Чем обусловлено сопротивление проводников: Вопрос: Чем обусловлено сопротивление проводников? Ответ на вопрос – iq2u

Вопрос: Чем обусловлено сопротивление проводников? Ответ на вопрос – iq2u

Точные науки Физика

Ответ:

Взаимодействием движущихся электронов с ионами кристаллической решетки.

Что? Где? Когда? Эрудит онлайн: ответы на вопросы:

• Чему способствовал переезд главы Русской православной церкви из Владимира в Москву?
• В каком слове букв больше, чем звуков?
• Кому из европейских королей принадлежат слова: «Я предпочту совсем не иметь подданных, чем иметь таковыми еретиков»?
• Чем закончился первый бой?
• Почему в Тихом океане часто возникают цунами?
• Какова мощность тока на этом участке?»> Напряжение на участке цепи 100 В, его сопротивление 200 Ом. Какова мощность тока на этом участке?
• О чем свидетельствовала замена в «Русской Правде» кровной мести выплатой штрафа?
• Почему во время плавления температура нагреваемого вещества не повышается?
• В каком слове букв больше, чем звуков?
• О чем были статьи, которые генералы читали в газете?
• Чему равна сумма чисел 16₁₆ и 16₈?
• От каких факторов зависит сопротивление проводника?
• Почему же металлы электрически нейтральны?»> Кристаллическая решетка металла, образуемая ионами, имеет положительный заряд. Почему же металлы электрически нейтральны?
• Чему равно общее напряжение на последовательно соединенных участках цепи?
• Чтобы экспериментально определить сопротивление проводника, включенного в цепь, какие нужно измерить величины? Какими приборами?

От чего зависит сопротивление

☰

Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на нем. Это значит, что с увеличением напряжения увеличивается и сила тока. Однако при одинаковом напряжении, но использовании разных проводников сила тока различна. Можно сказать по-другому. Если увеличивать напряжение, то хотя сила тока и будет увеличиваться, но везде по-разному, в зависимости от свойств проводника.

Зависимость силы тока от напряжения для данного конкретного проводника представляет собой сопротивление этого проводника. Оно обозначается R и находится по формуле R = U/I. То есть сопротивление определяется как отношение напряжения к силе тока. Чем больше сила тока в проводнике при данном напряжении, тем меньше его сопротивление. Чем больше напряжение при данной силе тока, тем больше сопротивление проводника.

Формулу можно переписать по отношению к силе тока: I = U/R (закон Ома). В таком случае нагляднее, что чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.

Можно сказать, что сопротивление как бы мешает напряжению создавать большую силу тока.

Само сопротивление является характеристикой проводника. Оно не зависит от поданного на него напряжения. Если будет подано большое напряжение, то изменится сила тока, но не изменится отношение U/I, т. е. не изменится сопротивление.

От чего же зависит сопротивление проводника? Оно зависти от

• длины проводника,
• площади его поперечного сечения,
• вещества, из которого изготовлен проводник,
• температуры.

Чтобы связать вещество и его сопротивление, вводится такое понятие как удельное сопротивление вещества. Оно показывает, какое будет сопротивление в данном веществе, если проводник из него будет иметь длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 м². Проводники такой длины и толщины, изготовленные из разных веществ, будут иметь разные сопротивления. Это связано с тем, что у каждого металла (чаще всего именно они являются проводниками) своя кристаллическая решетка, свое количество свободных электронов.

Чем меньше удельное сопротивление вещества, тем лучшим проводником электрического тока оно является. Маленьким удельным сопротивлением обладают, например, серебро, медь, алюминий; куда большее у железа, вольфрама; очень большое у различных сплавов.

Чем длиннее проводник, тем большее сопротивление он имеет. Это становится понятно, если принять во внимание, что движению электронов в металлах мешают ионы, составляющие кристаллическую решетку. Чем их больше, т. е. чем длиннее проводник, тем больше у электрона шанс замедлить свой путь.

Однако увеличение площади поперечного сечения делает как бы дорогу шире. Электронам легче течь и не сталкиваться с узлами кристаллической решетки. Поэтому чем толще проводник, тем его сопротивление меньше.

Таким образом, сопротивление прямо пропорционально зависит от удельного сопротивления (ρ) и длины (l) проводника и обратно пропорционально зависит от площади (S) его поперечного сечения. Получаем формулу сопротивления:

R = ρl/S

В этой формуле на первый взгляд не отражается зависимость сопротивления проводника от его температуры.

Однако удельное сопротивление вещества меряется при определенной температуре (обычно 20 °C). Поэтому температура учитывается. Для вычислений удельные сопротивления берут из специальных таблиц.

Для металлических проводников чем больше температура, тем сопротивление больше. Это связано с тем, что при повышении температуры ионы решетки начинают сильнее колебаться и больше мешать движению электронов. Однако в электролитах (растворах, где заряд несут ионы, а не электроны) с повышением температуры сопротивление уменьшается. Здесь это связано с тем, что чем выше температура, тем больше происходит диссоциация на ионы, и они быстрее двигаются в растворе.

