Формулы нахождения сопротивления: Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи — урок. Физика, 8 класс. — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

что это такое, формула, как измерять

Электрическое сопротивление характеризует свойство проводника оказывать противодействие направленному движению заряженных частиц.

Влияние электрического сопротивления на электрический ток можно представить следующим образом:

Движение свободных носителей электрического заряда внутри проводника приводит к тому, что свободные носители заряда сталкиваются с атомами и нарушают их поток.
Этот эффект называется сопротивлением, которое обладает свойством ограничивать электрический ток в электрической цепи.
Столкновение носителей электрического заряда с атомами также имеет тепловой эффект. Соответствующий элемент электрической цепи становится теплым или даже горячим. Если он перегреется, он может выйти из строя.

Электрическое сопротивление говорит о том, какое напряжение U необходимо, чтобы заставить электрический ток определенной силы тока I протекать через проводник. В физике для обозначения электрического сопротивления в формуле используется прописная буква R (от английского слова «Resistor» или «Resistance»).

Аналогия с потоком воды

Когда речь идет об электрическом сопротивлении в физике, необходимо различать два случая:

Электрические сопротивления как элементы электрической цепи (см. пример на рисунке 2). То есть, если вы называете элемент в электротехнике резистором, то вы имеете в виду конкретный элемент, предназначенный для целей ограничения протекания электрического тока в электрической цепи.
Электрическое сопротивление как физическая величина. Вы также можете спросить, насколько сильно тот или иной элемент препятствует протеканию электрического тока или вообще как можно рассчитать электрическое сопротивление. Здесь вы говорите об электрическом сопротивлении как о физической величине.

Примечание. Резистор — это прибор с постоянным сопротивлением. Если необходимо регулировать силу тока в электрической цепи, то используют для этой цели реостаты — приборы с переменным сопротивлением. В составе реостата имеется подвижный контакт, при помощи которого изменяется длина участка, включённого в цепь. Реостат используется, например, в регуляторах громкости радиоприёмников.

Вы можете проиллюстрировать работу резистора как элемента (т.е. случай 1) с помощью модели протекания воды в трубе.

Если представить поток электрического тока как поток воды через трубу, то резистор, имеющий электрическое сопротивление R, выполняет функцию сужения трубы. Сужение в трубе препятствует потоку воды, подобно тому, как резистор препятствует потоку электрического тока. Если вы сильнее сузите трубу, то сопротивление потоку воды увеличится. Тем самым труба будет больше препятствовать потоку воды.

Рис. 1. Суть электрического сопротивления на примере модели протекания воды в трубе

Формулы для определения электрического сопротивления

Согласно закона Ома для участка электрической цепи следует, что если вы измеряете напряжение U на проводнике и через него течет ток силой I, то проводник имеет электрическое сопротивление R, равное U, деленное на I, т.е. R = U / I. Единицей измерения электрического сопротивления в СИ является Ом, которая названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома. То есть, 1 Ом — это сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В проходит ток силой 1 А. Поэтому, иногда, электрическое сопротивление ещё могут называть «омическим сопротивлением».

Рис. 2. Определение электрического сопротивления

Для очень малых или очень больших сопротивлений используются такие дополнения, как милли-, кило- или мегаом. Применяются следующие отношения:

1 Миллиом = 1 мОм = 1*10^-3 Ом;
1 Килоом = 1 кОм = 1*10³ Ом;
1 Мегаом = 1 МОм = 1*10⁶ Ом.

Интересный факт! Электрическое сопротивление человеческого тела может изменяться от 20000 Ом до 1800 Ом.

Также вы можете рассчитать электрическое сопротивление проводников с помощью их геометрических характеристик. Формула для этого следующая (см. также рисунок 3):

R = (ρ * l) / S, где

R — электрическое сопротивление проводника;
l — длина проводника;
S — площадь поперечного сечения проводника;
ρ — удельное сопротивление вещества проводника (выбирается по таблицам).

Рис. 3. Электрическое сопротивление проводника

Другими словами, чем тоньше и длиннее проводник, тем больше его сопротивление электрическому току. Весомое значение имеет также материал, из которого изготовлен проводник.

