Site Loader

Содержание

Конспект урока по физике «Расчет сопротивления проводников. Удельное сопротивление». Класс:8

Орг.момент. Приветствие. Сообщение темы, цели урока. (стр.103 п.45)

Каждое тело обладает сопротивлением. Это свойство обнаруживается, когда по телу идет ток. Опыт показывает, что сопротивления разных тел очень сильно отличаются друг от друга: у одних оно составляет доли Ома, у других- миллионы Ом.

На практике чаще всего в качестве проводника используют металлическую проволоку, из которой изготавливают соединительные провода, резисторы, спирали, нити накаливания разных приборов.

От чего же зависит сопротивление металлического проводника? (проблемный вопрос).

  1. Основная часть

Для ответа на этот вопрос проделаем несколько опытов.

Опыт 1. Попробуем выяснить: зависит ли сопротивление проволочного проводника от его длины? Соберем электрическую цепь. Вместо резистора включим проволоку длиной 1 м и определим сопротивление. Напряжение равно 2В, сила тока 1А, значит сопротивление равно 2 Ом.

Затем отрежем половину проволоки (0,5 м) и вновь измерим сопротивление. Напряжение остается такое же 2В, а вот сила тока стала больше 2А. Следовательно, сопротивление проводника стало меньше, оно равно 1Ом. Еще раз уменьшим проволоку в 2 раза и сделаем новое измерение. Результаты опыта внесем в таблицу:

Длина l (м)

1

0,5

0,25

Сопротивление R(Ом)

2

1

0,5

Во сколько раз уменьшается длина проводника, во столько же раз уменьшается сопротивление. Такая зависимость называется прямая пропорциональность.

Сделаем вывод: сопротивление проволочного металлического проводника прямо пропорционально его длине.

Опыт 2. В опыте 1 у нас менялась только длина проволоки, а сечение и материал оставались прежними. Теперь возьмем три проволоки из одного и того же материала, длиной по 1 м, но разного сечения: 1 кв.мм, 2 кв.мм и 4 кв. мм. Будем подключать по очереди: сначала подключим проволоку сечением 1кв.мм и определим сопротивление – 4Ом, потом подключим проволоку сечением 2 кв.мм, определим сопротивление – 2 Ом. Подключим проволоку сечением 4кв.мм, сопротивление равно 1 Ом.

1

2

4

Сопротивление (Ом)

4

2

1

Сделаем вывод: сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения. Чем больше площадь поперечного сечения проводника, тем меньше его сопротивление. Если площадь сечения уменьшить в 2 раза, то сопротивление увеличится в 2 раза.

В ходе третьего опыта выясним, как зависит сопротивление от материала проводника.

Используем все ту же электрическую цепь. Разместим горизонтально с клеммами слева и справа четыре проволоки: медную, алюминиевую, стальную и нихромовую. Длина каждой проволоки — 1 м и сечение — 1 кв.мм. Подключая по очереди каждую проволоку, замеряем каждый раз сопротивление. Результаты опыта внесем в таблицу:

  • медная проволока – сопротивление 0,017 Ом;

  • алюминиевая проволока – сопротивление 0,02 Ом;

  • стальная проволока – сопротивление 0,1 Ом;

  • проволока из нихрома – сопротивление 1 Ом.

Вещество

Сопротивление (Ом)

Медь

0,017

Алюминий

0,02

Сталь

0,1

Нихром

1

Сделаем вывод: наименьшим сопротивлением обладает медная проволока, а самым большим – проволока из нихрома.

Значит сопротивление проводника зависит от материала.

Физическая величина, равная сопротивлению проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1кв.мм, называется удельным сопротивлением вещества. Эту величину можно измерить опытным путем и составить специальные таблицы. Удельное сопротивление вещества обозначается буквой «ро» и на практике измеряется в Ом умноженное на миллиметр в квадрате, деленое на метр.

Например, удельное сопротивление меди равно 0,017 Ом* кв.мм/м.

В системе СИ удельное сопротивление измеряется в Ом умноженное на метр. Например, удельное сопротивление меди в системе СИ будет равно 0, 000000017 Ом*м.

Опыты показали, что сопротивление металлического проволочного проводника прямо пропорционально его длине, обратно пропорционально площади поперечного сечения и зависит от вещества, из которого изготовлен проводник.

Если обозначить буквой l «эль»– длину проводника, буквой S «эс» – площадь поперечного сечения проводника, а буквой «ро»- удельное сопротивление проводника, то можно написать формулу, по которой можно вычислить величину сопротивлении проводника, если известно вещество проводника, его длина и площадь поперечного сечения проводника:

Теперь, когда мы знаем, от чего зависит сопротивление металлического проводника, можно познакомиться с наиболее распространенными устройствами электрической цепи.

Ни одна цепь не может обойтись без соединительных проводов. В большинстве случаев необходимо, чтобы провода имели малое сопротивление. Поэтому, соединительные провода целесообразно изготавливать из меди. Часто используются алюминиевые провода, например, электропроводка в квартирах. Это обусловлено тем, что материал хорошо проводит ток, не дорогой и удобен в различных соединениях. Алюминий значительно дешевле меди, поэтому для проводки в жилых помещениях используют алюминиевые провода. Но у них есть большой недостаток: они ломкие. Поэтому, в конструкциях, где провода будут часто сгибаться, используют медные провода.

Другой элемент электрической цепи носит название резистор. Изготавливают резисторы из проволоки, которую наматывают на каркас из негорючего материала. Резисторы чаще всего используют, чтобы ограничить силу тока в цепи.

Часто при составлении электрической цепи требуется устройство с переменным сопротивлением. Мы уже понимаем, чтобы менять сопротивление, удобнее всего менять его длину. Именно так меняют сопротивление в ползунковых реостатах. Рассмотрим его устройство. Длина всей проволоки, намотанной на керамический цилиндр, не меняется, а длина части, включенной в цепь, может меняться от нуля до максимального значения. Нужно только подсоединить один конец к клемме, соединенной с подвижным контактом или ползунком. Провод намотан виток к витку и имеет довольно большую длину, поэтому можно менять сопротивление в большом диапазоне. На экране вы видите, как изображается реостат на схемах.

Сегодня мы рассмотрели, что сопротивление зависит от длины, от поперечного сечения и от вещества, из которого сделан проводник. Кроме того, мы рассмотрели различные виды сопротивлений, в том числе и переменные для прерывистого и плавного регулирования сопротивления в цепи. Некоторые переменные сопротивления используются для регулирования громкости воспроизведения звуковых передач.

Урок физики «Расчет сопротивления проводника.

Удельное сопротивление проводника». 8-й класс

1. Актуализация: повторение пройденного материала

1) Ответить на вопросы и записать правильные ответы:

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

2) Решить задачу:

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

2. Изучение нового материала

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

задачи нашего урока.

Сегодня на уроке ты узнаешь:

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

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

3.

Экспериментальная часть

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

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

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

№ опыта

Наименование проводника

l, м

S,мм2

I, A

U, B

R, Ом

1. нихром одинаковая меньше      
  нихром одинаковая больше      

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

Какой вид зависимости?________________________________________________________

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

№ опыта

Наименование проводника

l,м

S,мм2

I, A

U, B

R, Ом

1. нихром меньше одинаковая      
  нихром больше одинаковая      

Делаем вывод: При увеличении длины проводника, сопротивление _________________________

Какой вид зависимости?_____________________________________________________________

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

№ опыта Наименование проводника

L,м

S,мм2

I, A U, B R, Ом
3. нихром одинаковая одинаковая      
  медь одинаковая одинаковая      

4) Делаем вывод: R зависит от ______________.

5) Сделайте обобщение, проанализировав предыдущие выводы:

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

R = ρ • L/S

Где ρ – коэффициент, характеризующий электрические свойства вещества, из которого изготовлен проводник. Этот коэффициент называется

удельным сопротивлением вещества.
L – длина проводника,
S – площадь поперечного сечения проводника

               ρ = R • S/L

               [ ρ ] = Ом•м

Удобнее выражать так: 

               [ ρ ] = Ом•мм2

Чему будут равны L и S?

L= R • S/ρ          S = ρL/R

6) Откройте учебник на странице 105 Таблицу 8.

