Электрическое сопротивление

О природе электрического сопротивления

Просто об электрическом сопротивлении. Электрическое сопротивление - свойство (способность) проводника препятствовать прохождению электрического тока. Обозначается электрическое сопротивление обычно латинской буквой R, единица электрического сопротивления в СИ - Ом.

Во время своего движения носители электрических зарядов взаимодействуют с атомами проводника и при этом отдают энергию. Это приводят к потерям энергии носителями заряда, и ток через проводник уменьшается. Атомы, которые находятсяся в колебательном движении вокруг положения равновесия, увеличивают амплитуду колебания. Таким образом, энергия электрического поля преобразуется в энергию колебания атомов - в тепло.

Электрическое сопротивление зависит от свойства самого проводника, которое называют удельным сопротивлением или сопротивляемостью, и обозначают буквой ρ (попросту говоря, от количества электронов, которые могут отрываться от своих атомов и становиться свободными).

Электрическое сопротивление также зависит от длины самого проводника: чем длиннее проводник, тем большее сопротивление он оказывает электрическому току, который через него проходит.

Электрическое сопротивление также зависит от площади поперечного сечения проводника: чем больше эта площадь, тем больше электронов могут одновременно пройти через проводник и, соответственно, тем меньше будет сопротивление.

Для проводника длиной L (см) и поперечным сечением S (см2) электрическое сопротивление определяется по формуле

soprotivleniye_formula

где ρ - удельное сопротивление - сопротивление проводника кубической формы с единичными размерами. Наименьшее значение ρ для серебра и золота, поэтому эти материалы используют для изготовления контактов в микросхемах.

Электрическое сопротивление измеряется в омах (Ом), килоомах (кОм), Мегом (мОм). 1 Ом - это примерно сопротивление медного провода длиной 62 метра, имеющего площадь поперечного сечения 1 мм2.

Ниже показана очень-очень простая электрическая цепь: источник питания - батарейка, рубильник (замыкающий цепь) и два проводника, которые соединяют «+» и «-» источника питания с рубильником. Как только контакты рубильника соединятся, по цепи начнет проходить ток, тоненькие проводники оказывают прохождению тока очень маленькое сопротивление и батарейка быстро разряжается.

soprotivleniye_1     soprotivleniye_risunok_1     soprotivleniye_shema_1

Ниже показана та же простая электрическая цепь, но в неё уже включена электрическая лампочка. Как только контакты рубильника соединяются, по цепи начинает проходить ток, тоненькие проводники оказывают прохождению тока очень маленькое сопротивление, однако теперь в цепи есть электрическая лампочка с нитью накаливания, которую делают из вольфрама - проводника, и она оказывает очень сильное электрическое сопротивление электрическому току.

soprotivleniye_2     soprotivleniye_risunok_2     soprotivleniye_shema_2

Температура вольфрамовой нити накаливания резко возрастает после появления тока. Нить накаливания начинает излучать электромагнитные волны (а мы помним, что свет является электромагнитными волнами). Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура была порядка нескольких тысяч градусов (чаще всего это 2300 - 2900 ° C), в идеале 6000 ° C (температура поверхности Солнца). Чем меньше температура, тем меньше доля видимого света и тем более «красным» кажется излучение.

Часть потребленной электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение, другую часть - в тепло. Только малая доля излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение.

Все это происходит благодаря свойству проводника сопротивляться электрическому току и уму человека, который сумел использовать это свойство для своих нужд.

Русский
Пользовательский поиск