечивается проводниками (обычно металлическими проводами), соединяющими нагрузку с клеммами батареи, представленными красными параллельными линиями. Зигзагообразный символ представляет одиночный резистор и включает любое сопротивление в соединениях с источником напряжения.

Единицей сопротивления является ом, где 1 Ом = 1 В/А. Мы можем объединить два приведенных выше соотношения, чтобы получить I = V/R. Эту зависимость также называют законом Ома. В этой форме закон Ома действительно определяет сопротивление для определенных материалов. Закон Ома (как и закон Гука) не является универсальным. Многие вещества, для которых выполняется закон Ома, называются омическими. К ним относятся хорошие проводники, такие как медь и алюминий, и некоторые плохие проводники при определенных обстоятельствах. Омические материалы имеют сопротивление R, не зависящее от напряжения V и тока I. Предмет, имеющий простое сопротивление, называется резистором, даже если его сопротивление мало.

Падение напряжения : Падение напряжения на резисторе в простой цепи равно выходному напряжению батареи.

Дополнительное понимание достигается путем решения I = V / R для V, что дает V = IR. Это выражение для V можно интерпретировать как падение напряжения на резисторе, вызванное протеканием тока I. Для этого напряжения часто используется фраза IR-падение. Если измерять напряжение в различных точках цепи, будет видно, что оно увеличивается на источнике напряжения и уменьшается на резисторе. Напряжение аналогично давлению жидкости. Источник напряжения подобен насосу, создающему перепад давления, вызывающему ток — поток заряда. Резистор подобен трубе, которая снижает давление и ограничивает поток из-за своего сопротивления. Сохранение энергии имеет здесь важные последствия. Источник напряжения поставляет энергию (вызывая электрическое поле и ток), а резистор преобразует ее в другую форму (например, в тепловую энергию). В простой схеме (одна с одним простым резистором) напряжение, подаваемое источником, равно падению напряжения на резисторе, поскольку E = qΔV, и через каждый протекает одно и то же q. Таким образом, энергия, подаваемая источником напряжения, и энергия, преобразуемая резистором, равны.

В истинно омическом устройстве одно и то же значение сопротивления будет рассчитываться из R = V/I независимо от значения приложенного напряжения V. То есть отношение V/I является постоянным, и когда ток изображается как функция напряжения кривая линейна (прямая линия). Если напряжение форсируется до некоторого значения V, то это напряжение V, деленное на измеренный ток I, будет равно R. Или, если ток форсируется до некоторого значения I, то измеренное напряжение V, деленное на этот ток I, также равно R. Мы визуализируем график зависимости I от V в виде прямой линии. Однако есть компоненты электрических цепей, которые не подчиняются закону Ома; то есть их связь между током и напряжением (их ВАХ) является нелинейной (или неомической). Примером может служить диод с p-n переходом.

Кривые вольтамперной характеристики : Кривые ВАХ четырех устройств: двух резисторов, диода и батареи. Два резистора подчиняются закону Ома: график представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Два других устройства не подчиняются закону Ома.

Закон Ома : Краткий обзор закона Ома.

Температура и сверхпроводимость

Сверхпроводимость — это явление нулевого электрического сопротивления и вытеснения магнитных полей в некоторых материалах ниже критической температуры.

Цели обучения

Опишите поведение сверхпроводника при температуре ниже критической и в слабом внешнем магнитном поле

Основные выводы

Ключевые моменты

• Сверхпроводимость — это термодинамическая фаза, обладающая определенными отличительными свойствами, которые в значительной степени не зависят от микроскопических деталей.
• В сверхпроводящих материалах характеристики сверхпроводимости проявляются при понижении температуры ниже критической. Возникновение сверхпроводимости сопровождается резкими изменениями различных физических свойств.
• Когда сверхпроводник помещается в слабое внешнее магнитное поле H и охлаждается ниже его температуры перехода, магнитное поле выбрасывается.
• Сверхпроводники способны поддерживать ток без приложенного напряжения.

Ключевые термины

• высокотемпературные сверхпроводники : Материалы, которые ведут себя как сверхпроводники при необычно высоких температурах (выше примерно 30 К).
• критическая температура : В сверхпроводящих материалах характеристики сверхпроводимости проявляются при этой температуре (и продолжаются ниже).
• сверхпроводимость : Свойство материала, при котором он не оказывает сопротивления потоку электрического тока.

Сверхпроводимость — это явление абсолютно нулевого электрического сопротивления и вытеснения магнитных полей, возникающее в некоторых материалах при охлаждении ниже характерной критической температуры. Он был обнаружен Хайке Камерлинг-Оннесом (показан на фото) 8 апреля 1911 года в Лейдене.

Хайке Камерлинг-Оннес : Хайке Камерлинг-Оннес (1853-1919)26).

Большинство физических свойств сверхпроводников различаются от материала к материалу, например, теплоемкость и критическая температура, критическое поле и критическая плотность тока, при которых сверхпроводимость разрушается. С другой стороны, существует класс свойств, не зависящих от основного материала. Например, все сверхпроводники имеют точно нулевое удельное сопротивление для малых приложенных токов, когда магнитное поле отсутствует или если приложенное поле не превышает критического значения. Существование этих «универсальных» свойств подразумевает, что сверхпроводимость является термодинамической фазой и, таким образом, обладает определенными отличительными свойствами, которые в значительной степени не зависят от микроскопических деталей.

В сверхпроводящих материалах характеристики сверхпроводимости проявляются, когда температура T опускается ниже критической температуры T _c . Возникновение сверхпроводимости сопровождается резкими изменениями различных физических свойств — отличительной чертой фазового перехода. Например, электронная теплоемкость пропорциональна температуре в обычном (несверхпроводящем) режиме. При сверхпроводящем переходе она претерпевает прерывистый скачок и после этого перестает быть линейной, как показано на рис. 9.0023

Когда сверхпроводник помещается в слабое внешнее магнитное поле H и охлаждается ниже его температуры перехода, магнитное поле выбрасывается. Эффект Мейснера не приводит к полному выбросу поля. Скорее поле проникает в сверхпроводник на очень небольшое расстояние (характеризуемое параметром λ), называемое лондоновской глубиной проникновения. Он экспоненциально затухает до нуля внутри объема материала. Эффект Мейснера является определяющей характеристикой сверхпроводимости. Для большинства сверхпроводников лондоновская глубина проникновения составляет порядка 100 нм.

Сверхпроводящий фазовый переход : Поведение теплоемкости (cv, синий) и удельного сопротивления (ρ, зеленый) при сверхпроводящем фазовом переходе.

Сверхпроводники также способны поддерживать ток без какого-либо приложенного напряжения — свойство, используемое в сверхпроводящих электромагнитах, например, в аппаратах МРТ. Эксперименты показали, что токи в сверхпроводящих катушках могут сохраняться годами без какого-либо заметного ухудшения. Экспериментальные данные указывают на текущую продолжительность жизни не менее 100 000 лет. Теоретические оценки времени жизни постоянного тока могут превышать предполагаемое время жизни Вселенной, в зависимости от геометрии проволоки и температуры.

Значение этой критической температуры зависит от материала. Обычно обычные сверхпроводники имеют критические температуры в диапазоне от примерно 20 К до менее 1 К. Например, твердая ртуть имеет критическую температуру 4,2 К. По состоянию на 2009 г. самая высокая критическая температура, обнаруженная для обычного сверхпроводника, составляет 39 К для магния. диборид (MgB ₂ ), хотя экзотические свойства этого материала вызывают некоторые сомнения в правильности классификации его как «обычного» сверхпроводника. Высокотемпературные сверхпроводники могут иметь гораздо более высокие критические температуры. Например, YBa ₂ Cu ₃ O ₇ , один из первых открытых купратных сверхпроводников, имеет критическую температуру 92 К; были обнаружены купраты на основе ртути с критическими температурами выше 130 К. Следует отметить, что химический состав и кристаллическая структура сверхпроводящих материалов могут быть довольно сложными, как показано на рис. Ячейка сверхпроводника YBaCuO. Атомы обозначены разными цветами.