Как измерять электрического сопротивление?

Для измерения электрического сопротивления необходимо придерживаться следующих правил:

Измерение проводить нужно параллельно элементу электрического цепи;
Элемент должен быть обесточен;
Элемент не должен быть подключен к электрической цепи;
Измерение имеет смысл только для обычного резистора.

Значение омического сопротивления лучше всего определять с помощью цифрового мультиметра, чтобы избежать ошибок и неточностей в показаниях.

При измерении с помощью измерительного прибора измеряемый элемент не должен быть подключен к источнику напряжения во время измерения. Измеряемый элемент должен быть отпаян от электрической цепи, по крайней мере, с одной стороны. В противном случае расположенные параллельно элементы будут влиять на результат измерения.

Как найти сопротивление зная мощность и напряжение; какой буквой обозначаться сопротивление, формула сопротивления

Не у всех хорошо ладится с физикой, а особенно когда дело доходит до решения задач. Но как говорят все учителя: «Учить и понимать — разные вещи». Так давайте лучше один раз во всём разберёмся, чем просто заучить непонятный текст, при этом не зная, как его применить. Ну и ответим на главный вопрос Как рассчитать сопротивление, и как найти мощность тока.

Единицы и размерности

Начнем с того, кто придумал данный закон. Установлен Георгом Омом.

В честь его и назван — закон Ома.

Вы, наверное, слышали такое понятие, как единица (СИ). В каждой физической формуле она присутствует. В законе Ома её очень легко запомнить, т.к. его фамилия и является единицей сопротивления и обозначается «Ом».

Какие существуют виды сопротивлений

Их немного, одно из которых мы уже разобрали:

омическое;
активное;
индуктивное;
ёмкостное.

Формулы расчёта электрического сопротивления для переменного тока простыми словами.

К сожалению, наш друг-физик решил не идти нам навстречу и вывел несколько формул по нахождению всех трёх величин. Электрическое сопротивление обозначается буквой R.

Но перед тем как пойти дальше, совет: всегда придумывайте какие-нибудь ассоциации, чтобы запомнилось на всю жизнь, например:

R (сопротивление). Можете запомнить что R, как рюмка. Нужно сопротивляться, чтобы не выпить ещё одну рюмку.
I (сила тока). Латинская «I», как проводок, по которому идёт ток.
U (напряжение). Эта буква, как дуга. И напряжение разносится с одного конца на другой по дуге.

Ну и, конечно, формула закона Ома для участка цепи.

R=U/I т.е., чтобы найти сопротивление(рюмку) надо напряжение (дугу) разделить на ток (проводок).

U=IR, хотите найти напряжение (дугу), умножьте проводок на рюмку.
I=U/R чтобы найти чему равен проводок, нужно напряжение разделить на сопротивление.

Ну а теперь главное, для чего мы все здесь собрались: «Зачем нужен этот закон? Что он даёт?»

Представьте перед собой электрическую цепь, по которой проходит ток, напряжение и сопротивление. И встаёт вопрос, как понять где что и в каких размерах. Для этого вывели формулу.

Также не забывате, если вдруг вас спросят от чего зависит сопротивление — отвечайте: » От напряжения и мощности».

Формула активного сопротивления

Ну что сказать? Придется запастись терпением и потратить время на все эти законы и определения.

Но к счастью, активное сопротивление, так и осталось большой буквой R. Просто немного поменялась формула и ее предназначение.

Подключим к нашей цепи проводник. Проводником может выступать лампа.

Понятно, что по нему тоже будет проходить ток. Это как танец «волна». Все 5 человек берутся за руки и начинают по очереди создавать колебания. Сопротивление уже известно на всех. Так же и здесь.

Мы ищем полное сопротивление. Обозначается большой буквой Z.

Если посмотреть, то можно найти сходство танца «волны» с этой буквой. Так и запомните.

Формула, как рассчитать силу тока:

I=U/Z

О том, как найти общее сопротивление мы поговорим ниже.

