ความต้านทานไฟฟ้า - ความรู้ไฮเปอร์มาร์เก็ต ความต้านทานไฟฟ้า

- ปริมาณไฟฟ้าที่แสดงคุณลักษณะของวัสดุเพื่อป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้า ความต้านทานอาจมีแนวโน้มเป็นศูนย์ - น้อยที่สุด (มิลลิโอห์ม/ไมโครโอห์ม - ตัวนำ โลหะ) หรือมีขนาดใหญ่มาก (กิกะโอห์ม - ฉนวน ไดอิเล็กทริก) ขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ ส่วนกลับของความต้านทานไฟฟ้าคือ

หน่วยวัดความต้านทานไฟฟ้า - โอห์ม- ถูกกำหนดโดยตัวอักษร R พิจารณาการพึ่งพาความต้านทานของกระแสในวงจรปิด

โอห์มมิเตอร์- อุปกรณ์สำหรับวัดความต้านทานของวงจรโดยตรง ขึ้นอยู่กับช่วงของค่าที่วัดได้ แบ่งออกเป็นกิกะโอห์มมิเตอร์ (สำหรับความต้านทานขนาดใหญ่ - เมื่อวัดฉนวน) และไมโคร/มิลลิโอห์มมิเตอร์ (สำหรับความต้านทานขนาดเล็ก - เมื่อวัดความต้านทานการเปลี่ยนแปลงของหน้าสัมผัส ขดลวดมอเตอร์ ฯลฯ)

มีโอห์มมิเตอร์หลายประเภทตามการออกแบบจากผู้ผลิตหลายราย ตั้งแต่ระบบเครื่องกลไฟฟ้าไปจนถึงไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เป็นที่น่าสังเกตว่าโอห์มมิเตอร์แบบคลาสสิกจะวัดส่วนที่ใช้งานของความต้านทาน (เรียกว่าโอห์มมิก)

ความต้านทานใดๆ (โลหะหรือเซมิคอนดักเตอร์) ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจะมีส่วนประกอบที่ทำงานอยู่และเกิดปฏิกิริยาได้ ผลรวมของความต้านทานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟคือ ความต้านทานของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับและคำนวณโดยสูตร:

โดยที่ Z คือความต้านทานรวมของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

R คือความต้านทานเชิงแอคทีฟของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

Xc คือค่ารีแอกแตนซ์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

(C - ความจุ, w - ความเร็วเชิงมุมเครื่องปรับอากาศ)

Xl คือปฏิกิริยารีแอคทีฟของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

(L คือการเหนี่ยวนำ w คือความเร็วเชิงมุมของกระแสสลับ)

ความต้านทานแบบแอคทีฟ- นี่เป็นส่วนหนึ่งของความต้านทานรวมของวงจรไฟฟ้าซึ่งพลังงานจะถูกแปลงเป็นพลังงานประเภทอื่นโดยสมบูรณ์ (เครื่องกล, เคมี, ความร้อน) คุณสมบัติที่โดดเด่นส่วนประกอบที่ทำงานอยู่คือการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดโดยสมบูรณ์ (ไม่มีการคืนพลังงานให้กับเครือข่าย) และรีแอกแตนซ์ส่งพลังงานส่วนหนึ่งกลับไปยังเครือข่าย (คุณสมบัติเชิงลบของส่วนประกอบที่เกิดปฏิกิริยา)

ความหมายทางกายภาพของการต่อต้านแบบแอคทีฟ

แต่ละสภาพแวดล้อมที่มีประจุไฟฟ้าผ่านไปจะสร้างสิ่งกีดขวางในเส้นทางของมัน (เชื่อกันว่าสิ่งเหล่านี้คือโหนดของโครงตาข่ายคริสตัล) ซึ่งดูเหมือนว่าพวกมันจะชนและสูญเสียพลังงานซึ่งถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อน

จึงเกิดการล้ม (ขาดทุน. พลังงานไฟฟ้า) ส่วนหนึ่งหายไปเนื่องจากความต้านทานภายในของตัวกลางนำไฟฟ้า

ค่าตัวเลขที่แสดงถึงความสามารถของวัสดุในการป้องกันการผ่านของประจุเรียกว่าความต้านทาน มีหน่วยวัดเป็นโอห์ม (โอห์ม) และแปรผกผันกับค่าการนำไฟฟ้า

องค์ประกอบต่างๆ ในตารางธาตุของเมนเดเลเยฟมีความต้านทานไฟฟ้า (p) ต่างกัน เช่น มีค่าความต้านทานไฟฟ้าน้อยที่สุด เงิน (0.016 Ohm*mm2/m), ทองแดง (0.0175 Ohm*mm2/m), ทอง (0.023) และอะลูมิเนียม (0.029) มีความต้านทาน ใช้ในอุตสาหกรรมเป็นวัสดุหลักในการสร้างวิศวกรรมไฟฟ้าและพลังงานทั้งหมด ในทางกลับกัน ไดอิเล็กทริกจะมีค่าการกระแทกสูง ความต้านทานและใช้เป็นฉนวน

ความต้านทานของตัวกลางนำไฟฟ้าอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับหน้าตัด อุณหภูมิ ขนาด และความถี่ของกระแส นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันยังมีพาหะประจุที่แตกต่างกัน (อิเล็กตรอนอิสระในโลหะ ไอออนในอิเล็กโทรไลต์ "รู" ในเซมิคอนดักเตอร์) ซึ่งเป็นปัจจัยกำหนดความต้านทาน

ความหมายทางกายภาพของปฏิกิริยา

ในขดลวดและตัวเก็บประจุเมื่อนำไปใช้พลังงานจะสะสมในรูปของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าซึ่งต้องใช้เวลาระยะหนึ่ง

สนามแม่เหล็กในเครือข่ายกระแสสลับจะเปลี่ยนไปตามทิศทางการเคลื่อนที่ของประจุที่เปลี่ยนไปในขณะที่ให้ความต้านทานเพิ่มเติม

นอกจากนี้เฟสที่เสถียรและการเปลี่ยนแปลงของกระแสจะเกิดขึ้น และทำให้สูญเสียไฟฟ้าเพิ่มเติม

