Электрическое сопротивление характеризует свойство проводника оказывать противодействие направленному движению заряженных частиц.
Влияние электрического сопротивления на электрический ток можно представить следующим образом:
- Движение свободных носителей электрического заряда внутри проводника приводит к тому, что свободные носители заряда сталкиваются с атомами и нарушают их поток.
- Этот эффект называется сопротивлением, которое обладает свойством ограничивать электрический ток в электрической цепи.
- Столкновение носителей электрического заряда с атомами также имеет тепловой эффект. Соответствующий элемент электрической цепи становится теплым или даже горячим. Если он перегреется, он может выйти из строя.
Электрическое сопротивление говорит о том, какое напряжение U необходимо, чтобы заставить электрический ток определенной силы тока I протекать через проводник. В физике для обозначения электрического сопротивления в формуле используется прописная буква R (от английского слова «Resistor» или «Resistance»).
Аналогия с потоком воды
Когда речь идет об электрическом сопротивлении в физике, необходимо различать два случая:
- Электрические сопротивления как элементы электрической цепи (см. пример на рисунке 2). То есть, если вы называете элемент в электротехнике резистором, то вы имеете в виду конкретный элемент, предназначенный для целей ограничения протекания электрического тока в электрической цепи.
- Электрическое сопротивление как физическая величина. Вы также можете спросить, насколько сильно тот или иной элемент препятствует протеканию электрического тока или вообще как можно рассчитать электрическое сопротивление. Здесь вы говорите об электрическом сопротивлении как о физической величине.
Примечание. Резистор — это прибор с постоянным сопротивлением. Если необходимо регулировать силу тока в электрической цепи, то используют для этой цели реостаты — приборы с переменным сопротивлением. В составе реостата имеется подвижный контакт, при помощи которого изменяется длина участка, включённого в цепь. Реостат используется, например, в регуляторах громкости радиоприёмников.
Вы можете проиллюстрировать работу резистора как элемента (т.е. случай 1) с помощью модели протекания воды в трубе.
Если представить поток электрического тока как поток воды через трубу, то резистор, имеющий электрическое сопротивление R, выполняет функцию сужения трубы. Сужение в трубе препятствует потоку воды, подобно тому, как резистор препятствует потоку электрического тока. Если вы сильнее сузите трубу, то сопротивление потоку воды увеличится. Тем самым труба будет больше препятствовать потоку воды.
Зависимость силы тока от напряжения. Сопротивление. Закон Ома | Физика 8 класс #15 | Инфоурок
Электрическое сопротивление
Электри́ческое сопротивле́ние, 1) скалярная физическая величина, характеризующая противодействие участка электрической цепи электрическому току . Электрическое сопротивление участка цепи при отсутствии на этом участке электродвижущей силы равно R = U / I R = U/I R = U / I , где U U U – электрическое напряжение , I I I – сила тока на этом участке ( Закон Ома ). Сопротивление однородного по составу цилиндрического проводника длиной l и постоянной площадью поперечного сечения S S S равно R = ρ l / S R = ρl/S R = ρl / S , где ρ ρ ρ – удельное электрическое сопротивление, характеризующее материал проводника. Активное электрическое сопротивление связано с необратимым преобразованием электрической энергии в другие виды энергии, в частности в теплоту. Так, при протекании электрического тока в металлах электрическое сопротивление связано с рассеянием электронов проводимости на тепловых колебаниях кристаллической решётки , а также на её примесях и дефектах . Цепи переменного тока , содержащие ёмкости и индуктивности, характеризуются реактивным электрическим сопротивлением , которое связано с передачей электрической энергии электрическому и магнитному полю (и обратно). При переходе веществ в сверхпроводящее состояние их электрическое сопротивление обращается в нуль. Единица измерения сопротивления в СИ – Ом .
2) Радиотехнический элемент цепи, называемый также резистором .
Опубликовано 18 июля 2022 г. в 10:50 (GMT+3). Последнее обновление 18 июля 2022 г. в 10:50 (GMT+3). Связаться с редакцией
Единица измерения сопротивления — ом
В чем измеряется электрическое сопротивление? В Международной системе единиц (СИ) для него введена специальная единица — ом , обозначаемая буквой Ом с индексом Ω. 1 ⁄1 Ом — это такое сопротивление проводника, при котором на его концах возникает разность потенциалов (напряжение) 1 Вольт при силе тока 1 Ампер.
Единица сопротивления названа в честь Георга Ома, открывшего закон, связывающий между собой ток, напряжение и сопротивление проводника.
Кратные и дольные единицы сопротивления образуются при помощи приставок СИ:
- килоом (кОм) — 1000 Ом;
- мегаом (МОм) — 1000000 Ом;
- миллиом (мОм) — 0,001 Ом.
В системе СГС для сопротивления также используется своя единица, называемая «сопротивление СГС» и обозначаемая СГСР.