Сопротивление и удельное сопротивление

Сопротивление и удельное сопротивление описывают степень, в которой объект или материал препятствует прохождению электрического тока.

Цели обучения

Определите свойства материала, которые описываются сопротивлением и удельным сопротивлением

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Сопротивление объекта (т. е. резистора) зависит от его формы и материала, из которого он состоит.
• Удельное сопротивление ρ является внутренним свойством материала и прямо пропорционально общему сопротивлению R, внешней величине, которая зависит от длины и площади поперечного сечения резистора.
• Удельное сопротивление различных материалов сильно различается. Точно так же резисторы варьируются на много порядков.
• Резисторы расположены последовательно или параллельно. Эквивалентное сопротивление сети резисторов, соединенных последовательно, равно сумме всех сопротивлений. Инверсия эквивалентного сопротивления сети резисторов, соединенных параллельно, представляет собой сумму инверсий сопротивления каждого резистора.

Основные термины

• эквивалентное сопротивление серии : Сопротивление сети резисторов, расположенных таким образом, что напряжение в сети является суммой напряжений на каждом резисторе. В этом случае эквивалентное сопротивление представляет собой сумму сопротивлений всех резисторов в сети.
• параллельное эквивалентное сопротивление : сопротивление сети, при которой на каждый резистор действует одна и та же разность потенциалов (напряжение), так что токи через них складываются. В этом случае обратное эквивалентное сопротивление равно сумме обратного сопротивления всех резисторов в сети.
• Удельное сопротивление : Обычно сопротивление материала электрическому току; в частности, степень сопротивления материала потоку электричества.

Сопротивление и удельное сопротивление

Сопротивление – это электрическое свойство, препятствующее прохождению тока. Ток, протекающий по проводу (или резистору), подобен воде, протекающей по трубе, а падение напряжения на проводе подобно падению давления, проталкивающему воду по трубе. Сопротивление пропорционально тому, какое давление требуется для достижения данного потока, а проводимость пропорциональна тому, какой поток возникает при данном давлении. Проводимость и сопротивление обратны. Сопротивление объекта зависит от его формы и материала, из которого он состоит. Цилиндрический резистор 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 пропорционально площади поперечного сечения цилиндра A.

Цилиндрический резистор : Однородный цилиндр длиной L и площадью поперечного сечения A. Его сопротивление потоку тока подобно сопротивлению, оказываемому трубой потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление. Чем больше его площадь поперечного сечения А, тем меньше его сопротивление.

Как уже упоминалось, для данной формы сопротивление зависит от материала, из которого состоит объект. Различные материалы оказывают различное сопротивление потоку заряда. Определим удельное сопротивление ρ вещества так, чтобы сопротивление R объекта было прямо пропорционально ρ. Удельное сопротивление ρ составляет внутреннее свойство материала, не зависящее от его формы или размера. Напротив, сопротивление R является внешним свойством, которое зависит от размера и формы резистора. (Аналогичная внутренняя/внешняя связь существует между теплоемкостью C и удельной теплоемкостью c). Напомним, что объект, сопротивление которого пропорционально напряжению и току, называется резистором.

Типовой резистор : Типовой резистор с осевым выводом.

Что определяет удельное сопротивление? Удельное сопротивление различных материалов сильно различается. Например, проводимость тефлона примерно в 1030 раз ниже проводимости меди. Почему такая разница? Грубо говоря, металл имеет большое количество «делокализованных» электронов, которые не застревают в каком-либо одном месте, а свободно перемещаются на большие расстояния, тогда как в изоляторе (например, в тефлоне) каждый электрон прочно связан с одним атомом, и требуется большая сила, чтобы вытащить его. Точно так же резисторы варьируются на много порядков. Некоторые керамические изоляторы, например те, которые используются для поддержки линий электропередач, имеют сопротивление 10 ¹² Ом или больше. У сухого человека сопротивление руки-ноги может составлять 10 ⁵ Ом, тогда как сопротивление человеческого сердца составляет около 10 ³ Ом. Метровый отрезок медного провода большого диаметра может иметь сопротивление 10 ⁻⁵ Ом, а сверхпроводники вообще не имеют сопротивления (они неомические). Разность потенциалов (напряжение) в сети представляет собой сумму этих напряжений, поэтому общее сопротивление (эквивалентное последовательное сопротивление) можно найти как сумму этих сопротивлений:

Req=R1+R2+⋯+RN\text{R}_{\text{eq}}=\text{R}_{1}+\text{R}_{2}+\cdots +\text{ R}_{\text{N}}Req​=R1​+R2​+⋯+RN​

.

Как частный случай, сопротивление N резисторов, соединенных последовательно, каждый из которых имеет одинаковое сопротивление R, определяется как NR. Каждый резистор в параллельной конфигурации подвергается одинаковой разности потенциалов (напряжению), однако токи через них добавлять. Таким образом, можно рассчитать эквивалентное сопротивление (Req) сети:

1Req=1R1+1R2+⋯+1RN\frac{1}{\text{R}_{\text{eq}}}=\frac{1} {\ text {R} _ {1}} + \ frac {1} {\ text {R} _ {2}} + \ cdots + \ frac {1} {\ text {R} _ {\ text {N} }}Req​1​=R1​1​+R2​1​+⋯+RN​1​

.

Параллельное эквивалентное сопротивление может быть представлено в уравнениях двумя вертикальными линиями «||» (как в геометрии) в упрощенном виде. Иногда вместо «||» используются две косые черты «//», если в клавиатуре или шрифте отсутствует символ вертикальной линии. Для случая двух параллельных резисторов это можно рассчитать, используя:

Req=R1∥R2=R1R2R1+R2\text{R}_{\text{eq}}=\text{R}_{1}\ параллельный \text{R}_{2}=\frac{\text{R}_{1}\text{R}_{2}}{\text{R}_{1}+\text{R}_ {2}}Требуется=R1​∥R2​=R1​+R2​R1​R2​​

.

Как частный случай, сопротивление N резисторов, соединенных параллельно, каждый из которых имеет одинаковое сопротивление R, выражается как R/N. Сеть резисторов, представляющая собой комбинацию параллельных и последовательных соединений, может быть разбита на более мелкие части, которые являются либо одним, либо другим, как показано на рисунке. на последовательный компонент и параллельный компонент.

Однако некоторые сложные сети резисторов не могут быть разрешены таким образом. Они требуют более сложного анализа схемы. Одним из практических применений этих соотношений является то, что нестандартное значение сопротивления обычно может быть синтезировано путем последовательного или параллельного соединения ряда стандартных значений. Это также можно использовать для получения сопротивления с более высокой номинальной мощностью, чем у отдельных используемых резисторов. В частном случае N одинаковых резисторов, соединенных последовательно или параллельно, номинальная мощность отдельных резисторов умножается на N.

Сопротивление, резисторы и удельное сопротивление : Краткий обзор сопротивления, резисторов и удельного сопротивления.

Зависимость сопротивления от температуры

Удельное сопротивление и сопротивление зависят от температуры, причем зависимость линейна при малых изменениях температуры и нелинейна при больших.

Цели обучения

Сравните температурную зависимость удельного сопротивления и сопротивления при больших и малых изменениях температуры

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

• Удельное сопротивление : В общем, сопротивление материала электрическому току; в частности, степень сопротивления материала потоку электричества.
• температурный коэффициент удельного сопротивления : Эмпирическая величина, обозначаемая α, которая описывает изменение сопротивления или удельного сопротивления материала в зависимости от температуры.
• полупроводник : Вещество с электрическими свойствами, промежуточными между хорошим проводником и хорошим изолятором.

