Електричний опір - Гіпермаркет знань.

При замиканні електричного ланцюга, На затискача якої є різниця потенціалів, виникає електричний струм. Вільні електрони під впливом електричних сил поля переміщуються вздовж провідника. У своєму русі електрони натрапляють на атоми провідника і віддають їм запас своєї кінетичної енергії. Швидкість руху електронів постійно змінюється: при зіткненні електронів з атомами, молекулами та іншими електронами вона зменшується, потім під дією електричного поля збільшується і знову зменшується при новому зіткненні. В результаті цього в провіднику встановлюється рівномірний рух потоку електронів зі швидкістю кількох частин сантиметра в секунду. Отже, електрони, проходячи провідником, завжди зустрічають з його боку опір своєму руху. При проходженні електричного струмучерез провідник останній нагрівається.

Електричний опір

Електричним опором провідника, що позначається латинською літерою rназивається властивість тіла або середовища перетворювати електричну енергію на теплову при проходженні по ньому електричного струму.

На схемах електричний опір позначається так, як показано на малюнку 1, а.

Змінний електричний опір, що служить для зміни струму в ланцюзі, називається реостатом. На схемах реостати позначаються як показано малюнку 1, б. У загальному виглядіреостат виготовляється з дроту того чи іншого опору, намотаної на ізолюючій основі. Повзунок або важіль реостату ставиться у певне положення, внаслідок чого в ланцюг вводиться необхідний опір.

Довгий провідник малого поперечного перерізу створює струму великий опір. Короткі провідники великого поперечного перерізу надають току малого опору.

Якщо взяти два провідники з різного матеріалуАле однакової довжини і перерізу, то провідники будуть проводити струм по-різному. Це свідчить, що опір провідника залежить від матеріалу самого провідника.

Температура провідника також впливає його опір. З підвищенням температури опір металів збільшується, а опір рідин та вугілля зменшується. Тільки деякі спеціальні металеві сплави (манганін, констаїтан, нікелін та інші) із збільшенням температури свого опору майже не змінюють.

Отже, бачимо, що електричний опір провідника залежить від: 1) довжини провідника, 2) поперечного перерізу провідника, 3) матеріалу провідника, 4) температури провідника.

За одиницю опору прийнято один Ом. Ом часто позначається грецькою великою літероюΩ (омега). Тому замість того щоб писати "Опір провідника дорівнює 15 Ом", можна написати просто: r= 15 Ω.
1000 Ом називається 1 кілоом(1кОм, або 1кΩ),
1 000 000 Ом називається 1 мегаом(1мгОм, або 1МΩ).

При порівнянні опору провідників з різних матеріалівнеобхідно брати для кожного зразка певну довжину та перетин. Тоді ми зможемо судити про те, який матеріал краще чи гірше проводить електричний струм.

Відео 1. Опір провідників

Питомий електричний опір

Опір в омах провідника довжиною 1 м, перетином 1 мм² називається питомим опоромі позначається грецькою літерою ρ (Ро).

У таблиці 1 подано питомі опори деяких провідників.

Таблиця 1

Питомий опір різних провідників

З таблиці видно, що залізний дріт довжиною 1 м і перерізом 1 мм² має опір 0,13 Ом. Щоб отримати 1 Ом опору, потрібно взяти 7,7 м такого дроту. Найменший питомий опір має срібло. 1 Ом опору можна отримати, якщо взяти 62,5 м срібного дроту перерізом 1 мм2. Срібло – найкращий провідник, але вартість срібла унеможливлює його масового застосування. Після срібла у таблиці йде мідь: 1 м мідного дротуперетином 1 мм² має опір 0,0175 Ом. Щоб отримати опір 1 Ом, потрібно взяти 57 м такого дроту.

Хімічно чиста, отримана шляхом рафінування, мідь знайшла собі повсюдне застосування в електротехніці виготовлення проводів, кабелів, обмоток електричних машин і апаратів. Широко застосовують також як провідники алюміній і залізо.

Опір провідника можна визначити за такою формулою:

де r- Опір провідника в омах; ρ - Питомий опір провідника; l- Довжина провідника в м; S– переріз провідника у мм².

приклад 1.Визначити опір 200 м залізного дроту перетином 5 мм.

