Конвертер величинПодробнее об удельном электрическом сопротивлении

Введение

Удельное сопротивление
проводника это физическая величина ρ
равная электрическому сопротивлению
цилиндра проводника единичной длины и
единичной площади его поперечного
сечения. Электрическое сопротивление
– величина характеризующая противодействие
постоянному току, поэтому его называют
активным или омическим. Величина
электрического сопротивления зависит
от химического состава материала, его
размеров, формы и температуры. Поэтому
оно служит основной технической
характеристикой при разработке резисторов
(активных сопротивлений) и проводящих
материалов для электрических цепей, а
также для расчётов электрических потерь.
Если известен материал, из которого
изготовлен проводник, его длина l
и площадь поперечного сечения S,
то сопротивление рассчитывается по
известной формуле:

.
(1)

Пользуясь этой
формулой, мы предполагаем, что площадь
поперечного сечения и электрические
свойства проводника постоянны по всей
длине. На практике довольно хорошо
выполняется предположение об одинаковости
свойств, то есть ρ, по всему объёму
проводника.

В отношении площади
поперечного сечения и длины проводника
приходится учитывать, что эти величины
определяются экспериментально, то есть
имеют ошибки, обусловленные погрешностями
измерений. Для экспериментального
определения 
достаточно найти сопротивление проводника
и, измерив, его геометрические размеры,
рассчитать, исходя из (1), удельное
сопротивление:

.
(2)

Определить
сопротивление R
проводника можно, пользуясь законом
Ома для однородного участка цепи, если
известны ток I,
протекающий по проводнику, и падение
напряжения U
на этом проводнике:

.
(3)

Так как на практике
ток I
и напряжение U
определяются экспериментально, с помощью
амперметра и вольтметра, то рассчитанное
по этим измерениям значение R
будет иметь ошибки, обусловленные
конечной точностью амперметра и
вольтметра, которые характеризуются
так называемым классом прибора. Классом
прибора называют отношение предельного
(максимального) значения абсолютной
погрешности измерения (например, ΔU,
ΔI
и т.д.) к пределу измерений прибора (U_М,
I_М
и т. д.), то есть тому максимальному
значению измеряемой величины, при
котором стрелка прибора отклоняется
до конца шкалы. Класс прибора выражается
в процентах, поэтому, например, класс
вольтметра K_U:

K_U
ΔU
/ U_М
·100%. (4)

Аналогично для
амперметра:

K_I

ΔI
/ I_М
·100%. (5)

Относительная
погрешность измерения:

,
(6)

.
(7)

Из (6) следует, что
относительная погрешность измерения
тем больше, чем меньше измеряемое
значение по сравнению с пределом
измерений. Поэтому рекомендуется
пользоваться прибором с таким пределом
измерений, чтобы его стрелка при
измерениях находилась в последней трети
шкалы.

Сопротивление
может измеряться различными методами,
имею­щими свои погрешности. Здесь мы
остановимся на схеме измерения
сопротивления методом амперметра –
вольтметра и рассмотрим погрешности
этого метода.

Рис. 1

Схемы измерения
неизвестного сопротивления методом
амперметра – вольтметра приведены на
рис. 1, где mА
– измеритель
тока (миллиамперметр), V
– измеритель напряжения (вольтметр).
Установка имеет две схемы измерения.
Каждая из этих схем имеет свою
систематическую ошибку.

Так, в схеме 1 рис.
1 вольтметр измеряет падение напряжения
не только на неизвестном сопротивлении
(участке проводника R_l),
но и на измерителе тока (миллиамперметре).
Сопротивление, включенное между зажимами
вольтметра, найденное из (3), будет
представлять собой сумму: R

R_А

R_l, где R_A
– внутреннее сопротивление амперметра,
R_l
– сопротивление участка проводника.

R

U/I

R_A

R_l

R_l
(1 
(R_А/
R_l))

R_l
(1 
δR),
(8)

где δR

R_A/R_l
– систематическая относительная
погрешность при измерении по схеме 1
рис. 1.