Найдём в таблице:

Удельное сопротивление меди = 0,017 Ом•мм

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

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

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

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

4. Практическое применение: (прочитать)

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

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

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

____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________

                   

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

Удельное сопротивление тканей тела, Ом*м:

мышцы…………………………. 1,5
кровь. ………………………… 1,8

верхний слой кожи (сухой)……….. 3,3-105
кость (без  надкостницы)………… 2-106

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

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

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

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

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

6. Закрепление изученного

Задача 1

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

Задача 2

Имеются две медные проволоки одинаковой длины. У одной площадь поперечного сечения 1 мм2, а у другой – 5 мм2. У какой проволоки сопротивление меньше и во сколько раз?

Задача3

При устройстве молниеотвода использовали железный провод сечением 35 мм2 и длиной 25 м. Определите его сопротивление.

Задача 4

Ртуть заполняет стеклянную трубку с внутренним сечением 1 мм2 и имеет сопротивление 2Ом. Вычислите длину столбика ртути в трубке.

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

Технологическая карта урока физики 8 класс «Расчет сопротивления. Удельное сопротивление проводника»

Разработка сценария урока

1.Тема программы — Электрические явления

2. Тема урока — Расчёт сопротивления проводников. Удельное сопротивление.

3. Тип урока — Урок изучения и первичного закрепления новых знаний

4. Вид урока — смешанный (несколько видов деятельности примерно одинаковых по времени)

5.Цель методическая – Исследование зависимости сопротивления проводника от его геометрических параметров и материала, из которого он изготовлен. Знакомство с возможностями использования этой зависимости в практической жизни человека

Образовательные. Создание условий для экспериментального определения зависимости сопротивления проводника от его параметров; формирования первоначального представления учащихся об удельном сопротивлении материала проводника; формирования умения определять сопротивление проводника при помощи электроизмерительных приборов; формирования навыков объяснять результаты физического опыта и применять полученные знания при решении практических задач.

Развивающие. Создание условий для формирования исследовательских компетенций учащихся путем организации фронтального эксперимента и виртуального мини-исследования с использованием электронных ресурсов; развития умений учащихся воспринимать и представлять информацию в словесной, графической, символической формах; формирования навыков анализа результатов экспериментальной деятельности, умения делать выводы на основе проведенного анализа; развития умения работать с различными источниками информации; формирования коммуникативных компетенций учащихся;

Воспитательные. Создание условий для воспитания коллективизма, чувства ответственности за работу группы, взаимопомощи; политехнического воспитания; развития самостоятельности учащихся; развития познавательного интереса учащихся к предмету.

6. Цели образования (Планируемые образовательные результаты)

Предметные —

умение формулировать понятие удельного сопротивления;

знать/называть единицы измерения удельного сопротивления в различных системах единиц измерения;

умение наблюдать и описывать физические явления, для объяснения которых необходимо представление о сопротивлении проводника;

умение записывать формулу для вычисления сопротивления проводника;

умение рассчитывать сопротивление, силу тока и напряжение по известным параметрам проводника;

овладение умениями формулировать гипотезы, оценивать полученные результаты;

приобретение опыта простых экспериментальных исследований, прямых и косвенных измерений с использованием аналоговых и цифровых измерительных приборов.

Метапредметные

Познавательные

Овладение навыками:

-нахождения ответов на вопросы, используя эксперимент, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке;

— исследовательской и проектной деятельности.

Коммуникативные

Развитие умений: — организовывать и планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками; — распределения функций участников группы.

Регулятивные

Формирование навыков:

— определять и формулировать цель исследовательской деятельности на уроке; -планировать этапы экспериментальной работы; — выдвигать гипотезу; — работать по предложенному группой плану; — анализировать полученный результат; — давать эмоциональную оценку своей деятельности на уроке.

Личностные

формирование целостного научного мировоззрения;

воспитание чувства товарищеской взаимовыручки, этики групповой работы;

формирование осознанного, толерантного отношения друг к другу;

формирование ответственного отношения к обучению, готовности и способности к саморазвитию и самообразованию.

7. Материально-техническое обеспечение урока:

1)“Физика 7-11 класс” Библиотека электронных наглядных пособий;

2)Электронное приложение к учебнику Физика8 класс/Перышкин А.В.- издательство «Дрофа»

3)Интерактивная доска, мультимедийный проектор, интерактивная доска. Прикладное программное обеспечение (Exсel, Power Point, Microsoft Word).

4)http://school- collection.edu.ru /- Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов;

5) www.class-fizika.narod.ru Классная физика.

6)К исследовательской работе: источник питания ВС-24М; вольтметр лабораторный; амперметр лабораторный; ключ; реостат 15 Ом, 5 А; магазин сопротивлений; соединительные провода; реохорд; 3 прибора с набором проводников разной длины, площади поперечного сечения и материала.

Технологическая карта урока, реализующего формирование УУД

Предмет – физика

Класс- 8

Автор программы: А.В.Перышкин, Н.В. Филонович, Е.М.Гутник

Тема урока — Расчёт сопротивления проводников. Удельное сопротивление.

Тип урока — Урок изучения и первичного закрепления новых знаний

Ход урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

познавательная

коммуникативная

регулятивная

Осуществляемые действия

Формируемые способы деятельности

Осуществляемые действия

Формируемые способы деятельности

Осуществляемые действия

Формируемые способы деятельности

1. Организационный момент

Формирование самооценки готовности к уроку.

Приветствие обучающихся, проверка готовности класса к уроку.

Отвечают на приветствие учителя

Выделение существенной информации из слов учителя.

Взаимодействуют с учителем

Слушание учителя

Целеполагание

Саморегуляция, как способность к мобилизации сил и энергии для восприятия нового материала.

2. Постановка цели и задач урока

У. Здравствуйте, ребята. Садитесь. Проверьте все ли у вас готово к уроку. Напоминаю, для дальнейшей работы вам необходима рабочая тетрадь, ручка, карандаш, линейка и учебник. О чем же мы будем говорить сегодня? Для начала предлагаю вам отгадать загадку:

Бегу, бегу по проводам,

И нет меня быстрее!

Тепло и свет несу я вам,

И делать все умею! Сегодня мы продолжим изучать основные физические величины, влияющие на силу электрического тока в проводнике. Нам предстоит экспериментальным путем выяснить, от чего они зависят. Великий китайский философ Конфуций сказал «Три пути ведут к знанию: путь размышления – это путь самый благородный, путь подражания – это путь самый легкий, и путь опыта – это путь самый горький». Но, мы, то с вами помним, что эксперимент – основной метод познания в физике.

Объявляет тему урока, формулирует его цели и настраивает класс на продуктивную деятельность, зачитывая эпиграф к уроку (создает эмоциональный настрой на восприятие нового материала). Постановка проблемного вопроса

Отвечают на вопросы учителя, участвуют в обсуждении целей урока.

Выделение существенной информации из слов

Взаимодействуют с учителем

Слушание учителя.

 

Умение слушать в соответствии с целевой установкой. Принятие и сохранение учебной цели и задачи.

3.Вхождение в тему урока и создание условий для осознанного восприятия нового материала

Для повторения изученного ранее материала давайте вспомним:

1. Что называют электрическим током?

2. Какими физическими величинами его характеризуют количественно?

3. На предыдущем уроке мы выяснили, что является причиной сопротивления проводника. Назовите ее.

Затем 3 учащихся вызываются к доске отвечать на вопросы о силе тока, напряжении и сопротивлении по плану. Примерные вопросы для одного из опрашиваемых:

1. Что показывает сила тока (напряжение, сопротивление)?

2. Какой буквой она (-оно) обозначается, по какой формуле рассчитывается?

3. Как называется единица измерения силы тока (напряжения, сопротивления)?

4. Как называется прибор для измерения силы тока (напряжения, сопротивления)?

5. Каким способом он включается в цепь? Как обозначается в схеме эл. цепи?

Далее учитель предлагает учащимся устно решить графическую задачу: по графику зависимости силы тока от напряжения необходимо сравнить сопротивления трех проводников. (Использование электронного приложения [3])

Беседует по вопросам. Даёт задания обучающимся. Осуществляет индивидуальный контроль. Побуждает к высказыванию своего мнения, проводит параллель с ранее изученным материалом

Отвечают на вопросы учителя, участвуют в обсуждении решения качественных задач, предложенных учителем.

Компетенция обучающихся в области физики.

Взаимодействуют с учителем

Слушание учителя, работа с рисунком, с символами.

Самоконтроль. Взаимоконтроль выполнения задания в парах

Регуляция учебной деятельности

4.Организация и самоорганизация учащихся в ходе дальнейшего усвоения материала. Организация обратной связи.

