Расчет сопротивления. Удельное сопротивлените | План-конспект урока по физике (8 класс) на тему:

План – конспект урока по физике в 8 классе от 22.01.16

Учитель: Набиева З.С., Сафарова М.М., город Набережные Челны 2016 год;

Тема: Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление.

Цель: Ввести физическую величину «удельное сопротивление»; показать зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен; расширить знания учащихся; привить любовь к предмету через НРК; показать проволоки, которые изготовляются в нашем городе в п.Зяб(ул. Хади Такташа,31,тел. 46-56-90), взаимопомощь и взаимоконтроль применяя метод КСО.

Оборудование: мел, стенд с проволоками, изготовленные в г. Наб. Челны, амперметр, волтьметр, источник тока, проволока…., соединительные провода, музыкальное оформление.

Ход урока.

Приветствие. Здравствуйте. Садитесь(сидят в группах по 4 человека).

Звучит медленная музыка. Ребята, давайте закроем глаза и вспомним физические величины, которые мы с вами проходили:

Буквой  обозначается длина, который измеряется м, дм, см, мм.

Буквой S обозначается площадь, который измеряется в м2 ,дм2 , см2 , мм2 .  

Буквой I обозначают силу тока, который измеряется в А, мА, мкА, кА.

Буквой U обозначают напряжение, который измеряется в В, мВ, кВ.

Буквой R обозначается сопротивление, который измеряется в Ом, мОм, кОм, МОм.

Сила тока измеряется амперметром, напряжение измеряется вольтметром.

Закон Ома читается так: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. А теперь представим формулу:.

Мы говорили, что сопротивление не зависит ни от напряжения, ни от силы тока: во сколько раз изменяется напряжение на данном проводнике, во столько же раз изменяется и сила тока.

В чем причина сопротивления?

Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решетки.

Так от чего же зависит сопротивление, от каких величин?

Разные проводники обладают различным сопротивлением из-за различия в строении их кристаллической решетки, из-за разной длины и площади поперечного сечения.

Итак, давайте сформулируем тему урока … и запишем в тетрадях число и тему (22.01.16. Расчет сопротивления проводника.)

Сейчас вы работаете в группах по методике взаимопередачи тем (раздаются листы).

I

Две никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины.

Из двух никелиновых проволок одинаковой толщины, но разной длины более длинная проволока имеет большое сопротивление. Длина обозначается буквой , измеряется в м, дм, см, мм. В системе СИ  измеряется в м.

— длина (м)

1м = 10дм

1м = 100см

1м = 1000мм

1дм = 0,1м

1см = 0,01м

1мм = 0,001м

II

Две никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения). Из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока с меньшим поперечным сечением. Введем буквенное обозначение: S – площадь поперечного сечения проводника, который может измеряться в м2, дм2, см2, мм2. В системе СИ измеряется в м2. Площадь поперечного сечения проводника удобнее выражать в квадратных миллиметрах, так как она чаще всего бывает небольшой.

S – площадь поперечного сечения (мм2)

1 м2 = 100 дм2 = 10000 см2 = 1000000 мм2

1 дм2 = 0,01м2 =10-2 м2

1 см2 = 0,0001 м2 = 10-4 м2 

1 мм2 = 0,000001 м2 = 10-6 м2 

III

Выразите из формулы:  , ,, S .

Пример. Длина медного провода, использованного в осветительной сети 100 м, площадь поперечного сечения его 2 мм2 . Чему равно R такого провода?

IV

Две разные проволоки одинаковой длины и площади поперечного сечения. Никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.

Как учесть зависимость сопротивления от вещества, из которого изготовляют проводник? Для этого вычисляют удельное сопротивление вещества.

Сопротивление проводника из данного вещества длиной 1м, площадью поперечного сечения 1м2 называется удельным сопротивлением этого вещества.

Введём буквенные обозначения :  — удельное сопротивление,  — его длина, S – площадь поперечного сечения проводника. Тогда сопротивление проводника R выразится формулой:

 .

Из этой формулы можно определить единицу удельного сопротивления:

 .

Так как единицей сопротивления является 1 Ом, единицей площади поперечного сечения – 1м2 , а единицей длины – 1м, то единицей удельного сопротивления будет:

Удобнее выражать площадь поперечного сечения в квадратных миллиметрах, так как она чаще всего бывает небольшой. Тогда единицей удельного сопротивления будет:

— удельное сопротивление ( ).

 Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом. Он установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.

В таблице 8 приведены значения удельных сопротивлений некоторых веществ при 200.

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь – лучшие проводники электричества.

При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.

Фарфор и эбонит имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток, их используют в качестве изоляторов.

— Ребята, есть ли в нашем городе предприятие по производству  проводов?