Из (7) видно, что
эта погрешность будет тем меньше, чем
больше отношение R_l/R_А.
Поэтому эту схему измерения целесообразно
применять, когда, ток, протекающий по
измеряемому сопротивлению, мал, а
сопротивление проводника велико по
сравнению с R_A,
погрешность измерений за счёт падения
напряжения на амперметре становится
пренебрежимо малой и погрешности
определения R
определяются только точностью измерений
U
и I.
При использовании схемы 1 рис. 1 для
измерения сопротивлений, незначительно
отличающихся от сопротивления R_l,
последнее будет представлять собой
систематическую погрешность, которую
необходимо исключить (как это делается,
указано в порядке выполнения работы).

При использовании
схемы 2 рис. 1 миллиамперметр будет
намерять полный ток, прошедший через
проводник и вольтметр:

Сопротивление — металлический проводник

Сопротивление металлических проводников и их контактов с ростом температуры возрастает. При этом необходимо учитывать, что металлические проводники и их контакты могут иметь более высокую температуру, чем электролит в электролизере, вследствие дополнительного нагрева металла за счет джоулева тепла. Перегрев металлических проводников и их контактов может быть особенно значительным, если конструкция электролизера не обеспечивает хороших условий охлаждения электролитом внутренних проводников и контактов и ( путем свободного омывания воздухом) наружных проводников и контактов.
 

Сопротивление металлического проводника с повышением температуры растет, так как число носителей тока в металле практически не изменяется, а число соударений электронов с ионами кристаллической решетки металла возрастает. Сопротивление полупроводника с повышением температуры, наоборот, уменьшается, так как при этом резко возрастает число носителей тока. Другие факторы играют здесь меньшую роль.
 

Сопротивление металлического проводника зависит также от температуры: с повышением температуры сопротивление г увеличивается.
 

Сопротивление металлических проводников увеличивается с повышением температуры и уменьшается с ее понижением. Каждому значению температуры соответствует определенное значение сопротивления проводника.
 

Сопротивление металлических проводников при повышении температуры возрастает.
 

Сопротивление металлических проводников обусловлено столкновением свободных электронов с ионами кристаллической решетки. Свободные электроны в проводнике совершают хаотическое движение подобно молекулам идеального газа. При включении электрического поля на хаотическое движение электронов накладывается направленное движение — так называемый дрейф электронов в направлении, противоположном вектору напряженности поля. В процессе дрейфа электроны сталкиваются с встречающимися на их пути ионами кристаллической решетки.
 

Сопротивление металлических проводников увеличивается с повышением температуры. У полупроводников сопротивление сильно уменьшается при повышении температуры.
 

Сопротивление металлических проводников и их контактов и потеря напряжения в них с повышением температуры возрастает. Причем из-за дополнительного нагрева их за счет джоулева тепла они могут иметь более высокую температуру чем электролит.
 

Сопротивление металлических проводников при повышении температуры возрастает.
 

Сопротивление металлического проводника зависит также от температуры: с повышением температуры сопротивление г увеличивается.
 

На сопротивление металлических проводников I класса, кроме температуры оказывают влияние также и другие факторы, в частности, ыаг-антное поле.
 

Температурная зависимость сопротивления металлических проводников широко используется в технике для создания термометров сопротивления. Помещая в печь спираль известного сопротивления R0 и измеряя ее сопротивление Rt, можно согласно (15.10) определить температуру t печи. С другой стороны, эта температурная зависимость оказывает вредное влияние на работу точных электроизмерительных приборов, меняя сопротивление последних при изменении внешних условий.
 

Температурная зависимость сопротивления металлических проводников широко используется в технике для создания термометров сопротивления. Rb можно согласно (15.10) определить температуру i печи. С другой стороны, эта температурная зависимость оказывает вредное влияние на работу точных электроизмерительных приборов, меняя сопротивление последних при изменении внешних условий.
 