Удельное сопротивление всех материалов зависит от температуры. Некоторые материалы могут стать сверхпроводниками (нулевое удельное сопротивление) при очень низких температурах (см. ). 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, например, создают больше столкновений, что фактически увеличивает удельное сопротивление. При относительно небольших изменениях температуры (около 100ºC или меньше) удельное сопротивление ρ зависит от изменения температуры ΔT, как это выражается в следующем уравнении:

Сопротивление образца ртути : Сопротивление образца ртути равно нулю при очень низких температурах — это сверхпроводник примерно до 4,2 К. Выше этой критической температуры его сопротивление делает резкий скачок, а затем увеличивается почти до линейно с температурой.

p=p0(1+αΔT)\text{p} = \text{p}_{0}(1 + \alpha \Delta \text{T})p=p0​(1+αΔT)

где ρ ₀ — исходное удельное сопротивление, α — температурный коэффициент удельного сопротивления. Для больших изменений температуры α может варьироваться, или может потребоваться нелинейное уравнение для нахождения ρ. По этой причине обычно указывается суффикс для температуры, при которой измерялось вещество (например, α ₁₅ ), и соотношение сохраняется только в диапазоне температур, близких к эталонному. Обратите внимание, что α положителен для металлов, что означает, что их удельное сопротивление увеличивается с температурой. Температурный коэффициент обычно составляет от +3×10 ^–3 К ^–1 до +6×10 ^–3 К ^–1 для металлов с температурой, близкой к комнатной. Некоторые сплавы были разработаны специально, чтобы иметь небольшую температурную зависимость. Манганин (состоящий из меди, марганца и никеля), например, имеет α, близкую к нулю, поэтому его удельное сопротивление мало зависит от температуры. Это полезно, например, для создания эталона сопротивления, не зависящего от температуры.

Обратите внимание, что для полупроводников α 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 уменьшения ρ с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках.

Сопротивление объекта также зависит от температуры, так как R ₀ прямо пропорционально ρ. Для цилиндра мы знаем, что R=ρL/A, поэтому, если L и A не сильно изменяются с температурой, R будет иметь ту же температурную зависимость, что и ρ. (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 ρ. ) Таким образом,

R=R0(1+αΔT)\text{R} = \text{R}_{0}(1 + \alpha \Delta \text{T})R=R0​(1+αΔT)

— зависимость сопротивления объекта от температуры, где R ₀ — исходное сопротивление, а R — сопротивление после изменения температуры T. Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление (см. ). 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 тела, к которой прикасается.

Термометры : Эти известные термометры основаны на автоматизированном измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.

Лицензии и атрибуции

Контент под лицензией CC, совместно используемый ранее

• Курирование и доработка. Предоставлено : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

Лицензионный контент CC, конкретное указание авторства

• OpenStax College, College Physics. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Закон Ома. Предоставлено : Википедия. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Омическая. Предоставлено : Викисловарь. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безгранично. Предоставлено : Безграничное обучение. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Закон Ома. Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Закон Ома. Предоставлено : Википедия. Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• OpenStax College, College Physics. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Сверхпроводники. Предоставлено : Википедия. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• сверхпроводимость. Предоставлено : Викисловарь. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• высокотемпературные сверхпроводники. Предоставлено : Википедия. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Атрибуция
• Закон Ома. Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Закон Ома. Предоставлено : Википедия. Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• OpenStax College, College Physics. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Предоставлено : Wikimedia. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Предоставлено : Wikimedia. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Сверхпроводники. Предоставлено : Википедия. Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• OpenStax College, College Physics. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Электрическое сопротивление. Предоставлено : Википедия. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Закон Ома. Предоставлено : Википедия. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Резисторы. Предоставлено : Википедия. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безгранично. Предоставлено : Безграничное обучение. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Удельное сопротивление. Предоставлено : Викисловарь. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Закон Ома. Лицензия : Общественное достояние: Авторские права неизвестны . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Закон Ома. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : https://en.wikipedia.org/wiki/Ohm%27s_law. Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• OpenStax College, College Physics. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Предоставлено : Wikimedia. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Предоставлено : Wikimedia. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Сверхпроводники. Предоставлено : Википедия. Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Copyright
• Резисторы. Предоставлено : Википедия. Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Сопротивление, резисторы и удельное сопротивление. Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Резисторы. Предоставлено : Википедия. Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• OpenStax College, College Physics. 17 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Электрическое сопротивление. Предоставлено : Википедия. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Удельное электрическое сопротивление и проводимость. Предоставлено : Википедия. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• полупроводник. Предоставлено : Викисловарь. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Удельное сопротивление. Предоставлено : Викисловарь. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безгранично. Предоставлено : Безграничное обучение. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Закон Ома. Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Закон Ома. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : https://en.wikipedia.org/wiki/Ohm%27s_law. Лицензия : Общественное достояние: Авторские права неизвестны
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Предоставлено : Wikimedia. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Предоставлено : Wikimedia. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Сверхпроводники. Предоставлено : Википедия. Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Copyright
• Резисторы. Предоставлено : Википедия. Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• OpenStax College, College Physics. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution
• Сопротивление, резисторы и удельное сопротивление. Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Резисторы. Предоставлено : Википедия. Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• OpenStax College, College Physics. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : https://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Атрибуция
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 22 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Лицензия : CC BY: Атрибуция

Видео с вопросами: Расчет сопротивления прямого проводника, движущегося через однородное магнитное поле резистор, как показано на схеме.

Стержень проходит полное расстояние по рельсам за 36 секунд, двигаясь с постоянной скоростью. Магнитное поле вокруг контура имеет напряженность 275 миллитесла. Ток в цепи 32 мкА. Найдите сопротивление стержня.

На нашей схеме мы видим проводящий стержень, натянутый на две параллельные проводящие шины. Стержень начинается с левой стороны рельсов, но движется с постоянной скоростью по всей их длине. При этом он движется через это однородное магнитное поле. Поскольку стержень является проводником, движущимся через такое поле, на его концах возникает разность потенциалов. Уравнение, описывающее генерируемую разность потенциалов, приведено здесь. Символ 𝐸 означает ЭДС или, что то же самое, разность потенциалов. 𝑙 — длина проводящего стержня, 𝑣 — его скорость, 𝐵 — напряженность магнитного поля, через которое движется стержень, а 𝜃 — угол между скоростью 𝑣 и магнитным полем 𝐵.

В нашем случае мы хотим найти не разность потенциалов, а сопротивление самого стержня. Это сопротивление, добавленное к сопротивлению 24 Ом, равно сопротивлению всей цепи. Если мы вспомним закон Ома о том, что разность потенциалов в цепи равна току в цепи, умноженному на сопротивление этой цепи, мы увидим, что для определения сопротивления 𝑅 нам нужно знать разность потенциалов 𝑉 и ток 𝐼. Обратите внимание, что в нашей ситуации нам дан ток 32 микроампера. Но нам все еще нужно найти разность потенциалов 𝑉, и вот тут-то и появляется это уравнение.

Разность потенциалов, возникающая на нашем движущемся стержне, назовем его 𝑉, равна длине стержня, умноженной на его скорость, умноженной на 𝐵. Обратите внимание, что мы не написали здесь грех 𝜃, потому что, как мы уже отмечали, 𝜃 для этого случая составляет 90 градусов. Грех 90 градусов равен единице, поэтому мы можем опустить этот фактор без изменения нашего результата. Теперь нам нужно найти 𝑙, 𝑣 и 𝐵, чтобы найти разность потенциалов 𝑉 на проводящем стержне. По мере продвижения вперед обратите внимание, что эта прописная 𝑉 обозначает разность потенциалов, а строчная 𝑣 — скорость.

В общем, скорость некоторого объекта равна расстоянию, которое проходит объект, деленному на время, затраченное на преодоление этого расстояния. В нашем случае путь, пройденный проводящим стержнем, равен длине одного из этих рельсов. Однако вместо того, чтобы записывать эту длину в сантиметрах, давайте напишем ее в метрах. 125 сантиметров это 1,25 метра. Итак, это расстояние, пройденное стержнем. А теперь разделим это на время, необходимое для преодоления этого расстояния. 1,25 метра разделить на 36 секунд — это скорость нашего проводящего стержня. Длина 𝑙 этого стержня дана нам на диаграмме; это 9.5 сантиметров. Еще раз, мы преобразуем этот результат в основные единицы, прежде чем подставим его в наше уравнение. 9,5 см это 0,095 метра.