— …………………./ответы учащихся/

— В нашем городе изготавливают такие провода. Вот этот набор нам подарил  НЧЭС.

А чтобы более подробно узнать об этом предприятии мы с вами совершим экскурсию. Для этого закажем автобус. А в автобус  без билетов не сажают, поэтому приобретаем билеты и в течении одной  минуты готовим ответы:

От каких величин зависит сопротивление?…….

Переведите 180 см 2 в мм2……..

 Переведите 10216 мм2  в  м2…….

 По таблице №8 учебника определите наименьшее и наибольшее удельное сопротивление веществ, и ответьте, что это означает……….

— Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь — лучшие проводники электричества.

— Фарфор и эбонит имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток, их используют в качестве изоляторов.

Назовите единицу измерения удельного сопротивления…….

Напишите формулу для определения сопротивления……………

Давайте запишем домашнее задание: §45 ответить на вопросы, §46 разобрать пример №1 решённой задачи.

Музыка (глаза закрываем). А теперь запомним основные физические величины:

Буквой  обозначается длина, который измеряется м, дм, см, мм.

Буквой S обозначается площадь, который измеряется в м2 ,дм2 , см2 , мм2 .  

Буквой I обозначают силу тока, который измеряется в А, мА, мкА, кА.

Буквой U обозначают напряжение, который измеряется в В, мВ, кВ.

Буквой R обозначается сопротивление, который измеряется в Ом, мОм, кОм, МОм.

Буквой  —  удельное сопротивление, который измеряется в ().

Сейчас каждая группа получает проволоки разной длины и площади поперечного сечения. По данным проволокам определить сопротивление, а кто закончил, то наоборот определяет  удельное сопротивление по данным  сопротивлениям и по таблице находит что -за вещество… Если не успели, то дома доделаете.

Оценки за урок: ….

Урок окончен. Спасибо за работу. Молодцы.

Удельное электрическое сопротивление и проводимость — Infinity Learn

Введение:

Удельное электрическое сопротивление и проводимость материалов являются важными свойствами. Электропроводность и удельное сопротивление различных материалов различаются. Электропроводность материала определяется его электротранспортными свойствами. Их можно измерить разными способами с помощью ряда устройств. Когда электричество свободно течет через материал, говорят, что он обладает высокой проводимостью. Медь и алюминий — два материала с отличной проводимостью. Электропроводность материала — это показатель того, насколько легко электричество проходит через него.

Расскажите нам о них подробнее!

Зарегистрируйтесь, чтобы получить бесплатный пробный тест и учебные материалы

+91

Подтвердите OTP-код (обязательно)

Я согласен с условиями и политикой конфиденциальности.

• Электропроводность

Способность материала пропускать ток или величина электрического тока, которую он может пропускать, измеряется его электропроводностью. Электропроводность также известна как удельная проводимость. Электропроводность – это внутреннее свойство материала.

• Единицы измерения электропроводности

Электропроводность измеряется в сименсах на метр (См/м) и обозначается символом ?. Удельная проводимость – это мера проводимости воды, которую сравнивают с проводимостью чистой воды при 25°C.

• Удельное электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление является характеристикой, уникальной для каждого материала, и ее необходимо понимать до создания и проектирования электрических и электронных систем. Понимание того, как материалы различаются по удельному сопротивлению, может помочь вам выбрать правильные материалы для ваших двигателей, электрических цепей, диэлектриков, резистивного нагрева и сверхпроводящих проектов.

Удельное электрическое сопротивление — это мера сопротивления определенного материала определенного размера электрическому току, проходящему через него, и обозначается греческой буквой ⍴(rho).

Свойства проводимости и удельного сопротивления обратно пропорциональны. Удельное сопротивление высокое, когда проводимость низкая. Проводимость высокая, когда сопротивление низкое. Следующее уравнение:

ρ=1/σ

Резисторы бывают различных форм и размеров, и их можно использовать как в электрических, так и в электронных схемах для управления протеканием тока или индуцирования падения напряжения. разнообразие способов. Тем не менее, фактический резистор должен иметь какое-то значение «резистивного» или «сопротивления», чтобы выполнить это. Резисторы бывают с различными значениями сопротивления в диапазоне от долей Ом до миллионов Ом.

Очевидно, что иметь резисторы всех возможных номиналов, таких как 1 Ом, 2 Ом, 3 Ом, 4 Ом, 5 Ом, 6 Ом и т. д., было бы невозможно, потому что потребуются буквально десятки тысяч, если не десятки миллионов, различных резисторов для охватывают все возможные значения. Вместо этого резисторы изготавливаются с «предпочтительными значениями», при этом значение сопротивления написано цветными чернилами на корпусе резистора.