Таким образом, электрическое сопротивление в современной физике стандартно измеряется в омах (Ом).
Измерение сопротивления на практике
Для измерения сопротивления в электрических цепях используется специальный прибор — омметр. Кроме того, такую функцию обычно имеют все современные мультиметры.
Чем измеряется сопротивление при помощи омметра? Для этого прибор пропускает через исследуемый участок цепи слабый электрический ток и измеряет падение напряжения на этом участке. По закону Ома определяется величина сопротивления.
Единицы измерения электрического сопротивления
Электрическое сопротивление измеряется в омах (Ω). Ом – это единица измерения, которая обозначает сопротивление, которое препятствует протеканию одного ампера тока при напряжении в один вольт.
Ом является основной единицей измерения сопротивления в Международной системе единиц (СИ). Она названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома, который внес значительный вклад в изучение электричества и разработал законы, описывающие электрическое сопротивление.
Для более удобного измерения сопротивления, используются префиксы, которые изменяют значение ома в соответствии с его множителем. Например:
- Килоом (kΩ) – это 1000 омов, то есть 1 килоом равен 1000 омам.
- Мегаом (MΩ) – это 1 000 000 омов, то есть 1 мегаом равен 1 000 000 омам.
Такие префиксы позволяют измерять сопротивление в более удобных единицах, особенно когда имеется дело с большими значениями сопротивления.
Например, если у нас есть сопротивление 5000 омов, мы можем записать его как 5 килоомов (5 kΩ) или 0.005 мегаома (0.005 MΩ).
Формула для расчета электрического сопротивления
Электрическое сопротивление (R) – это мера того, насколько проводник препятствует протеканию электрического тока. Оно зависит от материала проводника, его длины (L) и площади поперечного сечения (A).
Формула для расчета электрического сопротивления выглядит следующим образом:
R = ρ * (L / A)
- R – электрическое сопротивление (в омах, Ω)
- ρ (ро) – удельное сопротивление материала проводника (в омах на метр, Ω·м)
- L – длина проводника (в метрах, м)
- A – площадь поперечного сечения проводника (в квадратных метрах, м²)
Удельное сопротивление (ρ) – это характеристика материала проводника, которая показывает, насколько хорошо или плохо он проводит электрический ток. Чем меньше удельное сопротивление, тем лучше проводник.
Формула показывает, что электрическое сопротивление прямо пропорционально длине проводника и удельному сопротивлению материала, и обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника.
Таким образом, если увеличить длину проводника или удельное сопротивление материала, то электрическое сопротивление увеличится. Если увеличить площадь поперечного сечения проводника, то электрическое сопротивление уменьшится.
Ом — единица измерения сопротивления в системе СИ
Из формулы (2) следует, что сопротивление численно равно отношению напряжения на концах участка к силе тока, который в нем течет. Единицу измерения сопротивления можно определить как:
Единица измерения электрического сопротивления в Международной системе единиц (СИ) имеет собственное название — ом (Ом). Один ом равен электрическому сопротивлению участка цепи, в котором течет ток силой 1 ампер и вызывает на концах участка падение напряжения равное одному вольту. Единица сопротивления названа в честь немецкого ученого Г. Ома.
Ом — единица сопротивления, является производной единицей в системе СИ, через основные единицы, она выражается как:
1 Ом — это довольно малая величина сопротивления, поэтому на практике часто используют стандартные для системы СИ десятичные кратные приставки, например, кОм (килоом): 1кОм=1000 Ом; МОм (мегаом): $1 МОм=^6Ом.$
Единица измерения сопротивления в системе СГС
В системе СГС (сантиметр, грамм, секунда) единица сопротивления не имеет названия, вернее она называется единица сопротивления СГС, обозначается как $ед._R$. Единица электрического сопротивления в СГС ($1 ед._R$) равна сопротивлению участка цепи, при котором постоянный ток силой 1 единица СГС тока (1 $ед. _I$), вызывает падение напряжения 1 СГС напряжения (1$ ед. _U$). При этом:
Между омом и единицей сопротивления в СГС следующее соотношения:
В расширениях к системе СГС единицы сопротивление называют: статом. Статом — единица измерения сопротивления в системе СГСЭ и системе Гаусса. Это сопротивление проводника у которого при напряжении на концах в один статвольт течет ток один статампер. Обозначают статом как $1stat<mathbf Omega >$textbf<.>textit<>
В другом расширении системы СГС, СГСМ сопротивление измеряют в абомах($ab<mathbf Omega >$). Абом соотносится с омом как:
В системе СГСМ выполняется равенство:
где $abV$ — абвольт; $abA$ — абампер.
Электрические величины и единицы их измерения.
Электрическим током (I) называется направленное движение электрических зарядов (ионов — в электролитах, электронов проводимости в металлах).
Необходимым условием для протекания электрического тока является замкнутость электрической цепи.
Электрический ток измеряется в амперах (А).