Наконец, есть магнитное поле с напряженностью 275 миллитесла. Чтобы преобразовать единицы измерения из миллитесла в тесла, мы сдвинем десятичный разряд на три знака влево. В этот момент мы могли бы перемножить эти значения вместе, чтобы найти разность потенциалов 𝑉, индуцированную на нашем проводящем стержне. Но если мы сделаем дополнительный шаг и разделим обе части на ток 𝐼, то заметим, что у нас есть эта доля 𝑉 над 𝐼, которая равна сопротивлению 𝑅 в цепи. Ток 𝐼 в цепи равен 32 мкА. Микроампер – это одна миллионная часть ампера. Итак, когда мы записываем это в единицах ампер, мы можем записать это как 32 умножить на 10 с отрицательными шестью амперами. Вся эта дробь равна 𝑉, деленному на 𝐼. А значит, оно равно общему сопротивлению цепи 𝑅.

На следующем шаге нам нужно быть немного осторожными. Наше утверждение вопроса на самом деле спрашивает нас не о сопротивлении цепи, а скорее о сопротивлении стержня. Это значение здесь, 𝑅, является полным сопротивлением во всей этой цепи. Но ранее мы видели, что отчасти это связано с вот этим 24-омным резистором. Расчищая немного места для работы, мы можем написать, что общее сопротивление в нашей цепи 𝑅 равно сопротивлению стержня — назовем его 𝑅 sub 𝑟 — плюс 24 Ом. Мы добавляем эти значения сопротивления таким образом, потому что резисторы включены последовательно. Если из обеих частей этого уравнения вычесть 24 Ом, то получим, что сопротивление стержня равно общему сопротивлению в цепи минус 24 Ом.

Теперь вспомним, что эта большая дробь внизу равна 𝑅, общему сопротивлению цепи. Следовательно, если мы вычтем из этой дроби 24 Ом, как говорит нам наше уравнение, все это будет равно 𝑅 sub 𝑟, сопротивлению стержня. Это значение, которое мы действительно хотим найти. Когда мы вводим все это выражение в наш калькулятор, мы получаем результат 4,347 и так далее Ом. Обратите внимание, что для значений, которые нам дали, некоторые из них имеют всего две значащие цифры. Поэтому мы ограничим наш окончательный ответ двумя значащими цифрами точности. Это означает, что мы сообщим наш окончательный результат с точностью до одного десятичного знака. И когда мы округляем до одного десятичного знака, мы получаем 4,3 Ом. Это сопротивление проводящего стержня до двух значащих цифр.

Что такое вихревые токи?

← Назад к Блог Ролл

Автор: MAGCRAFT | 30 апреля 2015 г. |

Эдди токи — это токи, которые циркулируют в проводниках, как закрученные водовороты в ручей. Они индуцируются изменением магнитных полей и протекают по замкнутым контурам. перпендикулярно плоскости магнитного поля. Они могут быть созданы, когда проводник движется через магнитное поле, или когда магнитное поле окружение стационарного проводника меняется, т. е. все, что приводит к проводник, испытывающий изменение силы или направления магнитного поля поле может создавать вихревые токи. Величина вихревого тока пропорциональна величине магнитного поля, площади петли и скорости изменения магнитного потока и обратно пропорциональна удельному сопротивлению проводник.

Как и любой ток, протекающий по проводнику, вихревой ток создаст свой собственный магнитное поле. Закон Ленца гласит, что направление магнитно-индуцированной ток, подобно вихревому току, будет таким, что создаваемое магнитное поле будет противостоять изменению магнитного поля, которое его создало. Это сопротивление создало противоположными магнитными полями используется при торможении вихревыми токами, которое обычно используется как метод остановки вращающихся электроинструментов и американских горок.

в диаграмме ниже проводящий металлический лист (представляющий движущуюся автомобиль с американскими горками или электроинструмент, например), движется мимо неподвижного магнита. В качестве лист движется мимо левого края магнита, он почувствует увеличение напряженность магнитного поля, индуцирующая вихревые токи против часовой стрелки. Эти токи создают свои собственные магнитные поля, и, согласно закону Ленца, направление будет вверх, т.е. против внешнего магнитного поля, создавая магнитное сопротивление. На другом краю магнита лист будет покидать магнитное поле и изменение поля будет в противоположном направлении, таким образом индуцируя вихревые токи по часовой стрелке, которые затем создают магнитное поле, действующее вниз. Это притянет внешний магнит, также создав сопротивление. Эти силы сопротивления тормозят движущийся лист, обеспечивая торможение. Электромагнит может использоваться для внешнего магнита, что означает, что можно варьировать силу торможение, применяемое путем регулировки тока через катушки электромагнита. Преимущество вихревого торможения в том, что оно бесконтактное, поэтому не приводит к механический износ. Однако вихревое торможение не подходит для торможения на малых скоростях и поскольку проводник должен двигаться, вихревые тормоза не могут удерживать объекты в стационарные позиции. Таким образом, часто необходимо также использовать традиционный фрикционный тормоз.

Эдди токи впервые наблюдал в 1824 году ученый, а затем премьер-министр Франция, Франсуа Араго. Он понял, что можно намагнитить большинство проводящих объектов и был первым свидетелем вращающегося магнетизма. Десять лет позже закон Ленца был постулирован Генрихом Ленцем, но только в 1855 г. что французский физик Леон Фуко официально открыл вихревые токи. Он обнаружил, что сила, необходимая для вращения медного диска, когда его обод помещен между полюсами магнита, такого как подковообразный магнит, увеличивается и диск нагревается наведенными вихревыми токами.

Отопление эффект возникает при преобразовании электрической энергии в тепловую и используется в устройствах индукционного нагрева, таких как некоторые плиты и сварочные аппараты. сопротивление вихревых токов в проводнике вызывает джоулев нагрев и количество выделяемого тепла пропорционально квадрату силы тока. Однако для применениях, таких как двигатели, генераторы и трансформаторы, это тепло считается потери энергии и, как таковые, вихревые токи должны быть сведены к минимуму. Это может быть достигается за счет ламинирования металлических сердечников этих устройств, где каждое сердечник из нескольких изолированных листов металла. Это разбивает ядро ​​на множество отдельные магнитные цепи и ограничивает поток вихревых токов через него, уменьшая количество тепла, выделяемого за счет джоулевого нагрева.

Эдди токи также могут быть удалены трещинами или щелями в проводнике, которые разрывают цепь и предотвратить циркуляцию токовых петель. Это означает, что вихревые токи можно использовать для обнаружения дефектов в материалах. Это называется неразрушающий контроль и часто используется в самолетах. Магнитное поле производится вихревыми токами измеряется, где изменение поля показывает наличие неровности; дефект уменьшит размер вихря ток, что, в свою очередь, снижает напряженность магнитного поля.

Другая Применение вихревых токов — магнитная левитация. Проводники подвергаются переменные магнитные поля, которые индуцируют вихревые токи внутри проводника и создают отталкивающее магнитное поле, раздвигающее магнит и проводник. Это переменное магнитное поле может быть вызвано относительным движением между магнит и проводник (как правило, магнит неподвижен, а проводник движется) или с помощью электромагнита, подаваемого с переменным током для изменения напряженность магнитного поля.

Эта запись не была размещена ни в одной категории.

вихревые

токи

• множество
• токи
• распределение
• Эдди
• Эффект
• феррожидкость
• поля
• поток
• сила
• Хальбах
• Зал
• гомополярный
• визуализация
• магнетический
• магнитный
• двигатель
• МРТ
• Резонанс
• Сканер
• Блог

Определение электрического сопротивления.

Электрическое сопротивление и проводимость

Закон Ома является основным законом электрических цепей. В то же время он позволяет объяснить многие явления природы. Например, можно понять, почему электричество не «бьет» птиц, сидящих на проводах. Для физики закон Ома чрезвычайно важен. Без его знаний невозможно было бы создавать устойчивые электрические цепи или вообще не было бы электроники.