Когда корпус резистора достаточно велик, чтобы можно было увидеть печать, например, резисторы большой мощности, значение сопротивления, допуск и номинальная мощность обычно отображаются в виде цифр или букв на корпусе резистора. Однако, когда резистор небольшой, например, угольный или пленочный, мощностью 1/4 Вт, эти характеристики должны отображаться по-другому, поскольку отпечаток будет трудно увидеть.

Чтобы решить эту проблему, в небольших резисторах используются окрашенные цветные полосы, обозначающие как значение сопротивления, так и допуск, а физический размер резистора указывает его номинальную мощность. Цветовой код резисторов — это система идентификации, созданная этими окрашенными полосами.

Много лет назад международно-признанная схема цветового кодирования резисторов была разработана как быстрый и простой способ определения омического сопротивления резистора, независимо от его размера или состояния. Каждая цифра номинала резистора представлена ​​группой цветных колец или полос в спектральном порядке.

Метки цветового кода резистора всегда считываются по одной полосе слева направо, при этом полоса допуска большей ширины с правой стороны показывает допуск. Первая цифра распознается путем сопоставления цвета первой полосы с соответствующим номером в столбце цифр на цветовой диаграмме ниже, и это отражает первую цифру значения сопротивления.

Мы получаем вторую цифру значения сопротивления, сопоставляя цвет второй полосы с соответствующим номером в столбце цифр таблицы цветов и так далее. Затем цветовая маркировка резистора читается слева направо.

«Левая» или наиболее значащая цветная полоса — это полоса, ближайшая к соединительному проводу, при этом цветные полосы читаются слева направо следующим образом:

Цифра, Цифра , Multiplier = Color, Color × 10 ^Color ω

Например, резистор имеет следующую маркировку

Красный фиолетовый красный

272 = 27 × 10 восстано :

• Температура

Температура влияет на удельное сопротивление материалов. Сопротивление большинства металлов увеличивается с повышением температуры. Следующая формула вычисляет изменение удельного сопротивления материала в зависимости от температуры: температура повышается. Металлы имеют положительный температурный коэффициент сопротивления, что означает, что они устойчивы к нагреву. При температурах, близких к абсолютному нулю, некоторые металлы имеют нулевое удельное сопротивление. «Сверхпроводимость» — это название, данное этому явлению. С повышением температуры удельное сопротивление полупроводников и диэлектриков уменьшается. Термин «отрицательный температурный коэффициент сопротивления» относится к полупроводникам и изоляторам, имеющим отрицательный температурный коэффициент сопротивления.

• Механическое напряжение

Механическое напряжение кристаллической структуры материала вызывает локальные деформации в кристаллической структуре. Эти локальные пятна препятствуют прохождению свободных электронов через материал. В результате повышается удельное сопротивление материала. В результате отжиг металла снижает сопротивление металла. Отжиг металла снимает механическое напряжение с материала, позволяя удалить локальные пятна из кристаллической структуры металла. В результате удельное сопротивление металла уменьшается.

• Старение

Старение — это метод термической обработки, который повышает предел текучести сплавов и повышает их способность противостоять постоянной деформации под действием внешних сил. Дисперсионное закаливание — другое название возрастного закаливания. Путем введения твердых примесей, называемых осадками, этот метод повышает прочность сплавов. Эти твердые примеси или осадки нарушают кристаллическую структуру металла, прерывая поток свободных электронов через него и увеличивая удельное сопротивление металла.

• Холодная обработка давлением

Производственный метод холодной обработки используется для повышения прочности металлов. «Деформационное упрочнение» или «деформационное упрочнение» — другие термины для обозначения холодной обработки. Холодная обработка – это метод повышения механической прочности металла. Кристаллическая структура металлов нарушается при холодной обработке, что препятствует миграции электронов в металле, увеличивая его удельное сопротивление.

• Легирование

Легирование – это термин, обозначающий твердую смесь двух или более металлов. Металлы сплавляют для достижения определенных механических и электрических свойств. По сравнению с чистыми металлами атомная структура твердого раствора неоднородна. В результате удельное электрическое сопротивление твердого раствора растет тем быстрее, чем больше содержание сплава. Небольшое количество примеси может значительно увеличить удельное сопротивление металла. Даже низкоомная примесь значительно повышает удельное сопротивление основного металла.

Удельное электрическое сопротивление и проводимость являются важными свойствами материалов. Различные материалы имеют разную проводимость и сопротивление. Электропроводность материала определяется его электротранспортными свойствами. Они могут быть измерены с использованием различного оборудования различными способами. Говорят, что материал обладает высокой проводимостью, если через него легко проходит электрический ток. Медь и алюминий являются отличными проводниками электричества. Электропроводность материала — это мера того, насколько легко электричество может проходить через него. Цветовая маркировка резистора позволяет легко увидеть значение сопротивления резистора и допуск в процентах с помощью цветных полос.

Читайте также: Важная тема физики: Удельная теплоемкость