ความต้านทาน

เราจะหาความต้านทานของวัสดุได้อย่างไรหากไม่มีการไหลผ่านและเราไม่มีโอห์มมิเตอร์? มีมูลค่าพิเศษสำหรับสิ่งนี้ - ความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุ วี

(นี่คือค่าแบบตารางที่กำหนดเชิงประจักษ์สำหรับโลหะส่วนใหญ่) เมื่อใช้ค่านี้และปริมาณทางกายภาพของวัสดุ เราสามารถคำนวณความต้านทานได้โดยใช้สูตร:

ที่ไหน, พี— ความต้านทาน (หน่วย โอห์ม*ม./มม.2)

l—ความยาวตัวนำ (m);

S - ภาพตัดขวาง (มม. 2)

กฎของโอห์มเป็นกฎพื้นฐานของวงจรไฟฟ้า ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้เราสามารถอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติมากมายได้ ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเข้าใจได้ว่าเหตุใดไฟฟ้าจึงไม่ "โดน" นกที่เกาะอยู่บนสายไฟ สำหรับฟิสิกส์ กฎของโอห์มมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากไม่มีความรู้ของเขา คงเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างวงจรไฟฟ้าที่เสถียรหรือจะไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เลย

การพึ่งพา I = I(U) และความหมายของมัน

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบความต้านทานของวัสดุมีความสัมพันธ์โดยตรงกับลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน มันคืออะไร? ลองใช้วงจรที่มีกระแสไฟฟ้าคงที่แล้วพิจารณาองค์ประกอบใด ๆ ของมัน: โคมไฟ, ท่อแก๊ส, ตัวนำโลหะ, ขวดอิเล็กโทรไลต์ ฯลฯ

โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า U (มักแสดงเป็น V) ที่จ่ายให้กับองค์ประกอบที่เป็นปัญหา เราจะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของความแรงของกระแส (I) ที่ไหลผ่าน เป็นผลให้เราได้รับการพึ่งพารูปแบบ I = I (U) ซึ่งเรียกว่า "คุณลักษณะโวลต์แอมแปร์ขององค์ประกอบ" และเป็นตัวบ่งชี้โดยตรงของคุณสมบัติทางไฟฟ้า

ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันอาจแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบต่างๆ รูปแบบที่ง่ายที่สุดได้มาจากการตรวจสอบตัวนำโลหะ ซึ่งเป็นสิ่งที่ Georg Ohm (1789 - 1854) ทำ

คุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันเป็นความสัมพันธ์เชิงเส้น ดังนั้นกราฟของมันคือเส้นตรง

กฎหมายในรูปแบบที่เรียบง่าย

การศึกษาของโอห์มเกี่ยวกับคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันของตัวนำแสดงให้เห็นว่าความแรงของกระแสไฟฟ้าภายในตัวนำโลหะเป็นสัดส่วนกับความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลาย (I ~ U) และเป็นสัดส่วนผกผันกับสัมประสิทธิ์ที่แน่นอน นั่นคือ I ~ 1/R ค่าสัมประสิทธิ์นี้เรียกว่า "ความต้านทานของตัวนำ" และหน่วยวัดความต้านทานไฟฟ้าคือ โอห์ม หรือ V/A

อีกสิ่งหนึ่งที่น่าสังเกตคือสิ่งนี้ กฎของโอห์มมักใช้ในการคำนวณความต้านทานในวงจร

คำชี้แจงของกฎหมาย

กฎของโอห์มบอกว่าความแรงกระแส (I) ของส่วนหนึ่งของวงจรเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าในส่วนนี้ และเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทาน

ควรสังเกตว่าในรูปแบบนี้กฎหมายยังคงเป็นจริงสำหรับส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของห่วงโซ่เท่านั้น เนื้อเดียวกันคือส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้าที่ไม่มีแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า วิธีใช้กฎของโอห์มในวงจรที่ไม่เหมือนกันจะกล่าวถึงด้านล่าง

ต่อมาได้มีการทดลองว่ากฎหมายยังคงใช้ได้กับสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในวงจรไฟฟ้า

ความหมายทางกายภาพของการต่อต้าน

ความต้านทานเป็นคุณสมบัติของวัสดุ สาร หรือตัวกลางในการป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ในเชิงปริมาณ ความต้านทาน 1 โอห์ม หมายความว่าตัวนำที่มีแรงดันไฟฟ้า 1 V ที่ปลายสามารถผ่านได้ กระแสไฟฟ้ากำลัง 1 ก.

ความต้านทานไฟฟ้า

วิธีการทดลองพบว่าความต้านทานของกระแสไฟฟ้าของตัวนำขึ้นอยู่กับขนาด: ความยาว, ความกว้าง, ความสูง และยังรวมถึงรูปร่าง (ทรงกลม, ทรงกระบอก) และวัสดุที่ใช้ทำอีกด้วย ดังนั้นสูตร ความต้านทานตัวอย่างเช่น ตัวนำทรงกระบอกที่เป็นเนื้อเดียวกันจะเป็น: R = p*l/S

หากในสูตรนี้เราใส่ s = 1 m 2 และ l = 1 m ดังนั้น R จะเท่ากับตัวเลขใน p จากที่นี่ หน่วยการวัดสำหรับค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานของตัวนำใน SI จะถูกคำนวณ - นี่คือโอห์ม*ม.

ในสูตรความต้านทาน p คือค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานที่กำหนดโดย คุณสมบัติทางเคมีวัสดุที่ใช้ทำตัวนำ

ในการพิจารณารูปแบบอนุพันธ์ของกฎของโอห์ม จำเป็นต้องพิจารณาแนวคิดเพิ่มเติมหลายประการ

ดังที่ทราบกันดีว่ากระแสไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุอย่างเข้มงวด ตัวอย่างเช่น ในโลหะ ตัวพากระแสไฟฟ้าคืออิเล็กตรอน และในการนำก๊าซ สารพาหะคือไอออน

ลองใช้กรณีเล็กน้อยเมื่อพาหะปัจจุบันทั้งหมดเป็นเนื้อเดียวกัน - ตัวนำโลหะ ให้เราเลือกปริมาตรที่น้อยที่สุดในตัวนำนี้ในใจและแสดงด้วยความเร็วเฉลี่ย (ดริฟท์, เรียงลำดับ) ของอิเล็กตรอนในปริมาตรนี้ ต่อไป ให้ n แสดงถึงความเข้มข้นของพาหะปัจจุบันต่อหน่วยปริมาตร

ทีนี้ลองวาดพื้นที่ dS ขนาดเล็กที่ตั้งฉากกับเวกเตอร์ u และสร้างทรงกระบอกขนาดเล็กที่มีความสูง u*dt ตามแนวความเร็ว โดยที่ dt หมายถึงเวลาที่ตัวพาความเร็วปัจจุบันทั้งหมดที่มีอยู่ในปริมาตรที่พิจารณาจะผ่านพื้นที่ dS .

ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนจะถ่ายโอนประจุผ่านพื้นที่เท่ากับ q = n*e*u*dS*dt โดยที่ e คือประจุของอิเล็กตรอน ดังนั้น ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าจึงเป็นเวกเตอร์ j = n*e*u ซึ่งแสดงถึงปริมาณประจุที่ถ่ายโอนต่อหน่วยเวลาผ่านพื้นที่หน่วย

ข้อดีอย่างหนึ่งของคำจำกัดความดิฟเฟอเรนเชียลของกฎของโอห์มก็คือ มักจะสามารถทำได้โดยไม่ต้องคำนวณความต้านทาน

ค่าไฟฟ้า. ความแรงของสนามไฟฟ้า

ความแรงของสนามไฟฟ้าพร้อมกับประจุไฟฟ้าเป็นตัวแปรพื้นฐานในทฤษฎีไฟฟ้า ยิ่งไปกว่านั้น แนวคิดเชิงปริมาณสามารถหาได้จากการทดลองง่ายๆ สำหรับเด็กนักเรียน

เพื่อความง่ายในการให้เหตุผล เราจะพิจารณาสนามไฟฟ้าสถิต นี่คือสนามไฟฟ้าที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา สนามดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้จากประจุไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง

ค่าธรรมเนียมการทดสอบยังจำเป็นสำหรับวัตถุประสงค์ของเราด้วย เราจะใช้วัตถุที่มีประจุตามที่มัน - มีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถก่อให้เกิดการรบกวนใดๆ (การกระจายประจุใหม่) ในวัตถุที่อยู่รอบๆ

ลองพิจารณาประจุทดสอบที่ได้รับมาสองครั้งตามลำดับ โดยวางไว้ที่จุดหนึ่งในอวกาศซึ่งอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าสถิต ปรากฎว่าข้อกล่าวหาจะมีอิทธิพลอย่างต่อเนื่องต่อส่วนของเขาเมื่อเวลาผ่านไป ให้ F 1 และ F 2 เป็นแรงที่กระทำต่อประจุ

จากการสรุปข้อมูลการทดลองโดยทั่วไป พบว่าแรง F 1 และ F 2 มีทิศทางไปในทิศทางเดียวหรือตรงกันข้าม และอัตราส่วน F 1 / F 2 เป็นอิสระจากจุดในอวกาศที่มีประจุทดสอบอยู่ วางสลับกัน ดังนั้นอัตราส่วน F 1 / F 2 จึงเป็นลักษณะเฉพาะของประจุเองเท่านั้น และไม่ขึ้นอยู่กับในทางใดทางหนึ่งบนสนาม

การค้นพบข้อเท็จจริงนี้ทำให้สามารถระบุลักษณะการใช้พลังงานไฟฟ้าของร่างกายได้ และต่อมาถูกเรียกว่าประจุไฟฟ้า ดังนั้น ตามคำจำกัดความ ปรากฎว่า q 1 /q 2 = F 1 /F 2 โดยที่ q 1 และ q 2 คือขนาดของประจุที่จุดหนึ่งของสนาม และ F 1 และ F 2 คือแรงที่กระทำการ ในข้อหาจากสนาม

จากการพิจารณาที่คล้ายกัน ค่าประจุจึงถูกทดลองขึ้น อนุภาคต่างๆ- ด้วยการใส่อัตราส่วนหนึ่งของประจุทดสอบตามเงื่อนไขตามเงื่อนไขคุณสามารถคำนวณมูลค่าของประจุอื่นได้โดยการวัดอัตราส่วน F 1 / F 2

สนามไฟฟ้าใดๆ สามารถกำหนดลักษณะได้ด้วยประจุที่ทราบ ดังนั้น แรงที่กระทำต่อประจุทดสอบหนึ่งหน่วยที่อยู่นิ่งเรียกว่าความแรงของสนามไฟฟ้า และเขียนแทนด้วย E จากคำจำกัดความของประจุ เราพบว่าเวกเตอร์ความแรงมี มุมมองถัดไป: E = F/q

ความสัมพันธ์ระหว่างเวกเตอร์ j และ E กฎของโอห์มอีกรูปแบบหนึ่ง

โปรดทราบว่าคำจำกัดความของความต้านทานต่อกระบอกสูบสามารถสรุปได้ทั่วไปกับสายไฟที่ประกอบด้วยวัสดุชนิดเดียวกัน ในกรณีนี้พื้นที่หน้าตัดจากสูตรความต้านทานจะเท่ากับหน้าตัดของเส้นลวดและ l คือความยาวของเส้นลวด

§ 15. ความต้านทานไฟฟ้า

การเคลื่อนที่ในทิศทางของประจุไฟฟ้าในตัวนำใดๆ ถูกป้องกันโดยโมเลกุลและอะตอมของตัวนำนี้ ดังนั้นทั้งส่วนภายนอกของวงจรและส่วนภายใน (ภายในแหล่งพลังงานเอง) จึงรบกวนการไหลของกระแส ปริมาณที่แสดงถึงความต้านทานของวงจรไฟฟ้าต่อกระแสไฟฟ้าเรียกว่า ความต้านทานไฟฟ้า.
แหล่งพลังงานไฟฟ้าที่รวมอยู่ในวงจรไฟฟ้าแบบปิดจะใช้พลังงานเพื่อเอาชนะความต้านทานของวงจรภายนอกและภายใน
ความต้านทานไฟฟ้าระบุด้วยตัวอักษร รและแสดงไว้ในแผนภาพดังแสดงในรูป 14 ก.