Зависимость I = I(U) и ее значение

История открытия сопротивления материалов непосредственно связана с вольт-амперной характеристикой. Что это? Возьмем цепь с постоянным электрическим током и рассмотрим любой ее элемент: лампу, газовую трубку, металлический проводник, колбу с электролитом и т. д.

Изменяя напряжение U (часто рассматриваемого элемента, мы будем отслеживать изменение силы тока (I), проходящего через него. В результате получим зависимость вида I = I(U), которая называется «вольтажная характеристика элемента» и является прямым показателем его электрических свойств.

Вольт-амперная характеристика может выглядеть по-разному для разных элементов. Простейший его вид получается при рассмотрении металлического проводника, что и сделал Георг Ом (1789 — 1854).

Вольт-амперная характеристика представляет собой линейную зависимость. Следовательно, его график представляет собой прямую линию.

Закон в простейшем виде

Исследования Омом вольт-амперных характеристик проводников показали, что сила тока внутри металлического проводника пропорциональна разности потенциалов на его концах (I ~ U) и обратно пропорциональна некоторому коэффициенту, т. е. I ~ 1/R. Этот коэффициент стал называться «сопротивление проводника», а единицей измерения электрического сопротивления стал Ом или В/А.

Стоит отметить еще один момент. Закон Ома часто используется для расчета сопротивления в цепях.

Формулировка закона

Закон Ома гласит, что сила тока (I) отдельного участка цепи пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Следует отметить, что в таком виде закон остается верным только для однородного участка цепи. Однородной считается та часть электрической цепи, которая не содержит источника тока. Как использовать закон Ома в неоднородной цепи будет рассмотрено ниже.

Позже экспериментально было установлено, что закон сохраняется для растворов электролитов в электрической цепи.

Физический смысл сопротивления

Сопротивление — это свойство материалов, веществ или сред препятствовать прохождению электрического тока. Количественно сопротивление 1 Ом означает, что по проводнику может проходить электрический ток силой 1 А при напряжении на его концах 1 В.

Удельное электрическое сопротивление

Экспериментально установлено, что сопротивление электрическому току проводника зависит от его размеров: длины, ширины, высоты. А также от его формы (сфера, цилиндр) и материала, из которого он изготовлен. Таким образом, формула удельного сопротивления, например, однородного цилиндрического проводника будет иметь вид: R = p*l/S.

Если в этой формуле положить s = 1 м 2 и l = 1 м, то R будет численно равно p. Отсюда рассчитывается единица измерения коэффициента удельного сопротивления проводника в СИ – это Ом*м.

В формуле удельного сопротивления p — это коэффициент сопротивления, определяемый химическими свойствами материала, из которого изготовлен проводник.

Для рассмотрения дифференциальной формы закона Ома необходимо рассмотреть еще несколько понятий.

Как известно, электрический ток представляет собой строго упорядоченное движение любых заряженных частиц. Например, в металлах носителями тока являются электроны, а в проводящих газах — ионы.

Возьмем тривиальный случай, когда все носители тока однородны — металлический проводник. Выделим мысленно в этом проводнике бесконечно малый объем и обозначим через u среднюю (дрейфовую, упорядоченную) скорость электронов в данном объеме. Далее, пусть n обозначает концентрацию носителей тока в единице объема.

Теперь начертим бесконечно малую площадку dS перпендикулярно вектору u и построим вдоль скорости бесконечно малый цилиндр высотой u*dt, где dt обозначает время прохождения всех носителей текущей скорости, содержащихся в рассматриваемом объеме, через площадь дС.

В этом случае заряд, равный q = n * e * u * dS * dt, будет переноситься электронами через площадь, где e — заряд электрона. Таким образом, плотность электрического тока представляет собой вектор j = n*e*u, обозначающий количество заряда, переносимого в единицу времени через единицу площади.

Одним из преимуществ дифференциального определения закона Ома является то, что часто можно обойтись без вычисления сопротивления.

Электрический заряд. Напряженность электрического поля

Напряженность поля, наряду с электрическим зарядом, является фундаментальным параметром в теории электричества. В то же время количественное представление о них можно получить из простых опытов, доступных школьникам.

Для простоты рассуждений будем рассматривать электростатическое поле. Это электрическое поле, которое не меняется со временем. Такое поле может быть создано стационарными электрическими зарядами.

Также для наших целей необходим тестовый заряд. В его качестве мы будем использовать заряженное тело — настолько малое, что оно не способно вызвать каких-либо возмущений (перераспределения зарядов) в окружающих предметах.

Рассмотрим по очереди два взятых пробных заряда, последовательно помещенных в одну точку пространства, находящуюся под действием электростатического поля. Получается, что заряды будут подвергаться стационарному воздействию с его стороны. Пусть F 1 и F 2 — силы, действующие на заряды.

В результате обобщения экспериментальных данных установлено, что силы F 1 и F 2 направлены либо в одну, либо в противоположные стороны, а их отношение F 1 /F 2 не зависит от точки пространства, в которой испытательные заряды размещались поочередно. Следовательно, отношение F 1 /F 2 является характеристикой исключительно самих зарядов и никак не зависит от поля.

Открытие этого факта позволило охарактеризовать электризацию тел и впоследствии было названо электрическим зарядом. Таким образом, по определению получается q 1 / q 2 = F 1 / F 2 , где q 1 и q 2 — величины зарядов, помещенных в одну точку поля, а F 1 и F 2 — силы, действующие на сборах с поля.

Из таких соображений были экспериментально установлены величины зарядов различных частиц. Условно положив один из пробных зарядов равным единице в отношении, можно вычислить значение другого заряда, измерив отношение F 1 /F 2 .

Любое электрическое поле можно охарактеризовать с помощью известного заряда. Таким образом, сила, действующая на единичный пробный заряд в состоянии покоя, называется напряженностью электрического поля и обозначается Е. Из определения заряда получаем, что вектор напряженности имеет следующий вид: Е = F/q.

Связь векторов j и E. Другая форма закона Ома

Также обратите внимание, что определение удельного сопротивления цилиндра можно обобщить на провода, изготовленные из того же материала. В этом случае площадь сечения из формулы удельного сопротивления будет равна сечению провода, а l — его длине.

Или электрическая цепь электрического тока.

Электрическое сопротивление определяется как коэффициент пропорциональности R между напряжением U и постоянным током I по закону Ома для участка цепи.

Единица сопротивления называется ом (Ом) в честь немецкого ученого Г. Ома, который ввел это понятие в физику. Один Ом (1 Ом) — это сопротивление такого проводника, у которого при напряжении 1 В сила тока 1 НО .

Удельное сопротивление.

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от материала проводника, его длины l и сечение S и можно определить по формуле:

где ρ – удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник.

Удельное сопротивление вещества — это физическая величина, показывающая сопротивление проводника из этого вещества единицы длины и единицы площади поперечного сечения.

Из формулы следует, что

Значение, обратное ρ , называется проводимость σ :

Так как в СИ единицей сопротивления является 1 Ом. единица площади 1 м 2 , а единица длины 1 м, то единица удельного сопротивления в СИ будет 1 Ом · м 2 /м, или 1 Ом·м. Единицей проводимости в СИ является Ом-1·м-1.

На практике площадь поперечного сечения тонких проводов часто выражается в квадратных миллиметрах (мм2). В этом случае более удобной единицей удельного сопротивления является Ом·мм 2 /м. Так как 1 мм 2 = 0,000001 м 2 , то 1 Ом мм 2 /м = 10 -6 Ом м. Металлы имеют очень низкое удельное сопротивление — порядка (1·10 -2) Ом мм 2 /м, диэлектрики — 10 15 -10 20 большое.

Зависимость сопротивления от температуры.

При повышении температуры сопротивление металлов увеличивается. Однако существуют сплавы, сопротивление которых при повышении температуры почти не меняется (например, константан, манганин и др.). Сопротивление электролитов уменьшается с повышением температуры.

Температурный коэффициент сопротивления проводника есть отношение изменения сопротивления проводника при нагревании на 1°С к величине его сопротивления при 0°С:

.

Зависимость удельного сопротивления проводников от температуры выражается формулой:

.

