Как вычислить сопротивление проводника формула. Формула удельного сопротивления. Свойства резистивных материалов

; кроме того, в некоторых случаях на практике используются внесистемные единицы Ом·см и Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в СИ: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм²/м, равная 10 −6 от 1 Ом·м . Соответственно выполняется: 1 Ом·м = 1·10 6 Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в технике: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 мм².

Величина удельного сопротивления обозначается греческой буквой ρ {\displaystyle \rho } .

Сопротивление проводника с удельным сопротивлением ρ {\displaystyle \rho } , длиной l {\displaystyle l} и площадью сечения S {\displaystyle S} может быть рассчитано по формуле R = ρ ⋅ l S {\displaystyle R={\frac {\rho \cdot l}{S}}} .

Энциклопедичный YouTube

• 1 / 5

  Фото: Этот переменный резистор является регулятором громкости с транзисторного радио. Люди, которые делают электрические или электронные схемы для выполнения конкретных заданий, часто должны вводить точное количество сопротивления. Они могут сделать это, добавив крошечные компоненты, называемые резисторами. Резистор - это небольшой пакет сопротивления: подключите его к цепи, и вы уменьшите ток на точное количество. Со стороны все резисторы выглядят более или менее одинаковыми. Как вы можете видеть на верхней фотографии на этой странице, резистор представляет собой короткий, червячный компонент с цветными полосками сбоку.

  Удельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией - коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля E → (r →) {\displaystyle {\vec {E}}({\vec {r}})} и плотность тока J → (r →) {\displaystyle {\vec {J}}({\vec {r}})} в данной точке r → : {\displaystyle {\vec {r}}:}

  Зависимость сопротивлений от температуры

  Он имеет два соединения, по одному с обеих сторон, поэтому вы можете подключить его к цепи. Что происходит внутри резистора? Если вы сломаете один открытый и поцарапаете внешнее покрытие изоляционной краской, вы можете увидеть изоляционный керамический стержень, проходящий через середину, с медной проволокой, обернутой снаружи. Описан подобный резистор как и проволочная намотка. Количество медных витков очень точно регулирует сопротивление: чем больше медь вращается, а и тоньше медь, тем выше сопротивление.

  E → (r →) = ρ (r →) J → (r →) . {\displaystyle {\vec {E}}({\vec {r}})=\rho ({\vec {r}}){\vec {J}}({\vec {r}}).}

  Эта формула справедлива для неоднородного, но изотропного вещества. Вещество может быть и анизотропно (большинство кристаллов, намагниченная плазма и т. д.), то есть его свойства зависят от направления (вообще говоря, в нём векторы тока и напряжённости электрического поля в данной точке не сонаправлены). В этом случае удельное сопротивление является зависящим от координат тензором второго ранга:

  В резисторах меньшего значения, предназначенных для схем с малой мощностью, заменяется медная обмотка по спиральному рисунку углерода. Резисторы, подобные этому, намного дешевле сделать и называются углеродной пленкой. Обычно резисторы с проволочной обмоткой являются более точными и более стабильными при более высоких рабочих температурах.

  Как размер резистора влияет на его сопротивление?

  Фото: внутри резистора с проволочной обмоткой. Разбейтесь пополам, почистите краску, и вы можете четко видеть изоляционное керамическое ядро ​​и проводящую медную проволоку, обернутую вокруг него. Предположим, вы пытаетесь заставить воду через трубу. Различные виды труб будут более или менее обязывающими, поэтому более толстая труба будет сопротивляться воде, меньшей, чем более тонкая, а более короткая труба будет давать меньше сопротивления, чем более длинная. вы заполняете трубку, скажем, галькой или губкой, вода все равно просачивается через нее, но гораздо медленнее.