Графическое задание еще раз напомнило нам о том, что сила тока в проводнике определяется не только напряжением на концах проводника, но и его сопротивлением. Далее учитель демонстрирует настольную электрическую лампу переменной мощности. Вращая ручку регулятора светимости, педагог показывает разные режимы работы лампы. Затем проводится подобный эксперимент с магнитофоном: демонстрируется возможность изменять громкость звука. Ребята, как вы думаете, что происходит в данных электрических цепях при изменении светимости и громкости?

Учитель акцентирует внимание на том, что приборы работают при одинаковом напряжении, предлагает объяснить результат эксперимента и вспомнить, не проявляется ли такая же ситуация у каждого дома.

А как вы думаете, от чего зависит сопротивление проводника, и как его можно изменять? Учащиеся выдвигают различные гипотезы для ответа на поставленный вопрос.

Задает вопрос: «Какую цель на уроке мы должны поставить, исходя из результатов наших наблюдений и рассуждений? Какие задачи нам необходимо решить?».

У. Выясним: от чего зависит сопротивление проводника?

Создание проблемной ситуации для активизации познавательного процесса и условий для успешного усвоения нового материала.

Учитель проводит демонстрационный эксперимент и обозначает перед обучающимися проблему.

Умения преобразовывать информацию из одной формы в другую. Слушают учителя, отвечают на вопросы.

Наблюдение за физическим экспериментом учителя, за материалом ЭОР.

Учащиеся анализируют демонстрационный эксперимент и предлагают пути решения поставленной проблемы.

Формирование умения наблюдать, делать выводы,

Исследовать, сравнивать, пользоваться физическими терминами, участвовать в диалоге.

Умения оформлять свои мысли в устной и письменной форме; слушать и понимать речь других.

Обсуждают эксперимент прилагают усилия на решение поставленных вопросов, участвуют в диалоге по предложенным вопросам

Координация усилий по решению учебной задачи, учитывать мнения других при диалоге договариваться и приходить к общему мнению в совместной деятельности

Умение определять и формулировать цель на уроке с помощью учителя, проговаривать последовательность действий на уроке, планировать свое действие в соответствии с поставленной задачей, работать в коллективе.

Самоконтроль и взаимоконтроль Контроль правильности ответов обучающихся

Умение внимательно слушать, осмысленно читать, организовать себя, планировать, корректировать свои действия в соответствии с целевой установкой. Принятие и сохранение учебной цели и задачи. Уточнение и дополнение высказываний обучающихся

5. Практикум

Среди задач, поставленных вами, была озвучена следующая задача: «Выяснить, от чего зависит сопротивление проводника». Сейчас вам предоставляется возможность самостоятельно экспериментально решить поставленную задачу в группах, сделать выводы и поделиться выводами со всем классом. Для этого трем группам предоставляются технологические карты исследования и наборы приборов. Каждая из этих групп должна выбрать способ решения поставленной задачи при помощи данного экспериментального оборудования, провести эксперимент и проанализировать его результаты. Затем составить отчет по результатам проведенной работы.

Другие три группы должна выполнить виртуальный эксперимент и проанализировать его результаты. Затем составить отчет по результатам проведенной работы и представить на интерактивной доске. Прежде чем выполнять фронтальный эксперимент, давайте вспомним методы измерения сопротивления проводников. (Использование электронного приложения [3])

Класс предварительно разбивается на четыре группы, в каждой группе по 6-7 человек.

I группа исследует зависимость сопротивления от длины проводника

II группа исследует зависимость сопротивления проводника от площади сечения. III группа исследует зависимость сопротивления проводника от вида материала проводника.

http://fcior.edu.ru/card/3091/izuchenie-zavisimosti-elektricheskogo-soprotivleniya-provodnika-ot-ego-dliny.html

http://fcior.edu.ru/card/7889/izuchenie-zavisimosti-elektricheskogo-soprotivleniya-provodnika-ot-ploshadi-ego-poperechnogo-secheni. html. http://fcior.edu.ru/card/8139/izuchenie-zavisimosti-elektricheskogo-soprotivleniya-provodnika-ot-ego-materiala.html

http://fcior.edu.ru/card/12555/udelnoe-elektricheskoe-soprotivlenie-veshestv.html

IV группа проводит виртуальный эксперимент по исследованию зависимости сопротивления от длины проводника.

V группа проводит виртуальный эксперимент по исследованию зависимости сопротивления от площади сечения. VI группа проводит виртуальный эксперимент по исследованию зависимости сопротивления от вида материала проводник

Ставит проблему, определяет путь и этапы работы с ЭОР, побуждает к поиску путей решения поставленной проблемы. Проводит инструктаж по ТБ. Контролирует работу групп. Проверяет правильность сборки электрической цепи

Умения ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного с помощью учителя.

Оформляют результат в произвольной форме, читают конспект, учебник, получают консультацию учителя ,готовят краткое выступление

1. Слушают рекомендации учителя для выполнения практического

задания. 2.Выполняют 6 практических заданий по группам.

3. Делают выводы по результатам выполнения каждого задания в группах.

4. Обобщают результаты выполненных экспериментов и формулируют общий вывод.

5.Представляют результаты своей экспериментальной работы всему классу при помощи интерактивной доски и демонстрации своей экспериментальной установки. 6. Фиксируют вывод в тетради: «Сопротивление проводника зависит от длины проводника, площади его поперечного сечения и материала. Чем больше длина проводника, тем больше сопротивление. Чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше сопротивление»7.Слушают объяснение учителя об удельном сопротивлении и выполняют записи в тетрадях. 8.Анализируют формулу для расчѐта сопротивления проводника и убеждаются в правильности сделанных выводов. 9.Устанавливают единицы измерения удельного сопротивления. 10.Воспринимают информацию. 10.Работают с таблицей удельного сопротивления (учебник) и отвечают на вопросы учителя.

Построение по предложенному алгоритму речевого высказывания в устной форме. Выделение существенной информации оформление результатов творческой, коллективной работы.

Умения оформлять свои мысли в устной и письменной форме; слушать и понимать речь других.

Участвуют в работе группы, сотрудничают при решении учебных задач. Обсуждают результаты других групп фронтально..

Формирование умения формулировать собственное мнение и позицию, понимать на слух ответы обучающихся. Умение оказать и принять помощь.

Умения планировать свое действие в соответствии с поставленной задачей, работать по коллективно составленному плану, вносить необходимые коррективы в действие после его завершения на основе его оценки и учета характера сделанных ошибок.

Понимание заданий, планирование деятельности. Контроль правильности ответов обучающихся.

Самоконтроль .

Умение готовить выступление ,слушать. Принятие и сохранение учебной цели и задачи. Обсуждение, дополнение высказываний обучающихся.

Осуществление самоконтроля и взаимоконтроля

6. Проверка полученных результатов. Коррекция.

У. К каким выводам вы пришли? Отчет группы № 1: Сила тока увеличивается, при уменьшении длины проводника, напряжение осталось прежним. Следовательно: сопротивление зависит от длины проводника. Во сколько раз больше длина проводника, во столько раз меньше сила тока, а значит больше сопротивление. Отчет группы № 2: Сопротивление проводника зависит от площади поперечного сечения: во сколько раз больше площадь, во столько раз меньше сопротивление (и наоборот, чем меньше площадь сечения проводника, тем больше сопротивление). Отчет группы № 3: Сопротивление проводника зависит от рода вещества (материала), из которого он изготовлен. Группы № 4,5 и 6 при помощи интерактивной доски показывают всему классу виртуальный эксперимент с подробным объяснением. Какой общий вывод можно сделать?

В ходе выполнения задания вы пришли к выводу, что сопротивление зависит от материала, из которого изготовлен проводник. Для того, чтобы характеризовать материал по способности ограничивать силу тока в электрических цепях вводят такое понятие как «удельное сопротивление» (обозначение «ρ»). Для каждого вещества определено значение удельного сопротивления.

Вводит понятие удельного сопротивления: Сопротивление проводника из данного вещества длиной 1метр, площадью поперечного сечения 1 квадратный миллиметр называется удельным сопротивлением проводника.

С учетом сделанных вами выводов привожу формулу расчета электрического сопротивления. (Использование электронного приложения [3])

Создание ситуации творчества. Помощь в систематизации знаний. Контроль за выполнением задания. Помощь учащимся, у которых возникли затруднения.