Обычно α зависит от температуры, но если температурный интервал небольшой, то температурный коэффициент можно считать постоянным. Для чистых металлов α = (1/273) К -1 . Для растворов электролитов α . Например, для 10%-ного солевого раствора α = -0,02 К -1 . Для константана (медно-никелевого сплава) α = 10 -5 К -1 .

Зависимость сопротивления проводника от температуры используется в термометрах сопротивления .

При замыкании электрической цепи, на клеммах которой имеется разность потенциалов, возникает электрический ток. Свободные электроны под действием сил электрического поля движутся по проводнику. При своем движении электроны сталкиваются с атомами проводника и сообщают им запас своей кинетической энергии. Скорость движения электронов постоянно меняется: при столкновениях электронов с атомами, молекулами и другими электронами она уменьшается, затем увеличивается под действием электрического поля и снова уменьшается при новом столкновении. В результате в проводнике устанавливается равномерный поток электронов со скоростью несколько долей сантиметра в секунду. Следовательно, электроны, проходя через проводник, всегда встречают сопротивление с его стороны своему движению. При прохождении электрического тока по проводнику последний нагревается.

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление проводника, которое обозначается латинской буквой r , свойство тела или среды преобразовывать электрическую энергию в тепловую при прохождении через него электрического тока.

На схемах электрическое сопротивление указано, как показано на рисунке 1, и .

Переменное электрическое сопротивление, служащее для изменения тока в цепи, называется реостатом . На схемах реостаты обозначают, как показано на рисунке 1, б . В общем случае реостат делается из провода того или иного сопротивления, намотанного на изолирующую основу. Ползунок или рычаг реостата ставят в определенное положение, в результате чего в цепь вводится нужное сопротивление.

Длинный провод небольшого сечения создает высокое сопротивление току. Короткие проводники большого сечения обладают малым сопротивлением току.

Если взять два проводника из разных материалов, но одинаковой длины и сечения, то проводники будут проводить ток по-разному. Это показывает, что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника.

Температура проводника также влияет на его сопротивление. С повышением температуры сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Лишь некоторые специальные сплавы металлов (манганин, константан, никелин и др.) почти не изменяют своего сопротивления при повышении температуры.

Итак, мы видим, что электрическое сопротивление проводника зависит от: 1) длины проводника, 2) сечения проводника, 3) материала проводника, 4) температуры проводника.

Единицей сопротивления является один ом. Ом часто обозначается греческой заглавной буквой Ω (омега). Так что вместо того, чтобы писать «Сопротивление проводника 15 Ом», можно просто написать: r = 15Ом.
1000 Ом называется 1 кОм (1кОм или 1кОм),
1 000 000 Ом называется 1 мегаом (1 мгОм или 1 МОм).

При сравнении сопротивления проводников из разных материалов необходимо для каждого образца брать определенную длину и сечение. Тогда мы сможем судить, какой материал лучше или хуже проводит электрический ток.

Видео 1. Сопротивление проводника

Удельное электрическое сопротивление

Сопротивление в Омах проводника длиной 1 м, сечением 1 мм² называется удельное сопротивление и обозначается греческой буквой ρ (ро).

В таблице 1 приведены удельные сопротивления некоторых проводников.

Таблица 1

Удельное сопротивление различных проводников

Из таблицы видно, что железный провод длиной 1 м и сечением 1 мм² имеет сопротивление 0,13 Ом. Чтобы получить сопротивление 1 Ом, нужно взять 7,7 м такого провода. Серебро имеет самое низкое удельное сопротивление. Сопротивление 1 Ом можно получить, взяв 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм². Серебро — лучший проводник, но стоимость серебра препятствует его широкому использованию. После серебра в таблице идет медь: 1 м медного провода сечением 1 мм² имеет сопротивление 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление 1 Ом, нужно взять 57 м такого провода.

Химически чистая, получаемая рафинированием, медь нашла широкое применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Алюминий и железо также широко используются в качестве проводников.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r — сопротивление проводника в Ом; р — удельное сопротивление проводника; l – длина проводника в м; S – сечение проводника в мм².

Пример 1 Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм².

Пример 2 Рассчитайте сопротивление 2 км алюминиевого провода сечением 2,5 мм².

Из формулы сопротивления можно легко определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.

Пример 3 Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление 30 Ом из никелевой проволоки сечением 0,21 мм². Определите необходимую длину провода.

Пример 4 Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если ее сопротивление равно 25 Ом.

Пример 5 Провод сечением 0,5 мм² и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

По таблице удельного сопротивления находим, что такое сопротивление имеет свинец.

Выше было сказано, что сопротивление проводников зависит от температуры. Проведем следующий эксперимент. Наматываем несколько метров тонкой металлической проволоки в виде спирали и превращаем эту спираль в цепь аккумулятора. Чтобы измерить силу тока в цепи, включите амперметр. При нагреве спирали в пламени горелки можно увидеть, что показания амперметра уменьшатся. Это показывает, что сопротивление металлической проволоки увеличивается при нагреве.

У некоторых металлов при нагревании на 100° сопротивление увеличивается на 40 — 50%. Есть сплавы, которые незначительно изменяют свое сопротивление при нагревании. Некоторые специальные сплавы почти не меняют сопротивления при изменении температуры. Сопротивление металлических проводников с повышением температуры увеличивается, сопротивление электролитов (жидких проводников), угля и некоторых твердых тел, наоборот, уменьшается.

Способность металлов изменять свое сопротивление при изменении температуры используется для изготовления термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой платиновую проволоку, намотанную на слюдяной каркас. Поместив, например, термометр в печь и измерив сопротивление платиновой проволоки до и после нагревания, можно определить температуру в печи.

Изменение сопротивления проводника при его нагревании, приходящееся на 1 Ом начального сопротивления и 1° температуры, называется температурным коэффициентом сопротивления и обозначается буквой α.

Если при температуре t 0 сопротивление проводника равно r 0 , а при температуре t равно r t , то температурный коэффициент сопротивления

Примечание. Эта формула может быть рассчитана только в пределах определенного диапазона температур (примерно до 200°C).

Приведем значения температурного коэффициента сопротивления α для некоторых металлов (таблица 2).

таблица 2

Значения температурных коэффициентов для некоторых металлов

Из формулы для температурного коэффициента сопротивления определяем

Пример 6 Определите сопротивление железной проволоки, нагретой до 200°С, если ее сопротивление при 0°С равно 100 Ом.

r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 Ом.

Пример 7 Термометр сопротивления из платиновой проволоки в помещении с температурой 15°С имел сопротивление 20 Ом. Термометр помещали в печь и через некоторое время измеряли его сопротивление. Оно оказалось равным 29,6 Ом. Определить температуру в духовке.

электропроводность

До сих пор мы рассматривали сопротивление проводника как препятствие, которое проводник создает для электрического тока. Однако по проводнику течет ток. Поэтому кроме сопротивления (препятствия) проводник обладает еще и способностью проводить электрический ток, то есть проводимостью.

Чем больше сопротивление у проводника, тем меньше у него проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем больше у него проводимость, тем легче току проходить через проводник. Следовательно, сопротивление и проводимость проводника являются обратными величинами.

Из математики известно, что величина, обратная 5, равна 1/5 и, наоборот, величина, обратная 1/7, равна 7. Следовательно, если сопротивление проводника обозначить буквой r , то проводимость определяется как 1/ r . Проводимость обычно обозначают буквой г.

Электропроводность измеряется в (1/Ом) или сименсах.

Пример 8 Сопротивление проводника 20 Ом. Определить его проводимость.

Если r = 20 Ом, то

Пример 9 Электропроводность проводника составляет 0,1 (1/Ом). Определить его сопротивление

Если g = 0,1 (1/Ом), то r = 1/0,1 = 10 (Ом)

Электричество (I) – упорядоченное движение заряженных частиц. Первая мысль, которая приходит в голову из школьного курса физики, это движение электронов. Несомненно. Однако не только они могут нести электрический заряд, но, например, ионы, определяющие возникновение электрического тока в жидкостях и газах.

