Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление 8 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей

Тема 12: Электромагнитные явления. Повторение

• Видео
• Тренажер
• Теория

Заметили ошибку?

Параметры, определяющие сопротивление проводника

 

На предыдущих уроках мы уже поднимали вопрос о том, каким образом электрическое сопротивление влияет на силу тока в цепи, но не обсуждали, от каких же конкретно факторов зависит сопротивление проводника. На сегодняшнем уроке мы узнаем о параметрах проводника, которые определяют его сопротивление, и узнаем, каким образом Георг Ом в своих экспериментах исследовал сопротивление проводников.

 

Для получения зависимости силы тока в цепи от сопротивления Ому пришлось провести огромное количество экспериментов, в которых необходимо было изменять сопротивление проводника. В связи с этим он столкнулся с проблемой изучения сопротивления проводника в зависимости от его отдельно взятых параметров. В первую очередь, Георг Ом обратил внимание на зависимость сопротивления проводника от его длины, о которой уже вскользь шла речь на предыдущих уроках. Он сделал вывод, что при увеличении длины проводника прямо пропорционально увеличивается и его сопротивление. Кроме того, было выяснено, что на сопротивление влияет еще и сечение проводника, т. е. площадь фигуры, которая получается при поперечном разрезе. При этом, чем площадь 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. В своих опытах Ом использовал проводники, изготовленные из различных материалов. При использовании медных проводов сопротивление было каким-то одним, серебряных – другим, железных – третьим и т. д. Величину, которая характеризует род вещества в таком случае, называют

удельным сопротивлением.

Таким образом, можно получить следующие зависимости для сопротивления проводника (рис. 1):

1. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника , которую в СИ измеряют в м;
2. Сопротивление обратно пропорционально площади сечения проводника , которую мы будем измерять в мм² из-за малости;
3. Сопротивление зависит от удельного сопротивления вещества  (читается «ро»), которое является табличной величиной и измеряется обыкновенно в .

Рис. 1. Проводник

 

Удельное сопротивление

 

 

Для примера приведем таблицу значений удельных сопротивлений некоторых металлов, которые получены опытным путем:

 

Удельное сопротивление ,

Медь	0,0175
Серебро	0,016
Железо	0,098
Алюминий	0,027

Стоит отметить, что среди хороших проводников, которыми являются металлы, наилучшими являются драгоценные металлы, при этом серебро считается самым лучшим проводником, т. к. у него наименьшее малое удельное сопротивление. Этим объясняется использование драгоценных металлов при пайке особо важных элементов в электротехнике. Из значений удельных сопротивлений веществ можно делать выводы об их практическом применении – вещества с большим удельным сопротивлением подойдут для изготовления изоляционных материалов, а с небольшим – для проводников.

Замечание. Во многих таблицах удельное сопротивление измеряют в , что связано с измерением площади в м² в СИ.

Физический смысл удельного сопротивления – сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм².

 

Формула сопротивления проводника

 

 

Формула для вычисления электрического сопротивления проводника, исходя из указанных выше рассуждений, выглядит следующим образом:

 

Если обратить внимание на эту формулу, то можно сделать вывод, что из нее выражается удельное сопротивление проводника, т.

е., определив силу тока и напряжение на проводнике и измерив его длину с площадью поперечного сечения, можно с помощью закона Ома и указанной формулы вычислить удельное сопротивление. Затем, его значение можно сверить с данными таблицы и определить, из какого вещества изготовлен проводник.

Все параметры, которые влияют на сопротивление проводников, необходимо учитывать при конструировании сложных электрических цепей, таких как линии электропередач, например. В таких проектах важно сбалансированно подобрать соотношения длин, сечений и материалов проводников для эффективного компенсирования теплового действия тока.

На следующем уроке будет рассмотрено устройство и принцип работы прибора, называющегося реостат, основной характеристикой которого является сопротивление.