Корректирует формулировку выводов. Формулирует понятие и физический смысл удельного сопротивления. Организует проверку полученных результатов и закрепление полученных знаний. Обеспечивает положительную реакцию детей на творчество одноклассников.

Формулируют выводы и выявляют закономерности.

Формулируют конечный результат своей работы.

Выделение существенной информации. Логические умозаключения.

Осознанно и произвольно строят речевое высказывание в устной форме.

Участвуют в обсуждении во фронтальном режиме.

Понимать на слух ответы обучающихся, уметь формулировать собственное мнение и позицию, уметь использовать речь для регулирования своего действия.

Контроль правильности ответов обучающихся.

Самоконтроль понимания заданий.

Умение слушать. Принятие и сохранение учебной цели и задачи. Уточнение и дополнение высказываний обучающихся.

Осуществление самоконтроля и взаимоконтроля.

7. Закрепление материала

Предлагает учащимся поработать с таблицей удельного сопротивления некоторых веществ и ответить на вопросы: 1.В каких единицах измерения представлены значения удельного сопротивления в таблице?

2.Какое вещество имеет наибольшее удельное сопротивление?

3.Какое вещество имеет наименьшее удельное сопротивление? 4.Какое вещество используется в проводах линий электропередач? Почему?

5.Чему равно удельное сопротивление алюминия? Что означает эта запись в таблице?

6.Чему равно удельное сопротивление меди? Что означает эта запись?

Помощь в систематизации знаний. Проведение закрепления материала. Контроль за выполнением задания. Организует самостоятельную работу учащихся с учебником.

Слушают своих товарищей, выполняющих задание эвристического характера

Закрепление знаний, полученных на уроке. Построение речевого высказывания в устной форме.

Участвуют в диалоге с учителем и в обсуждении ответов на вопросы .

Понимание на слух ответов обучающихся, умение формулировать собственное мнение и позицию, аргументированно отстаивать свою точку зрения

Контроль правильности ответов обучающихся.

Самоконтроль понимания вопросов и знания правильных ответов.

Умение слушать в соответствие с целевой установкой. Принятие и сохранение учебной цели и задачи. Уточнение и дополнение высказываний обучающихся.

Осуществление самоконтроля

8. Подведение итогов. Рефлексия

Приведите в порядок свои рабочие места. Предлагает продолжить следующие фразы:

сегодня я узнала…

было интересно…

было трудно…

я выполняла задания…

я поняла, что…

теперь я могу…

я почувствовала, что…

я приобрела…

я научилась…

Предлагает учащимся вернуться к цели и задачам урока, проанализировать степень их достижения, объяснить результаты эксперимента, поставленного в начале урока с использованием новой терминологии, сделать выводы. Сообщает оценки за урок.

Проводит рефлексию, анализирует

Вспоминают цель урока. Анализируют степень ее достижения. Корректируют выдвинутые предположения по результатам первичного эксперимента. Формулируют выводы. Оценивают успешность своей работы на уроке и уровень усвоения знаний.

Умение делать выводы

Взаимодействуют с учителем

Уметь формулировать собственное мнение

Учащиеся проводят самоанализ деятельности, продолжая одну из предложенных фраз, саморегуляцию эмоционального состояния

Умение проводить самоанализ деятельности, продолжая одну из предложенных фраз

9. Домашнее задание.

Сообщает учащимся домашнее задание: 1.§43,45; упр. 20 № 2 (в) Благодарит учащихся за плодотворный совместный труд. Заключительное слово учителя: «Три пути ведут к знанию: путь размышления – это путь самый благородный, путь подражания – это путь самый легкий, и путь опыта – это путь самый горький». Так сказал древний китайский философ Конфуций. Я надеюсь, что сегодня на уроке вы прошли всеми путями к своим знаниям и получили именно тот результат, который ожидали. Спасибо вам за урок и плодотворную работу.

Формулировка домашнего задания, инструктаж по его выполнению

           

Список литературы для учителя:

1.Рабочие программы. Физика.7-9классы: учебно-методическое пособие/сост.Е.Н. Тихонова.-2-е изд.,стереоти.-М.:Дрофа,2013.-398.

2. Физика.8 класс. Учебник. Вертикаль. ФГОС./ А.В.Перышкин.- М.: Дрофа,2013.

3. Электронное приложение к учебнику Физика8 класс/Перышкин А.В.- издательство «Дрофа»

4. Физика.7-9 класс. Сборник вопросов и задач. Учебное пособие. Вертикаль. ФГОС.-М.:Дрофа,2014

5. Физика. 8класс: тесты/ Н. К.Ханнанов, Т.А.Ханнанова.- М.:Дрофа,2011

6. Физика. 8 класс: дидактические материалы/ Марон А.Е., Марон Е.А. — М.: Дрофа, 2013

7. Проектирование урока по физике с позиции формирования универсальных учебных действий. Автор Кукина Е. Л. (материалы Всероссийский интернет-семинар 10 сентября — 15 октября 2013. «УУД как основа построения целостного образовательно-воспитательного процесса») — периодическое издание НАУКОГРАД. г.Томск

8. «Конструирование технологической карты урока в соответствии с требованиями ФГОС»,И.М.Логинова, Г.Л. Копотева ,- М.: «Управление начальной школы»,№12,2011год.

9. Методика конструирования урока с использованием электронных образовательных ресурсов, Чернобай Е. В. // Стандарты и мониторинг в образовании. – 2010. – № 1. – С . 11-14.

Удельное сопротивление меди. Физика процесса

Часто в электротехнической литературе встречается понятие «удельное электрическое сопротивление меди». И невольно задаешься вопросом, а что же это такое?

Понятие «сопротивление» для любого проводника непрерывно связано с пониманием процесса протекания по нему электрического тока. Так как речь в статье пойдет о сопротивлении меди, то и рассматривать нам следует ее свойства и свойства металлов.

Когда речь идет о металлах, то невольно вспоминаешь, что все они имеют определенное строение – кристаллическую решетку. Атомы находятся в узлах такой решетки и совершают относительно них периодические колебания. Расстояния и местоположение этих узлов зависит от сил взаимодействия атомов друг с другом (отталкивания и притяжения), и различны для разных металлов. А вокруг атомов по своим орбитам вращаются электроны. Их удерживает на орбите тоже равновесие сил. Только это силы притяжения к атому и центробежная. Представили себе картинку? Можно назвать ее, в некотором плане, статической.

А теперь добавим динамики. На кусок меди начинает действовать электрическое поле. Что же происходит внутри проводника? Электроны, сорванные силой электрического поля со своих орбит, устремляются к его положительному полюсу. Вот Вам и направленное движение электронов, а вернее, электрический ток. Но на пути своего движения они натыкаются на атомы в узлах кристаллической решетки и электроны, еще продолжающие вращаться вокруг своих атомов. При этом они теряют свою энергию и изменяют направление движения. Теперь становится немного понятнее смысл фразы «сопротивление проводника»? Это атомы решетки и вращающиеся вокруг них электроны оказывают сопротивление направленному движению электронов, сорванных электрическим полем со своих орбит. Но понятие сопротивление проводника можно назвать общей характеристикой. Более индивидуально характеризует каждый проводник удельное сопротивление. Меди в том числе. Эта характеристика индивидуальна для каждого металла, поскольку напрямую зависит только от формы и размеров кристаллической решетки и, в некоторой мере, от температуры. При повышении температуры проводника атомы совершают более интенсивное колебание в узлах решетки. А электроны вращаются вокруг узлов с большей скоростью и на орбитах большего радиуса. И, естественно, что свободные электроны при движении встречают и большее сопротивление. Такова физика процесса.

Удельное сопротивление меди — это стандартная величина. Значения этого параметра для всех металлов и других веществ, измеренные при 20° C, можно легко найти в справочной таблице. Для меди она составляет 0,0175 Ом*мм2/м. Из наиболее широко встречающихся в природе металлов эта величина близка по значению только у алюминия. У него она составляет 0,0271 Ом*мм2/м. Удельное сопротивление меди по своему значению уступает только серебру, величина которого равна 0,016 Ом*мм2/м. Это обуславливает ее широкое применение в электротехническом оборудовании, при изготовлении силовых кабелей, различных видов проводников, при печатном монтаже электронных устройств. Без медных проводов невозможно создание силовых трансформаторов и двигателей для малых бытовых электроприборов, обладающих свойством энергосбережения. В этом случае существенно возрастают требования к химической чистоте вещества, так как при присутствии в нем даже 0,02% алюминия удельное сопротивление меди увеличивается на 10%. Такая медь, правда, считается технически чистой и допускается изготовление из нее ряда определенных изделий.