ความต้านทานมีหน่วยเป็นโอห์ม โอห์มคือความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำเชิงเส้นซึ่งมีความต่างศักย์คงที่หนึ่งโวลต์กระแสหนึ่งแอมแปร์จะไหลเช่น

เมื่อวัดความต้านทานขนาดใหญ่ จะใช้หน่วยพันถึงล้านเท่าของโอห์ม พวกมันถูกเรียกว่ากิโลโอห์ม ( ดอทคอม) และเมกะโอห์ม ( แม่), 1 ดอทคอม = 1000 โอห์ม; 1 แม่ = 1 000 000 โอห์ม.
สารต่างๆ มีจำนวนอิเล็กตรอนอิสระต่างกัน และอะตอมที่อิเล็กตรอนเหล่านี้เคลื่อนที่ระหว่างกันก็มีการจัดเรียงที่แตกต่างกัน ดังนั้นความต้านทานของตัวนำต่อกระแสไฟฟ้าจึงขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำความยาวและพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ หากคุณเปรียบเทียบตัวนำไฟฟ้าสองตัวที่ทำจากวัสดุเดียวกัน ตัวนำที่ยาวกว่าจะมีความต้านทานมากกว่า พื้นที่เท่ากันหน้าตัด และตัวนำที่มีหน้าตัดใหญ่กว่าจะมีความต้านทานน้อยกว่าสำหรับความยาวเท่ากัน
สำหรับการประเมินสัมพัทธ์ของคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุตัวนำ จะใช้ความต้านทานของวัสดุนั้น ความต้านทานคือความต้านทานของตัวนำโลหะที่มีความยาว 1 มและพื้นที่หน้าตัด 1 มม 2 ; แสดงด้วยตัวอักษร ρ และวัดเป็นหน่วย
ถ้าตัวนำที่ทำจากวัสดุที่มีความต้านทาน ρ มีความยาว ลเมตร และพื้นที่หน้าตัด ถามตารางมิลลิเมตร แล้วค่าความต้านทานของตัวนำนี้

สูตร (18) แสดงให้เห็นว่าความต้านทานของตัวนำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความต้านทานของวัสดุที่ใช้ทำ เช่นเดียวกับความยาวของตัวนำ และเป็นสัดส่วนผกผันกับพื้นที่หน้าตัด
ความต้านทานของตัวนำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความต้านทานของตัวนำโลหะจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น การพึ่งพาอาศัยกันนี้ค่อนข้างซับซ้อน แต่ภายในช่วงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ค่อนข้างแคบ (สูงถึงประมาณ 200 ° C) เราสามารถสรุปได้ว่าสำหรับโลหะแต่ละชนิดมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิ (อัลฟา) ที่แน่นอนซึ่งเรียกว่าการเพิ่มขึ้นของ ความต้านทานของตัวนำ Δ รเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 1° C อ้างอิงถึง 1 โอห์มความต้านทานเริ่มต้น
ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน

และเพิ่มความต้านทาน

Δ ร = ร 2 - ร 1 = แอลฟา ร 2 (ต 2 - ต 1) (20)

ที่ไหน ร 1 - ความต้านทานของตัวนำที่อุณหภูมิ ต 1 ;
ร 2 - ความต้านทานของตัวนำเดียวกันที่อุณหภูมิ ต 2 .
ให้เราอธิบายการแสดงออกของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานโดยใช้ตัวอย่าง ให้เราสมมุติว่าเส้นลวดทองแดงมีอุณหภูมิ ต 1 = 15° มีความต้านทาน ร 1 = 50 โอห์มและที่อุณหภูมิ ต 2 = 75° - ร 2 - 62 โอห์ม- ดังนั้นความต้านทานที่เพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 75 - 15 = 60° คือ 62 - 50 = 12 โอห์ม- ดังนั้น ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ 1° จึงเท่ากับ:

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานของทองแดงเท่ากับความต้านทานที่เพิ่มขึ้นหารด้วย 1 โอห์มแนวต้านเริ่มต้น เช่น หารด้วย 50:

ตามสูตร (20) สามารถสร้างความสัมพันธ์ระหว่างแนวต้านได้ ร 2 และ ร 1:

(21)

โปรดทราบว่าสูตรนี้เป็นเพียงการแสดงออกโดยประมาณของการพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมิและไม่สามารถใช้ในการวัดความต้านทานที่อุณหภูมิเกิน 100 ° C
เรียกว่าค่าความต้านทานที่ปรับได้ ลิโน่(รูปที่ 14, ข). รีโอสแตตทำจากลวดที่มีความต้านทานสูง เช่น นิกโครม ความต้านทานของรีโอสแตตอาจแตกต่างกันสม่ำเสมอหรือเป็นขั้นตอน นอกจากนี้ รีโอสแตตของเหลวยังใช้อีกด้วย ซึ่งเป็นภาชนะโลหะที่เต็มไปด้วยสารละลายบางอย่างที่นำกระแสไฟฟ้า เช่น สารละลายโซดาในน้ำ
ความสามารถของตัวนำในการส่งกระแสไฟฟ้านั้นมีลักษณะเฉพาะคือค่าการนำไฟฟ้าซึ่งเป็นส่วนกลับของความต้านทานและเขียนแทนด้วยตัวอักษร ก- หน่วย SI ของการนำไฟฟ้าคือ (Siemens)

ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานและการนำไฟฟ้าของตัวนำจึงเป็นดังนี้

ความต้านทานของตัวนำคือความสามารถของวัสดุในการป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้า รวมถึงกรณีผลกระทบทางผิวหนังจากการสลับแรงดันไฟฟ้าความถี่สูง

คำจำกัดความทางกายภาพ

วัสดุแบ่งออกเป็นคลาสตามความต้านทาน ค่าที่พิจารณา - ความต้านทาน - ถือเป็นกุญแจสำคัญและจะช่วยให้สามารถไล่ระดับสารทั้งหมดที่พบในธรรมชาติได้:

1. ตัวนำเป็นวัสดุที่มีความต้านทานสูงถึง 10 μΩ m ใช้กับโลหะส่วนใหญ่, กราไฟท์
2. ไดอิเล็กทริก - ความต้านทาน 100 MΩ m - 10 PΩ m คำนำหน้า Peta ใช้ในบริบทของกำลังสิบห้าของสิบ
3. เซมิคอนดักเตอร์เป็นกลุ่มของวัสดุไฟฟ้าที่มีความต้านทานตั้งแต่ตัวนำไปจนถึงไดอิเล็กทริก

เรียกว่าความต้านทานจำเพาะทำให้คุณสามารถกำหนดลักษณะพารามิเตอร์ของการตัดลวดยาว 1 เมตรโดยมีพื้นที่ 1 ตารางเมตร- ไม่สะดวกที่จะใช้ตัวเลขบ่อยขึ้น หน้าตัดของสายเคเบิลจริงมีขนาดเล็กกว่ามาก ตัวอย่างเช่น สำหรับ PV-3 พื้นที่คือหลายสิบมิลลิเมตร การคำนวณจะง่ายขึ้นหากคุณใช้หน่วยโอห์ม ตร.มม./ม. (ดูรูป)

ความต้านทานของโลหะ

ความต้านทานเฉพาะแสดงด้วยตัวอักษรกรีก "rho" เพื่อให้ได้ตัวบ่งชี้ความต้านทานเราจะคูณค่าตามความยาวหารด้วยพื้นที่ของกลุ่มตัวอย่าง การแปลงระหว่างหน่วยวัดมาตรฐาน โอห์ม ม. ที่ใช้บ่อยที่สุดในการคำนวณแสดงให้เห็นว่า: ความสัมพันธ์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้กำลังหกของสิบ บางครั้งคุณสามารถค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับความต้านทานของทองแดงได้จากค่าแบบตาราง:

• 168 ไมโครโอห์ม·เมตร;
• 0.00175 ตร.ม. โอห์ม อืม

สังเกตได้ง่ายว่าตัวเลขต่างกันประมาณ 4% ตรวจสอบด้วยการแปลงหน่วย ซึ่งหมายความว่าตัวเลขจะขึ้นอยู่กับเกรดของทองแดง หากจำเป็นต้องคำนวณอย่างแม่นยำ คำถามจะถูกชี้แจงเพิ่มเติมแยกกัน ข้อมูลเกี่ยวกับความต้านทานของตัวอย่างได้มาจากการทดลองล้วนๆ ลวดชิ้นหนึ่งที่มีหน้าตัดและความยาวที่รู้จักเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสของมัลติมิเตอร์ เพื่อให้ได้คำตอบ คุณต้องแบ่งการอ่านตามความยาวของตัวอย่าง คูณด้วยพื้นที่หน้าตัด ในการทดสอบ จำเป็นต้องเลือกตัวอย่างที่เชื่อถือได้มากขึ้น และลดข้อผิดพลาดให้เหลือน้อยที่สุด ผู้ทดสอบส่วนใหญ่ไม่แม่นยำเพียงพอที่จะรับค่าที่เหมาะสม

ดังนั้นสำหรับผู้ที่กลัวนักฟิสิกส์และหมดหวังที่จะเชี่ยวชาญมัลติมิเตอร์แบบจีนการทำงานกับความต้านทานจึงไม่สะดวก ง่ายกว่ามากในการหยิบชิ้นงานที่เสร็จแล้ว (ยาวกว่า) และประมาณค่าพารามิเตอร์ของชิ้นงานทั้งหมด ในทางปฏิบัติ เศษส่วนของโอห์มมีบทบาทเล็กน้อย การกระทำเหล่านี้ดำเนินการเพื่อประมาณการสูญเสีย กำหนดโดยตรงจากความต้านทานเชิงแอ็กทีฟของส่วนวงจรและขึ้นอยู่กับกระแสกำลังสอง เมื่อคำนึงถึงสิ่งข้างต้น เราทราบ: ตัวนำในวิศวกรรมไฟฟ้ามักจะแบ่งออกเป็นสองประเภทตามการบังคับใช้:

1. วัสดุที่มีความนำไฟฟ้าสูงและมีความต้านทานสูง อดีตใช้ในการสร้างสายเคเบิลส่วนหลัง - ความต้านทาน (ตัวต้านทาน) ไม่มีความแตกต่างที่ชัดเจนในตาราง เงินที่มีความต้านทานต่ำไม่ได้ใช้ในการทำสายไฟเลย และไม่ค่อยใช้สำหรับหน้าสัมผัสอุปกรณ์ ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน
2. โลหะผสมที่มีความยืดหยุ่นสูงถูกนำมาใช้เพื่อสร้างชิ้นส่วนที่มีกระแสไหลแบบยืดหยุ่น: สปริง ชิ้นส่วนการทำงานของคอนแทคเตอร์ ความต้านทานควรจะน้อยที่สุด เป็นที่ชัดเจนว่าทองแดงธรรมดาซึ่งมีอยู่โดยเนื้อแท้ ระดับสูงความเป็นพลาสติก
3. โลหะผสมที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวอุณหภูมิสูงหรือต่ำ อดีตทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างแผ่น bimetallic ซึ่งมีโครงสร้างทำหน้าที่เป็นพื้นฐาน หลังก่อตัวกลุ่มของโลหะผสม Invar มักจำเป็นเมื่อมีความสำคัญ รูปทรงเรขาคณิต- พวกเขามีที่ยึดไส้หลอด (ทดแทนทังสเตนราคาแพง) และจุดเชื่อมต่อแบบสุญญากาศที่จุดเชื่อมต่อกับกระจก แต่บ่อยครั้งที่โลหะผสม Invar ไม่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า พวกมันถูกใช้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือกลและเครื่องมือ

สูตรความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานกับโอห์มมิก

พื้นฐานทางกายภาพของการนำไฟฟ้า

ความต้านทานของตัวนำถือเป็นส่วนกลับของการนำไฟฟ้า ในทฤษฎีสมัยใหม่ ยังไม่ได้รับการระบุอย่างละเอียดถี่ถ้วนว่ากระบวนการก่อตัวในปัจจุบันเกิดขึ้นได้อย่างไร นักฟิสิกส์มักจะชนกำแพงโดยสังเกตปรากฏการณ์ที่ไม่สามารถอธิบายได้ในทางใดทางหนึ่งจากมุมมองของแนวคิดที่หยิบยกมาก่อนหน้านี้ ปัจจุบันทฤษฎีวงดนตรีถือว่ามีความโดดเด่น จำเป็นต้องนำมา ทัศนศึกษาระยะสั้นการพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างของสสาร