Явление зависимости сопротивления металлических проводников от температуры широко используется на практике. На нем основан принцип действия приборов для измерения температуры, называемых термометрами сопротивления. Одним из наиболее употребительных является платиновый термометр сопротивления, термочувствительным элементом которого является тонкая платиновая проволока, бифилярно намотанная на слюдяную пластинку.
 

Определения удельного сопротивления на практике

Порой для решения практических задач перед нами может встать задача определения состава вещества, например, проволоки для резака пенополистирола. Имеем два мотка проволоки подходящего диаметра из различных неизвестных нам материалов. Для решения задачи необходимо найти их удельное электрическое сопротивление и далее по разнице найденных значений или по справочной таблице определить материал проволоки.

Отмерим рулеткой и отрежем по 2 метра проволоки от каждого образца. Определим диаметры проволок d₁ и d₂ микрометром. Включив мультиметр на нижний предел измерения сопротивлений, измеряем сопротивление образца R₁. Повторяем процедуру для другого образца и также измеряем его сопротивление R₂.

Учтём, что площадь поперечного сечения проволок рассчитывается по формуле

S = π ∙ d 2 /4

Теперь формула для расчёта удельного электрического сопротивления будет выглядеть следующим образом

ρ = R ∙ π ∙ d 2 /4 ∙ L

Подставляя полученные значения L, d₁ и R₁ в формулу для расчёта удельного сопротивления, приведенную в статье выше, вычисляем значение ρ₁ для первого образца.

ρ 1 = 0,12 ом мм 2 /м

Подставляя полученные значения L, d₂ и R₂ в формулу, вычисляем значение ρ₂ для второго образца.

ρ 2 = 1,2 ом мм 2 /м

Из сравнения значений ρ₁ и ρ₂ со справочными данными вышеприведенной Таблицы 2, делаем вывод, что материалом первого образца является сталь, а второго — нихром, из которого и изготовим струну резака.

Называют возможность металла пропускать сквозь себя заряженный ток. В свою очередь, сопротивлением называется одна из характеристик материала. Чем больше электрическая резистентность при заданном напряжении, тем меньшей будет Оно характеризует силу противодействия проводника направленному вдоль него движению заряженных электронов. Поскольку свойство пропускания электричества — это величина, обратная сопротивлению, значит выражаться в виде формул оно будет как отношение 1/R.

Удельное сопротивление всегда зависит от качества материала, который используют при изготовлении устройств. Его измеряют, отталкиваясь от параметров проводника, обладающего длиной 1 метр, а также площадью сечения 1 квадратный миллиметр. Например, свойство удельной резистентности для меди всегда равно 0,0175 Ом, для алюминия — 0,029, железа — 0,135, константана — 0,48, нихрома — 1-1,1. Удельное сопротивление стали равно числу 2*10-7 Ом.м

Противодействие току прямо пропорционально длине проводника, по которому он движется. Чем больше длина устройства, тем выше показатель сопротивления. Усвоить эту зависимость будет проще, если представить две воображаемых пары сообщающихся между собой сосудов. У одной пары приборов соединяющая трубка пусть остаётся тоньше, а у другой — толще. При заполнении водой обеих пар переход жидкости в по толстой трубке получится гораздо быстрее, потому что она окажет меньшее сопротивление перетеканию воды. По этой аналогии для ему проще пройти вдоль толстого проводника, чем тонкого.

Удельное сопротивление, как единица СИ, измеряется показателем Ом.м. Проводимость зависит от средней длины свободного пролёта заряженных частиц, которая характеризуется структурой материала. Металлы без примесей, у которых наиболее правильная имеют наименьшие значения противодействия. И наоборот, примеси искажают решётку, чем увеличивают его показатели. Удельное сопротивление металлов расположено в узком диапазоне значений при нормальной температуре: от серебра с 0,016 и до 10 мкОм.м (сплавы железа и хрома с алюминием).

