uadepe.ru

Електричний опір провідників

Поняття про електронний опорі і провідності


Електронної опір провідниківБудь-яке тіло, по якому протікає електричний струм, надає йому певний опір. Властивість матеріалу провідника перешкоджати проходженню через нього електричного струму називається електронним опором.

Електрична теорія так роз`яснює суть електронного опору залізних провідників. Вільні електрони при русі по провіднику незліченну кількість разів зустрічають на своєму шляху атоми і інші електрони і, взаємодіючи з ними, неминуче втрачають частину своєї енергії. Електрони відчувають начебто опір власному руху. Різні залізні провідники, що мають різне атомне будова, роблять різний опір електронного струму.

Точно цим же пояснюється опір рідких провідників і газів проходженню електричного струму. Але не варто забувати, що в цих речовинах не електронний, а заряджені частинки молекул зустрічають опір при своєму русі.

Опір позначається латинськими літерами Rлібо r.

За одиницю електричного опору прийнятий му.

Ом є опір стовпа ртуті висотою 106,3 см з поперечним перерізом 1 мм2 при температурі 0 ° С.

Якщо, наприклад, електричний опір провідника становить 4 ом, то записується це так: R = 4 ом або r = 4 Ом.

Для вимірювання опорів великий величини прийнята одиниця, іменована Мегом.

Один мегом дорівнює одному мільйону му.

Чим більше опір провідника, тим гірше він проводить електричний струм, і, навпаки, чим менше опір провідника, тим легше електронного струму пройти через цей провідник.

Отже, для властивості провідника (з точки зору проходження через нього електричного струму) можна розглядати не тільки його опір, та й величину, зворотний опору і іменовану, провідність.

Електронної опір провідників

Електронну провідність називається здатність матеріалу пропускати через себе електричний струм.



Тому що провідність є величина, зворотна опору, то і виражається вона як 1 / R, позначається провідність латинської буквою g.

Вплив матеріалу провідника, його розмірів і навколишньої температури на величину електричного опору

Опір різних провідників залежить від матеріалу, з якого вони зроблені. Для властивості електричного опору різних матеріалів введено поняття так званого питомого опору.


Електронної опір провідниківПитомим опором іменується опір провідника довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм2. Питомий опір позначається літерою грецького алфавіту р. Кожен матеріал, з якого виготовляється провідник, має свій питомим опором.

Наприклад, питомий опір міді одно 0,0175, т. Е. Мідний провідник довжиною 1 м і перерізом 1 мм2 має опір 0,0175 ом. Питомий опір алюмінію одно 0,029, питомий опір заліза - 0,135, питомий опір константана - 0,48, питомий опір ніхрому - 1-1,1.

Опір провідника прямо пропорційний його довжині, т. Е. Чим довше провідник, тим більше його електричний опір.

Опір провідника обернено пропорційно площі його поперечного перерізу, т. Е. Чим товще провідник, тим його опір менше, і, навпаки, чим тонше провідник, тим його опір більше.

Щоб краще зрозуміти цю залежність, уявіть собі дві пари сполучених посудин, при цьому в однієї пари судин з`єднує трубка вузька, а в іншої - товста. Ясно, що при заповненні водою 1-го з судин (кожної пари) перехід її в іншу посудину з товстої трубці відбудеться набагато швидше, ніж по вузькій, т. Е. Товста трубка надасть найменший опір течією води. Точно так само і електронного струму легше пройти по товстому провіднику, ніж по вузькому, т. Е. 1-ий надає йому найменший опір, ніж 2-ий.

Електричний опір провідника одно питомому опору матеріалу, з якого цей провідник виготовлений, помноженому на довжину провідника і поділеній на площу площа поперечного перерізу провідника:

R = р l / S,

де - R - опір провідника, ом, l - довжина в провідника в м, S - площа поперечного перерізу провідника, мм2.

Площа поперечного перерізу круглого провідника розраховується за формулою:

S = πd2 / 4

де π - незмінна величина, рівна 3,14- d - діаметр провідника.

А так визначається довжина провідника:

l = S R / p,

Ця формула дає можливість знайти довжину провідника, його перетин і питомий опір, якщо відомі інші величини, що входять в формулу.

Якщо ж потрібно знайти площа поперечного перерізу провідника, то формулу призводять до подальшого увазі:

S = р l / R

Перетворюючи ту ж формулу і вирішивши рівність щодо р, знайдемо питомий опір провідника:

р = R S / l

Останньою формулою доводиться користуватися в тих випадках, коли відомі опір і розміри провідника, а його матеріал невідомий і до того ж важко визначимо за зовнішнім виглядом. Для цього потрібно знайти питомий опір провідника і, користуючись таблицею, відшукати матеріал, що володіє таким питомим опором.

Електронної опір провідників

Ще однією причиною, яка впливає на опір провідників, є температура.

Встановлено, що зі збільшенням температури опір залізних провідників зростає, а з зниженням зменшується. Це підвищення або зменшення опору для провідників з чистих металів майже однаково і в середньому дорівнює 0,4% на 1 ° C. Опір рідких провідників і вугілля з підвищенням температури зменшується.


Електронної опір провідниківЕлектрична теорія будови речовини дає наступне роз`яснення підвищенню опору залізних провідників зі збільшенням температури. При нагріванні провідник отримує теплову енергію, яка неминуче передається всім атомам речовини, в результаті чого зростає інтенсивність їх руху. Зростання рух атомів робить більший опір направленого руху вільних електронів, від чого і зростає опір провідника. З зниженням же температури створюються найкращі умови для спрямованого руху електронів, і опір провідника зменшується. Цим пояснюється цікаве явище - надпровідність металів.

Надпровідність, т. Е. Зменшення опору металів до нуля, настає при великій мінусовій температурі -273 ° C, іменованої абсолютним нулем. При температурі абсолютного нуля атоми металу начебто застигають на місці, зовсім не перешкоджаючи руху електронів.

Поділися в соціальних мережах:


Схожі