 

Список литературы

1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А.В. Физика 8. – М. : Дрофа, 2010.
3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал Exir.ru (Источник)
2. Классная физика (Источник)

 

Домашнее задание

1. Стр. 103–106: вопросы № 1–6. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
2. Длина и площадь поперечного сечения алюминиевого и железного проводов одинаковые. Какой из проводников имеет большее сопротивление?
3. Какое сопротивление имеет медный провод длиной 10 м и площадью поперечного сечения 0,17 мм²?
4. Какой из сплошных железных стержней разного диаметра имеет большее электрическое сопротивление? Массы стержней одинаковые.

 

Заметили ошибку?

Расскажите нам об ошибке, и мы ее исправим.

Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление

Сопротивление проводника

Когда происходит замыкание электрической цепи, при наличии на зажимах разности потенциалов, то, в данном случае, возникает действие электрического тока. Сила электрического поля влияет на свободные электроны, заставляя их перемещаться вдоль проводника. Во время движения, электроны сталкиваются с атомами проводника, отдавая имеющуюся кинетическую энергию. Все электроны движутся с непрерывно изменяющейся скоростью.

Уменьшение скорости происходит, когда электроны сталкиваются с другими электронами и атомами, попадающимися на пути. В дальнейшем, под воздействием электрического поля, скорость движения электронов вновь увеличивается до нового столкновения. Процесс этот непрерывный, в результате чего, поток электронов в проводнике движется равномерно. При этом, электроны, во время движения, постоянно встречают сопротивление. Это в конечном итоге, приводит к нагреванию проводника.

Что такое сопротивление проводника

Сопротивление – это свойство среды или тела, которое способствует превращению электрической энергии в тепловую, в то время, когда по нему проходит электрический ток. Изменить значение тока в цепи можно при помощи переменного электрического сопротивления, называемого реостатом. Нужное сопротивление вводится при помощи специального ползунка, установленного в определенном положении.

Проводник с большой длиной и малым поперечным сечением, обладает более высоким сопротивлением. И, наоборот, короткий проводник с большим поперечным сечением способен оказать току совсем небольшое сопротивление.

Два проводника, имеющие одинаковое сечение и длину, но изготовленные из разных материалов, совершенно по-разному проводят электрический ток. Отсюда следует, что материал, напрямую влияет на сопротивление.

Влияние дополнительных факторов

Дополнительные факторы влияют на значение и собственную температуру проводника. При повышении температуры, наблюдается увеличение сопротивления в различных металлах. В жидкостях и угле сопротивление, наоборот, уменьшается. Существуют определенные виды сплавов, у которых, с увеличением температуры сопротивление практически не изменяется.

Таким образом, сопротивление проводника зависит от таких факторов, как его длина и сечение, а также от температуры и материала, из которого он изготовлен. Сопротивление всех проводников измеряется в омах.

Закон Ома для переменного тока

Закон Ома для однородного участка цепи – формула

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Как понять Закон Ома: простое объяснение для чайников с формулой и понятиями

Расчет сечения кабеля — примеры расчета, таблицы, калькулятор

Как определить сечение провода по диаметру: формулы и готовые таблицы

Что понимают под сопротивлением проводника? Назовите и определите его единицу СИ? Перечислите факторы, от которых зависит сопротивление проводника, как изменится сопротивление провода, если 1) его длину увеличить вдвое 2) его радиус увеличить вдвое?

Ответ

Проверено

262,5 тыс. + просмотров

Подсказка: Сопротивление проводника просто определяется как когда поток тока противодействует или сопротивляется материалу, это известно как сопротивление и влияние длины и радиуса на проводник. задается выражением $R=\dfrac{\rho l}{A}$, где l — длина проводника, а A — площадь проводника.

Используемая формула:
$R=\dfrac{V}{I}$
$R=\dfrac{\rho l}{A}$

Полное пошаговое решение:
$\left( i \right)$ Что понимается под сопротивлением:-
Сопротивление – это свойство проводника, благодаря которому он сопротивляется протеканию через него электрического тока.