Формула индуктивного сопротивления

Боюсь, что когда вы увидите данную формулу, то она вам точно не понравится. Но нет слова «не хочу», есть слово «надо».

Начнем с обозначения:

XL (индуктивное сопротивление). Прямо как размер в одежде. Но почему именно так? L — это цепь переменного тока;

f — частота, в Гц;
сопротивление с частотой взаимосвязаны, так, если возрастает одно — увеличивается и другое;
единица СИ индуктивного сопротивления: [XL] = Ом;
запомните, что индуктивное сопротивление отличается от омического тем, что у первого нет потери мощности;
XL=2π×f×L;
формула расчета мощности по напряжению: P = U×I;
мощность электрического тока вычисляется в Ватах.

Формула ёмкостного сопротивления Xc

Ёмкостное сопротивление — это проводник, который подключен к цепи. Он не имеет сопротивление, но есть ёмкость. Обозначается это ёмкостное сопротивление буквами Xc.

Единица измерения сопротивления неизменно остается Ом.

Xc = 1/ωC;
ω — циклическая частота;

С — ёмкость.

Формула полного сопротивления

Как говорилось выше — полное сопротиление что-то на подобии танца «волны». Нужно узнать R (сопротивление) всех.

Чтобы определить полное сопротивление цепи:

R = R1 +R2 (проводников может быть несколько).

Теперь, если у вас спросят как определить общее сопротивление цепи, вы знаете что делать.

Что такое вольтамперная характеристика

Какое страшное название. Глаза боятся, а голова запоминает.

Говоря простыми словами, это когда напряжение находится в зависимости от тока, протекающего в электрической цепи.

Также, такую характеристику подразделяют на линейную и нелинейную. В чем разница и что это вообще такое?

Линейная, так же, как и нелинейная — это цепь.
Линейная цепь — это та, которая содержит элементы напряжения и тока, от которых зависит сопротивление.
У нелинейной элементами является зависимость напряжения на зажимах. Она не подчиняется закону Ома.

Формула электрического сопротивления по свойсвам среды: научный подход

Сущесвует такое понятие как удельное сопротивление. Это способность материала припятствовать прохождению электрического тока.

Существует таблица металлов, где указаны эти силы сопротивления.

Формула:

R = p×L/S;
R — электрическое сопротивление;
p — удельное сопротивление;
S — площадь.

Для вычисления сопротивления вы можете воспользоваться специальным калькулятором, который можно найти в интернете.

Учитесь, узнавайте много нового. И понимайте пройденный материал.

Электрическая формула для расчета сопротивления – Курсы электротехники eeSasha

Теги: Цепи постоянного тока, Формулы, Сопротивление, Студенческие ошибки

Сообщение опубликовано:

В этой статье мы рассмотрим электрическую формулу расчета сопротивления. Причина, по которой я подчеркиваю «электрическую» формулу, заключается в том, что существует также «физическая» формула для расчета сопротивления. Формула показана слева.

.
В этом уравнении сопротивление обозначается буквой R и выражается в Ω (Ом). Буква V используется для обозначения напряжения. Единицей измерения напряжения является: вольт. Буква I используется для тока. Единицей для тока является: Ампер или Ампер для краткости.

Важно отметить, что напряжение V — это напряжение на резисторе, а ток I — это ток, протекающий через резистор.
В этой формуле сопротивление прямо пропорционально напряжению. Это означает, что: чем больше напряжение, тем больше сопротивление. Кроме того, сопротивление обратно пропорционально току. Таким образом: чем больше ток, тем меньше сопротивление.
Сопротивление может быть свойством отрезка провода или проводника, элемента цепи, например резистора, или всей цепи или сети элементов. В теории электрических цепей мы иногда будем использовать выражение «входное сопротивление» или «выходное сопротивление» цепи.
Применение формулы
Вот один из примеров применения формулы для расчета сопротивления.
Постановка задачи
Рассчитайте сопротивление резистора R1, если известно следующее:
Решение
Чтобы найти сопротивление, нужно применить формулу: R1=V1/I. Однако значение V1 не задано, поэтому сначала нам нужно рассчитать напряжение на резисторе R1. Если мы применим KVL или закон напряжения Кирхгофа для контура в этой цепи, мы можем написать следующее уравнение напряжения: V1 = Vs-V2. Таким образом, V1 составляет 10–6 В, то есть 4 В.