На особенности движения заряженных электронов в проводнике оказывает влияние температура, поскольку при её увеличении возрастает амплитуда волновых колебаний существующих ионов и атомов. В результате электронам остаётся меньше свободного пространства для нормального хода в кристаллической решётке. А это означает, что препятствие упорядоченному передвижению возрастает. Удельное сопротивление любого проводника по обыкновению линейно возрастает с ростом температуры. А для полупроводников, наоборот, характерно уменьшение с увеличением градусов, так как из-за этого высвобождается много зарядов, создающих непосредственно электрический ток.

Процесс охлаждения некоторых металлических проводников заведомо до нужной температуры доводит их удельное сопротивление до скачкообразного состояния и падает до нуля. Такое явление открыли в 1911 году и назвали сверхпроводимостью.

Физика 8 класс

«Развитие двигателей внутреннего сгорания» — Альфонс Бо де Роша. Этьен Ленуар. Роторный ДВС. Преимущества дизельных двигателей. Рудольф Дизель. Двигатели внутреннего сгорания разделяются на двигатели жидкого топлива и газовые. История развития ДВС. Основные типы двигателей. Современный инжекторный двигатель. Основные типы ДВС. Двигатель внутреннего сгорания. Двигатель Ленуара. Двигатель Дизеля. Внутренней энергией обладают все тела. Изучить историю создания и развития двигателей внутреннего сгорания.

«Магнитные явления» — Компас. Полярное сияние. Магнитные бури. Синквейн. Вопросы к кроссворду. Магнитное поле Земли. Презентации учащихся. Градация оценок. Вид участия. Магнитное явление. Полюс магнитной стрелки. Ответы к физическому диктанту. Лист самоконтроля. Заполни. Поле. Электромагнитные явления. Этапы составления синквейна. Физический кроссворд. Индивидуальный лист самоконтроля.

«Влияние электромагнитного поля» — Увеличивается число аварий на автомагистралях. Исследование. Рекомендации. Большинство, как видно из диаграммы, носят мобильный в кармане. Приборы для измерения ЭМИ. Магнитные бури – это возмущение магнитного поля Земли. Цели и задачи проекта. Неблагоприятные источники магнитного поля промышленной частоты в. % Соотношение числа компьютеров у опрошенных обучающихся. Результаты исследования. Влияние магнитного поля на человека.

«Задания по физике» — Масса. Своя игра. Зеркало. Влияние силы тяжести. Речная рыба. Игровое поле. Радиоволны. Подвес.. Архимед. Роса. М.В. Ломоносов. Сосна. Правила игры. Зависит ли сила тяжести от высоты подъема. Почему рыба скользкая. Фуко. Почему плуг делают острым. Подшипники. Корова. Солнечный зайчик. Пузырьки воздуха. Г. Галилей. Плотность. Физика в живой природе. Сила. Плотность пробки. Максимальное давление. Сила трения.

««Оптические приборы» физика» — Рефракторы. Телескоп. Микроскоп. Рефлекторы. Строение телескопа. Разновидности телескопов. Содержание. Строение электронного микроскопа. Фотоаппарат. Проекционный аппарат. Оптические приборы: телескоп, микроскоп, фотоаппарат. Создание микроскопа. Использование микроскопа. Электронный микроскоп. История фотографирования. Использование телескопов.

«Физика вокруг нас» — Удельная теплоемкость. Условия для возникновения солнечного затмения. Лунное затмение. Частоты ультразвука. Условия наступления затмений. Затмения. Какого цвета будет казаться ваш напиток. Локация. Термос. Бриз ночной. Киты. С появлением первых солнечных лучей он начинает рассеиваться. Схема полного затмения. Схема образования бриза. Пояснения к рисунку. Бриз-какой он. Туман — это аэрозоль с капельно-жидкой дисперсной фазой.

«Физика 8 класс»

Электротомография

Электроразведка изучает приповерхностную геологическую среду, применяется для поиска рудных и нерудных полезных ископаемых и других объектов на основе исследования различных искусственных электрических и электромагнитных полей. Частным случаем электроразведки является электротомография (Electrical Resistivity Tomography) — метод определения свойств горных пород по их удельному сопротивлению.

