To je red da saznate koji je otpor. Zamislite sada običnu kristalnu rešetku. Dakle, ... Što su gustiji kristali nalazi se jedno na drugom, to će se namamiti više optužbi. Dakle, na jednostavnom jeziku, to je više otpornost na metal. Usput, otpor bilo kojeg konvencionalnog metala može se već neko vrijeme povećati, zagrijavati. "Zašto?", - pitaj. Da, jer kad se zagrijava, metalni atomi počinju da fluktuiraju fluktuiraju u blizini svojih konfiguracija položaja. Stoga će se pokretne troškove često susresti s atomima, što znači češće i zadržati se više u čvorovima kristalne rešetke. Na slici 1 prikazan je shemu vizuelnog sklopa, tako da tako govori za "nevidirano", gdje je odmah vidljivo kako izmjeriti napon otpora. Na isti način se mogu mjeriti napon i žarulja. Usput, ako se može vidjeti s cifre, naša baterija ima napon, dopustiti, 15b (volt), a otpor je takav da se "naseljava" 10V, tada će preostalih 5b doći do žarulje.

Dakle, Zakon OMA izgleda kao zatvoreni lanac.

Ako ne ulazite u detalje, ovaj zakon sugerira da je napon napajanja jednak iznosu od kapi stres u svim svojim odjeljcima. Oni. U našem slučaju 15b \u003d 10V + 5V. Ali ... Ako se još uvijek osjećate malo u detalje, onda morate znati što smo nazvali naponom baterije, nema ništa više od njegove vrijednosti kada je potrošač povezani e (u našem slučaju svjetlosna sijalica + otpor). Ako se sijalica s otporom isključuje i mjeri vrijednost napona na bateriji, bit će nešto više od 15V. To će biti hod u praznom hodu i "nazovite", baterija je EDC - elektromotorna sila. U stvari, shema će raditi kao što je prikazano na slici.2. U stvarnosti, baterija se može predstavljati kao različita naponska baterija, dopustite, 16b, što ima vlastiti unutrašnji otpor RVN-a. Vrijednost ovog otpora je vrlo mala i nastala je zbog tehnoloških karakteristika proizvodnje. Može se vidjeti s figure da će se kada je opterećenje spojeno, dio napona baterije će "pasti" na njenom unutrašnjoj otpornosti i na svom izlazu neće biti 16V, a 15V, I.E. 1b "apsorbirat će" njegov unutrašnji otpor. A ovdje će raditi i zakon OMA za zatvoreni lanac. Količina napona na svim dijelovima lanca bit će jednaka EMF bateriji. 16b \u003d 1b + 10V + 5V. Jedinica mjernog otpora je vrijednost koja se zove om. Ime se zove u čast njemačke fizikaguega Simona Om, koji je bio angažovan u tim radovama. 1 je jednak električnom otporu dirigenta (može, na primjer, biti žarulja) između krajeva od kojih se napon od 1 Volta pojavljuje na direktnoj struji od 1 amper. Da biste odredili otpor svjetiljke, potrebno je izmjeriti napon na njemu i izmjeriti struju u lancu (vidi Sl. 5). A onda je rezultirala vrijednost napona podijeljena u trenutnu vrijednost (r \u003d u / i). Otpor električnim krugovima može se spojiti uzastopno (kraj prvog s početkom drugog - u ovom slučaju mogu se označiti proizvoljno) i paralelno (počevši s početkom, kraj krajnjim putem - i u ovom slučaju Mogu se označiti proizvoljno). Razmislite o oba slučaja na primjeru žarulja - na kraju krajeva, njihovi se filamenti sastoje od njihovih vulstena, I.E. predstavljaju otpor. Sekvencijalni sloj je prikazan na slici3.

Pokazalo se da je poznato svima (i to znači, razmotrit ćemo i razumljivo). S ovom vezom, struja mi ću biti ista neovisna o tome što su iste lampe na istom naponu ili različitoj. Moramo odmah rezervirati da su svjetiljke iste, u kojima:

1. isti napon i struja su naznačeni (poput žarulja iz džepne lampe);
2. isti napon i napajanje su naznačeni (poput lampica za osvjetljenje).