приклад 2.Обчислити опір 2 км алюмінієвого дроту перетином 2,5 мм.

З формули опору легко можна визначити довжину, питомий опір та переріз провідника.

приклад 3.Для радіоприймача необхідно намотати опір 30 Ом з нікелінового дроту перерізом 0,21 мм². Визначити необхідну довжину дроту.

приклад 4.Визначити перетин 20 м ніхромового дротуякщо опір її дорівнює 25 Ом.

Приклад 5.Дріт перетином 0,5 мм і довжиною 40 м має опір 16 Ом. Визначити матеріал дроту.

Матеріал провідника характеризує його питомий опір.

За таблицею питомих опорів знаходимо, що такий опор має свинець.

Вище було зазначено, що опір провідників залежить від температури. Зробимо наступний досвід. Намотаємо у вигляді спіралі кілька метрів тонкого металевого дроту та включимо цю спіраль у ланцюг акумулятора. Для вимірювання струму в ланцюг вмикаємо амперметр. При нагріванні спіралі в полум'ї пальника можна побачити, що показання амперметра зменшуватимуться. Це показує, що з нагріванням опір металевого дроту збільшується.

У деяких металів при нагріванні на 100 ° опір збільшується на 40 - 50%. Є сплави, які трохи змінюють свій опір з нагріванням. Деякі спеціальні сплави практично не змінюють опору за зміни температури. Опір металевих провідників при підвищенні температури збільшується, опір електролітів (рідких провідників), вугілля та деяких твердих речовин, навпаки, зменшується.

Здатність металів змінювати свій опір із зміною температури використовується для влаштування термометрів опору. Такий термометр є платиновим дротом, намотаним на слюдяний каркас. Поміщаючи термометр, наприклад, у піч і вимірюючи опір платинового дроту до і після нагрівання, можна визначити температуру печі.

Зміна опору провідника при його нагріванні, що припадає на 1 Ом початкового опору та на 1° температури, називається температурним коефіцієнтом опорута позначається буквою α.

Якщо за температури t 0 опір провідника дорівнює r 0 , а при температурі tодно r t, то температурний коефіцієнт опору

Примітка.Розрахунок за цією формулою можна проводити лише у певному інтервалі температур (приблизно до 200°C).

Наводимо значення температурного коефіцієнта опору для деяких металів (таблиця 2).

Таблиця 2

Значення температурного коефіцієнта для деяких металів

З формули температурного коефіцієнта опору визначимо r t:

r t = r 0 .

Приклад 6.Визначити опір залізного дроту, нагрітого до 200°C, якщо опір його при 0°C було 100 Ом.

r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 Ом.

Приклад 7.Термометр опору, виготовлений із платинового дроту, у приміщенні з температурою 15°C мав опір 20 Ом. Термометр помістили в піч і через деякий час виміряли його опір. Воно виявилося рівним 29,6 Ом. Визначити температуру печі.

Електрична провідність

Досі ми розглядали опір провідника як перешкоду, яку чинить провідник електричного струму. Але все ж таки струм по провіднику проходить. Отже, крім опору (перешкоди), провідник має здатність проводити електричний струм, тобто провідністю.

Чим більший опір має провідник, тим меншу він має провідність, тим гірше він проводить електричний струм, і навпаки, чим менший опірпровідника, тим більшою провідністю він має, тим легше струму пройти провідником. Тому опір і провідність провідника є зворотні величини.

З математики відомо, що число, обернене 5, є 1/5 і, навпаки, число, обернене 1/7, є 7. Отже, якщо опір провідника позначається буквою r, то провідність визначається як 1/ r. Зазвичай провідність позначається літерою g.

Електрична провідність вимірюється в (1/Ом) або сименсах.

Приклад 8.Опір провідника дорівнює 20 Ом. Визначити його провідність.

Якщо r= 20 Ом, то

Приклад 9.Провідність провідника дорівнює 0,1 (1/Ом). Визначити його опір,

Якщо g = 0,1 (1/Ом), то r= 1/0,1 = 10 (Ом)

Фізика сповнена понять, які важко уявити. Яскравий прикладцього – тема про електрику. Майже всі явища, що там зустрічаються, і терміни складно побачити або уявити.

Що таке електричний опір? Звідки воно з'являється? Чому виникає напруга? І чому струм має силу? Запитань нескінченна кількість. Варто розібратися в усьому порядку. І почати добре б із опору.