Суть метода заключается в том, что при определённом положении источника электрического поля проводятся замеры напряжения на различных зондах, затем источник поля перемещают в другое место или переключают на другой источник и повторяют измерения. Источники поля и зонды-приёмники поля размещают на поверхности и в скважинах.

Затем полученные данные обрабатываются и интерпретируются с помощью современных компьютерных методов обработки, позволяющих визуализировать информацию в виде двухмерных и трёхмерных изображений.

Являясь очень точным методом поиска, электротомография оказывает неоценимую помощь геологам, археологам и палеозоологам.

Определение формы залегания месторождений полезных ископаемых и границ их распространения (оконтуривание) позволяет выявить залегание жильных залежей полезных ископаемых, что существенно снижает затраты на их последующую разработку.

Археологам этот метод поиска даёт ценную информацию о расположении древних захоронений и наличия в них артефактов, тем самым сокращая затраты на раскопки.

Палеозоологи с помощью электротомографии ищут окаменевшие останки древних животных; результаты их работ можно увидеть в музеях естественных наук в виде поражающих воображение реконструкций скелетов доисторической мегафауны.

Материалы с высокой проводимостью

Медь
Как мы уже говорили медь чаще всего применяется в качестве проводника. Это объясняется не только её низкой сопротивляемостью. Медь имеет такие преимущества, как высокая прочность, стойкость к коррозии, легкость в использовании и хорошая обрабатываемость. Хорошими марками меди считается М0 и М1. В них количество примесей не превышает 0,1%.

Высокая стоимость металла и его преобладающая в последнее время дефицитность побуждает производителей применять в качестве проводника алюминий. Также, используются сплавы меди с различными металлами.Алюминий
Этот металл значительно легче меди, но алюминий обладает большими значениями теплоемкости и температуры плавления. В связи с этим для того, что довести его до расплавленного состояния требуется больше энергии, чем меди. Тем не менее нужно учитывать факт дефицитности меди.
В производстве электротехнических изделий применяется, как правило, алюминий марки А1. Он содержит не более 0,5% примесей. А металл наивысшей частоты — это алюминий марки АВ0000.Железо
Дешевизна и доступность железа омрачается его высокой удельной сопротивляемостью. Кроме того, она быстро подвергается коррозии. По этой причине стальные проводники часто покрывают цинком. Широко используется так называемый биметалл — это сталь покрытая для защиты медью.Натрий
Натрий, тоже доступный и перспективный материал, но его сопротивляемость почти в три раза больше меди. Кроме того, металлический натрий обладает высокой химической активностью, что обязывает покрывать такой проводник герметичной защитой. Она же должна защищать проводник от механических повреждений, так как натрий очень мягкий и достаточно непрочный материал.

Сверхпроводимость
В таблице ниже, указано удельное сопротивление веществ при температуре 20 градусов. Указание температуры неслучайно, ведь удельное сопротивление напрямую зависит от этого показателя. Это объясняется тем, что при нагревании, повышается и скорость атомов, а значит вероятность встречи их с электронами тоже увеличится.

Интересно, что происходит с сопротивляемостью в условиях охлаждения. Впервые поведение атомов при очень низких температурах заметил Г. Камерлинг-Оннес в 1911 году. Он охладил ртутную проволоку до 4К и обнаружил падение её сопротивляемости до нуля. Изменение показателя удельной сопротивляемости у некоторых сплавов и металлов в условиях низкой температуры, физик назвал сверхпроводимостью.

Сверхпроводники переходят в состояние сверхпроводимости при охлаждении, и, при этом их оптические и структурные характеристики не меняются. Главное открытие состоит в том, что электрические и магнитные свойства металлов в сверхпроводящем состоянии сильно отличаются от их же свойств в обычном состоянии, а также от свойств других металлов, которые при понижении температуры не могут переходить в это состояние.
Применение сверхпроводников осуществляется, главным образом, в получении сверхсильного магнитного поля, сила которого достигает 107 А/м. Также разрабатываются системы сверхпроводящих линий электропередач.