Napon snage napajanja u ovom slučaju je "raštrkan" na svim lampi, tj. U \u003d U1 + U2 + U3. Istovremeno, ako su svjetiljke iste - na sve njih, napon će biti isti. Ako svjetiljke nisu identične, tada ovisno o otpornosti svake posebne lampe. U prvom slučaju, napon na svakoj lampi može se lako izračunati dijeljenjem izvornog napona na ukupni broj svjetiljki. U drugom slučaju morate iskopati u proračunima. Sve to ćemo pogledati zadatke ovog odjeljka. Saznali smo da sa sekvenčnim priključkom vodiča (u ovom slučaju - lampe), napon u krajevima čitavog kruga jednak je zbroju napona povezanih vodiča (lampica) - u \u003d u1 + U2 + U3. Prema zakonu Ovyadl, presjek lanca: U1 \u003d I * R1, U2 \u003d i * R2, U3 \u003d i * R3, U \u003d i * r gdje je R1 otpor navoj prve lampe (dirigenta), R2 - Drugi i R3 - treći, r - puna otpornost svih svjetiljki. Zamena u izrazu "U \u003d U1 + U2 + U" vrijednost u do i * r, u1 na i * r1, u2 na i * r2, u3 na i * r3, dobivamo i * r \u003d * r \u003d i * (r1 + R2 + R3). Otuda je R \u003d R1 + R2 + R3. Život: sa sekvencijalnim priključkom vodiča, njihov ukupni otpor jednak je zbroju otpora svih provodnika. Zaključujemo: Sekvencijalno uključivanje koristi se za nekoliko potrošača (na primjer, novogodišnje vijećne lampe) sa niskim naponom izvora.

Slučaj paralelne veze vodiča prikazan je na slici 4.

Uz paralelno povezivanje vodiča njihovog starta i završava, imaju zajedničke veze u izvoru. U ovom slučaju, napon na svim svjetiljkama (dirigent) jednako je bez obzira koji je od njih dizajniran za koji je napon izravno povezan na izvor. Prirodno, ako je lampica manje napona od izvora napona - bit će obrastao. Ali trenutna mi ću biti jednaka zbroj struja u svim svjetiljkama, tj. I \u003d i1 + i2 + i3. A lampe mogu biti različite snage - svaka će ponijeti struju na koju je dizajniran. To se može razumjeti ako umjesto izvora da predstavi utičnicu sa naponom od 220V, a umjesto lampe su na njemu, na primjer, željezo, lampicu za stol i uređaj za punjenje telefona. Otpor svakog uređaja u takvom krugu određuje se podjelom svog napona na struji, što on troši ... Ponovo, prema OHM-ovom zakonu za dio kruga, I.E.

Odmah navedite činjenicu da postoji veličina, reverzni otpor i naziva se - provodljivost. Označava ga y. U sistemu sustav je označen kao cm (Siemens). Reverzni otpor znači to

Bez odlaska u matematičke zaključke, to sam paralelno povezivanje vodiča (bilo da su to lampe, glačale, mikrovalne pećnice ili televizori) u inverziji ukupnog otpora, jednak količini količina, obrnutog otpora svih paralelnih provodnika uključen, tj

S obzirom na to

Ponekad u zadacima pišu y \u003d y1 + y2 + y3. To je isto. Postoji i prikladnija formula za pronalaženje ukupnog otpora dva paralelna otporna. Izgleda ovako:

Zaključujemo: Metoda paralelnog uključivanja koristi se za povezivanje rasvjetnih svjetiljki i kućanskih aparata na električnu mrežu.

