Ом это сопротивление такого проводника в котором

Ом это сопротивление такого проводника в котором

Как отмечалось выше, для поддержания постоянного тока в проводнике, т. е. движения электронов с постоянной скоростью, необходимо непрерывное действие сил электрического поля на носители заряда. Это означает, что электроны в проводниках движутся «с трением», иначе говоря, проводники обладают электрическим сопротивлением.

Если состояние проводника остаётся неизменным (не изменяется его температура и т. д.), то для каждого проводника существует однозначная зависимость между напряжением `U` на концах проводника и силой `I` тока в нём `I=f(U)`. Она называется вольтамперной характеристикой данного проводника.

Для многих проводников эта зависимость особенно проста – линейная: сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению, т. е.

где `R` – электрическое сопротивление проводника (постоянная при неизменных условиях величина).

Этот закон носит название закона Ома. Немецкий физик Г. Ом в 1827 г. в результате серии экспериментов установил, что для широкого класса проводников сила `I` электрического тока в проводнике пропорциональна напряжению `U` на концах проводника.

Сопротивление `R` проводника зависит от рода вещества проводника, от его размеров и формы, а также от состояния проводника.

Единицей сопротивления в СИ является один Ом (Ом). За один Ом принимается сопротивление такого проводника, в котором при напряжении между его концами один вольт течёт постоянный ток силой один ампер: `1`Ом`=1`В`//1`A.

Вытекающее из закона Ома (8) соотношение

можно рассматривать и как определение сопротивления по приведённой формуле.

Г. Ом установил, что для проводников $$ R$$ не зависит от $$ U.$$

В технических приложениях для описания процессов в электрических цепях часто используется понятие вольтамперной характеристики. Для проводников, подчиняющихся закону Ома (8), графиком зависимости силы `I` тока в проводнике от напряжения `U` на нём будет прямая линия, проходящая через начало координат (см. рис. 1). При этом говорят, что проводник имеет линейную вольтамперную характеристику.

В то же время для полупроводников, электронных ламп, диодов, транзисторов зависимость `I=f(U)` носит сложный характер, и такие элементы называют нелинейными (или неомическими). Для таких элементов величина `R`, вычисленная по формуле `R=U/I`, зависит от `U`. В частности, при измерении вольтамперной характеристики лампочки накаливания с вольфрамовой нитью мы обнаружим, что она имеет вид, схематически показанный на рис. 2. Искривление вольтамперной характеристики связано с нагревом нити и увеличением сопротивления нити накала с ростом температуры. В некоторых устройствах, таких как диод, сопротивление зависит от направления тока.

Обсудим вопрос о тепловыделении в проводнике. С учётом закона Ома (8) формула (7) для мощности тепловыделения принимает вид:

Другими словами, если через резистор `R` протекает постоянный ток силой `I`, то за `t` секунд в резисторе выделяется количество теплоты, равное

Соотношения (10), (11) являются математическим выражением закона, открытого в XIX веке практически одновременно и независимо английским физиком Д. Джоулем и русским физиком Э.Х. Ленцем.

Обратим внимание, что полученный закон является прямым следствием закона сохранения энергии в применении к движению электрических зарядов под действием сил электрического поля.

Ом это сопротивление такого проводника в котором

Электрическое сопротивление проводника — скалярная физическая величина, не зависящая от силы тока в проводнике и напряжения на его концах.
Единицей измерения электрического сопротивления в СИ является oм (1 Ом), названная так в честь немецкого ученого Георга Ома:

• 1 Ом — это сопротивление такого проводника, в котором при напряженин на его концах 1 вольт сила тока равна 1 амперу.

• Закон Ома для участка цели

Зависимость между силой тока на участке цепи, напряжением на его концах и сопротивлением этого участка была определена в 1827 году немецким ученым Георгом Омом в результате проведения многочисленных экспериментов. Эту зависимость называют законом Ома для участка цепи:

• Сила нижа на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:

В ходе исследования вы могли убедиться в справедливости закона Ома: при неизменном напряжении в резисторе с большим сопротивлением сила тока будет меньше: если R₁ > R₂, то I₁ < I₂.

Георг Ом
(1787-1854)
Немецкий физик.
Установил закономерную связь между силой тока в электрической цепи,напряжением и сопротивлением.

ПРИМЕНИТЕ ИЗУЧЕННОЕ

ИССЛЕДОВАНИЕ-2

На рисунке дан график зависимости силы тока в проводнике от его сопротивления при неизменном значении напряжения на концах проводника. Чему равно это напряжение?

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Напряжение
Электрическое сопротивление
Ом
Участок цепи
Сила тока
Закон Ома

ЧТО ВЫ УЗНАЛИ?
Величину, характеризующую проводник называют __. Единицей его измерения в СИ является __. __ на участке цепи прямо пропорциональна __ на его концах и обратно пропорциональна его Это утверждение называется __ для __.

1. Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи

Соберем электрическую цепь, состоящаю из источника тока (который позволяет плавно менять напряжение), амперметра, спирали из никелиновой проволоки (проводника), ключа и параллельно присоединённого к спирали вольтметра (схема этой цепи показана рядом, прямоугольником условно обозначен проводник).

Замкнем цепь и отметим показания приборов. Затем при помощи источника тока плавно изменим напряжение (лучше всего увеличить его вдвое). Напряжение на спирали при этом тоже увеличится вдвое, и амперметр покажет вдвое большую силу тока. Увеличивая напряжение в три раза, напряжение на спирали увеличивается втрое, во столько же раз увеличивается сила тока.
Таким образом, опыт показывает, что во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нём. Другими словами,

Обрати внимание!
Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

Эту зависимость можно изобразить графически. Ее называют зависимостью силы тока в проводнике от напряжения между концами этого проводника.

Включая в электрическую цепь источника тока различные проводники и амперметр, можно заметить, что при разных проводниках показания амперметра различны, т. е. сила тока в данной цепи различна.

Графики тоже будут отличаться.

Вольтметр, поочерёдно подключаемый к концам этих проводников, показывает одинаковое напряжение. Значит, сила тока в цепи зависит не только от напряжения, но и от свойств проводников, включённых в цепь. Зависимость силы тока от свойств проводника объясняется тем, что разные проводники обладают различным электрическим сопротивлением.

Обрати внимание!
Электрическое сопротивление — физическая величина. Обозначается оно буквой R.

За единицу сопротивления принимают \(1\) ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах \(1\) вольт сила тока равна \(1\) амперу .

Формула сопротивления

Скалярную физическую величину, (обычно обозначаемую R) равную:

называют сопротивлением участка цепи между сечениями 1 и 2. В выражении (1) имеем $\rho$ – удельное сопротивление проводника, S – площадь поперечного сечения проводника, dl — элемент длины проводника.

Если проводник является однородным ($\rho$=const) и имеет форму цилиндра (S=const), то формула (1) может быть представлена как:

где l – длина участка рассматриваемого проводника.

Надо отметить, что удельное сопротивление проводника ($\rho$) – это сопротивление проводника единичной длины с поперечным сечением равным единице. Или иначе говорят, что удельное сопротивление вещества – это сопротивление куба с ребром 1 м изготовленного из рассматриваемого вещества, которое выражено в Ом, при токе, который параллелен ребру куба. Величина обратная удельному сопротивлению:

называется удельной проводимостью. Измеряется удельное сопротивление в системе СИ в [$\rho$]=Ом•м. Эта характеристика проводника зависит от температуры, в простейшем случае эта зависимость может быть линейна:

где $\rho_$ – удельное сопротивление проводника при температуре равной 0C, t — температура в градусах Цельсия, $\alpha=\frac \frac$ – температурный коэффициент сопротивления, который показывает относительное приращение сопротивления при увеличении температуры на один градус, $\alpha$ может быть положительным и отрицательным. Для металлов $\alpha$>0.

Вычисление сопротивления при соединении проводников

При последовательном сопротивлении проводников суммарное сопротивление (R) вычисляется как сумма отдельных сопротивлений (R_i):

Если проводники соединены параллельно, то складываются величины обратные к сопротивлениям:

Единицы измерения сопротивления

Основной единицей измерения сопротивления в системе СИ является: [R]=Ом

1 Ом – это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на его концах 1В устанавливается ток 1 А.

Примеры решения задач

Задание. Проводящий шар, имеющий радиус А окружён тонкой проводящей оболочкой радиуса B (рис.1). Пространство между телами заполнено однородным и изотропным веществом, удельное сопротивление которого $\rho$. Каково сопротивление пространства между электродами?

Решение. За основу решения задачи примем формулу:

$$d l=d r ; S=4 \pi r^(1.2)$$

Интегрирование выражения (1.1) проведем от A до B:

Warning: file_put_contents(./students_count.txt): failed to open stream: Permission denied in /var/www/webmath-q2ws/data/www/webmath.ru/poleznoe/guide_content_banner.php on line 20

проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности

Мы помогли уже 4 445 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!

Задание. Какое количество витков проволоки (n) (удельное сопротивление ее равно $\rho$=100 мк Ом•м, диаметр d=1 см) требуется накрутить на фарфоровый цилиндр, имеющий радиус A=1 см, для того чтобы получить сопротивление R=8 Ом?

Решение. Основой для решения задачи будет формула для сопротивления вида:

Длину одного витка проволоки можно вычислить как:

Следовательно, длина всей проволоки (l) равна:

$$l=n \cdot 2 \pi \cdot A(2.3)$$

Площадь поперечного сечения проволоки (S):

Подставим (2.4), (2.3) в выражение (2.1)

Из формулы (2.6) получим искомое число витков:

Переведем единицы всех величин из данных задачи в систему СИ, имеем: $\rho$=100 мк Ом•м=100•10 -6 Ом•м,d=1 см=10 -2 м, A=1 см=10 -2 м проведем вычисления:

Ответ. n=100