← Предыдущая страница
Следующая страница →

Зависимость электропроводности от температуры

Проводники электрического тока бывают первого и второго рода. Проводники первого рода — это металлы. Проводники второго рода- это проводящие растворы жидкостей. Ток в первых переносят электроны, а переносчики тока в проводниках второго рода —ионы, заряженные частицы электролитической жидкости.

Говорить о проводимости материалов можно только в контексте температуры окружающей среды. При более высокой температуре проводники первого рода увеличивают свое электросопротивление, а второго, напротив, уменьшают. Соответственно, существует температурный коэффициент сопротивления материалов. Удельное сопротивление меди Ом м возрастает при увеличении нагрева. Температурный коэффициент α тоже зависит только от материала, эта величина не имеет размерности и для разных металлов и сплавов равна следующим показателям:

• Серебро — 0,0035;
• Железо — 0,0066;
• Платина — 0,0032;
• Медь — 0,0040;
• Вольфрам — 0,0045;
• Ртуть — 0,0090;
• Константан — 0,000005;
• Никелин — 0,0003;
• Нихром — 0,00016.

Определение величины электросопротивления участка проводника при повышенной температуре R (t), вычисляется по формуле:

R (t) = R (0) · , где:

• R (0) — сопротивление при начальной температуре;
• α — температурный коэффициент;
• t — t (0) — разность температур.

Например, зная электросопротивление меди при 20 градусах Цельсия, можно вычислить, чему оно будет равно при 170 градусах, то есть при нагреве на 150 градусов. Исходное сопротивление увеличится в раз, то есть в 1,6 раз.

При увеличении температуры проводимость материалов, напротив, уменьшается. Так как это величина, обратная электросопротивлению, то и уменьшается она ровно во столько же раз. Например, удельная электропроводность меди при нагреве материала на 150 градусов уменьшится в 1,6 раз.

Существуют сплавы, которые практически не изменяют своего электросопротивления при изменении температуры. Таков, к примеру, константан. При изменении температуры на сто градусов его сопротивление увеличивается всего на 0,5%.

Если проводимость материалов ухудшается с нагревом, она улучшается с понижением температуры. С этим связано такое явление, как сверхпроводимость. Если понизить температуру проводника ниже -253 градусов Цельсия, его электросопротивление резко уменьшится: практически до нуля. В связи с этим падают затраты на передачу электрической энергии. Единственной проблемой оставалось охлаждение проводников до таких температур. Однако в связи с недавними открытиями высокотемпературных сверхпроводников на базе оксидов меди, охлаждать материалы приходится уже до приемлемых значений.

Порядок выполнения работы

1. Подготовьте к
   работе цифровой вольтметр в соответствии
   с инструкцией по эксплуатации, находящейся
   на лабораторном столе.

2. Подключите
   цифровой вольтметр к клеммам С
   и Д.

3. Включите реохорд
   с помощью перемычек (соедините попарно
   клеммы А–А,
   Д–Д,
   В–Вна реохорде
   и в измерительной цепи). Включите
   лабораторный стенд тумблером,
   расположенным в левой части передней
   стенки.

4. С помощью перемычки
   закоротите сопротивления R₂
   и R₃,
   оставив
   включенным R₁
   (клеммы 1 — 3).

5. Вращением ручки
   кругового реохорда добейтесь нулевого
   показания вольтметра и по шкале реохорда
   отсчитайте длину левого плеча₁
   (слева от стрелки) и правого _2.
   Результаты запишите в табл. 5.2.

6. Опыт повторите
   еще два раза: при двух сопротивлениях:
   ,
   для чего закоротите только сопротивлениеR₃,
   (клеммы 2 — 3)и
   ,
   для чего перемычка убирается совсем.

По
результатам измерений по формуле
(2.05.7) три раза вычислите сопротивление
исследуемого проводника, затем его
среднее значение
,
среднюю абсолютную и среднюю относительную
погрешности.

Таблица 5.2

Электрическое сопротивление

Определение. Физическая величина, характеризующая свойство проводника влиять на протекающий по нему электрический ток, называется электрическим сопротивлением.