Теперь у нас есть все необходимое для расчета сопротивления R1. Таким образом, R1 — это V1/I, что составляет 4 В/1 мА, что дает нам 4 кОм. Таким образом, сопротивление резистора R1 равно 4 кОм.
Ошибки учащихся – последовательное соединение
Несмотря на то, что формула расчета сопротивления очень проста, учащиеся иногда допускают ошибки.
Здесь у нас есть пример последовательной цепи. В последовательной цепи все элементы соединены последовательно.
Помните:
Элементы, соединенные последовательно, всегда имеют одинаковый ток!

Таким образом, чтобы рассчитать сопротивление R1, нам нужно разделить напряжение V1 на ток I. Ошибка состоит в том, чтобы разделить напряжение Vs на ток I. Точно так же сопротивление R2 равно V2, деленному на I, а не Vs, деленному на I.
Таким образом, помните, напряжение в формуле должно быть напряжением на резисторе, а не просто любым напряжением в цепи. Тот факт, что ток одинаков для всех элементов, соединенных последовательно, не означает, что их напряжения одинаковы.
Ошибки учащихся – параллельное соединение
Вот похожий, но противоположный пример, когда учащиеся тоже склонны делать ошибки. Эта конкретная схема представляет собой параллельное соединение двух резисторов.
Помните:
Параллельно соединенные элементы всегда имеют одинаковое напряжение!
При параллельном соединении элементы не обязательно имеют одинаковые токи, поэтому нам нужно использовать соответствующий ток при расчете сопротивления.
Таким образом, сопротивление R1 равно Vs, деленному на I1, но не Vs, деленному на I. Точно так же сопротивление R2 равно Vs, деленному на I2. Таким образом, мы не можем вычислить R2 как Vs над I.
Таким образом, ток, который мы используем в этой формуле, должен быть током, протекающим через резистор, а не просто произвольным током в цепи.
Видео и слайды «Формула сопротивления»
Надеюсь, вам понравилась эта статья о Формуле, и сегодня вы узнали что-то новое. Если вы предпочитаете смотреть видео, вот видео для вас.
Я постоянно разрабатываю новые курсы, которые гораздо глубже раскрывают все эти темы. Спасибо, что заглянули и до скорой встречи!
Ниже вы можете найти все слайды, которые я использовал для разработки этого сообщения в блоге и видео:

Следующий
Наверх
Формулы и калькулятор » Electronics Notes
Формулы, расчеты и калькулятор для определения общего сопротивления резисторов, включенных последовательно и параллельно.
Учебное пособие по сопротивлению Включает:
Что такое сопротивление Закон Ома Омические и неомические проводники Сопротивление лампы накаливания Удельное сопротивление Таблица удельных сопротивлений для обычных материалов Температурный коэффициент сопротивления Коэффициент сопротивления по напряжению, VCR Электрическая проводимость Последовательные и параллельные резисторы Таблица параллельных резисторов
Резисторы могут быть размещены в различных конфигурациях в электрической или электронной цепи — иногда последовательно, иногда параллельно.
Когда они размещаются в этих конфигурациях, важно иметь возможность рассчитать общее сопротивление. Этого можно добиться довольно легко, если использовать правильные формулы — существуют простые формулы как для последовательных, так и для параллельных резисторов.
При разработке электронных схем или по другой причине возможность расчета сопротивления комбинаций резисторов может быть очень полезной.

В электронных схемах комбинации резисторов могут быть сведены к последовательным элементам и параллельным элементам, хотя при использовании других электронных компонентов комбинации могут быть более сложными. Однако во многих случаях расчет значений последовательного и параллельного сопротивлений имеет большое значение.