Так же хочу предостеречь от сравнения тока с расходом воды через шланг. (Хотя при рассмотрении закона Кирхгофа такая аналогия была бы уместна). Если каждая конкретная частица воды проделывает путь от начала до конца, то носитель электрического тока этого не делает. Если вам очень нужна обзорность, то я бы привел пример переполненного автобуса, когда на остановке кто-то, протискиваясь в заднюю дверь, заставляет менее удачливого пассажира выпасть из передней двери.

Условиями возникновения и существования электрического тока являются:

• Наличие свободных носителей заряда
• Наличие электрического поля, создающего и поддерживающего ток.

Электрическое поле — это тип материи, которая существует вокруг электрически заряженных тел и действует на них с силой. Опять же, ссылаясь на слова школьного друга, «однотипные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются», можно представить себе электрическое поле как нечто, передающее этот эффект. Это поле, как и любое другое, нельзя непосредственно ощутить, но есть его количественная характеристика — напряженность электрического поля .

Существует множество формул, описывающих связь электрического поля с другими электрическими величинами и параметрами. Я ограничусь одним, приведенным к примитиву: E=Δφ.

• E — напряженность электрического поля. В общем, это векторная величина, но я упростил все до скаляра.
• Δφ=φ1-φ2 ​​– разность потенциалов (рисунок 1).

Поскольку условием существования тока является наличие электрического поля, то его (поле) надо каким-то образом создать. Известные опыты с электризацией гребенки, натиранием тряпкой эбонитовой палочки, вращением ручки электростатической машины неприемлемы на практике по вполне понятным причинам.

Поэтому были изобретены устройства, способные обеспечить разность потенциалов за счет сил неэлектростатического происхождения (одним из них является известный аккумулятор), называемый источником электродвижущей силы (ЭДС) , который обозначается следующим образом: е .

Физический смысл ЭДС определяется работой, которую совершают внешние силы по перемещению единичного заряда, но для того, чтобы получить первоначальное представление о том, что такое электрический ток, напряжение и сопротивление, нам не нужно детальное рассмотрение этих процессы в интегральных и других не менее сложных формах.

Напряжение (U ).

Категорически отказываюсь дальше утруждать вашу голову чисто теоретическими выкладками и дам определение напряжения как разности потенциалов на участке цепи: U=Δφ=φ1-φ2, а для замкнутой цепи будем считать напряжение равным ЭДС источника тока: U=ε.

Это не совсем правильно, но на практике вполне достаточно.

Сопротивление (R) — название говорит само за себя — физическая величина, характеризующая сопротивление проводника электрическому току. Формула, определяющая зависимость между напряжением, током и сопротивлением называется законом Ома . Этот закон рассматривается на отдельной странице данного раздела. Кроме того, сопротивление зависит от ряда факторов, таких как материал проводника. Эти справочные данные представлены в виде значения удельного сопротивления ρ, определяемого как сопротивление 1 метра жилы/сечения. Чем меньше удельное сопротивление, тем меньше потери тока в проводнике. Соответственно сопротивление проводника длиной L и площадью поперечного сечения S будет равно R=ρ*L/S.

Непосредственно из приведенной формулы видно, что сопротивление проводника также зависит от его длины и сечения. Температура также влияет на сопротивление.

Несколько слов о блоках тока, напряжения, сопротивления. Основные единицы измерения этих величин следующие:

Ток — Ампер (А)
Напряжение — Вольт (В)
Сопротивление — Ом (Ом).

Эти единицы измерения международной системы (СИ) не всегда удобны. На практике используются производные (миллиампер, килоом и др.). При расчете следует учитывать размерность всех величин, содержащихся в формуле. Так вот, если по закону Ома ампер умножить на килоом, то напряжение будет совсем не вольтовое.

© 2012-2019 Все права защищены.

Все материалы, представленные на сайте, носят ознакомительный характер и не могут быть использованы в качестве руководств и нормативных документов.

На этом сайте не обошлось без статьи о сопротивлении. Ну никак! В электронике есть самое фундаментальное понятие, которое также является физическим свойством. Вы, наверное, уже знаете этих друзей:

Сопротивление — это свойство материала препятствовать потоку электронов. Материал как бы сопротивляется, препятствует этому течению, как паруса фрегата против сильного ветра!

Почти все в мире обладает способностью сопротивляться: воздух сопротивляется потоку электронов, вода тоже сопротивляется потоку электронов, но они все равно проскальзывают. Медные провода тоже сопротивляются потоку электронов, но лениво. Так что они очень хорошо пропускают такой поток.

Только сверхпроводники не имеют сопротивления, но это уже другая история, так как поскольку у них нет сопротивления, то сегодня они нас не интересуют.

Кстати, поток электронов — это электрический ток. Формальное определение более педантично, так что ищите его сами в той же сухой книге.

И да, электроны взаимодействуют друг с другом. Сила этого взаимодействия измеряется в вольтах и ​​называется напряжением. Вы говорите, что это звучит странно? Да ничего странного. Электроны напрягаются и с силой двигают другие электроны. Несколько простовато, но основной принцип понятен.

Осталось упомянуть мощность. Мощность — это когда ток, напряжение и сопротивление собираются в одной таблице и начинают работать. Затем появляется мощность – энергия, которую электроны теряют при прохождении сопротивления. Кстати:

I = U/R P = U * I

У вас есть, например, лампочка на 60Вт с проводом. Вы подключаете его к розетке 220В. Что дальше? Лампочка оказывает некоторое сопротивление потоку электронов с потенциалом 220В. Если сопротивление слишком низкое — бум, сгорел. Если слишком большой, нить накала будет светиться очень слабо, если вообще будет светиться. Но если «в самый раз», то лампочка ест 60Вт и превращает эту энергию в свет и тепло.

Тепло в данном случае является побочным эффектом и называется «потерей» энергии, так как вместо того, чтобы светить ярче, лампочка тратит энергию на нагрев. Используйте энергосберегающие лампы! Кстати, провод тоже имеет сопротивление, и если поток электронов будет слишком большим, он тоже будет нагреваться до заметной температуры. Здесь можно предложить прочитать заметку о том, для чего используются высоковольтные линии.

Я уверен, что теперь вы знаете больше о сопротивлении. При этом мы не вдавались в подробности типа удельного сопротивления материала и формул вроде

где ρ — удельное сопротивление вещества проводника, Ом·м, l — длина проводника, м, а S — площадь поперечного сечения, м².

Несколько анимаций для полноты картины

И наглядно о том, как меняется поток электронов в зависимости от температуры проводника и его толщины

Техническое примечание: Понимание напряжения кабеля и отказа в приложениях с высокой гибкостью

Последняя Машины для автоматизации процессов спроектированы так, чтобы работать намного быстрее, чем машины предыдущих поколений, и включают в себя зрение и многочисленные датчики. Эта новая операционная среда может подвергать кабели и оборудование для укладки кабелей чрезмерной нагрузке. Напряжение кабеля напрямую влияет на надежность оборудования автоматизации. Понимание того, что вызывает отказ кабелей в приложениях с большим изгибом, позволяет нам принимать соответствующие меры предосторожности на этапе проектирования для оптимизации надежности системы.

Кабели физически ограничены

В условиях эксплуатации кабели подвергаются качению, тик-так, кручению и произвольному изгибу.

Кабели изгибаются одним или несколькими из четырех основных движений, показанных на рис. 1. Каждый раз, когда кабель изгибается или изгибается, его медные жилы и экраны подвергаются нагрузке. Медь плохо сопротивляется повторяющимся нагрузкам, даже если напряжение удерживается ниже предела текучести, равного 15-процентному удлинению. Медь также имеет очень низкую устойчивость к напряжению сдвига и будет деформироваться, даже если напряжение ниже предела пластической текучести.

Для снижения усталости медных жил и экранов и тем самым исключения обрыва провода радиус изгиба кабеля должен быть как можно больше, а диаметр кабеля как можно меньше.