Kao što smo saznali, sudari slobodnih elektrona u provodnicima s atomima kristalne rešetke inhibiraju njihov translacijski pokret ... ovo je protiv usmjerenog kretanja besplatnih elektrona, I.E. dCTo je fizička suština otpornosti dirigenta. Simulirani kontinuirani mehanizam za struju u elektrolitu i gasovima. Provodne materijalne svojstva određuju svoju volumetrijsku otpornost ρv jednak otporu između suprotnih strana kocke s rebaer 1m napravljenim od ovaj materijal. Vrijednost obrnutog naponskog otpora naziva se volumetrijskom specifičnom provodljivošću i jednaka je γ \u003d 1 / ρv. Jedinica volumetrijskog otpora služi kao 1. * m, volumetrijska provodljivost je 1cm / m. Otpor Dirigent DC ovisi o temperaturi. Općenito, postoji prilično komplicirana ovisnost. Ali s promjenama temperature u relativno uskim granicama (otprilike 200 ° C), može se izraziti formulom:

gdje otpornost R2 i R1, respektivno, na temperaturama T1 i T2; α je temperaturni koeficijent otpora jednak promjeni relativne otpornosti kada se temperatura mijenja za 1 ° C.

Važni koncepti

Električni uređaj s otporom i koristi se za ograničavanje struje naziva se otpornik. Podesivi otpornik (I.E. Moguće je promijeniti otpor) naziva se redom.

Otporni elementi su idealizirani modeli otpornika i bilo koji drugi električni uređaji ili njihovi dijelovi koji imaju stalnu struju, bez obzira na fizičku prirodu ovog fenomena. Koriste se u pripremi krugova lanaca i izračunavanja njihovih načina. Ispod idealizacije, zanemarite struje izolacijskog premaza otpornika, okvir žičane rozostate itd.

Linearni otporni element je dijagram supstitucije bilo kojeg dijela električnog uređaja u kojem je struja proporcionalna naponu. Njen parametar je otpor R \u003d Const. R \u003d Const znači da je vrijednost otpora uvijek (CONST-a znači konstantno).
Ako je ovisnost struje iz napona nelinearna, tada je shema zamjene sadrži nelinearni otporni element koji je postavljen na nelinearni Vac (karakteristika volta-ampera) i (u) - čitati kao "i od y". Sl. 5 prikazuje volt-ampere karakteristike linearnog (line A) i nelinearnog (line B) otpornih elemenata, kao i njihovo imenovanje na supstituciji Schsam.

Između ostalih pokazatelja koji karakterišu električni krug, dirigent, vrijedi istaknuti električni otpor. Određuje sposobnost atoma materijala kako bi se spriječio usmjereni prolazak elektrona. Pomoć u određivanju ove vrijednosti može pružiti i specijalizirani uređaj - ohmmeter i matematičke proračune na osnovu znanja o odnosu između vrijednosti i fizička svojstva Materijal. Mjerenje indikatora izrađeno je u Omahu (OM), simbol R.

OMA-ov zakon je matematički pristup prilikom određivanja otpora

Odnos koji je odredio George Omum određuje odnos između napona, trenutne sile, otpornosti na osnovu matematičkog odnosa pojmova. Valjanost linearnog odnosa je R \u003d U / I (omjer napona do trenutnog) - primijećen u svim slučajevima.
Mjerna jedinica [R] \u003d B / A \u003d Ohm. 1 Ohm - otpor materijala za koji je struja 1 pojačala na naponu od 1 volta.

Empirijska formula izračuna otpora

Objektivni podaci o provedbi materijala slijede iz svojih fizičke karakteristikeDefinisanje vlastite svojstva i reakcije na vanjske utjecaje. Na osnovu toga, provodljivost ovisi o:

• Veličina.
• Geometrija.
• Temperature.

Atomi provodnog materijala suočeni su sa usmjeravajućim elektronima, sprečavajući daljnju promociju. Prilikom visoke koncentracije potonjeg, atomi nisu u stanju da im odupru im i provodljivost je visoka. Velike vrijednosti otpora karakteristične su za dielektriku koja se razlikuju gotovo nulta provodljivosti.