Що відбувається у провіднику, коли по ньому йде струм?

Бувають ситуації, коли матеріал, який має провідну здатність, виявляється між двома полюсами електричного поля: позитивним та негативним. І тоді ним йде електричний струм. Це в тому, що вільні електрони починають спрямований рух. Оскільки вони мають негативний заряд, їх переміщення здійснюється в одну сторону - до плюсу. Цікаво, що за напрям електричного струму прийнято вказувати інше – від плюса до мінуса.

Під час руху електрони ударяються об атоми речовини та передають їм частину своєї енергії. Цим пояснюється те, що включений до мережі провідник нагрівається. А самі електрони уповільнюють свій рух. Але електричне полеїх знову прискорює, тому вони знову прямують до плюсу. Цей процес відбувається нескінченно, поки навколо провідника є електричне поле. Виходить, що саме електрони зазнають опору електричного струму. Тобто що більше перешкод вони зустрічають, то вище значення цієї величини.

Що таке електричний опір?

Йому можна дати визначення, виходячи з двох позицій. Перша пов'язана із формулою для закону Ома. І звучить воно так: електричний опір - це фізична величина, яка визначається як відношення напруги у провіднику до сили струму, що протікає в ньому. Математичний запис наведено трохи нижче.

Друга ґрунтується на властивостях тіла. Електричний опір провідника - це фізична величина, яка вказує на властивість тіла перетворювати енергію електрики на тепло. Обидва ці твердження вірні. Тільки у шкільному курсі найчастіше зупиняються на запам'ятовуванні першого. Позначається величина, що вивчається буквою R. Одиниці, в яких вимірюється електричний опір, — Ом.

За якими формулами його можна знайти?

Найвідоміша витікає із закону Ома для ділянки ланцюга. Вона поєднує електричний струм, напругу, опір. Виглядає так:

Питомий електричний опір - це фізична величина, що дорівнює опору матеріалу довжиною в 1 м і з площею перерізу в 1 м2.

У таблиці вказана системна одиниця виміру питомого опору. У реальних ситуаціях не буває такого, щоб перетин вимірювався в квадратних метрах. У більшості випадків це квадратні міліметри. Тому й питомий електричний опір зручніше брати в Ом*мм2/м, а площу підставляти у мм2.

Від чого та як залежить опір?

По-перше, від речовини, з якої виготовлено провідника. Чим більше значення, яке має питомий електричний опір, тим гірше він проводитиме струм.

По-друге, від довжини дроту. І тут пряма залежність. Зі збільшенням довжини опір зростає.

По-третє, від товщини. Чим товстіший провідник, тим менший у нього опір.

І нарешті, по-четверте, від температури провідника. І тут все не так однозначно. Якщо йдеться про метали, їх електричний опір зростає в міру нагрівання. Виняток становлять деякі спеціальні сплави – їх опір практично не змінюється при нагріванні. До них відносяться: константан, нікелін та манганін. Коли ж нагріваються рідини, їх опір зменшується.

Які існують резистори?

Це елемент, який входить у електричний ланцюг. Він має цілком конкретний опір. Саме це і використовується у схемах. Прийнято розділяти резистори на два види: постійні та змінні. Їхня назва пов'язана з тим, чи можна змінити їх опір. Перші — постійні — неможливо якось змінити номінальне значення опору. Воно залишається незмінним. Другі – змінні – дають можливість здійснювати регулювання, змінюючи опір залежно від потреб конкретної схеми. У радіоелектроніці виділяють ще один вид - підстроювальні. Їхній опір змінюється тільки в той момент, коли потрібно налаштувати прилад, а потім залишається незмінним.

Як на схемах виглядає резистор?

Прямокутник із двома виходами з вузьких його сторін. Це постійний резистор. Якщо з третього боку до нього намальована стрілка, то він уже змінний. До того ж, на схемах ще підписується і електричний опір резистора. Прямо всередині цього прямокутника. Зазвичай просто цифри чи з найменуванням, якщо вони дуже великі.

Навіщо існує ізоляція і навіщо її потрібно вимірювати?

Її призначення – забезпечення електричної безпеки. Електричний опір ізоляції є головною характеристикою. Воно не дозволяє протікати через тіло людини небезпечним значенням струму.