  E j (r →) = ∑ i = 1 3 ρ i j (r →) J i (r →) . {\displaystyle E_{j}({\vec {r}})=\sum _{i=1}^{3}\rho _{ij}({\vec {r}})J_{i}({\vec {r}}).}

  Удельное электрическое сопротивление металлов и сплавов, применяемых в электротехнике

  Металл ρ, Ом·мм²/м Серебро 0,015..0,0162 Медь 0,01724..0,018 Золото 0,023 Алюминий 0,0262..0,0295 Иридий 0,0474 Молибден 0,054

  Электрическое сопротивление проводника происходит из-за взаимодействия электрона с ионами кристаллической решетки.

  Температурный коэффициент сопротивления

  Другими словами, длина, площадь поперечного сечения и материал внутри трубы влияют на ее устойчивость к воде. Электрические резисторы очень похожи на те же три фактора. Если вы делаете проволоку тоньше или дольше, электроны пока не шевельнутся. И, как мы уже видели, электричество течет через некоторые материалы, чем другие. Хотя Георг Ом известен связанного с напряжением, током и сопротивлением, он также исследовал взаимосвязь между сопротивлением и размером и типом материала, из которого изготовлен резистор, что привело его к еще одному важному уравнению.

  Сопротивление проводника зависит от:

  • - его длины,
  • - площади поперечного сечения
  • - от вещества из которого он изготовлен,

  а также сопротивление прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.

  Удельное сопротивление - физическая величина которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1м, и площадью поперечного сечения 1м^2.

  Говоря простыми словами, сопротивление материала увеличивается по мере увеличения его длины и возрастания по мере уменьшения его площади. Различные материалы имеют очень разные удельные сопротивления: проводники имеют гораздо более низкое удельное сопротивление, чем изоляторы. При комнатной температуре алюминий поступает на уровне около 8 × 10 -8 Ом м, а медь значительно ниже при 7-8 Ом.

  Из этих рисунков видно, насколько сильно отличаются разные проводники и изоляторы способность переносить электроэнергию: кремний примерно в 100 миллиардов раз хуже, чем меди, а стекло снова в миллиарде раз больше! Диаграмма: Сопротивление материала увеличивается с температурой. Эта диаграмма показывает, как удельное сопротивление растет почти линейно, поскольку температура увеличивается от абсолютного нуля до примерно 600 К для четырех обычных металлов.

  • Удельное сопротивление обозначается буквой - p.
  • Длина - l.
  • Площадь поперечного сечения - S.
  • Сопротивление проводника обозначим буквой R.

  В итоге мы получим формулу:

  Получим еще несколько разновидностей формул:

  l = R*S/p ; S = p*l/R ; p = R*S/l

  Единицей сопротивления является 1 Ом, следовательно единица удельного сопротивления будет:

  Сопротивление резистора не постоянна, даже если это определенный материал фиксированной длины и площади: он постоянно увеличивается с ростом температуры. Чем жарче материал, тем больше его атомы или ионы вращаются и чем сложнее прогибаться электроны, что приводит к более высокому электрическому сопротивлению. Вообще говоря, удельное сопротивление большинства материалов линейно растет с температурой. Если вы охладите материал, вы понижаете его удельное сопротивление, и если вы охладите его до чрезвычайно низкой температуры, вы можете иногда заставить сопротивление полностью исчезнуть в явлении, известном как.

  1 Ом*1м^2/1м или 1 Ом*м, следуя из формулы p = R*S/l

  Также площадь поперечного сечения можно выражать в квадратных миллиметрах, тогда мы получим такую формулу:

  1 Ом*мм^2/м

  Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро (0,016) и медь (0,017), следовательно они лучше проводят электричество.

  Эбонит(10^20) и фарфор(10^19) имеют очень большое удельное сопротивление и почти не проводят электрический ток, их используют для изоляторов.

  Сопротивление - это электрическое количество, которое измеряет, как устройство или материал уменьшают поток электрического тока через него. Если мы сделаем аналогию с потоком воды в трубах, сопротивление будет больше, когда труба будет тоньше, поэтому поток воды будет уменьшен.