Jedna od definiranja karakteristika svakog provodnika je njegov specifični otpor - ρ. To određuje ovisnost otpora iz materijala dirigenta i izlaganja izvana. To je fiksirano (unutar istog materijala) vrijednost koja predstavlja podatke dirigenta sljedećih dimenzija - dužine 1 m (ℓ), presjeka površine 1 m² Stoga se odnos između tih vrijednosti izražava odnosom: r \u003d ρ * ℓ / s:

• Provodljivost materijala pada kako se njegova dužina povećava.
• Povećanje presjeka područja dirigenta podrazumijeva smanjenje njegovog otpora. Takav obrazac nastaje zbog smanjenja gustoće elektrona, a, prema tome, kontakt čestica materijala s njima postaje rijetkiji.
• Rast materijalne temperature potiče rast otpora, dok temperaturni pad podrazumijeva svoj pad.

Izračun presjeka presjeka preporučljivo je proizvesti prema formuli S \u003d πd 2/4 u određivanju duljine ruleta pomoći će pomoći.

Power odnos (P)

Na osnovu formule ohm, u \u003d i * r i p \u003d i * u. Shodno tome, p \u003d i 2 * r i p \u003d u 2 / r.
Znajući količinu struje i moći, otpor se može definirati kao: R \u003d p / i 2.
Znajući količinu napona i snage, otpor je jednostavan za izračunavanje prema formuli: R \u003d u 2 / p.

Otpornost materijala i veličina drugih istodobnih karakteristika može se dobiti korištenjem posebnih mjernih instrumenata ili na temelju utvrđenih matematičkih obrazaca.

Kao što je već napomenuto, struja struje u lancu ne ovisi ne samo na naponu na krajevima web mjesta, već i na svojstva dirigenta koji su uključeni u lanac. Zavisnost struje iz svojstava provodnika objašnjava se činjenicom da različiti vodiči imaju različit električni otpor.

Električni otpor R - fizički skalarna vrijednost, karakterizirajući imovinu dirigenta za smanjenje stope naređenog kretanja besplatnih prevoznika u vodiču. Otpor slova R. naznačeno je u sistemu otpornosti dirigenta je OM (om).

1 Ohm - Otpornost takvog dirigenta, struja struje u kojoj je 1 i na naponu od 1 V.

Ostale jedinice koriste se: Kilome (com), mega (IOM), Millis (mama): 1 com \u003d 10 3 ohma; 1 mama \u003d 10 6 ohma; 1 mama \u003d 10 -3 ohm.

Fizička vrijednost g, obrnuto otpornost naziva se električnom provodljivošću

Jedinica električne provodljivosti u C je Siemens: 1 cm je provodljivost otpora vodiča na 1 ohm.

Dirigent sadrži ne samo besplatne nabijene čestice - elektrone, već i neutralne čestice i povezane troškove. Svi su uključeni u haotičan toplinski pokret jednak bilo kakvim smjerovima. Kad se uključi električno polje Pod uticajem električne snage Prevladavat će usmjereni naređeni kretanje besplatnih naknada, koji bi se trebao kretati s ubrzanjem i njihova brzina trebala bi se povećati s vremenom. Ali u provodnicima se besplatni nabori kreću u određenom stalnom prosjeku. Slijedom toga, dirigent ima otpor naređenog kretanja besplatnih naknada, dio energije ovog pokreta prenosi provodnici, kao rezultat toga što se njegova unutrašnja energija povećava. Zbog kretanja besplatnih troškova, čak i savršena rešetka kristalno dirigent iskrivljena je, energija narednog kretanja besplatnih naknada rasprše se na distorzijama kristalne strukture. Dirigent ima otpornost na prolazak električne struje.

Otpor dirigencije ovisi o materijalu iz kojeg se vrši, dužina dirigenta i presjeka. Da biste potvrdili ovu ovisnost, možete koristiti istu električnu šemu kako biste provjerili ohm zakon (Sl. 2), uključujući i u odjeljku MN kruga različitih cilindričnih vodiča napravljenih od istog materijala, kao i iz različitih materijala.

