0 0 0
Личный кабинет Войти Регистрация
Уроки
Математика Алгебра Геометрия Физика Всеобщая история Русский язык Английский язык География Биология Обществознание
Тренажёры
Математика ЕГЭ Тренажёры для мозга

Электрическое сопротивление проводников. Единицы сопротивления

Содержание

    Различные вещества имеют разную проводимость. Мы уже говорили о существовании проводников, полупроводников и диэлектриках. Среди проводников электричества мы выделили металлы — они имеют лучшую проводимость, так как содержат в себе большое количество свободных электронов. Эти заряженные частицы под действием сил электрического поля приходят в движение. Так возникает такое явление, как электрический ток.

    Но даже среди металлов можно выделить те, которые лучше проводят ток. Значит, есть и те металлы, которые проводят ток хуже. Как же сравнивать эту способность веществ? Так мы подходим к введению новой характеристики проводников.

    Называется эта характеристика «электрическое сопротивление«. На данном уроке мы рассмотрим ее связь с проводимостью различный веществ, узнаем причины ее возникновения и разберемся, от каких других величин и свойств она зависит.

    Зависимость показаний амперметра и вольтметра от используемого проводника в цепи

    Для начала проведем интересный опыт. Соберем электрическую цепь из источника тока, ключа, амперметра и вольтметра. Также мы будем включать в эту цепь проводники из различных материалов. Они закреплены на специальной панели. К этим же проводникам мы будем параллельно подключать вольтметр (рисунок 1).

    Проводники у нас обозначены следующим образом: AB — железная проволока, CD — никелиновая проволока, EF — медная проволока.

    Эти проводники имеют одинаковую длину и сечение.

    Рисунок 1. Зависимость силы тока от используемого в цепи проводника

    Сначала подключим в цепь железную проволоку AB. Зафиксируем показания амперметра и вольтметра после замыкания ключа.

    Теперь переключимся на никелиновую проволоку CD. Мы заметим, что сила тока в цепи уменьшилась.

    Испробуем третий проводник: медную проволоку EF. Теперь сила тока значительно увеличилась.

    Вы не забыли, что в нашем опыте был еще и вольтметр? Мы поочередно подключали его к каждому из проводников.

    Каждый раз мы получали одинаковое значение напряжения. Оно не изменялось.

    Зависимость силы тока от свойств проводников

    Вы уже знаете, что сила тока зависит от напряжения. Ведь напряжение является характеристикой электрического поля.

    Но в нашем опыте напряжение оставалось постоянным. Значит, сила тока имеет еще одну зависимость.

    Сила тока в цепи зависит от свойств проводников, включенных в электрическую цепь.

    Электрическое сопротивление

    Что же это за свойства? Их совокупность в электричестве получила свое определение. Принято говорить, что разные проводники обладают различным электрическим сопротивлением.

    Электрическое сопротивление — это физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока.

    Обозначается электрическое сопротивление буквой $R$.

    Единица измерения сопротивления

    Что принимают за единицу сопротивления проводника? Как ее называют?

    Электрическое сопротивление измеряется в омах.

    За единицу сопротивления принимают $1 \space Ом$ — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах $1 \space В$ сила тока равна $1 \space А$:
    $1 \space Ом = \frac{1 \space В}{1 \space А}$.

    Дольные и кратные единицы сопротивления

    Какие единицы сопротивления, кроме ома, используют?

    На практике часто используют дополнительные единицы измерения сопротивления: миллиом ($мОм$), килоом ($кОм$), мегаом ($МОм$).

    $1 \space мОм = 0.001 \space Ом$;
    $1 \space кОм = 1000 \space Ом$;
    $1 \space МОм = 1 \space 000 \space 000 \space Ом$.

    Причины электрического сопротивления

    В чем же причина сопротивления?

    Вспомните урок «Электрический ток в металлах«. Электроны, двигаясь под действием электрического поля, обретают некоторое направление. Но при этом хаотичность их движения сохраняется. Мы еще сравнивали такое движение со стайкой мошкары, которую относит ветром.

    Итак, электроны приведены в упорядоченное движение электрическим полем. При этом они взаимодействуют с ионами кристаллической решетки. Что при этом происходит? Упорядоченное движение замедляется. Теперь меньшее число электронов проходит через поперечное сечение проводника за $1 \space с$. Значит, уменьшается сила тока.

    Сделаем вывод из наших рассуждений.

    Причина сопротивления — это взаимосвязь движущихся электронов с ионами кристаллической решетки.

    Логично, что разные проводники будут обладать разными значениями сопротивления. Все дело будет в различиях строения их кристаллической решетки. Кроме того, значение будут иметь длина проводника и площадь его поперечного сечения. Об этом мы поговорим в следующих уроках.

    Электрическое сопротивление наглядно: интересные опыты

    Упражнения

    Упражнение №1

    Начертите схему цепи, изображённой на рисунке 1, и объясните опыт, проведённый по данному рисунку.

    Схема электрической цепи изображена на рисунке 2. Проводник обозначен прямоугольником.

    Рисунок 2. Схема электрической цепи для проведенного опыта

    В ходе этого опыта используют различные проводники. При этом фиксируют значения приборов. Сила тока изменяется в зависимости от того, какой проводник включен в цепь. Напряжение же на концах разных проводников все время остается постоянным.

    Этот опыт доказывает связь силы тока и свойства проводника, называемого электрическим сопротивлением.

    Упражнение №2

    Выразите в омах значения следующих сопротивлений: $100 \space мОм$; $0.7 \space кОм$; $20 \space МОм$.

    Дано:
    $I_1 = 100 \space мОм$
    $I_2 = 0.7 \space кОм$
    $I_3 = 20 \space МОм$

    Показать решение и ответ

    Скрыть

    Решение:

    $I_1 = 100 \space мОм = 100 \cdot 0.001 \space Ом = 0.1 \space Ом$,
    $I_2 = 0.7 \space кОм = 0.7 \cdot 1000 \space Ом = 700 \space Ом$,
    $I_3 = 20 \space МОм = 20 \cdot 1 \space 000 \space 000 \space Ом = 20 \space 000 \space 000 \space Ом$.

    Ответ: $I_1 = 0.1 \space Ом$, $I_2 = 700 \space Ом$, $I_3 = 20 \space 000 \space 000 \space Ом$.

    Упражнение №3

    Сила тока в спирали электрической лампы равна $0.5 \space А$ при напряжении на её концах в $1 \space В$. Определите сопротивление спирали.

    Дано:
    $I = 0.5 \space А$
    $U = 1 \space В$

    $R — ?$

    Показать решение и ответ

    Скрыть

    Решение:

    Мы знаем, что $1 \space Ом = \frac{1 \space В}{1 \space А}$.

    Получается, что $R = \frac{U}{I}$. К этой формуле мы пришли из определения единицы измерения сопротивления.

    Тогда,
    $R = \frac{1 \space В}{0.5 \space А} = 2 \space Ом$.

    Ответ: $R = 2 \space Ом$.

    5
    5
    5Количество опыта, полученного за урок

    Оценить урок

    Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

    Комментарии
    Получить ещё подсказку

    Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

    Верно! Посмотрите пошаговое решение