Без знания значений удельного сопротивления невозможно осуществлять расчеты общего сопротивления проводников по их размерам и форме при разработке и проектировании электротехнического оборудования. Для расчета общего сопротивления проводника используется формула R = р*l / S, где встречающиеся сокращения обозначают следующее:

R – общее сопротивление проводника;

p – удельное сопротивление металла;

l – длина данного проводника;

S – площадь сечения проводника.

Для нужд электротехнической сферы налажено широкое производство таких металлов, как алюминий и медь, удельное сопротивление которых достаточно мало. Из этих металлов изготавливают кабели и различного типа провода, которые широко используются в строительстве, для производства бытовых приборов, изготовления шин, обмоток трансформаторов и других электротехнических изделий.

Проект по физике «исследование зависимости электрического сопротивления проводника от температуры»

Газы

Газы выполняют роль диэлектрика и не могут проводить электроток. А для того чтобы он сформировался необходимы носители зарядов. В их роли выступают ионы, и они возникают за счет влияния внешних факторов.

Зависимость можно рассмотреть на примере. Для опыта используется такая же конструкция, что и в предыдущем опыте, только проводники заменяются металлическими пластинами. Между ними должно быть небольшое пространство. Амперметр должен указывать на отсутствие тока. При помещении горелки между пластинами, прибор укажет ток, который проходит через газовую среду.

Ниже предоставлен график вольт-амперной характеристики газового разряда, где видно, что рост ионизации на первоначальном этапе возрастает, затем зависимость тока от напряжения остается неизменная (то есть при росте напряжения ток остается прежний) и резкий рост силы тока, который приводит к пробою диэлектрического слоя.

Рассмотрим проводимость газов на практике. Прохождение электрического тока в газах применяется в люминесцентных светильниках и лампах. В этом случае катод и анод, два электрода размещают в колбе, внутри которой есть инертный газ. Как зависит такое явление от газа? Когда лампа включается, две нити накала разогреваются, и создается термоэлектронная эмиссия. Внутри колба покрывается люминофором, который излучает свет, который мы видим. Как зависит ртуть от люминофора? Пары ртути при бомбардировании их электронами образуют инфракрасное излучение, которое в свою очередь излучает свет.

Если приложить напряжение между катодом и анодом, то возникает проводимость газов.

Измерение электрической проводимости

Расчеты сопротивлений требуют определенного количества времени, поэтому для измерений их величин применяются специальные электроизмерительные приборы, которые называются омметрами. Измерительный прибор состоит из стрелочного индикатора, к которому последовательно включен источник питания.

Измеряют R все комбинированные приборы, такие как тестеры и мультиметры. Обособленные приборы для измерения только этой характеристики применяются крайне редко (мегаомметр для проверки изоляции силового кабеля).

Прибор применяется для прозвонки электрических цепей на предмет повреждения и исправности радиодеталей, а также для прозвонки изоляции кабелей.

При измерении R необходимо полностью обесточить участок цепи во избежание выхода прибора из строя

Для это необходимо предпринять следующие меры предосторожности:

  1. Вытянуть вилку из сети.
  2. Включить прибор, при этом произойдет разрядка конденсаторов.
  3. Приступить к измерению или прозвонке.
  4. Установить переключатель в режим измерения сопротивления.
  5. Закоротить щупы прибора, чтобы удостовериться в его работоспособности (покажет очень малое сопротивление).
  6. Измерить необходимый участок.

В дорогих мультиметрах есть функция прозвонки цепи, дублируемая звуковым сигналом, благодаря чему нет необходимости смотреть на табло прибора.

Таким образом, электрическое сопротивление играет важную роль в электротехнике. Оно зависит в постоянных цепях от температуры, силы тока, длины, типа материала и площади поперечного сечения проводника. В цепях переменного тока эта зависимость дополняется такими величинами, как частота, емкость и индуктивность. Благодаря этой зависимости существует возможность изменять характеристики электричества: напряжение и силу тока. Для измерений величины сопротивления применяются омметры, которые используются также и при выявлении неполадок проводки, прозвонки различных цепей и радиодеталей.

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.

Зависимость проводимости материала

Способность проводника к пропусканию электрического тока зависит от многих факторов: напряжения, тока, длины, площади поперечного сечения и материала проводника, а также от температуры окружающей среды.

В электротехнике для произведения расчетов и изготовления резисторов учитывается и геометрическая составляющая проводника.

От чего зависит сопротивление: от длины проводника — l, удельного сопротивления — p и от площади сечения (с радиусом r) — S = Пи * r * r.

Формула R проводника: R = p * l / S.

Из формулы видно, от чего зависит удельное сопротивление проводника: R, l, S. Нет необходимости его таким способом рассчитывать, потому что есть способ намного лучше. Удельное сопротивление можно найти в соответствующих справочниках для каждого типа проводника (p — это физическая величина равная R материала длиною в 1 метр и площадью сечения равной 1 м².

Однако этой формулы мало для точного расчета резистора, поэтому используют зависимость от температуры.

Влияние температуры окружающей среды

Доказано, что каждое вещество обладает удельным сопротивлением, зависящим от температуры.

Для демонстрации это можно произвести следующий опыт. Возьмите спираль из нихрома или любого проводника (обозначена на схеме в виде резистора), источник питания и обычный амперметр (его можно заменить на лампу накаливания). Соберите цепь согласно схеме 1.

Схема 1 — Электрическая цепь для проведения опыта

Необходимо запитать потребитель и внимательно следить за показаниями амперметра. Далее следует нагревать R, не отключая, и показания амперметра начнут падать при росте температуры. Прослеживается зависимость по закону Ома для участка цепи: I = U / R. В данном случае внутренним сопротивлением источника питания можно пренебречь: это не отразится на демонстрации зависимости R от температуры. Отсюда следует, что зависимость R от температуры присутствует.

Физический смысл роста значения R обусловлен влиянием температуры на амплитуду колебаний (увеличение) ионов в кристаллической решетке. В результате этого электроны чаще сталкиваются и это вызывает рост R.

Согласно формуле: R = p * l / S, находим показатель, который зависит от температуры (S и l — не зависят от температуры). Остается p проводника. Исходя из это получается формула зависимости от температуры: (R — Ro) / R = a * t, где Ro при температуре 0 градусов по Цельсию, t — температура окружающей среды и a — коэффициент пропорциональности (температурный коэффициент).

Для металлов «a» всегда больше нуля, а для растворов электролитов температурный коэффициент меньше 0.

Формула нахождения p, применяемая при расчетах: p = (1 + a * t) * po, где ро — удельное значение сопротивления, взятое из справочника для конкретного проводника. В этом случае температурный коэффициент можно считать постоянным. Зависимость мощности (P) от R вытекает из формулы мощности: P = U * I = U * U / R = I * I * R. Удельное значение сопротивления еще зависит и от деформаций материала, при котором нарушается кристаллическая решетка.

Деформация и удельное сопротивление

При обработке металла в холодной среде при некотором давлении происходит пластическая деформация. При этом кристаллическая решетка искажается и растет R течения электронов. В этом случае удельное сопротивление также увеличивается. Этот процесс является обратимым и называется рекристаллическим отжигом, благодаря которому часть дефектов уменьшается.

При действии на металл сил растяжения и сжатия последний подвергается деформациям, которые называются упругими. Удельное сопротивление уменьшается при сжатии, так как происходит уменьшение амплитуды тепловых колебаний. Направленным заряженным частицам становится легче двигаться. При растяжении удельное сопротивление увеличивается из-за роста амплитуды тепловых колебаний.

https://youtube. com/watch?v=Vb4nzrPViXY

Еще одним фактором, влияющим на проводимость, является вид тока, проходящего по проводнику.

Цепи переменного тока

Сопротивление в сетях с переменным током ведет себя несколько иначе, ведь закон Ома применим только для схем с постоянным напряжением. Следовательно, расчеты следует производить иначе.

Полное сопротивление обозначается буквой Z и состоит из алгебраической суммы активного, емкостного и индуктивного сопротивлений.