Резисторы серии
Простейшая конфигурация электронной схемы — резисторы, соединенные последовательно. Это может произойти, если ряд этих электронных компонентов соединены последовательно, или если необходимо добавить сопротивление кабеля к сопротивлению резистора и т. д.
Если резисторы соединены последовательно, то общее сопротивление будет просто суммой отдельных резисторов.
Резисторы, соединенные последовательно
Значение резисторов или сопротивлений, соединенных последовательно, может быть выражено математически следующим образом:
Rобщ=R1+R2+R3+. …..
Подробнее о . . . . вывод формулы для последовательно включенных резисторов.
Пример расчета резисторов последовательно:
Например, если последовательно подключить три резистора номиналом 1 кОм, 2 кОм и 3 кОм, то общее сопротивление составит 1 + 2 + 3 кОм = 6 кОм.
В реальных жизненных ситуациях и аспектах проектирования электрических и электронных схем будет много областей, где есть электронные компоненты, такие как резисторы или другие элементы, создающие сопротивление, где ряд сопротивлений последовательно необходимо суммировать.
Резисторы параллельно
Также во многих случаях электронные компоненты, такие как резисторы, а также другие элементы, создающие сопротивление, появляются в электрической или электронной цепи параллельно.
Если резисторы расположены параллельно, они делят ток, и ситуация немного сложнее для расчета, но все же довольно проста.
1Rобщ=1R1+1R2+1R3+. …..
Подробнее о . . . . вывод формулы для резисторов при параллельном включении.
Пример расчета сопротивления параллельных резисторов:
В качестве примера, если есть три параллельных резистора со значениями 1 кОм, 2 кОм и омега и 3 кОм, то можно рассчитать общее значение комбинации:
1/R Итого = 1/1000 + 1/2000 + 1/3000
1/R Итого = 1/1000 + 1/2000 + 1/3000
1/R Всего = 6/6000 + 3/6000 + 2/6000
1/R Всего = 11/6000
R Всего = 6000/11 Ом или 545 Ом
Случай только двух резисторов, включенных параллельно
Во многих конструкциях электронных схем наиболее распространенный пример резисторов, соединенных параллельно, состоит только из двух электронных компонентов.
Часто один резистор устанавливается параллельно другому. Или другой случай может быть, когда резистор помещается на клеммы для цепи или сети, которая имеет определенное сопротивление. В этом случае необходимо только рассчитать общее сопротивление для двух резисторов, включенных параллельно.
Если необходимо рассчитать общее значение для двух параллельных резисторов, уравнение можно изменить и значительно упростить, как показано ниже:
Rобщ=R1R2R1+R2
Эта формула значительно упрощает вычисление номинала двух параллельно соединенных резисторов, так как требует только одного умножения, одного сложения и одного деления. Часто это можно сделать мысленно или на клочке бумаги. В качестве альтернативы можно использовать наш простой калькулятор для двух параллельных резисторов, приведенный ниже.
Калькулятор для двух резисторов, включенных параллельно
Этот калькулятор параллельного сопротивления обеспечивает простой метод расчета общего сопротивления для двух резисторов, соединенных параллельно.
Несмотря на то, что вычисление номинала параллельного резистора для двух резисторов упрощается до простой формулы, иногда гораздо проще и быстрее использовать калькулятор.
Чтобы использовать калькулятор параллельных резисторов, просто введите значения параллельных резисторов в омах, Ом или кОм и т. д. в два поля ввода, но обратите внимание, что все значения должны быть в одних и тех же единицах, то есть оба на Ом, кОм, МОм и т. д. Затем калькулятор параллельного резистора предоставит общее сопротивление двух резисторов в тех же единицах, что и вход.
Введите два значения для резисторов, R1 и R2, в поля, предусмотренные в калькуляторе ниже, нажмите «Рассчитать», и будет предоставлено общее сопротивление.

Калькулятор параллельного сопротивления
Калькулятор параллельных резисторов обеспечивает простой способ расчета сопротивления двух параллельных резисторов, экономя все записи и прибегая к ручке и бумаге или калькулятору какой-либо формы.
Знание того, как рассчитать значения для резисторов, подключенных последовательно и параллельно, является ключом к пониманию того, как работают электрические и электронные схемы.