(ii) Единицей сопротивления в СИ является «Ом» и обозначается символом $\left( \Omega \right)$

(iii) Перечислите фактор, от которого зависит сопротивление проводника.
$\bullet$ Температура проводника
$\bullet$ Длина проводника
$\bullet$ Материал проводника
$\bullet$ Площадь поперечного сечения проводника

(iv) Как влияет сопротивление если:
(i) Его длина удвоена
(ii) Его радиус удвоен

$\to $ Мы знаем, что формула сопротивления
$R=\dfrac{\rho l}{A}$
Где, $\ rho $ = удельное электрическое сопротивление
$l$ = длина проводника
A = площадь поперечного сечения проводника

Следовательно, если длина удвоена, то
$\begin{align}
  & \Rightarrow {{R}_{1}}=\rho \dfrac{\left( 2l \right)}{A} \\
 & \therefore {{R}_{1}}=2\left( R \right) \\
\end{align}$

Таким образом, если длина сопротивления увеличивается вдвое, сопротивление также увеличивается вдвое,

Теперь, когда радиус удвоен, тогда
$\begin{align}
  & \Rightarrow {{R}_{2}}=\dfrac{\rho l}{A} \\
 & \Rightarrow {{R}_{ 2}}=\dfrac{\rho l}{\pi \left( 2{{r}^{2}} \right)} \\ 9{th}}$ начального сопротивления.

Дополнительная информация:
Факторы, влияющие на удельное сопротивление:
1) Длина проводника
2) Температура проводящего материала
3) Площадь поперечного сечения проводника
4) Материал проводника

90 002 Примечание:
Существует разница между сопротивлением и удельным сопротивлением, в отличие от сопротивления, которое зависит только от температуры материала. Что мы и видели в решении.

Дата последнего обновления: 06 мая 2023 г.

•

Всего просмотров: 262,5 тыс.

•

Просмотров сегодня: 2,28 тыс. 03

Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологии Rhizobium класса 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологии класса 12 А NEET_UG

Какое из следующих утверждений относительно бакуловирусов класса 12 биологии NEET_UG

Канализационные или муниципальные канализационные трубы не должны относиться непосредственно к биологии класса 12 NEET_UG

Очистка сточных вод осуществляется A Микробами B Удобрения класса 12 биологии NEET_UG

Иммобилизация ферментов – это A Превращение активного фермента класса 12 биологии NEET_UG

Большинство эубактериальных антибиотиков получают из A Rhizobium класса 12 биологии NEET_UG 900 03

Биоинсектициды Саламин экстрагированы из 12-го класса биологии NEET_UG

Какое из следующих утверждений относительно бакуловирусов 12-го класса биологии NEET_UG

Канализационные или муниципальные канализационные трубы не должны относиться непосредственно к 12-му классу биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется A Микробами B Удобрения класса 12 биологии NEET_UG

Иммобилизация ферментов – это A Преобразование активного фермента класса 12 биологии NEET_UG

Тенденции сомнения 900 03

Сопротивление в проводниках: определение, коэффициенты и формулы

In troduction

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

Сопротивление проводника

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

Удельное сопротивление проводника зависит от

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

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

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

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

Ознакомьтесь с нашим учебным пособием по естественным наукам, чтобы укрепить свои научные представления. Изучите научную тему для 6-го, 7-го и 8-го классов.

Сопротивление зависит от температуры

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

Формула сопротивления проводника

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

Так как, \[R\propto L\]

И, \[R\propto \frac{1}{A}\]

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

Или, \[R = \rho \frac{L}{A}\]

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

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

Влияние температуры на сопротивление

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

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

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

Решение:

Сопротивление = 100 Ом

Проводимость = 20 Сименс/м

Постоянная ячейки =?

Используемая формула,

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

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

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

Часто задаваемые вопросы

1.

Каково значение сопротивления в электричестве?

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

2. Проводники имеют высокое или низкое сопротивление?

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

3. Это резистор лампочки?

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

Теги : Сопротивление , Удельное сопротивление , Температурный коэффициент сопротивления , Сопротивление, зависящее от температуры

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

88Guru — идеальное дополнение к текущей модели обучения. 88Guru создает прекрасную возможность для детей и родителей сблизиться, участвуя в ценной учебной деятельности. Он также предоставляет полную учебную программу на кончиках ваших пальцев для тех моментов, когда вам нужна помощь в короткие сроки.