• робоча - її призначення в тому, щоб забезпечити нормальне функціонування обладнання, тому вона не завжди має достатній рівень захисту людини;
• додаткова є доповненням до першого виду та захищає людей;
• подвійна поєднує два перші види ізоляції;
• посилена, яка є удосконаленим видом робочої, вона так само надійна, як додаткова.

Усі пристрої, які мають побутове призначення, мають бути обладнані подвійною чи посиленою ізоляцією. Причому вона повинна мати такі характеристики, щоб витримувати будь-які механічні, електричні та теплові навантаження.

З часом ізоляція старіє, і її параметри погіршуються. Цим пояснюється те, що вона потребує регулярного профілактичного огляду. Його метою є усунення дефектів, а також вимір її активного опору. Для цього використовується спеціальний прилад- Мегаомметр.

Приклади завдань із рішеннями

Умова 1: потрібно визначити електричний опір залізного дроту, який має довжину, рівну 200 м, і площу поперечного перерізу 5 мм².

Рішення.Потрібно скористатися другою формулою. У ній невідомий лише питомий опір. Але його можна подивитися у таблиці. Воно дорівнює 0,098 Ом*мм/м2. Тепер потрібно лише підставити значення у формулу і порахувати:

R = 0,098 * 200/5 = 3,92 Ом.

Відповідь:опір приблизно дорівнює 4 Ом.

Умова 2: обчислити електричний опір провідника, виготовленого з алюмінію, якщо його довжина дорівнює 2 км, а площа перерізу — 2,5 мм2.

Рішення.Аналогічно першому завданню, питомий опір - 0,028 Ом * мм / м 2 . Щоб отримати правильну відповідь, потрібно перевести кілометри в метри: 2 км = 2000 м. Тепер можна вважати:

R = 0,028*2000/2,5 = 22,4 Ом.

Відповідь: R = 22,4 Ом.

Умова 3: якої довжини потрібен дріт, якщо його опір має дорівнювати 30 Ом? Відома площа її перерізу – 0,2 мм², і матеріал – нікелін.

Рішення.З тієї ж формули опору можна отримати вираз для довжини дроту:

l = (R * S) / ρ. Відомо все, крім питомого опору, який потрібно взяти з таблиці: 0,45 Ом*мм 2 /м. Після підстановки та розрахунків виходить, що l = 13,33 м.

Відповідь:Приблизне значення довжини дорівнює 13 м-коду.

Умова 4: визначити матеріал, з якого виготовлено резистор, якщо його довжина дорівнює 40 м, опір — 16 Ом, перетин — 0,5 мм².

Рішення.Аналогічно третій задачі, виражається формула для питомого опору:

ρ = (R*S)/l. Підстановка значень та розрахунки дають такий результат: ρ = 0,2 Ом*мм 2 /м. Це значенняпитомого опору притаманно свинцю.

Відповідь: свинець.

Проведемо найпростіший експеримент. До автомобільного акумулятора за допомогою двох коротких дротів підключимо лампочку з фари машини. Лампочка світиться і досить яскраво. А тепер ту саму лампу підключимо набагато довшими з'єднувачами. Світло явно послабшало. В чому справа? У опорі дротів.

Що таке електричний опір

Існують різні формулювання опису цього явища. Скористаємося однією з них:

«Електричний опір – фізична величина, що характеризує властивість провідника протидіяти протіканню електроструму».

У нашому експерименті дроти, що підводять напругу від акумулятора до лампочки, надають електроопір струму, що протікає через замкнутий ланцюг. Від джерела напруги – акумулятора, через дроти – провідники, до навантаження – лампи.

Фізична сутність явища

При підключенні навантаження до джерела напруги з'єднувачами виникає замкнутий ланцюг, в якому з'являється електричне поле, що викликає спрямований рух електронів металу проводів від негативного полюса акумулятора до позитивного. Електрони доставляють електроенергію від джерела до навантаження і викликають свічення спіралі лампи. На шляху свого руху електрони ударяються об іони кристалічних ґрат провідника, втрачають частину енергії, яка йде на нагрівання матеріалу з'єднувачів.

Ще одне визначення: "Причиною появи електроопору є результат взаємодії потоку електронів з молекулами (іонами) з яких складається провідник".