Rezultati eksperimenta pokazali su da je otpor dirigenta izravno proporcionalan duljini L od dirigenta, obrnuto proporcionalan području s njegovog presjeka i ovisi o rodu tvari iz kojeg se vrši dirigent:

gdje je specifični otpor dirigenta.

Skalarna fizička vrijednost, numerički jednaka otporu homogenog cilindričnog dirigenta napravljenog od ove supstance i dužine 1 m i presjek 1 m 2 ili kocke otpornosti s rubom od 1 m. Jedinica otpora u C je om-metar (ohm · m).

Otpornost metalnog vodiča ovisi o

1. koncentracija besplatnih elektrona u vodiču;
2. intenzitet disperzije slobodnih elektrona na ionima kristalne rešetke koji obavljaju toplotne fluktuacije;
3. intenzitet disperzije slobodnih elektrona o nedostacima i nečistoću kristalne strukture.

Srebrni i bakar imaju najmanju otpornost. Veoma velika otpornost u leguru niklom, željezo, hromima i mangana - "Nichrome". Otpornost metalnih kristala u velikoj mjeri ovisi o prisutnosti nečistoća u njima. Na primjer, uvođenje 1% nečistoća mangana povećava otpornost bakra tri puta.

Za početak, razmotrite pitanje, kako su vam u vašem trenutku istraživači došli na razumijevanje veličine, zvane " otpor toka" Prilikom razmatranja temelja elektrostatike, pitanja električne provodljivosti već su pogodile, uključujući činjenicu da različite tvari imaju različitu provodljivost (mogućnost preskočenja besplatnih nabijenih čestica). Na primjer, metali karakteriziraju dobra vodljivost (zbog kojih se nazivaju dirigent), a plastična i drvo - loša (dielektrična ili neprovodna). Takve razlike povezane su sa osobitostima molekularne strukture različitih tvari.

Najefikasniji rad na studiji provodljivosti različitih tvari bili su eksperimenti koji su izvršili Georg OHM (1789-1854) (Sl. 1).

Suština Omar-ovog rada bila je sljedeća. Naučnik koristio električni krugkoji se sastoji od trenutni izvor, dirigent, kao i poseban uređaj za praćenje snage toka . Promjena provodnika u shemi, Ohm prati sljedeći uzorak: struja struje u lancu povećana je povećanjem napona. Sljedeće otvaranje OHM-a bilo je da je prilikom zamjene provodnika, stupanj povećane struje struje promjene povećanjem napona. Primjer takve ovisnosti prikazan je na slici 2.

X os pokazuje napon, a osi Y - snaga toka. Grafikon pokazuje dvije ravne linije, pokazujući različite brzine povećanja struje struje s povećanjem napona ovisno o vodiču koji su uključeni u lanac.

Rezultat Omar-ovog istraživanja bio je sljedeći zaključak: "Različiti vodiči imaju različita svojstva provodljivosti", rezultirajući konceptom otpor toka.

Električni strujni otpor.

Električni otpor je fizička vrijednost koja karakterizira sposobnost dirigenta da utječe električna energijateče u vodiču.

• Oznaka broja: r
• Mjerna jedinica: Ohm

Rezultat eksperimenata sa vodičima utvrđen je da odnos između trenutna snaga i napon B. električni lanac Zavisi i na veličini korištenog provodnika, a ne samo iz tvari. Detaljniji utjecaj veličine dirigenta smatrat će se u zasebnoj lekciji.

Zbog onoga što se pojavljuje otpor toka? Tokom kretanja besplatnih elektrona, postoji stalna interakcija između iona koji pripadaju strukturi kristalne rešetke i elektrona. Kao rezultat ove interakcije, pokret elektrona usporava se (u stvari, zbog sudara elektrona s atomima - čvorovi kristalne rešetke), tako da se stvara trenutni otpor.

Druga fizička vrijednost povezana je i sa električnim otporom - provodljivost, Obrnuta vrijednost u odnosu na otpor.

Trenutna rezistencija formula.

