Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Opór elektryczny charakteryzuje właściwość przewodnika polegającą na przeciwstawianiu się ukierunkowanemu ruchowi naładowanych cząstek.

Wpływ oporu elektrycznego na prąd elektryczny można przedstawić w następujący sposób:

  • Ruch swobodnych nośników ładunku wewnątrz przewodnika powoduje zderzenie swobodnych nośników ładunku z atomami i zakłócenie ich przepływu.
  • Zjawisko to nazywane jest rezystancją, która ma właściwość ograniczania prądu elektrycznego w obwodzie elektrycznym.
  • Zderzenie nośników ładunku elektrycznego z atomami ma również efekt termiczny. Odpowiedni element obwodu elektrycznego staje się ciepły lub nawet gorący. Jeśli się przegrzeje, może zawieść.

Opór elektryczny informuje nas, jakie napięcie U jest potrzebne, aby prąd elektryczny o określonym natężeniu I przepłynął przez przewodnik. W fizyce wielka litera R (od angielskiego słowa „Resistor” lub „Resistance”) jest używana we wzorze do oznaczania oporu elektrycznego.

Analogia przepływu wody

Mówiąc o oporze elektrycznym w fizyce należy rozróżnić dwa przypadki:

    Opory elektryczne jako elementy obwodu elektrycznego (patrz przykład na rysunku 2). Oznacza to, że jeśli nazywasz element w elektrotechnice rezystorem, masz na myśli konkretny element zaprojektowany w celu ograniczenia przepływu prądu elektrycznego w obwodzie elektrycznym.
  1. Opór elektryczny jako wielkość fizyczna. Możesz również zapytać, jak bardzo dany element blokuje przepływ prądu elektrycznego lub ogólnie, jak możesz obliczyć opór elektryczny. Tutaj mówisz o oporze elektrycznym jako wielkości fizycznej.

Uwaga. Rezystor to urządzenie o stałym oporze. Jeśli konieczna jest regulacja natężenia prądu w obwodzie elektrycznym, wówczas do tego celu stosuje się reostaty - urządzenia o zmiennej rezystancji. Jako część reostatu znajduje się ruchomy styk, za pomocą którego zmienia się długość odcinka zawartego w obwodzie. Reostat jest używany na przykład w regulacji głośności radia.

Działanie rezystora jako elementu (tzn. przypadek 1) można zilustrować za pomocą modelu przepływu wody w rurze.

Jeśli wyobrazimy sobie przepływ prądu elektrycznego jako przepływ wody przez rurę, to rezystor o oporze elektrycznym R spełnia funkcję zwężenia rury.Zwężenie w rurze blokuje przepływ wody, podobnie jak rezystor blokuje przepływ prądu elektrycznego. Jeśli bardziej zwęzisz rurę, wzrośnie opór przepływu wody. W ten sposób rura będzie bardziej utrudniać przepływ wody.

Ryż. 1. Istota oporu elektrycznego na przykładzie modelu przepływu wody w rurze

Wzory do wyznaczania oporu elektrycznego

Z prawa Ohma dla odcinka obwodu elektrycznego wynika, że jeśli zmierzymy napięcie U na przewodniku i przepływa przez niego prąd o sile I, to przewodnik ma opór elektryczny R równy U podzielone przez I, tj. R=U / I. Jednostką oporu elektrycznego w układzie SI jest om, którego nazwa pochodzi od nazwiska niemieckiego fizyka Georga Simona Ohma. Oznacza to, że 1 om to rezystancja przewodnika, w którym przy napięciu 1 V przepływa prąd 1 A. Dlatego czasami opór elektryczny można również nazwać „oporem omowym”.

Ryż. 2. Wyznaczanie oporu elektrycznego

W przypadku bardzo niskich lub bardzo wysokich rezystancji stosuje się dodatki takie jak miliom, kiloom lub megaom. Obowiązują następujące zależności:

  • 1 Miliom=1 mOhm=110-3 Om;
  • 1 Kiloom=1 kOhm=1103 Om;
  • 1 Megaom=1 MΩ=1106 Om.

Ciekawosc! Opór elektryczny ludzkiego ciała może wynosić od 20 000 omów do 1800 omów.

Możesz również obliczyć opór elektryczny przewodników na podstawie ich charakterystyki geometrycznej. Wzór na to jest następujący (patrz także rysunek 3):

R=(ρl) / S, gdzie

  • R - opór elektryczny przewodnika;
  • l - długość przewodu;
  • S - pole przekroju poprzecznego przewodu;
  • ρ - rezystywność materiału przewodnika (wybrana z tabel).
Ryż. 3. Opór elektryczny przewodnika

Innymi słowy, im cieńszy i dłuższy przewodnik, tym większa jest jego odporność na prąd elektryczny. Duże znaczenie ma również materiał, z którego wykonany jest przewodnik.

Jak zmierzyć opór elektryczny?

Aby zmierzyć opór elektryczny, musisz przestrzegać następujących zasad:

  • Pomiar należy wykonać równolegle do elementu obwodu elektrycznego;
  • Element musi być odłączony od zasilania;
  • Elementu nie wolno podłączać do obwodu elektrycznego;
  • Pomiar ma sens tylko dla zwykłego rezystora.

Wartość rezystancji omowej najlepiej mierzyć multimetrem cyfrowym, aby uniknąć błędów i niedokładności w odczytach.

Podczas pomiaru miernikiem mierzony przedmiot nie może być podczas pomiaru podłączony do źródła napięcia. Mierzony element należy odlutować od obwodu elektrycznego przynajmniej z jednej strony. W przeciwnym razie elementy równoległe będą miały wpływ na wynik pomiaru.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Elektryk