При подключении активного R в цепь переменного тока под воздействием разницы потенциалов начинает течь ток синусоидального вида. В этом случае формула выглядит: Iм = Uм / R, где Iм и Uм — амплитудные значения силы тока и напряжения. Формула сопротивления принимает следующий вид: Iм = Uм / ((1 + a * t) * po * l / 2 * Пи * r * r).

Емкостное сопротивление (Xc) обусловлено наличием в схемах конденсаторов. Необходимо отметить, что через конденсаторы проходит переменный ток и, следовательно, он выступает в роли проводника с емкостью.

Вычисляется Xc следующим образом: Xc = 1 / (w * C), где w — угловая частота и C — емкость конденсатора или группы конденсаторов. Угловая частота определяется следующим образом:

  1. Измеряется частота переменного тока (как правило, 50 Гц).
  2. Умножается на 6,283.

Индуктивное сопротивление (Xl) — подразумевает наличие индуктивности в схеме (дроссель, реле, контур, трансформатор и так далее). Рассчитывается следующим образом: Xl = wL, где L — индуктивность и w — угловая частота. Для расчета индуктивности необходимо воспользоваться специализированными онлайн-калькуляторами или справочником по физике. Итак, все величины рассчитаны по формулам и остается всего лишь записать Z: Z * Z = R * R + (Xc — Xl) * (Xc — Xl).

Для определения окончательного значения необходимо извлечь квадратный корень из выражения: R * R + (Xc — Xl) * (Xc — Xl). Из формул следует, что частота переменного тока играет большую роль, например, в схеме одного и того же исполнения при повышении частоты увеличивается и ее Z. Необходимо добавить, что в цепях с переменным напряжением Z зависит от таких показателей:

  1. Длины проводника.
  2. Площади сечения — S.
  3. Температуры.
  4. Типа материала.
  5. Емкости.
  6. Индуктивности.
  7. Частоты.

Следовательно и закон Ома для участка цепи имеет совершенно другой вид: I = U / Z. Меняется и закон для полной цепи.

Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление — Класс!ная физика

Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление

Подробности
Просмотров: 392

Электрическое сопротивление (R) — это физическая величина, численно равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, проходящего через проводник.
Величину сопротивления для участка цепи можно определить из формулы закона Ома для участка цепи.

Однако, сопротивление проводника не зависит от силы тока в цепи и напряжения, а определяется только формой, размерами и материалом проводника.

где l — длина проводника ( м ), S — площадь поперечного сечения (кв.м ), r ( ро) — удельное сопротивление (Ом м ).

Удельное сопротивление

— показывает, чему равно сопротивление проводника, выполненного из данного вещества, длиной в 1м и с поперечным сечением 1 м кв.

Единица измерения удельного сопротивления в системе СИ: 1 Ом м

Однако, на практике толщина проводов значительно меньше 1 м кв, поэтому чаще используют внесистемную единицу измерения удельного сопротивления:

Единица измерения сопротивления в системе в СИ:

[R] = 1 Ом

Сопротивление проводника равно 1 Ом, если при разности потенциалов на его концах в 1 В, по нему протекает ток силой 1 А.

___

Причиной наличия сопротивления у проводника является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристалической решетки проводника. Из-за различия в строении криталической решетки у проводников, выполненных из различных веществ, сопротивления их отличаются друг от друга.

ЗАПОМНИ

Существует физическая величина обратная сопротивлению — электрическая проводимость.

R — это сопротивление проводника,
1/R — это электрическая проводимость проводника
___

Величины проводимости проводников и изоляторов различаются в большое число раз, измеряемое единицей с двадцатью двумя нулями!


ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ

… что сопротивления кожи человека обычно изменяется от 1 кОм ( для влажной кожи ) до 500 кОм ( для сухой кожи ). Сопротивление других тканей тела равно от 100 до 500 Ом.
___

… что соединительные провода, из которых собираются электрические цепи, обладают сопротивлением. Согласно закону Ома на проводах теряется часть напряжения, поэтому выгодно ставить провода с наименьшим удельным сопротивлением.
___

… что сопротивление проводника зависит от температуры.

ИНТЕРЕСНО

При повышении температуры металлического проводника его сопротивление увеличивается.

При увеличении температуры электролита (жидкого проводника) его сопротивление уменьшается.

Если взять в качестве проводника уголь (обычную таблетку активированногоугля из аптечки), то его сопротивление при надавливании на уголь уменьшается!

ДУМАЕМ НАД ЗАДАЧКАМИ

Если длину проволоки вытягиванием увеличить вдвое то, как изменится её сопротивление?
___

Две квадратные металлические пластины из одного металла разной толщины включены в электрическую цепь. Одинаковое ли сопротивление они оказывают току?

___

Какой проводник представляет большее сопротивление для постоянного тока: медный сплошной стержень или медная трубка, имеющая внешний диаметр, равный диаметру стержня? ( длину обоих проводников считать одинаковой)

Не сопротивляйся, иди скорее решать задачи!



Удельное сопротивление | bartleby

Какие факторы влияют на удельное сопротивление материала?

Рассмотрим однородный проводник длиной л , площадью поперечного сечения А, и сопротивлением Ом . При подаче напряжения В на концы проводника с помощью батареи по нему начинает протекать ток I . Это показано на рисунке ниже:

Материальный проводник, соединенный с батареей

В соответствии с законом Ома напряжение на концах проводника можно записать как:

В=IRR=VI. nae2vτml … (5)

Здесь N — это числовая плотность электронов, E — это заряд на электроне, м — это масса электрона, а τ — среднее время релаксации свободных электронов в проводнике.

на замене уравнений (5) в (3) сопротивление проводника может быть записано как:

R = MLAEE2τ … (6)

Кроме того, мы знаем, что удельное сопротивление материала проводника Учитывая как:

ρ = RAL … (7)

на замене уравнения (6) в (7) Удельное сопротивление материала проводника можно записать как:

ρ = mne2τ… (8)

Поскольку заряд электрона и его масса постоянны, из соотношения (6) видно, что удельное сопротивление материала зависит от следующих факторов:

  • Природа материала проводника.
  • Температура проводника.

Природа материала проводника

Согласно соотношению (6) удельное сопротивление материала проводника обратно пропорционально плотности электронов. Внутри проводника количество электронов зависит от природы материала.Следовательно, мы можем заключить, что удельное электрическое сопротивление материала определяется природой материала проводника.

Значения удельного сопротивления различных материалов показаны в таблице ниже:

5 проводников (сплавы)
тип материала Удельное сопротивление Ω M
проводники (металлы) Silver 1,6×10 -8
Медь 1.7 × 10 -8 -8
алюминия 2,7 × 10 -8
Tungsten 5.6 × 10 -8
Iron 10 × 10 -8
Nichrome 100 × 10
Manganin 44 × 10 -8
Constantan 49 × 10 -8
ПОЛУПРОВОДНИКИ Германий 0. 46
кремния 0,1-60
Изоляторы стеклянные 10 10 -10 14
Шерсть 10 8 -10 11
Резина 10 13 -10 16

Из приведенной выше таблицы ясно видно, что проводники имеют очень низкие значения удельного электрического сопротивления (порядка 108), а изоляторы имеют очень высокое значение удельного электрического сопротивления. (порядка 108 и выше).При этом значения удельного сопротивления полупроводников лежат в пределах значений удельных сопротивлений проводников и изоляторов.

Также видно, что удельное сопротивление сплавов очень велико, а это означает, что для изготовления проводов заданного сопротивления и заданного диаметра из сплавов потребуются небольшие длины.

Температура проводника

Из соотношения (8) видно, что удельное сопротивление материала проводника ρ обратно пропорционально среднему времени релаксации τ свободных электронов, движущихся в проводнике.

Значение времени релаксации изменяется при изменении температуры проводника. Таким образом, можно утверждать, что удельное сопротивление материала проводника зависит от его температуры.