ในขั้นต้นสันนิษฐานว่าสสารนั้นมีประจุบวกและมีอิเล็กตรอนลอยอยู่ในนั้น นี่เป็นความคิดเห็นของลอร์ดเคลวิน (née Thomson) ผู้โด่งดัง ซึ่งต่อมาได้ตั้งชื่อหน่วยวัดอุณหภูมิสัมบูรณ์ รัทเทอร์ฟอร์ดเป็นคนแรกที่ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับโครงสร้างดาวเคราะห์ของอะตอม ทฤษฎีที่เสนอในปี พ.ศ. 2454 มีพื้นฐานมาจากข้อเท็จจริงที่ว่ารังสีอัลฟ่าถูกเบี่ยงเบนโดยสสารที่มีการกระจายตัวสูง (อนุภาคแต่ละตัวเปลี่ยนมุมการบินในปริมาณที่มีนัยสำคัญมาก) ผู้เขียนสรุปจากสถานที่ที่มีอยู่: ประจุบวกของอะตอมกระจุกตัวอยู่ในพื้นที่เล็กๆ ซึ่งเรียกว่านิวเคลียส ความจริงของแต่ละกรณีของการเบี่ยงเบนอย่างรุนแรงของมุมการบินนั้นเกิดจากการที่เส้นทางของอนุภาควิ่งอยู่ใกล้กับนิวเคลียส

นี่เป็นการจำกัดขนาดทางเรขาคณิตของแต่ละองค์ประกอบและสำหรับสสารต่างๆ สรุปได้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนทองคำอยู่ในช่วง 15.00 น. (พิโกเป็นคำนำหน้ากำลังลบสิบสองของสิบ) การพัฒนาต่อไปทฤษฎีโครงสร้างของสารดำเนินการโดยบอร์ในปี พ.ศ. 2456 จากการสังเกตพฤติกรรมของไอออนไฮโดรเจน เขาสรุปว่า ประจุของอะตอมคือเอกภาพ และมวลถูกกำหนดให้อยู่ที่ประมาณหนึ่งในสิบหกของน้ำหนักออกซิเจน บอร์แนะนำว่าอิเล็กตรอนถูกยึดโดยแรงดึงดูดที่กำหนดโดยคูลอมบ์ ดังนั้นมีบางอย่างขัดขวางไม่ให้หล่นลงบนแกนกลาง บอร์แนะนำว่าแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคหมุนในวงโคจรนั้นเป็นความผิด

ซอมเมอร์เฟลด์ได้แก้ไขเค้าโครงที่สำคัญ เขาถือว่าวงรีของวงโคจรแนะนำสอง ตัวเลขควอนตัมอธิบายวิถี – n และ k Bohr ตั้งข้อสังเกต: ทฤษฎีของ Maxwell สำหรับแบบจำลองนี้ล้มเหลว อนุภาคที่กำลังเคลื่อนที่จะต้องสร้างสนามแม่เหล็กในอวกาศ จากนั้นอิเล็กตรอนจะค่อยๆ ตกลงสู่นิวเคลียส ดังนั้นเราจึงต้องยอมรับว่า มีวงโคจรหลายวงที่ไม่มีการแผ่รังสีพลังงานออกสู่อวกาศ สังเกตได้ง่าย: สมมติฐานขัดแย้งกัน และเตือนอีกครั้งว่า ความต้านทานของตัวนำในฐานะปริมาณทางกายภาพ ไม่ใช่สิ่งที่นักฟิสิกส์สามารถอธิบายได้ในปัจจุบัน

ทำไม ทฤษฎีวงดนตรีเลือกเป็นฐานสมมุติฐานของบอร์ ซึ่งระบุว่า ตำแหน่งของวงโคจรไม่ต่อเนื่อง มีการคำนวณล่วงหน้า และพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตมีความสัมพันธ์กันด้วยความสัมพันธ์บางอย่าง ข้อสรุปของนักวิทยาศาสตร์จะต้องเสริมด้วยกลศาสตร์คลื่น เนื่องจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สร้างขึ้นไม่มีอำนาจที่จะอธิบายปรากฏการณ์บางอย่างได้ ทฤษฎีสมัยใหม่กล่าวว่า: สำหรับแต่ละสารจะมีสามโซนในสถานะของอิเล็กตรอน:

1. แถบวาเลนซ์ของอิเล็กตรอนจับกับอะตอมอย่างแน่นหนา ต้องใช้พลังงานมากในการทำลายการเชื่อมต่อ อิเล็กตรอนวงวาเลนซ์ไม่มีส่วนร่วมในการนำ
2. แถบการนำไฟฟ้า อิเล็กตรอน เมื่อความแรงของสนามเกิดขึ้นในสาร จะก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้า (การเคลื่อนที่ตามคำสั่งของตัวพาประจุ)
3. แถบต้องห้ามคือบริเวณที่มีสถานะพลังงานซึ่งมีอิเล็กตรอนเข้ามา สภาวะปกติไม่สามารถอยู่ที่นั่นได้

ประสบการณ์ที่อธิบายไม่ได้ของจุง

ตามทฤษฎีวงดนตรี แถบการนำไฟฟ้าของตัวนำซ้อนทับกับแถบเวเลนซ์ เมฆอิเล็กตรอนก่อตัวขึ้น และถูกพัดพาไปได้ง่ายโดยความแรงของสนามไฟฟ้า ทำให้เกิดกระแส ด้วยเหตุนี้ ความต้านทานของตัวนำจึงน้อยมาก ยิ่งกว่านั้น นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามอย่างไร้ประโยชน์ที่จะอธิบายว่าอิเล็กตรอนคืออะไร เป็นที่ทราบกันดีว่าอนุภาคมูลฐานมีคุณสมบัติเป็นคลื่นและร่างกาย หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กวางข้อเท็จจริงไว้: เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุตำแหน่งของอิเล็กตรอนและพลังงานของอิเล็กตรอนด้วยความน่าจะเป็น 100% ไปพร้อมๆ กัน