  Расчет сопротивления с законом ом

  Сопротивлением проводника является удельное сопротивление материала проводника, когда длина проводника делится на площадь поперечного сечения проводника. Ρ - удельное сопротивление в Ом-метре. Легко понять эту формулу с аналогией водопроводных труб. Когда труба длиннее, длина больше и сопротивление будет увеличиваться. когда труба шире, площадь поперечного сечения больше и сопротивление будет уменьшаться.

  Температурные эффекты сопротивления

  Сопротивление резистора увеличивается, когда температура резистора увеличивается.

  Реостаты

  Реостат - прибор, который используется для регулирования силы тока в цепи.

  Самый простой реостат - проволока с большим удельным сопротивлением, такая как никелиновая или нихромовая.

  Виды реостатов:

  Ползунковый реостат - еще один вид реостатов, в котором стальная проволока намотана на керамический цилиндр.Проволока покрыта тонким слоем окалины, которая не проводит электрический ток, поэтому ее витки изолированы друг от друга.Над обмоткой - металлический стержень по которому перемещается ползунок.

  Сопротивление резисторов последовательно

  Α - температурный коэффициент. Полное эквивалентное сопротивление резисторов последовательно представляет собой сумму значений сопротивления.

  Сопротивление резисторов параллельно

  Общее эквивалентное сопротивление резисторов параллельно дается. Сопротивление является мерой сопротивления заданного размера конкретного материала для электропроводности.

  Хотя материалы сопротивляются потоку электрического тока, некоторые лучше проводят его, чем другие. Сопротивление - это показатель, который позволяет сравнивать то, как различные материалы позволяют или сопротивляются потоку тока. Для того чтобы значения удельного сопротивления были значимыми, для удельного сопротивления используются конкретные единицы, и есть формулы для расчета его и связывания его с сопротивлением в Ом для заданного размера материала.

  Он прижат к виткам обмотки.От трения ползунка о витки слой окалины стирается и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, потом в стержень.Когда реостат подключили в цепь, можно передвигать ползунок, таким образом увеличивать или уменьшать сопротивление реостата.

  Жидкостный реостат - представляет бак с электролитом, в который погружаются металлические пластины.

  Материалы, которые легко проводят электрический ток, называются проводниками и имеют низкое удельное сопротивление. Те, кто не проводит электричество легко, называются изоляторами, и эти материалы обладают высоким удельным сопротивлением. Электросопротивление образца материала также может быть известно как его удельное электрическое сопротивление. Это показатель того, насколько сильно материал противостоит потоку электрического тока.

  Удельное сопротивление вещества представляет собой сопротивление куба этого вещества, имеющего края единичной длины, при том понимании, что ток течет нормально к противоположным граням и равномерно распределен по ним. Электрическое сопротивление - это электрическое сопротивление на единицу длины и на единицу площади поперечного сечения при заданной температуре.

  Проволочный реостат - cостоит из проволоки из материала в котором высокое удельное сопротивление, натянутый на раму.

  Нельзя превышать силу тока реостата, потому что обмотка реостата может перегореть.

  Реостат мы часто применяем в повседневной жизни, например, регулируя громкость телевизора и радио, увеличивая и уменьшая скорость езды на машине.

  Сопротивление материала определяется по величине электрического поля по нему, что дает определенную плотность тока. Можно разработать формулу электросопротивления. Многие резисторы и проводники имеют равномерное поперечное сечение с равномерным потоком электрического тока. Поэтому можно создать более конкретную, но более широко используемую формулу или уравнение электросопротивления.

  Что влияет на величину удельного сопротивления?

  А - площадь поперечного сечения образца, измеренная в квадратных метрах, м ^ 2. Материалы помещаются в разные категории в зависимости от их уровня или удельного сопротивления. Краткое изложение приведено в таблице ниже. Без легирования они выглядят почти как изолятор, но с допинговыми носителями заряда доступны и удельное сопротивление резко падает. Аналогично для электролитов уровень удельного сопротивления изменяется в широких пределах.

  Нужна помощь в учебе?

  Предыдущая тема: Закон Ома для участка цепи: формулировка и формула, применение
  Следующая тема:   Последовательное и параллельное соединение проводников