Важливе зауваження! Хоча електрони рухаються від мінусу джерела напруги до плюсу, напрямок електричного струму історично вважається протилежним — від плюса до мінуса.

Струм може протікати не тільки у твердих матеріалах, металах, а й у рідких речовинах, розчинах солей, кислот, лугів Там основним переносником енергії є іони позитивного та негативного заряду. Наприклад, в автомобільних акумуляторах струм проходить через водний розчинсірчаної кислоти.

Вимір опору провідників

За одиницю електроопору в системі СІ прийнято 1 Ом. Якщо скористатися законом Ома для ділянки електричного кола:

I = U/R,

• I - Струм, що протікає в ланцюзі;
• U – напруга;
• R – електроопір.

перетворюючи формулу R = U/I, можна сказати, що 1 Ом дорівнює відношенню напруги в 1 Вольт до струму в 1 Ампер.

R у цій формулі величина постійна і залежить від величин напруги і струму.

Для більших значень застосовуються одиниці:

• 1 ком = 1 000 Ом;
• 1 МОм = 1000000 Ом;
• 1 ГОм = 1000000000 Ом.

Від чого залежить електроопір провідника

Насамперед воно залежить від матеріалу, з якого зроблено з'єднувач. Різні метали по-різному перешкоджають проходженню електричного струму. Відомо, що срібло, мідь, алюміній добре проводять електрострум, а сталь значно гірша.

Існує поняття питомого електроопору матеріалу, яке позначили грецькою літерою р (ро). Ця характеристика залежить від внутрішніх властивостей речовини, з якого виготовлений провідник. Але його повний опір буде заздрість ще й від довжини та площі перетину. Ось формула, яка пов'язує всі ці величини:

R = р * L / S,

• р - питомий опір матеріалу;
• L - Довжина;
• S – площа поперечного перерізу.

Площа перерізу S у практичній електротехніці прийнято вважати в кв.мм., тоді розмірність р виражається, як Ом * кв.мм / метр.

Висновок: для зменшення електроопору, а значить і втрат в електроланцюзі, матеріал повинен мати мінімальний питомий опір, а сам провідник бути якомога коротшим і мати досить велике поперечний переріз.

Показники для твердотільних матеріалів

З таблиці видно, що для виготовлення з'єднувачів, на яких губиться мінімальна кількість електроенергії, найкраще підійдуть срібло, мідь та алюміній, а ось з фехралі та ніхрому виготовлять термоелектронагрівачі (ТЕНи).

Слід зазначити, що це значення справедливі для температури 20 0 З. У разі підвищення температури питома електроопір металів зростає, при зниженні падає, виняток становить Константан, його питома характеристика змінюється незначно.

При сильному зниженні температури, близькому до абсолютному нулюОпір металів може стати нульовим, настає явище надпровідності. Пояснюється це тим, що іони кристалічних ґрат «замерзають», перестають вагатися, і не надають електронам перешкод у їхньому русі.

Показники для рідких провідників

Питомі електроопір розчинів солей, кислот і лугів залежать не тільки від їх хімічного складу, а й від концентрації розчину. Залежність температури зворотна, ніж в металів. При нагріванні питомий опір падає, при охолодженні зростає. Рідина може замерзнути при низьких температурахта перестати проводити струм.

Наочний приклад – поведінка автомобільних акумуляторіву сильний мороз. Електроліт - розчин сірчаної кислоти, при значних мінусових температурах (-20, -30С 0) збільшує внутрішній опір електроакумулятора, і повноцінна віддача струму стартеру стає неможливою.

Електропровідність

У деяких випадках зручніше користуватися поняттям провідності електроструму. Ця характеристика вимірюється в Сіменсах:

• G – провідність;
• R - опір,
• а 1 Див = 1/ Ом.

Приклад із практики

Отримавши деякі відомості про опір, варто провести нескладний розрахунок, і з'ясувати, як впливають характеристики з'єднувачів на параметри електричних кіл.

Повернемося до найпростішої електричної схеми, що складається з акумулятора, лампочки та проводів:

• Напруга акумулятора 12,5 Ст.
• Лампа має потужність 21 Вт.
• З'єднувачі мідні, довжина 1 метр х 2 шт., Розтин 1,5 кв.мм.