ในส่วนเชิงประจักษ์ นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า การทดลองกับอิเล็กตรอนของ Young ให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจ นักวิทยาศาสตร์ส่งกระแสโฟตอนผ่านช่องโล่สองช่องที่ปิดสนิท ส่งผลให้เกิดรูปแบบการรบกวนที่ประกอบด้วยแถบชุดหนึ่ง พวกเขาแนะนำให้ทำการทดสอบด้วยอิเล็กตรอน การล่มสลายเกิดขึ้น:

1. หากอิเล็กตรอนผ่านลำแสงผ่านช่องสองช่อง จะเกิดรูปแบบการรบกวนขึ้น เหมือนกับว่าโฟตอนกำลังเคลื่อนที่
2. หากปล่อยอิเล็กตรอนทีละตัว จะไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลง ดังนั้น... อนุภาคหนึ่งสะท้อนออกมาจากตัวมันเอง มีอยู่หลายแห่งพร้อมๆ กัน?
3. จากนั้นพวกเขาก็เริ่มพยายามบันทึกช่วงเวลาที่อิเล็กตรอนเคลื่อนผ่านระนาบของโล่ และ... รูปแบบการรบกวนก็หายไป เหลือสองจุดตรงข้ามกับรอยแตก

เอฟเฟกต์นั้นไม่มีอำนาจที่จะอธิบายด้วย จุดทางวิทยาศาสตร์วิสัยทัศน์. ปรากฎว่าอิเล็กตรอน "คาดเดา" เกี่ยวกับการสังเกตที่กำลังดำเนินการและหยุดแสดงคุณสมบัติของคลื่น แสดงข้อจำกัด ความคิดที่ทันสมัยฟิสิกส์. คงจะดีถ้าเราพอใจกับสิ่งนี้! นักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่งเสนอให้สังเกตอนุภาคเมื่อพวกมันผ่านช่องนั้นแล้ว (บินไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง) แล้วไงล่ะ? อีกครั้งที่อิเล็กตรอนหยุดแสดงคุณสมบัติของคลื่น

ปรากฎว่า อนุภาคมูลฐานย้อนเวลากลับไป ขณะนั้นเองที่พวกเขาผ่านช่องว่างนั้นไป เราเจาะลึกความลับแห่งอนาคตโดยค้นหาว่าจะมีการสอดแนมหรือไม่ พฤติกรรมก็ถูกปรับตามความเป็นจริง เห็นได้ชัดว่าคำตอบไม่สามารถตีตาวัวได้ ความลึกลับกำลังรอคอยการคลี่คลายจนถึงทุกวันนี้ อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีของไอน์สไตน์ซึ่งหยิบยกมาเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 ได้รับการข้องแวะแล้ว: พบอนุภาคที่มีความเร็วเกินแสง

ความต้านทานของตัวนำเกิดขึ้นได้อย่างไร?

มุมมองสมัยใหม่กล่าวว่า: อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ไปตามตัวนำด้วยความเร็วประมาณ 100 กม./วินาที ภายใต้อิทธิพลของสนามที่เกิดขึ้นภายในดริฟท์ได้รับคำสั่ง ความเร็วของการเคลื่อนที่ของพาหะตามแนวแรงดึงต่ำ มีค่าไม่กี่เซนติเมตรต่อนาที ในระหว่างการเคลื่อนที่ อิเล็กตรอนจะชนกับอะตอมของโครงตาข่ายคริสตัล และพลังงานบางส่วนจะกลายเป็นความร้อน และการวัดการเปลี่ยนแปลงนี้มักเรียกว่าความต้านทานของตัวนำ ยิ่งมีค่าสูง พลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นความร้อนมากขึ้นเท่านั้น หลักการทำงานของเครื่องทำความร้อนขึ้นอยู่กับสิ่งนี้

ขนานกับบริบทคือการแสดงออกเชิงตัวเลขของค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุซึ่งสามารถเห็นได้ในรูป เพื่อให้ได้ค่าความต้านทาน ให้หารค่าหนึ่งด้วยจำนวนที่ระบุ ความคืบหน้าของการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมมีการกล่าวถึงข้างต้น จะเห็นได้ว่าความต้านทานขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ - การเคลื่อนที่ของอุณหภูมิของอิเล็กตรอนและเส้นทางอิสระซึ่งนำไปสู่โครงสร้างของโครงผลึกของสารโดยตรง คำอธิบาย: ความต้านทานของตัวนำแตกต่างกัน ทองแดงมีอลูมิเนียมน้อยกว่า

ในชั้นเรียน เราจะคุยกันเกี่ยวกับการพึ่งพากระแสในวงจรกับแรงดันไฟฟ้าและแนวคิดเช่นความต้านทานของตัวนำและหน่วยวัดความต้านทานจะถูกนำเสนอ จะพิจารณาถึงการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกันของสารและสาเหตุของการเกิดขึ้นและการพึ่งพาโครงสร้างของโครงผลึกของสาร

หัวข้อ: ปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้า

บทเรียน: ความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำ หน่วยต้านทาน

เริ่มต้นด้วยการเล่าให้คุณฟังว่าเรามาถึงจุดนี้ได้อย่างไร ปริมาณทางกายภาพเช่น ความต้านทานไฟฟ้า เมื่อศึกษาหลักการของไฟฟ้าสถิตได้มีการพูดคุยกันแล้วว่าสารต่าง ๆ มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกันเช่น การส่งผ่านของอนุภาคที่มีประจุอิสระ: โลหะมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าตัวนำไม้และพลาสติกมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำมากซึ่ง คือสาเหตุที่เรียกว่าสารไม่นำไฟฟ้า (ไดอิเล็กทริก) คุณสมบัติดังกล่าวอธิบายได้จากลักษณะเฉพาะของโครงสร้างโมเลกุลของสาร

การทดลองครั้งแรกเพื่อศึกษาคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของสารดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคน แต่การทดลองของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Georg Ohm (พ.ศ. 2332-2397) ลงไปในประวัติศาสตร์ (รูปที่ 1)