Производными единицами измерения тока являются:
1 килоампер (кА) = 1000 А;
1 миллиампер (мА) 0,001 А;
1 микроампер (мкА) = 0,000001 А.
Человек начинает ощущать проходящий через его тело ток в 0,005 А. Ток больше 0,05 А опасен для жизни человека.
Электрическим напряжением (U) называется разность потенциалов между двумя точками электрического поля.
Единицей разности электрических потенциалов является вольт (В).
1 В = (1 Вт) : (1 А).
Производными единицами измерения напряжения являются:
1 киловольт (кВ) = 1000 В;
1 милливольт (мВ) = 0,001 В;
1 микровольт (мкВ) = 0,00000 1 В.
Сопротивлением участка электрической цепи называется величина, зависящая от материала проводника, его длины и поперечного сечения.
Электрическое сопротивление измеряется в омах (Ом).
1 Ом = (1 В) : (1 А).
Производными единицами измерения сопротивления являются:
1 килоОм (кОм) = 1000 Ом;
1 мегаОм (МОм) = 1 000 000 Ом;
1 миллиОм (мОм) = 0,001 Ом;
1 микроОм (мкОм) = 0,00000 1 Ом.
Электрическое сопротивление тела человека в зависимости от ряда условий колеблется от 2000 до 10 000 Ом.
Удельным электрическим сопротивлением (ρ) называется сопротивление проволоки длиной 1 м и сечением 1 мм2 при температуре 20 °С.
Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электрической проводимостью (γ).
Мощностью (Р) называется величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование энергии, или скорость, с которой совершается работа.
Мощностью генератора называется величина, характеризующая скорость, с которой механическая или другая энергия преобразуется в генераторе в электрическую.
Мощностью потребителя называется величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование электрической энергии в отдельных участках цепи в другие полезные виды энергии.
Системной единицей мощности в СИ является ватт (Вт). Он равен мощности, при которой за 1 секунду выполняется работа в 1 джоуль:
Производными единицами измерения электрической мощности являются:
1 киловатт (кВт) = 1000 Вт;
1 мегаватт (МВт) = 1000 кВт = 1 000 000 Вт;
1 милливатт (мВт) = 0,001 Вт; о1i
1 лошадиная сила (л. с.) = 736 Вт = 0,736 кВт.
Единицами измерения электрической энергии являются:
1 ватт-секунда (Вт сек) = 1 Дж = (1 Н) (1 м);
1 киловатт-час (кВт ч) = 3,б 106 Вт сек.
Пример. Ток, потребляемый электродвигателем, присоединенным к сети 220 В, составлял 10 А в течение 15 минут. Определить энергию, потребленную двигателем.
Вт*сек, или, разделив эту величину на 1000 и 3600, получим энергию в киловатт-часах:
W = 1980000/(1000*3600) = 0,55кВт*ч
Таблица 1. Электрические величины и единицы
Удельное сопротивление
Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от материла проводника, его длины $l$ и поперечного сечения $S$ и может быть определено по формуле:
где $ρ$ — удельное сопротивление вещества, из которого изготовлен проводник.
Удельное сопротивление вещества — это физическая величина, показывающая, каким сопротивлением обладает изготовленный из этого вещества проводник единичной длины и единичной площади поперечного сечения.
Из формулы $R=ρ/$ следует, что
Величина, обратная $ρ$, называется удельной проводимостью $σ$:
Так как в СИ единицей сопротивления является $1$ Ом, единицей площади $1м^2$, а единицей длины $1$ м, то единицей удельного сопротивления в СИ будет $1$ Ом$·м^2$/м, или $1$ Ом$·$м. Единица удельной проводимости в СИ — $Ом^м^$.
На практике площадь сечения тонких проводов часто выражают в квадратных миллиметрах (м$м^2$). В этом случае более удобной единицей удельного сопротивления является Ом$·$м$м^2$/м. Так как $1 мм^2 = 0.000001 м^2$, то $1$ Ом$·$м $м^2$/м$ = 10^$ Ом$·$м. Металлы обладают очень малым удельным сопротивлением — порядка ($1 ·10^$) Ом$·$м$м^2$/м, диэлектрики — в $10^-10^$ раз большим.
Зависимость сопротивления от температуры
С повышением температуры сопротивление металлов возрастает. Однако существуют сплавы, сопротивление которых почти не меняется при повышении температуры (например, константан, манганин и др.). Сопротивление же электролитов с повышением температуры уменьшается.
Температурным коэффициентом сопротивления проводника называется отношение величины изменения сопротивления проводника при нагревании на $1°$С к величине его сопротивления при °$С:
Зависимость удельного сопротивления проводников от температуры выражается формулой:
В общем случае $α$ зависит от температуры, но если интервал температур невелик, то температурный коэффициент можно считать постоянным. Для чистых металлов $α=(/)K^$. Для растворов электролитов $α
- ООО «Экзамер», 2024
- Написать нам
- Юридические документы