Знайдемо електроопір проводів: R = р * L/S. Підставляємо наші дані: R = 0,017 * 2/1,5 = 0,023 Ом.

Знайдемо опір лампи. Її електрична потужність 21 Вт, при підключенні до джерела живлення 12,5 В. Струм в ланцюгу дорівнюватиме:

I = P/U,

• I – струм, що шукається;
• P – потужність лампи;
• U – напруга джерела.

Підставляємо числа: I = 21/12,5 = 1,68 А.

Опір лампи знаходимо за законом Ома для ділянки ланцюга. Якщо I = U/R, R = U/I. Або: R = 12,5 / 1,68 = 7,44 Ом.

У розрахунку ми знехтували опором проводів, він більш ніж у 300 разів менший за електроопір навантаження.

Знайдемо втрати потужності на проводах та порівняємо її з корисною потужністю навантаження. Нам відомий струм у ланцюгу, відомі параметри з'єднувачів, знайдемо потужність, що губиться на дротах:

P = U * I,

замінюємо у формулі напругу згідно із законом Ома: U = I*R, підставляємо у формулу потужності:

P = I * R * I = I 2 * R.

Після підстановки чисел: P = 1,68 2 * 0,023 = 0,065 Вт.

Результат відмінний, з'єднувачі забирають у навантаження лише 0,3% потужності.

Але якщо підключити лампу через довгі дроти (20 метрів), та ще й тонкі, перетин 0,75 кв.мм., то картина зміниться. Не повторюючи тут весь розрахунок, можна відзначити, що за таких з'єднувачів ефективна потужність лампи знизиться майже на 11%, а втрати енергії на провідниках становитимуть уже 6%.

Запам'ятаймо правило — для зменшення втрат у електричних мережахнеобхідно знижувати електроопір проводів, застосовувати мідь або алюміній, по можливості скорочувати довжину та збільшувати переріз провідників.

Що таке опір: відео

Або електричного ланцюга електричного струму.

Електричний опір визначається як коефіцієнт пропорційності Rміж напругою Uта силою постійного струму Iу законі Ома для ділянки ланцюга.

Одиниця опору називається омом(Ом) на честь німецького вченого Г. Ома, який запровадив це поняття у фізику. Один Ом (1 Ом) - це опір такого провідника, в якому при напрузі 1 Усила струму дорівнює 1 А.

Питомий опір.

Опір однорідного провідника постійного перерізу залежить від матеріалу провідника, його довжини lта поперечного перерізу Sі може бути визначено за формулою:

де ρ - питомий опір речовини, з якої виготовлено провідника.

Питомий опір речовини- це фізична величина, що показує, яким опором має виготовлений з цієї речовини провідник одиничної довжини та одиничної площі поперечного перерізу.

З формули випливає, що

Величина, зворотна ρ , називається питомою провідністю σ :

Оскільки СІ одиницею опору є 1 Ом. одиницею площі 1 м 2 , а одиницею довжини 1 м , то одиницею питомого опору СІ буде 1 Ом · м 2 /м, або 1 Ом · м. Одиниця питомої провідності в СІ - Ом-1 м-1.

Насправді площу перерізу тонких проводів часто виражають у квадратних міліметрах (мм 2) . І тут зручнішою одиницею питомого опору є Ом·мм 2 /м. Оскільки 1 мм 2 = 0,000001 м 2 , то 1 Ом·мм 2 /м = 10 -6 Ом·м. Метали мають дуже малий питомий опір - порядку (1 · 10 -2) Ом · мм 2 / м, діелектрики - в 10 15 -10 20 більшим.

Залежність опорів температури.

З підвищенням температури опір металів зростає. Однак існують сплави, опір яких майже не змінюється у разі підвищення температури (наприклад, константан, манганін та ін.). Опір же електролітів із підвищенням температури зменшується.

Температурним коефіцієнтом опорупровідника називається відношення величини зміни опору провідника при нагріванні на 1 °С до величини його опору при 0 ºС:

.

Залежність питомого опору провідників від температури виражається формулою:

.

У загальному випадку α залежить від температури, але якщо інтервал температур невеликий, то температурний коефіцієнт вважатимуться постійним. Для чистих металів α = (1/273)К -1. Для розчинів електролітів α < 0 . Наприклад, для 10% розчину кухонної солі α = -0,02 К -1. Для константану (сплаву міді з нікелем) α = 10 -5 К -1.