Сопротивление проводника — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рисунок 1. Нить накаливания загорается из-за сопротивления проводящего провода. ^[1]

Сопротивление проводника — это свойство проводника при определенной температуре, определяемое как степень сопротивления протеканию электрического тока через проводящую среду. ^[2] Сопротивление проводника зависит от площади поперечного сечения проводника, длины проводника и его удельного сопротивления. Важно отметить, что электрическая проводимость и удельное сопротивление обратно пропорциональны, а это означает, что чем больше проводящий объект, тем меньше его сопротивление.

Сопротивление проводника можно рассчитать при температуре 20°C, используя: ^[3]

[математика]\ R = \frac{\rho L}{A}[/math]

где:

• [math]R[/math] сопротивление в омах (Ом)
• [math]\rho[/math] — удельное сопротивление материала в ом-метрах (Ом·м)
• [math]L[/math] — длина проводника в метрах (м)
• [math]A[/math] площадь поперечного сечения проводника в метрах в квадрате (м ² )

Эта формула говорит нам, что сопротивление проводника прямо пропорционально [math]\rho[ /math] и [math]L[/math] и обратно пропорционально [math]A[/math]. Поскольку сопротивление какого-либо проводника, например куска провода, зависит от столкновений внутри самого провода, сопротивление зависит от температуры. С повышением температуры сопротивление провода увеличивается, поскольку столкновения внутри провода увеличиваются и «замедляют» протекание тока. Величина изменения определяется температурным коэффициентом.

[4] Положительный температурный коэффициент приводит к увеличению сопротивления с ростом температуры, тогда как отрицательный температурный коэффициент приводит к уменьшению сопротивления с повышением температуры. Поскольку проводники обычно имеют повышенное удельное сопротивление с повышением температуры, они имеют положительный температурный коэффициент. Наиболее распространенными типами резисторов являются переменные резисторы и постоянные резисторы.

Используя сопротивление проводника, можно создать свет в лампе накаливания. В лампе накаливания есть нить накала определенной длины и ширины, обеспечивающая определенное сопротивление. Если это сопротивление правильное, ток, протекающий по проводу, замедляется ровно настолько, не останавливаясь в результате слишком большого сопротивления, что нить нагревается до такой степени, что начинает светиться. ^[5]

Дополнительные сведения о сопротивлении проводника см. в HyperPhysics.

PhET: Сопротивление провода

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Phet. Изучите моделирование, чтобы увидеть, как сопротивление проводника изменяется в зависимости от геометрии и удельного сопротивления:

Для дополнительной информации

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

• Постоянный ток
• Индуктивность
• Емкость
• Переменный ток
• Или исследуйте случайную страницу!

Ссылки

1. ↑ Wikimedia Commons. (1 июня 2015 г.). Лампа накаливания [Онлайн]. Доступно: http://commons.wikimedia. org/wiki/File:Incandescent_bulb_lit.jpg
2. ↑ Аникстер. (20 мая 2015 г.). Сопротивление проводника [Online]. Доступно: https://www.anixter.com/en_ca/resources/literature/wire-wisdom/conductor-resistance.html.
3. ↑ Р. Найт. Физика для ученых и инженеров , 3-е изд. США: Пирсон
4. ↑ Гиперфизика. (20 мая 2015 г.). Температурный коэффициент [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/restmp.html
5. ↑ Крис Вудфорд. (1 июня 2015 г.). Как работают лампы накаливания? [Онлайн]. Доступно: http://www.explainthatstuff.com/incandescentlamp.html

Сопротивление в проводниках: определение, коэффициенты и формулы

In troduction

Способность проводника сопротивляться протеканию через него электрического тока называется сопротивлением. Резисторы — это детали, которые используются для остановки потока электронов. Из-за притяжения между положительными частицами и отрицательными электронами частицы положительного проводника препятствуют прохождению электронов. Поток электричества сопротивляется в результате этого препятствия. Ом – это единица измерения сопротивления. Существует две категории электрического сопротивления: статическое сопротивление и динамическое сопротивление. Длина проводника, площадь поперечного сечения, температура, материал и т. д. являются параметрами, влияющими или зависящими от сопротивления.

Сопротивление проводника

Сопротивление определяется как способность проводника препятствовать прохождению тока. Сопротивление проводника математически выражается как отношение между протекающим по нему током и разностью потенциалов по его длине. Движение электронов по проводнику известно как электрический ток. Из-за своего притяжения друг к другу частицы положительного проводника препятствуют потоку электронов, что приводит к сопротивлению движению электричества. Сопротивление можно использовать для рассеивания напряжения в токе, а также для управления потоком электронов.