Microsoft Word — SEG2008_jointinversion.doc

%PDF-1.4 % 55 0 объект > эндообъект 54 0 объект >поток приложение/pdf

  • Microsoft Word — SEG2008_jointinversion.doc
  • лардонж
  • 2008-04-04T13:03:40-05:00PScript5.dll версии 5.2.22008-04-04T13:03:40-05:00Acrobat Distiller 8.1.0 (Windows)uuid:97dc80b4-89cb-43f6-88d8-2ff63637d8a6uuid:9d8cee01-7181-42dd-87ca-413680a0c3db конечный поток эндообъект 9 0 объект > эндообъект 52 0 объект > эндообъект 51 0 объект > эндообъект 1 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 21 0 объект > эндообъект 24 0 объект > эндообъект 25 0 объект >поток h{˒#q»72K`f[;>W& 2b(nØG]|D|2{ |7yxY={S»dO Ͱh. .AU֮+��tBZ_ڴF!~nYʅd3ӺJ?Qd$n` At5d Y

    Определение, единица измерения, формула, измерение, примеры

    Электрическое сопротивление, само название говорит о том, что это сопротивление потоку электричества. Это свойство вещества, благодаря которому оно препятствует протеканию через него тока, известно как электрическое сопротивление. В этой статье мы узнаем все об электрическом сопротивлении, факторах, влияющих на электрическое сопротивление, законе Ома и комбинации резисторов.

    Закон Ома

    Закон Ома гласит, что если физическое состояние (т.е. длина, температура, механическое напряжение, материал) проводника остаются неизменными, тогда напряжение, приложенное к его концам, прямо пропорционально протекающему по нему току.

    В ∝ I

    В = IR (V = напряжение, I = ток, R = сопротивление)

    Этот график между V и I проводника при постоянной температуре показывает, что градиент изменения напряжения (Δ V) пропорционально изменению тока (Δ I).

    Это делает график прямой линией.

    \(R={V \over I}\)

    • Единицей электрического сопротивления в системе СИ является «Ом (Ом)» или вольт/ампер
    • Сопротивление проводника зависит от следующих факторов:
    1. Длина (l): Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине R ∝ l.
    2. Площадь поперечного сечения (A): Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника R ∝ 1/A
    3. Сопротивление проводника также зависит от природы материала и температуры.

    Чтобы получить подробную информацию о кинетической теории газов, кандидаты могут посетить статью по ссылке.

    Теперь сверху зависимости сопротивления с разными параметрами.

    Сопротивление (R) ∝ l ∝ 1/A

    При снятии знака пропорциональности.

    \(R=\rho{l \over A}\)

    Где ρ = удельное сопротивление проводника, зависит от материала проводника.

    В чем измеряется электрическое сопротивление (единицы)?

    Единица электрического сопротивления в СИ измеряется в омах и математически представлена ​​в виде Ом.Единица измерения Ом (Ом) названа в честь немецкого физика и математика Георга Симона Ома.

    В системе СИ ом равен 1 вольту на ампер. Таким образом,

    \(\text{1 Ом}={\text{1 Ом}\over{1 Ампер}}\)

    Подробнее о расстоянии и перемещении см. в статье по ссылке.

    Символ электрического сопротивления

    Для упрощения принципиальных схем существует множество символов, которые используются для обозначения различных состояний резисторов.

    Примеры

    Q. Как показано на схеме ниже, напряжение питания составляет 24 В, а ток, протекающий через неизвестное сопротивление, равен 2 А. Определите неизвестное значение сопротивления.

    А. Согласно закону Ома,

    В = 24 В, I = 2 А

    R=V/I= 24/2= 12 Ом.

    Вы также можете проверить информацию о Vector.

    Что такое удельное сопротивление/удельное сопротивление?

    • Коэффициент пропорциональности при расчете сопротивления проводника, который зависит от природы материала, называется удельным сопротивлением материала.Обозначается ро (ρ).
    • Единицей удельного сопротивления в системе СИ является Ом-м
    • Удельное сопротивление материала определяется как сопротивление единицы длины и единицы площади поперечного сечения материала проводника. Это внутреннее свойство вещества, которое отличается от разных материалов.

    Расчет сопротивления

    Сопротивление проводника представляет собой удельное сопротивление материала проводника, умноженное на длину проводника, деленное на площадь поперечного сечения проводника.

    \(R=ρ×lAR=ρ×lA\)

    R — сопротивление в омах (Ом).

    ρ — удельное сопротивление в ом-метрах (Ом×м)

    l — длина проводника в метрах (м)

    A — площадь поперечного сечения проводника в квадратных метрах (м2)

    Проверка Статья о равномерном круговом движении здесь.

    Температурные эффекты сопротивления

    Сопротивление резистора увеличивается, когда температура резистора увеличивается.

    R2 = R1 × (1 + α(T2 – T1))

    R2 – сопротивление при температуре T2 в омах (Ом).

    R1 — сопротивление при температуре T1 в омах (Ом).

    α – температурный коэффициент.

    Получите подробные сведения о вихревых токах и токах смещения.

    Проводимость и проводимость

    Проводимость: Определяется как , величина, обратная удельному сопротивлению , и обозначается как мОм (σ) (Ом в обратном порядке).

    \(\text{Conductivity }(\sigma)= {1\over \rho}\)

    Единица измерения SI: mho/m или симен/метр

    Проводимость (G): Обратная величина сопротивления называется электропроводностью.{-8}\) Ом-м)

  • Самый проводящий металл: Серебро (Ag).
  • Наименее проводящий металл: Ртуть (Hg).
  • Проверьте питание в цепи переменного тока, чтобы узнать подробности здесь.

    Растяжение проволоки

    Если проводник растягивается или сжимается, его длина увеличивается, а площадь поперечного сечения уменьшается, и наоборот, но объем остается постоянным.

    Предположим, что длина проводника равна \(l_1\), площади поперечного сечения \(A_1\), радиусу \(r_1\) и диаметру \(d_1\).2\)

    Прочитайте об атоме и ядрах здесь.

    Зависимость удельного сопротивления от температуры

    Удельное сопротивление материала зависит от температуры. Удельное сопротивление материала изменяется при различных температурах.

    \(ρ_T=ρ_o[1+ α(T-T_o)]\)

    Где,

    \(ρ_T\)- Удельное сопротивление при температуре T

    \(ρ_o\)-Удельное сопротивление при стандартной температуре T_o\)

    α – Температурный коэффициент удельного сопротивления.

    Для металлов при повышении температуры удельное сопротивление уменьшается.

    α положителен для металлов

    Для полупроводников при повышении температуры удельное сопротивление материала увеличивается.

    α отрицателен для полупроводников

    Некоторые материалы, такие как нихром, манганин и константан, имеют очень слабую зависимость сопротивления от температуры. Поэтому они широко используются в стандартных резисторах, а также в нагревательных материалах.

    Кроме того, подробно ознакомьтесь с Типами термодинамических процессов , чтобы ускорить подготовку.

    Зависимость сопротивления от температуры

    При более высокой температуре количество свободных электронов в проводнике увеличивается, и от этого зависит сопротивление. Уравнение ниже представляет его зависимость –

    Где,

    \(R_T = R_o(1+αT)\)

    \(R_o\) = сопротивление проводника при 0 °C

    \(R_T\)= сопротивление проводника при T °C

    α = температурный коэффициент сопротивления (его единица → на °C)

    Это уравнение справедливо для T ≤ 300 °C

    Ограничение закона Ома

    Закон Ома не является универсальным закон-

    1. Поскольку этот закон действителен для большого класса материалов, но все же существуют материалы, для которых закон Ома недействителен
    2. Закон Ома недействителен для односторонних элементов (где ток может течь с одного направления), таких как диоды, транзисторы и др.

    Даже законы Ома не показывают постоянных результатов между V и I в течение длительного времени для элементов с нелинейными параметрами, такими как емкость, сопротивление и т. д.

    Омические и неомические элементы

    Обычно при построении кривой VI выделяют два типа элементов: в то время как те, которые не следуют, являются неомическими проводниками.

  • Омическая жила – медь, алюминий и т. д.
  • Кривые V-I омической жилы представляют собой прямые линии.
  • Неомический проводник – Те материалы, которые не подчиняются закону Ома, являются неомическими. Материалы, такие как полупроводники, диоды, газы, транзисторы и т. д.

    Кривая V-I неомического проводника не является прямой линией

    Подробную информацию о колебаниях см. в связанной статье.

    Комбинация резисторов

    Мы уже узнали, что резисторы представляют собой материалы, препятствующие протеканию тока.Это свойство резисторов используется в различных схемах, таких как уменьшение тока, напряжения и мощности в цепи. Хотя он может быть соединен в двух основных конструкциях:

    1. Последовательное соединение
    2. Параллельное соединение

    Резисторы последовательно

    • Резисторы называются последовательными, если через каждый резистор протекает одинаковый ток при некоторой разности потенциалов. применяется по всей комбинации.
    • В последовательном соединении точки входа и выхода тока на резисторы одинаковы, и мы знаем, что ток — это скорость потока зарядов.
    • Итак, заряды нигде не скапливаются, просто где-то их поток увеличивался или уменьшался соответственно сопротивлению.
    • Принимая во внимание, что падение напряжения — это точка, в которой электрическая энергия преобразуется в другую энергию, такую ​​как свет, тепло или что-то еще.
    • Общий поток зарядов в цепи постоянный, поэтому при последовательном соединении ток везде одинаков.