การทดลองของโอห์มมีดังนี้ เขาใช้แหล่งกำเนิดกระแส อุปกรณ์ที่สามารถบันทึกกระแส และตัวนำไฟฟ้าต่างๆ ด้วยการเชื่อมต่อตัวนำต่าง ๆ เข้ากับวงจรไฟฟ้าที่ประกอบขึ้นเขาจึงมั่นใจในแนวโน้มทั่วไป: เมื่อแรงดันไฟฟ้าในวงจรเพิ่มขึ้นกระแสก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้โอห์มยังสังเกตเห็นปรากฏการณ์ที่สำคัญมาก: เมื่อเชื่อมต่อตัวนำต่าง ๆ การพึ่งพาการเพิ่มขึ้นของความแรงของกระแสไฟฟ้าพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นนั้นแสดงออกมาแตกต่างกัน การขึ้นต่อกันดังกล่าวสามารถแสดงเป็นภาพกราฟิกได้ ดังในรูปที่ 2

ข้าว. 2.

บนกราฟ แกน Abscissa จะแสดงแรงดัน และแกนพิกัดแสดงความแรงของกระแส กราฟสองกราฟถูกพล็อตในระบบพิกัด ซึ่งแสดงให้เห็นว่าในวงจรที่ต่างกัน ความแรงของกระแสไฟฟ้าสามารถเพิ่มขึ้นในอัตราที่ต่างกันเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

จากการทดลองของเขา Georg Ohm สรุปได้ว่าตัวนำต่างๆ มี คุณสมบัติต่างๆการนำไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้ แนวคิดเรื่องความต้านทานไฟฟ้าจึงถูกนำมาใช้

คำนิยาม.ปริมาณทางกายภาพที่แสดงคุณลักษณะของตัวนำที่มีอิทธิพลต่อกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเรียกว่าปริมาณทางกายภาพ ความต้านทานไฟฟ้า.

การกำหนด:ร.

หน่วยวัด: โอห์ม.

จากการทดลองดังกล่าวข้างต้นพบว่าความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสในวงจรนั้นไม่เพียงขึ้นอยู่กับสารของตัวนำเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับขนาดของตัวนำด้วยซึ่งจะกล่าวถึงในบทเรียนแยกต่างหาก

ให้เราหารือในรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเกิดขึ้นของแนวคิดเช่นความต้านทานไฟฟ้า ปัจจุบันธรรมชาติของมันได้รับการอธิบายค่อนข้างดี เมื่ออิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ พวกมันจะมีปฏิกิริยาโต้ตอบกับไอออนที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงผลึกอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในสารช้าลงเนื่องจากการชนกับโหนดคริสตัลขัดแตะ (อะตอม) ทำให้เกิดความต้านทานไฟฟ้า

นอกจากความต้านทานไฟฟ้าแล้ว ยังมีการแนะนำปริมาณอื่นที่เกี่ยวข้องอีกด้วย - ค่าการนำไฟฟ้าซึ่งต่างตอบแทนกับความต้านทาน

เรามาอธิบายการขึ้นต่อกันระหว่างปริมาณที่เราแนะนำในบทเรียนสองสามบทที่ผ่านมา เรารู้อยู่แล้วว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น กระแสในวงจรก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน กล่าวคือ พวกมันเป็นสัดส่วน:

ในทางกลับกันเมื่อความต้านทานของตัวนำเพิ่มขึ้นจะสังเกตเห็นความแรงของกระแสไฟฟ้าที่ลดลงนั่นคือ พวกมันเป็นสัดส่วนผกผัน:

การทดลองแสดงให้เห็นว่าการขึ้นต่อกันทั้งสองนี้นำไปสู่สูตรต่อไปนี้:

ดังนั้น จากนี้เราจะทราบได้ว่า 1 โอห์มแสดงออกมาอย่างไร:

คำนิยาม. 1 โอห์มคือความต้านทานที่แรงดันไฟฟ้าที่ปลายตัวนำคือ 1 V และกระแสที่ไหลผ่านคือ 1 A

ความต้านทาน 1 โอห์มนั้นน้อยมาก ดังนั้นในทางปฏิบัติแล้วจะใช้ตัวนำที่มีความต้านทานสูงกว่า 1 kOhm, 1 Mohm เป็นต้น

โดยสรุป เราสามารถสรุปได้ว่ากระแส แรงดัน และความต้านทานเป็นปริมาณที่สัมพันธ์กันซึ่งมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน เราจะพูดถึงเรื่องนี้โดยละเอียดในบทเรียนหน้า

อ้างอิง

1. Gendenshtein L. E. , Kaidalov A. B. , Kozhevnikov V. B. ฟิสิกส์ 8 / Ed. Orlova V. A., Roizena I. I. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. ฟิสิกส์ 8. - ม.: อีแร้ง, 2010.
3. Fadeeva A. A. , Zasov A. V. , Kiselev D. F. ฟิสิกส์ 8. - M.: การศึกษา

หน้าเพิ่มเติมลิงค์ที่แนะนำไปยังแหล่งข้อมูลอินเทอร์เน็ต

1. โรงเรียนช่างไฟฟ้า ()
2. วิศวกรรมไฟฟ้า ()

การบ้าน

1. หน้าหนังสือ 99: คำถามข้อ 1-4 แบบฝึกหัดข้อ 18 Peryshkin A.V. ฟิสิกส์ 8. - M.: Bustard, 2010
2. ถ้าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานคือ 8 V กระแสไฟฟ้าจะเป็น 0.2 A กระแสไฟฟ้าในตัวต้านทานจะเป็น 0.3 A ที่แรงดันไฟฟ้าเท่าใด
3. หลอดไฟเชื่อมต่อกับเครือข่าย 220 V ความต้านทานของหลอดไฟคือเท่าใดหากปิดสวิตช์แล้วแอมป์มิเตอร์ที่เชื่อมต่อกับวงจรจะแสดง 0.25 A
4. เตรียมรายงานชีวประวัติสิ่งมีชีวิตและการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์ผู้ริเริ่มการศึกษากฎของกระแสตรง