Razmislite o odnosu između vrijednosti koje se proučavaju u posljednjim satima. Kao što je rečeno, sa povećanjem napona povećanja u lancu i snaga tokaTe su vrijednosti proporcionalne: I ~ u.

Povećanje otpornosti dirigenta dovodi do smanjenja snage struje u lancu, pa su podaci vrijednosti obrnuto proporcionalni jedni drugima: I ~ 1 / r

Kao rezultat istraživanja otkriven je sljedeći obrazac: R \u003d u / i

Slikamo primamo jedinicu otpor toka: 1st \u003d 1b / 1a

Dakle, 1 ω je takav trenutni otpor u kojem je trenutna u vodiču 1 A, a napon na krajevima dirigenta 1 V.

Zapravo, otpor toka U 1, postoje premali i u praksi se koriste provodnici koji karakteriziraju veći otpor (1 kom, 1 Mω, itd.).

Snaga struje i napona su međusobno povezane vrijednosti koje utječu na jedno drugo. To će se smatrati detaljnije u sljedećoj lekciji.

Odmah se odriču da će to biti o mjernom otporu električni toku.. Šta to predstavlja i koji je izmeren otpor?

Tri kitova

Odakle dolazi takav otpor? Svi materijali u prirodi, sa stanovišta električne provodljivosti, podijeljeni su u 3 kategorije - izolatori, poluvodiče i provodnici. Prvi ne sprovodi električnu struju općenito (na primjer, staklo, plastiku, zrak), drugo - prolazi trenutnu samo pod određenim uvjetima (silikon, germanijum), a na njihovoj osnovi su sagrađena sva moderna elektronika. Ali zainteresovani ste za naše posljednje - svi poznati vodiči. Obična bakrena žica, žica koja je povezana sa vašim računarom u utičnicu - sve je to provodnici.

Kako dirigenti mogu imati otpornost na električni tok? Činjenica je da u prirodi nema idealnog provodnika. U bilo kojem, čak i "čistom" vodiču, uvijek postoje neke nečistoće koje imaju otpornost na elektrone koji se kreću u tijelu dirigenta. Sudar elektrona sa ovim nečistoćima uzrokuje grijanje, a ponekad (ako je gustoća fluksa prevelika, i.e. previsok) i uništavanje dirigenta (radnju grijaćih elemenata i osigurača temelji se na to).

Malo matematike

Šta se mjeri otpornošću dirigenta ili radije da kaže električni krug? Jedinica mjerenja ove veličine dobiva se po fizici Georg Simon Ohm. Da, sam sam Ohm, čiji smo zakon svi ležili u školi. U tehničkoj literaturi navode se slovom "Omega". Sam otpor u proračunima bilježi se kao "R" (u - napon, i - trenutni, p - snaga itd.). Šta ta vrijednost znači? Razmotrite primjer. Prema zakonu, isti OHM, ako naš dirigent ima 1 Ohm otpor, nanošenje napona od 220 volta na svoje krajeve, dobijamo struju (trenutni \u003d napon podijeljen otporom) 220 ampera. Pomnožavanje struje na napetost, učimo snagu: 220 volti * 220 ampera \u003d 48400 vata, ili 48 kilovat. Ovo je vrlo velika moć koju nema domaćinstava ožičenja. U stvari, ova će trenutna biti trenutna kratki spoj. To pokazuje koliko je važno znati otpor lanca, prije posluživanja napona! Srećom, nije tako teško znati, a ni ne nužno provoditi neke proračune. Postoje posebni mjerni instrumenti - ohmmetri koji pokazuju količinu otpora DC-u. Njihova vrsta megomatera dizajnirana je za mjerenje velikih vrijednosti otpora i koriste se uglavnom za provjeru izolacije. Sada je teško upoznati semere kao zasebne uređaje. Uglavnom su oni dio kombiniranih uređaja - autometra ili multimetra koji se prodaju u svakoj staji kineskoj robi.

Dakle, uspješno za vas mjerenja!