Удельное сопротивление проводника зависит от

Способность материала сопротивляться электропроводности известна как его удельное сопротивление. Удельное сопротивление используется для компенсации влияния размера на сопротивление. Это атрибут материала, не зависящий от размера. На удельное сопротивление проводника влияют такие элементы, как температура, легирование, холодная обработка, старение и механическое напряжение. Для большинства материалов сопротивление увеличивается с температурой. Полупроводники являются исключением, так как их сопротивление увеличивается с температурой.

Сопротивление также зависит от температуры проводника. При повышении температуры удельное сопротивление увеличивается.

\[R{\rm{_T}} = {\rm{ }}R{\rm{_0}}(1{\rm{ }} + \alpha \Delta T)\]

R = конечное сопротивление , \(R_0\) = начальное сопротивление и α = температурный коэффициент 

Ознакомьтесь с нашим учебным пособием по естественным наукам, чтобы укрепить свои научные представления. Изучите научную тему для 6-го, 7-го и 8-го классов.

Сопротивление зависит от температуры

Тепловая энергия электронов возрастает с повышением температуры металлических проводников, что также увеличивает частоту столкновений между свободными электронами. В результате они начинают двигаться хаотично, что затрудняет дрейф для проводимости в определенном направлении. В результате сопротивление проводника увеличивается. В результате сопротивление металлического проводника увеличивается с повышением температуры. Увеличение тока часто приводит к повышению температуры.

Формула сопротивления проводника

Сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника (l). Таким образом, при удвоении его длины сопротивление будет удвоено, а при уменьшении его длины вдвое сопротивление будет вдвое меньше. Кроме того, сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения (А).

Так как, \[R\propto L\]

И, \[R\propto \frac{1}{A}\]

Следовательно, \[R\propto \frac{L}{A}\]

Или, \[R = \rho \frac{L}{A}\]

Где R — сопротивление в омах, L — длина проводника в метрах, A — площадь поперечного сечения в квадратных метрах, а ρ — постоянное удельное сопротивление в омах на метр.

Чем больше значение сопротивления, тем сильнее оно противодействует протеканию тока. Значение сопротивления указано в Ом.

Влияние температуры на сопротивление

Удельное сопротивление материала изменяется в зависимости от температуры. Сопротивление зависит от температуры проводника, полупроводника и изолятора. Сопротивление зависит от температуры двумя способами: для металлических проводников оно увеличивается с повышением температуры, а для изоляторов оно падает с повышением температуры. При высоких температурах полупроводники обладают большой проводимостью. 92}\)

\(\Rightarrow R = 0,18~\Omega\)

Задача 2: Какова постоянная ячейки цепи при проводимости 20 Сименс/м при сопротивлении 100 Ом?

Решение:

Сопротивление = 100 Ом

Проводимость = 20 Сименс/м

Постоянная ячейки =?

Используемая формула,

\(R = \frac{Константа ячейки}{Проводимость}\)

\(\Стрелка вправо~Константа ячейки = Проводимость \умножить на R\)

\(\Постоянная ячейки~стрелка вправо = 20 ~Сименс/м \умножить на 100~Ом\) 9{-1}\)

Часто задаваемые вопросы

1.

Каково значение сопротивления в электричестве?

Ответ: Сопротивление является важным компонентом электрических цепей; по мере увеличения сопротивления ток становится более сложным, а по мере уменьшения сопротивления ток становится легче. Сопротивление является важным компонентом проводимости. Проводимость значительно выигрывает от потока электронов. Проводник превращается в полупроводник и изолятор в результате увеличения сопротивления.

2. Проводники имеют высокое или низкое сопротивление?

Ответ: Изоляторы имеют очень высокое сопротивление электрическому току по сравнению с чрезвычайно низким сопротивлением проводников. Витки сопротивления становятся изолятором по мере его роста. Поскольку поток электронов не прерывается, сопротивление проводника очень низкое. Проводимость и сопротивление обратно пропорциональны.

3. Это резистор лампочки?

Ответ: Несмотря на то, что на самом деле лампочки не являются резисторами, они проявляют резистивное поведение. Электроны не могут проходить через резисторы, которые также преобразуют энергию в другую форму. Процесс, посредством которого электричество проходит через лампочку для производства света и тепла, одинаков. Нить накала лампочки служит резистором. Закон сохранения энергии гласит, что поскольку энергия не может быть создана или уничтожена, ее можно только преобразовать из одной формы в другую.

Теги : Сопротивление , Удельное сопротивление , Температурный коэффициент сопротивления , Сопротивление, зависящее от температуры

88Guru была создана с социальной целью сделать качественные учебные видеоматериалы доступными для всех индийских студентов. Технологии, возможности подключения и социальные сети быстро меняют мир образования, и мы хотим возглавить трансформацию индустрии обучения в Индии.

88Guru — идеальное дополнение к текущей модели обучения. 88Guru создает прекрасную возможность для детей и родителей сблизиться, участвуя в ценной учебной деятельности. Он также предоставляет полную учебную программу на кончиках ваших пальцев для тех моментов, когда вам нужна помощь в короткие сроки.