Причины отказа

Существуют три основные причины выхода из строя любого кабеля, подверженного изгибу:

• Разрушение изоляции кабеля и проводника

• Усталость жилы и экрана в зоне изгиба

• Усталость жилы и экрана в месте соединения

Деградация изоляции кабеля и проводника

Одной из причин выхода из строя оболочки и изоляции кабеля является постоянное истирание кабеля другими кабелями, шлангами и оборудованием для укладки кабелей, например кабельными трассами. Металлическая или пластиковая стружка, растворители и смазочные материалы разрушают оболочку и изоляцию кабеля. Оболочки кабелей также уязвимы к экстремальным температурам и низкому атмосферному давлению (вакуум), которые могут ослабить или сделать материал оболочки хрупким.

В дополнение к этим факторам окружающей среды, изоляция проводника также должна быть устойчива к раздавливанию. Проводники в типичном круглом кабеле могут подвергаться воздействию высоких сил сжатия, когда кабель зажимается или изгибается в кабельной трассе с другими кабелями или шлангами.

Когда оболочка кабеля выходит из строя, обнажается внутренняя часть кабеля. Если жидкость присутствует, она проникает в кабель и в конечном итоге вызывает короткое замыкание между проводниками. Абразивные частицы воздействуют на изоляцию проводника, что приводит к выходу его из строя. Если кабель имеет общий экран, он становится открытым для земли.

Усталость жилы и экрана в зоне изгиба

Наиболее распространенным типом отказа гибкого кабеля является возможное разрушение экрана и/или проводника в области гибкого кабеля. Если сначала выходит из строя экран, то проводники продолжают функционировать, но кабель становится восприимчивым к электромагнитным/радиопомехам и излучению. Это создает ошибки и ложные сигналы, источник которых очень трудно определить.

Чтобы понять механизм отказа проводника и экрана, мы должны рассмотреть основные концепции анализа напряжения. Сопротивление твердого тела изгибу зависит от материала, формы, площади поперечного сечения и радиуса кривизны изгиба. Математически это выражается напряжением в теле, σ, определяемым как:

σ =

Мак |

где:

M = изгибающий момент

c = расстояние от нейтральной оси тела до любого волокна в поперечном сечении

| = момент инерции поперечного сечения

σ = напряжение в волокне на расстоянии c

Для типичного применения гибкого кабеля геометрия изгиба определяется соображениями, включая ограничения механической конструкции и компоновку корпуса, поэтому проектировщик должен работать в рамках этих ограничений и свести к минимуму напряжения проводника, которые сокращают срок службы при изгибе.

Наиболее важным фактором, определяющим усталостную долговечность при изгибе, является максимальное напряжение в любой части кабеля. Это максимальное напряжение при условии, что радиус изгиба не опускается ниже минимального значения, R _min , определяется по формуле:

σ макс. =

Ec макс. ______ R мин.

где:

E = Модуль упругости

в фунтах на квадратный дюйм (17 000 000 для меди ETP)

C _макс.  = Максимальное расстояние от нейтральной оси до любого волокна

R _мин.  = Радиус изгиба

-поддерживающий и может использоваться в большинстве применений с прокаткой, кручением и тик-так.

Обратите внимание, что это соотношение верно для любого поперечного сечения, потому что момент инерции | не появляется.

Напряжение можно свести к минимуму за счет уменьшения толщины или диаметра кабеля, C _max , или за счет увеличения радиуса изгиба, R _min . Эффекты напряжения также можно свести к минимуму, выбрав проводники и экранирующие материалы, которые имеют более высокую прочность на растяжение, чем медь.

Испытания на изгиб показывают, что сопротивление медных проводников и экранов увеличивается по мере того, как металлы работают сильнее при изгибе. Чем тверже металл обрабатывается, тем более хрупким он становится. Более высокая скорость цикла оборудования приводит к повышению температуры меди. Небольшой радиус изгиба также создает более высокие температуры, а также более высокую степень усталости. Повышенные температуры могут привести к размягчению изоляции, что, в свою очередь, изменяет физические свойства изоляции, снижая стойкость к истиранию, уменьшая сопротивление проколу и уменьшая предел прочности при растяжении. Все эти изменения могут привести к преждевременному выходу кабеля из строя.

Усталость проводника и экрана в месте заделки

Напряжения при изгибе и вибрация от движущихся кабелей приводят к разрыву разъемов, а также обжимных и припаянных кабельных наконечников. Неподдерживаемые кабели преждевременно выходят из строя из-за усталости интерфейса разъема.

Кабели могут получить хлыстовые травмы от быстро движущихся тележек, в результате чего кабель быстро меняет направление и ломается. Во всех высокоскоростных приложениях с изгибом неподвижный кабель обеспечивает лучшую устойчивость к изгибу и изгибу, чем гибкий кабель.

Конструкция кабеля предотвращает отказ

Чтобы повысить надежность гибких кабелей, сосредоточьтесь на основных материалах и конструкции кабелей. Размер кабеля является наиболее важным фактором, который следует учитывать при увеличении срока службы при изгибе. Уменьшение диаметра кабеля приводит к экспоненциальному увеличению срока службы при изгибе, когда радиус изгиба остается постоянным.

Использование стандартных медных проводников и уменьшение размера и веса кабеля может увеличить срок службы при изгибе (надежность) и минимизировать затраты. Начните с максимально тонкой изоляции проводника, обладающей высокой диэлектрической прочностью и хорошими характеристиками сопротивления разрыву. Уменьшение толщины изоляции проводника уменьшает общий диаметр готового кабеля и делает его менее восприимчивым к нагрузкам, связанным с изгибом. Изоляция Gore MIL-ENE* на 50 процентов тоньше аналогичного материала и рассчитана на среднеквадратичное напряжение 300 В при толщине стенки 0,004 дюйма.

Укладка кабеля и прокладка проводников имеют решающее значение для увеличения срока службы круглых кабелей при изгибе. Вы можете настроить укладку кабеля, количество витков на дюйм проводников и укладку проводника, чтобы оптимизировать надежность кабеля для различных гибких приложений. Эта оптимизация не увеличивает стоимость кабеля, но при правильном выполнении оказывает существенное влияние на надежность.

Экран кабеля часто выходит из строя первым компонентом, поскольку он находится на самом большом расстоянии от нейтральной оси кабеля и, следовательно, подвергается наибольшей нагрузке. Для решения этой проблемы необходимы два элемента конструкции.

Во-первых, замените стандартную оплетку на двойную проволочную оплетку, оптимизированную для долговечности при изгибе и эффективности экранирования. Во-вторых, изолируйте экран от проводников и внешней оболочки, чтобы уменьшить трение, выделяющее тепло и сокращающее срок службы при изгибе. Используйте материал с низким коэффициентом трения, как статического, так и динамического.

Расширенный ПТФЭ** имеет самый низкий коэффициент трения среди всех материалов кабеля. Он использовался для самых разных применений, от коаксиального диэлектрика до прочных внешних оболочек на гибких карданных кабелях.

Оболочка кабеля защищает экраны и жилы от воздействия окружающей среды. Если кабель зажат и подключен правильно, оболочка также может увеличить прочность кабеля на растяжение и срок службы при изгибе.

Лучшие материалы оболочки — тонкие, с высокой прочностью на растяжение и устойчивостью к разрыву, гидравлической жидкости, смазочно-охлаждающей жидкости и растворителям. Полиуретан – отличный материал для кабельных оболочек. Он не распространяет горение, устойчив к большинству промышленных жидкостей и обладает отличной стойкостью к истиранию.

Методы управления кабелями повышают производительность машины

Применение

Flex в высокоскоростных автоматизированных устройствах может привести к выходу из строя круглых кабелей самого высокого качества. По мере уменьшения продолжительности цикла ограничивающим фактором становится вес кабеля и системы управления кабелями.

В таких случаях ленточные силовые кабели служат дольше стандартных силовых кабелей. Срок службы ленточного кабеля в 100 раз больше, чем у круглого кабеля, а вес ленточного кабеля составляет одну четвертую веса круглого кабеля. Ленточный кабель уменьшает массу движущихся пучков кабелей, обеспечивая большее ускорение, меньшую вибрацию и колебания, а также меньший износ.