Обозначение: R.

Единица измерения: Ом.

В результате упомянутых экспериментов было выяснено, что взаимосвязь между напряжением и силой тока в цепи зависит не только от вещества проводника, но и от его размеров, о чем пойдет речь в отдельном уроке.

Обсудим более подробно возникновение такого понятия, как электрическое сопротивление. На сегодняшний день его природа достаточно хорошо объяснена. В процессе движения свободных электронов они постоянно взаимодействуют с ионами, которые входят в строение кристаллической решетки. Таким образом, замедление движения электронов в веществе из-за столкновений с узлами кристаллической решетки (атомами) обусловливает проявление электрического сопротивления.

Кроме электрического сопротивления вводится еще связанная с ним величина – электрическая проводимость, которая взаимообратна к сопротивлению.

Опишем зависимости между величинами, которые мы ввели на нескольких последних уроках. Нам уже известно, что при увеличении напряжения растет и сила тока в цепи, т. е. они пропорциональны:

С другой стороны, при увеличении сопротивления проводника наблюдается уменьшение силы тока, т. е. они обратно пропорциональны:

Эксперименты показали, что эти две зависимости приводят к следующей формуле:

Следовательно, из этого можно получить, каким образом выражается 1 Ом:

Определение. 1 Ом – такое сопротивление, при котором на концах проводника напряжение 1 В, а сила тока на нем при этом 1 А.

Сопротивление 1 Ом очень маленькое, поэтому, как правило, на практике используются проводники с гораздо большим сопротивлением 1 кОм, 1 Мом и т. д.

В завершение можно сделать вывод о том, что сила тока, напряжение и сопротивление – это взаимосвязанные величины, которые влияют друг на друга. Подробно об этом мы поговорим на следующем уроке.

Список литературы

1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Школа для электрика (Источник).
2. Электротехника (Источник).

Домашнее задание

1. Стр. 99: вопросы № 1–4, упражнение № 18. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
2. Если напряжение на резисторе – 8 В, сила тока равна 0,2 А. При каком напряжении сила тока в резисторе будет равна 0,3 А?
3. Электрическую лампочку подключили к сети 220 В. Каково сопротивление лампочки, если при замкнутом ключе амперметр, включенный в цепь, показывает 0,25 А?
4. Подготовьте доклад о биографии жизни и научных открытиях ученых, положивших начало изучению законов постоянного тока.

Электрическая проводимость

До сих пор мы рассматривали сопротивление проводника как препятствие, которое оказывает проводник электрическому току. Но все же ток по проводнику проходит. Следовательно, кроме сопротивления (препятствия), проводник обладает также способностью проводить электрический ток, то есть проводимостью.

Чем большим сопротивлением обладает проводник, тем меньшую он имеет проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем большей проводимостью он обладает, тем легче току пройти по проводнику. Поэтому сопротивление и проводимость проводника есть величины обратные.

Из математики известно, что число, обратное 5, есть 1/5 и, наоборот, число, обратное 1/7, есть 7. Следовательно, если сопротивление проводника обозначается буквой r, то проводимость определяется как 1/r. Обычно проводимость обозначается буквой g.

Электрическая проводимость измеряется в (1/Ом) или в сименсах.

Пример 8. Сопротивление проводника равно 20 Ом. Определить его проводимость.

Если r = 20 Ом, то

Пример 9. Проводимость проводника равна 0,1 (1/Ом). Определить его сопротивление,

Если g = 0,1 (1/Ом), то r = 1 / 0,1 = 10 (Ом)

Формула — сопротивление

Формула сопротивления Блгишуса для гладки труб.
 

Формула сопротивления Лоренца, обсуждавшаяся в разд.
 

Эти формулы сопротивления следует применять только для очень коротких призм.
 

Кз формулы сопротивления легко можно определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.
 

Из формулы сопротивления легко можно определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.
 

Поэтому формулы сопротивления упругих материалов для него часто оказываются неприемлемыми.
 

