Учебник | Сопротивление
На рисунке сверху изображена
электрическая цепь, в которую включена панель с разными проводниками. Эти проводники отличаются друг от друга материалом, а также длиной и площадью поперечного сечения. Подключая по очереди эти проводники и наблюдая за показаниями амперметра, можно заметить, что при одном и том же источнике
тока сила тока в разных случаях оказывается различной. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения
сила тока в нем становится меньше. Уменьшается она и при замене никелиновой проволоки проволокой такой же длины и сечения, но изготовленной из нихрома. Это означает, что разные проводники оказывают различное противодействие току. Противодействие это возникает из-за столкновений носителей тока со встречными частицами вещества.
Физическая величина, характеризующая противодействие, оказываемое проводником электрическому току, обозначается буквой
R и называется
электрическим сопротивлением (или просто
сопротивлением) проводника:
R — сопротивление
Единица сопротивления называется
омом (Ом) в честь немецкого учёного
Георга Ома, который впервые ввел это понятие в физику. 1 Ом — это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В сила тока равна 1 А. При сопротивлении 2 Ом сила тока при том же напряжении будет в 2 раза меньше, при сопротивлении 3 Ом — в 3 раза меньше и т. д.
На практике встречаются и другие единицы сопротивления, например килоом (кОм) и мегаом (МОм):
1 кОм = 1000 Ом, 1 Мом = 1 000 000 Ом.
Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от материала проводника, его длины l и площади поперечного сечения S и может быть найдено по формуле
R = ρl/S (1.1)
где
ρ —
удельное сопротивление вещества, из которого изготовлен проводник.
Удельное сопротивление вещества — это физическая величина, показывающая, каким сопротивлением обладает сделанный из этого вещества проводник единичной длины и единичной площади поперечного сечения.
Из формулы (1.1) следует, что
ρ = RS/l
Так как в СИ единицей сопротивления является 1 Ом, единицей площади 1 м
2, а единицей длины 1 м, то единицей удельного сопротивления в СИ будет
1 Ом • м
2/м, или 1 Ом • м.
На практике площадь сечения тонких проводов часто выражают в квадратных миллиметрах (мм
2). В этом случае более удобной единицей удельного сопротивления является Ом•мм
2/м. Так как 1 мм
2 = 0,000001 м
2, то
1 Ом • мм
2/м = 0,000001 Ом • м.
У разных веществ удельные сопротивления различны. Некоторые из них приведены в таблице
Приведенные в этой таблице значения соответствуют температуре 20°С. (С изменением температуры сопротивление вещества изменяется.) Например, удельное сопротивление железа равно 0,1 Ом • мм
2/м. Это означает, что если изготовить из железа провод с площадью сечения 1 мм
2 и длиной 1 м, то при
температуре 20°С он будет обладать сопротивлением 0,1 Ом.
Из таблицы видно, что наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Значит, именно эти металлы являются наилучшими проводниками электричества.
Из той же таблицы видно, что, наоборот, такие вещества, как фарфор и эбонит, обладают очень большим удельным сопротивлением. Это и позволяет использовать их в качестве изоляторов.
© greenmile
Источник:
Phscs.Ru.
В начало
Учебник | Сопротивление
