Електричний опір

Про електричний опір

Просто про електричний опір. Електричний опір — властивість (спроможність) провідника перешкоджати проходженню електричного струму. Позначається електричний опір здебільшого латинською літерою R, одиниця опору в СІ – Ом.

Під час свого руху носії електричних зарядів взаємодіють з атомами провідника і віддають енергію. Це призводять до втрат енергії носіями заряду і величина струму, що проходить через провідник, зменшується. Атоми, які перебувають в коливальному русі навколо положення рівноваги, при цьому збільшують амплітуду коливання. Таким чином, енергія електричного поля перетворюється в енергію коливання атомів, тобто в тепло.

Електричний опір залежить від властивості самого провідника, яку називають питомим опором або опірністю, і позначають літерою ρ (просто кажучи, від кількості електронів, які можуть відриватись від своїх атомів і ставати вільними).

Електричний опір також залежить від довжини самого провідника: чим довший провідник, тим більший опір він чинить електричному струмові, котрий через нього проходить.

Електричний опір також залежить від площі поперечного перерізу провідника: чим більша ця площа, тим більше електронів можуть одночасно пройти через провідник і, відповідно, тим меншим буде опір.

Для провідника довжиною L (см) і поперечним перерізом S (см2) електричний опір визначається за формулою

де ρ — питомий опір — опір провідника кубічної форми з одиничними розмірами. Найменше значення ρ для срібла і золота, саме тому ці матеріали використовують для виготовлення контактів у мікросхемах.

Електричний опір вимірюється в омах (Ом), кілоомах (кОм), мегомах (мОм). 1 Ом – це приблизно опір мідного дроту завдовжки 62 метри, що має площу поперечного перерізу 1 мм2.

Нижче показане дуже-дуже просте електричне коло: джерело живлення – батарейка, рубильник (з’єднувач) та два провідника, котрі поєднують «+» і «–» джерела живлення з рубильником. Як тільки контакти рубильника з’єднаються, по колу почне проходити струм, тоненькі провідники чинять проходженню струму дуже маленький опір і батарейка швидко розрядиться.

elektrychnyy_opir_1     elektrychnyy_opir_1_2     elektrychnyy_opir_1_3

Нижче показане те саме просте електричне коло, але в нього вже включена електрична лампочка. Як тільки контакти рубильника з’єднуються, по колу починає проходити струм, тоненькі провідники чинять проходженню струму дуже маленький опір, однак тепер у колі є електрична лампочка з ниткою розжарювання, яку роблять з вольфраму – провідника, що чинить дуже сильний електричний опір електричному струму.

elektrychnyy_opir_2     elektrychnyy_opir_2_1     elektrychnyy_opir_2_2

Температура вольфрамової нитки розжарювання різко зростає після включення струму. Нитка розжарювання починає випромінювати електромагнітні хвилі (а ми пам’ятаємо, що світло є електромагнітними хвилями). Для отримання видимого випромінювання необхідно, щоби температура була порядку декількох тисяч градусів (найчастіше це 2300 – 2900 °C), в ідеалі 6000 °C (температура поверхні Сонця). Чим менша температура, тим менша частка видимого світла і тим більше «червоним» здається випромінювання.

Частину спожитої електричної енергії лампа розжарювання перетворює у випромінювання, іншу частину – у тепло. Тільки мала частка випромінювання лежить в області видимого світла, основна частка припадає на інфрачервоне випромінювання.

Все це відбувається завдяки властивості провідника чинити електричний опір електричному струму і розуму людини, котрий зумів використати цю властивість для своїх потреб.

Українська
Користувацький пошук