    Согласно петлевому закону Кирхгофа,

    Пусть V будет разностью потенциалов между A и B, тогда \(V=IR_1 + IR_2 + IR_3\)

    \(R_{AB} = R_1 + R_2 + R_3\)

    \(R_{eq} = R_1 + R_2 + R_3 + …+ R_n\)

    • В цепи последовательного сопротивления ток в каждом резисторе одинаков.
    • Напряжение на любом резисторе прямо пропорционально сопротивлению резистора.
    • Общее последовательное сопротивление больше, чем наибольшее сопротивление в цепи.

    Вы также можете проверить подробности о законах термодинамики.

    Параллельные резисторы

    • Когда резисторы соединены параллельно, разность потенциалов на каждом из них одинакова и равна приложенной разности потенциалов.
    • При параллельном соединении в любом соединении ток делится соответственно резисторам (здесь обратно пропорционально сопротивлению).

    В соединении А по трем проводам течет ток, т.е. происходит разделение тока в разных ветвях, позже в соединении В они встречаются по закону тока Кирхгофа.

    Ток \(i = i_1 + i_2 + i_3\)

    Падение напряжения в точках A и B одинаково для всех резисторов.

    Пусть V будет разностью потенциалов между A и B

    \({1\over{R_{AB}}}={1\over{R_1}}+{1\over{R_2}}+{1\over {R_3}}\)

    \({1\over{R_{eq}}}={1\over{R_1}}+{1\over{R_2}}+{1\over{R_3}}+… +{1\over{R_n}}\)

    • В цепи с параллельным сопротивлением напряжение на каждом резисторе одинаково и равно приложенному напряжению.
    • Ток через каждый резистор обратно пропорционален сопротивлению резистора.

    Надеюсь, что эти заметки об электрическом сопротивлении будут полезны для вашей подготовки к ЕГЭ. Чтобы понять другие важные темы, формулы и решенные примеры, скачайте приложение Testbook сегодня. Также практикуйте все это в режиме реального времени в приложении Testbook с помощью бесплатных пробных тестов.

    Часто задаваемые вопросы по электрическому сопротивлению

    В.1 Что такое закон Ома?

    Ответ.1 Закон Ома гласит, что если физическое состояние (то есть длина, температура, механическое напряжение, материал) проводника остается неизменным, то напряжение, приложенное к его концам, прямо пропорционально протекающему по нему току.

    В.2 Что такое сопротивление?

    Ans.2 Это свойство вещества, благодаря которому оно препятствует протеканию через него тока, известно как электрическое сопротивление.

    Q.3 Что такое удельное сопротивление?

    Ответ.3 Константа пропорциональности при расчете сопротивления проводника, зависящая от природы материала, называется удельным сопротивлением материала. Обозначается ро (ρ).

    В.4 Какие неомические элементы существуют?

    Ответ 4 Те материалы, которые не подчиняются закону Ома, являются неомическими. Такие материалы, как полупроводники, диоды, газы, транзисторы и т. д.

    В.5 Каковы ограничения закона Ома?

    Ответ.5 Закон Ома не является универсальным законом. У него есть два ограничения: поскольку этот закон действителен для большого класса материалов, но все же существуют материалы, для которых закон Ома недействителен, а закон Ома недействителен для односторонних элементов (где ток может течь с одного направления), таких как диоды, транзисторы и т. д.

    Q. 6 Какова единица удельного сопротивления?

    Ответ 6 Единицей удельного сопротивления является Ом-метр.

    Q.7 Какова величина, обратная удельному сопротивлению?

    Ответ.7 Обратная величина удельного сопротивления равна проводимости.

    В.8 Что происходит с сопротивлением чистых металлов при повышении температуры?

    Ans.8 При повышении температуры сопротивление чистых металлов увеличивается, поскольку количество электронов в зоне проводимости снижает подвижность, тем самым увеличивая сопротивление.

    В.9 Что происходит с сопротивлением изоляторов при повышении температуры?

    Ответ.9 По мере повышения температуры сопротивление диэлектриков уменьшается, поскольку движение электронов из зоны проводимости в валентную зону увеличивается, поскольку энергетическая щель между этими двумя зонами велика.

    Создайте бесплатную учетную запись, чтобы продолжить чтение

    • Получайте мгновенные оповещения о вакансиях бесплатно!

    • Получите капсулу и PDF-файлы Daily GK и текущих событий

    • Получите более 100 бесплатных пробных тестов и викторин


    Подпишись бесплатно У вас уже есть аккаунт? Войти

    Следующий пост

    Согласно линейному приближению, при изменении температуры удельное электрическое сопротивление большинства материалов изменяется.Это можно лучше понять с помощью следующего уравнения.

    ρ(T)=ρ0[1+α(T−T0)]{\rm{\rho (T) =}}{{\rm{\rho}}_{\rm{0}}}{\ rm{[1 + \alpha (T — }}{{\rm{T}}_{\rm{0}}}{\rm{)]}}ρ(T)=ρ0​[1+α(T −T0​)]

    где переменная α\alphaα – температурный коэффициент удельного сопротивления. T0T_0T0 – это фиксированная эталонная температура, обычно равная комнатной температуре, а ρ0\rho_0ρ0    – это удельное сопротивление при определенной температуре. T0T_0T0​ Эмпирический параметр α\alphaα  подбирается на основе данных измерений.Поскольку все дело в приближении, α\alphaα отличается при разных эталонных температурах. точки. Следовательно, измерение обозначается суффиксом, хотя соотношение сохраняется только тогда, когда существует диапазон температур вокруг эталонных значений.

    Следовательно, удельное электрическое сопротивление металлов увеличивается с повышением температуры. Взаимодействие между электроном и фотоном также играет ключевую роль. С повышением температуры сопротивление металла увеличивается линейно. Но когда температура металла уменьшается, зависимость температуры от удельного сопротивления подчиняется степенному закону температуры.{ — {\rm{x}}}}} \right)}}} {\rm{dx}}ρ(T)−ρ0​+A(θR​T​)n0∫TθR​​(ex−1 )(1−e−x)xn​dx

    Где ρ0\rho_0ρ0​ представляет остаточное удельное сопротивление из-за рассеяния дефектов. «А» — постоянная, значение которой зависит от числовой плотности электронов, скорости электронов на поверхности Ферми, дебаевского радиуса. θR {{\ rm {\ theta}} _ {\ rm {R}}} θR​ представляет дебаевскую температура, полученная при измерении удельного сопротивления. Значение θR\theta_RθR очень близко к значению температуры, полученному в результате точных измерений тепла, а «n» представляет собой целое число, значение которого зависит от типа взаимодействия.

    Удельное сопротивление — AP Physics 2

    Если вы считаете, что контент, доступный с помощью Веб-сайта (как это определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или более ваших авторских прав, пожалуйста, сообщите нам, предоставив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному агенту, указанному ниже. Если университетские наставники примут меры в ответ на ан Уведомление о нарушении, он предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, предоставившей такой контент средства самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

    Ваше Уведомление о нарушении может быть направлено стороне, предоставившей контент, или третьим лицам, таким как так как ChillingEffects.org.

    Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатов), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или деятельность нарушают ваши авторские права. Таким образом, если вы не уверены, что содержимое находится на Веб-сайте или на который ссылается Веб-сайт, нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к адвокату.

    Чтобы подать уведомление, выполните следующие действия:

    Вы должны включить следующее:

    Физическая или электронная подпись владельца авторских прав или лица, уполномоченного действовать от его имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробно, чтобы преподаватели университета могли найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылку на конкретный вопрос (а не только название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Заявление от вас: (а) что вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права не разрешены законом или владельцем авторских прав или его агентом; б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы либо владельцем авторских прав, либо лицом, уполномоченным действовать от их имени.

    Отправьте жалобу нашему назначенному агенту по адресу:

    Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
    101 S. Hanley Rd, Suite 300
    Сент-Луис, Миссури 63105

    Или заполните форму ниже:

     

    .

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.