Залежність опору провідника від температури використовується в термометри опору.

- Електротехнічна величина, яка характеризує властивість матеріалу перешкоджати перебігу електричного струму. Залежно від виду матеріалу, опір може прагнути до нуля – бути мінімальним (милі/мікро оми – провідники, метали), або бути дуже великим (гіга оми – ізоляція, діелектрики). Величина зворотна електричного опору - це.

Одиниця виміруелектричного опору - Ом. Позначається літерою R. Залежність опору від струму і замкнутої ланцюга визначається .

Омметр- Прилад для прямого вимірювання опору ланцюга. Залежно від діапазону вимірюваної величини, поділяються на гігаомметри (для великих опір - при вимірюванні ізоляції), і на мікро/міліомметри (для маленьких опорів - при вимірюванні перехідних опорів контактів, обмоток двигунів та ін).

Існує велика різноманітність омметрів за конструктивом різних виробників, від електромеханічних до мікроелектронних. Варто зазначити, що класичний омметр вимірює активну частинуопору (так звані оміки).

Будь-який опір (метал або напівпровідник) у ланцюгу змінного струмумає активну та реактивну складову. Сума активного та реактивного опору становлять повний опір ланцюга змінного струмуі обчислюється за такою формулою:

де Z - повний опір ланцюга змінного струму;

R - активний опір ланцюга змінного струму;

Xc - ємнісний реактивний опір ланцюга змінного струму;

(З-ємність, w - кутова швидкістьзмінного струму)

Xl - індуктивний реактивний опір ланцюга змінного струму;

(L-індуктивність, w - Кутова швидкість змінного струму).

Активний опір- Це частина повного опору електричного ланцюга, енергія якого повністю перетворюється на інші види енергії (механічну, хімічну, теплову). Відмінною властивістю активної складової - повне споживання всієї електроенергії (у мережу назад у мережу енергія не повертається), а реактивний опір повертає частину енергії назад у мережу (негативна властивість реактивної складової).

Фізичний сенс активного опору

Кожне середовище, де проходять електричні заряди, створює на їхньому шляху перешкоди (вважається, що це вузли кристалічних ґрат), в які вони ніби б'ються і втрачають свою енергію, яка виділяється у вигляді тепла.

Таким чином, відбувається падіння (втрата електричної енергії), частина якого втрачається через внутрішній опір провідного середовища.

Чисельну величину, що характеризує здатність матеріалу перешкоджати проходженню зарядів і називають опором. Вимірюється воно в Омах (Ом) і є обернено пропорційною електропровідності величиною.

Різні елементи періодичної системиМенделєєва мають різні питомі електричні опори (р), наприклад, найменшим уд. опір мають срібло (0,016 Ом*мм2/м), мідь (0,0175 Ом*мм2/м), золото (0,023) та алюміній (0,029). Саме вони застосовуються в промисловості як основні матеріали, на яких будується вся електротехніка та енергетика. Діелектрики, навпаки, мають високий уд. опором та використовуються для ізоляції.

Опір провідного середовища може значно змінюватись в залежності від перерізу, температури, величини та частоти струму. До того ж, різні середовища мають різні носії зарядів (вільні електрони в металах, іони в електролітах, «дірки» в напівпровідниках), які є визначальними факторами опору.

Фізичний сенс реактивного опору

У котушках та конденсаторах при подачі відбувається накопичення енергії у вигляді магнітних та електричних полів, що потребує певного часу.

Магнітні поляв мережах змінного струму змінюються слідом за змінним напрямом руху зарядів, при цьому чинячи додатковий опір.

Крім того, виникає стійке зрушення фаз і сили струму, а це призводить до додаткових втрат електроенергії.

Питомий опір

Як дізнатися опір матеріалу, якщо по ньому не тече і ми не маємо омметра? Для цього існує спеціальна величина. питомий електричний опір матеріал в

(це табличні значення, які визначені дослідним шляхом для більшості металів). За допомогою цього значення і фізичних величинматеріалу, ми можемо обчислити опір за формулою:

де, p- Питомий опір (одиниці вимірювання ом * м / мм 2);

l - Довжина провідника (м);

S – поперечний переріз (мм 2).