Для вывода формул сопротивления, соответствующих различным положениям точки перехода, необходимо воспользоваться формулой ( 164) и аналогичной формулой для шероховатых пластин, после чего уже нетрудно найти и формулу сопротивления для данного конкретного расположения и протяженности ламинарного участка.
 

Для получения формул сопротивления можно использовать любой из следующих двух путей: или применяя к оси трубы формулу скоростей ( 31), в которой коэффициенты определены при помощи значения скорости на границе ламинарного подслоя, или, наоборот, применяя к границе ламинарного подслоя формулу ( 27) с постоянными, определенными через скорость на оси трубы.
 

Для вывода формул сопротивления, соответствующих различным положениям точки перехода, необходимо воспользоваться формулой ( 164) и аналогичной формулой для шероховатых пластин, после чего уже нетрудно найти и формулу сопротивления для данного конкретного расположения и протяженности ламинарного участка.
 

Теоретический вывод формулы сопротивления датчика связан со значительными трудностями. Имеющееся в литературе решение более простой плоской задачи получено довольно сложным методом, причем окончательная формула имеет очень громоздкий вид, затрудняющий ее практическое использование. Кроме того, при выводе формулы неизбежны упрощения, снижающие точность результатов. Поэтому было решено получить более простую эмпирическую формулу, связывающую электрическое сопротивление датчика с геометрическими параметрами отверстия.
 

Отсутствие в формуле сопротивления 6КС показывает, что при коротких импульсах ( единицы миллисекунд, микросекунды) никакой дополнительный теплоотвод не будет предохранять транзистор от перегрева. Отсюда также следует, что снимаемая с транзистора импульсная мощность ограничена его собственными тепловыми параметрами.
 

Вычисленные по формулам сопротивления свай могут отличаться от действительных, поэтому непосредственно на строительной площадке их испытывают пробной статической нагрузкой. По ГОСТ 5686 — 78 проверке подвергается не менее двух свай для одного здания или сооружения.
 

Поскольку Ньютон дал формулу сопротивления, до сих пор успешно применяемую для расчета некоторых простых движений, гипотеза, на которой он основывался, представляет интерес, хотя она и противоречит экспериментальным данным.
 

Удельное сопротивление различных материалов

Говорить об удельном сопротивлении можно только при наличии элементов, проводящих ток, так как диэлектрики обладают бесконечным или близким к нему электросопротивлением. В отличие от них, металлы — очень хорошие проводники тока. Измерить электросопротивление металлического проводника можно с помощью прибора миллиомметра, или еще более точного — микроомметра. Значение измеряется между их щупами, приложенными к участку проводника. Они позволяют проверить цепи, проводку, обмотки двигателей и генераторов.

Металлы разнятся между собой по способности проводить ток. Удельное сопротивление различных металлов — параметр, характеризующий это отличие. Данные приведены при температуре материала 20 градусов по шкале Цельсия:

• Серебро (ρ = 0,01498 Ом•мм2/м);
• Алюминий (ρ = 0,027);
• Медь (ρ = 0,01721);
• Ртуть (ρ = 0,94);
• Золото (ρ = 0,023);
• Железо (ρ = 0,1);
• Вольфрам (ρ = 0,0551);
• Латунь (ρ = 0,026…0,109);
• Бронза (ρ = 0,095);
• Сталь (ρ = 0,103…0,14);
• Сплав никеля, марганца, железа и хрома — нихром (ρ = 1,051…1,398).

Параметр ρ показывает, каким сопротивлением будет обладать метровый проводник с сечением 1 мм2. Чем больше это значение, тем больше электросопротивление будет у нужного провода определенной длины. Наименьшее ρ, как видно из списка, у серебра, сопротивление одного метра из этого материала будет равно всего 0,015 Ом, но это слишком дорогой металл для использования его в промышленных масштабах. Следующим идет медь, которая в природе встречается гораздо чаще (не драгоценный, а цветной металл). Поэтому медная проводка очень распространена.