Опір струму: формула знаходження опору електроструму

Опір — здатність матеріалу перешкоджати направленого руху заряджених частинок. Визначається величина відповідно до закону Ома. Точні значення параметра потрібні в багатьох сферах, включаючи електроніку і радіодеталі. Певним рівнем опору володіє кожен матеріал на планеті, незалежно від агрегатної форми. Деякі речовини мають настільки високий опір, що проведення через них електричного струму практично неможливо.

Формула питомої опору

Формулювання закону Ома

Закон Ома має наступне формулювання. Щоб розрахувати опору, потрібно напругу розділити на силу струму в електричному ланцюзі. Фізична величина обумовлюється кількістю вільних заряджених частинок в матеріалі.

Який буквою позначається опір? В системі вимірювань СІ на конгресі ООН символом для запису фізичного явища було обрано латинська R (від англійського resistance).

Відмінні ступеня величини властиві кожній матеріалу через різної концентрації носіїв електричного струму. Найбільша концентрація властива металам, тому саме вони є кращими провідниками. Особливість полягає в максимальній кількості проводять електронів, що представляють собою заряджені частинки, які не належать ні однієї елементарної частинки в металі або іншій сировині. Виникнення струму і як наслідок рух заряджених частинок виникають під дією зовнішніх електричних полів.

Визначення одиниці опору Ом

Як позначається опір? Величина вимірюється в Омах (російське позначення), в той час як в інших країнах символ для маркування — омега (Ω). Одиниця є значення сили перешкоди проходженню електричного струму провідника, по якому тече напруга в 1В з силою постійного електричного струму в 1А.

Одиниця виміру була введена в 1960 році, разом з прийняттям міжнародної системи величин в цілому. Існуюча величина має зворотне значення в вигляді провідності електричного струму, яка вимірюється в Сіменса.

Розрахунок опору послідовних резисторів

При послідовному опорі декількох резисторів відповідно збільшується еквівалентна величина. Розрахунок опору декількох елементів, з’єднаних між собою послідовно, проводиться за рахунок підсумовування номіналів кожного елемента. Наприклад, при з’єднанні декількох елементів, які з’єднані в один ланцюг послідовно, величина електричного опору буде дорівнює сумі рівня протидії кожного з резисторів. Формула має однаковий вигляд для будь-якої кількості резисторів.

Як знайти опір формула для послідовного ланцюга

Якщо замінити в послідовному ланцюзі один з елементів, то відповідно зміниться рівень протидії направленого руху часток в цьому ланцюзі. Це також спричинить зміну сили струму.

резистор

Розрахунок опору паралельних резисторів

Опір формула для паралельного з’єднання має дещо інший вигляд.

Формула

Щодо великої кількості послідовних елементів при збільшенні кількості резисторів в ланцюзі відповідно зростає складність проведення розрахунку. Питомий опір буква, яка йому відповідає, — латинська ρ.

Використання паралельного з’єднання виправдано в ланцюгах, в яких потрібна висока величина параметра. Тоді застосовуються радіоелементи з однаковим параметром потужності і опору. Наприклад, 10 елементів, що володіють рівнем опору 1000 Ом, які об’єднані в єдиний ланцюг з паралельним з’єднанням, на виході будуть мати величину перешкоди руху заряджених частинок в 100 Ом.

Питомий електричний опір

Питомий опір являє собою параметр, який визначає рівень перешкоди руху електричного струму через провідник певної довжини. Залежить від параметра конкретного речовини, від довжини. Для матеріалу з однорідними властивостями і відомою величиною опору і довжиною провідника розрахунок питомої параметра йде по формулі нижче.

Розрахунок питомої об’ємного електричного опору

Фактично сенс рівняння має наступний. Питомий опір — величина опору при проходженні через провідник певної довжини, з однаковою площею поперечного перерізу протягом усього маршруту.

Параметр вимірюється в Ом * метр. Таким чином, один Ом * метр дорівнює рівню перешкоди направленого руху заряджених частинок через однорідну провідне середовище з довжиною в 100 см і площею перетину в 1 квадратний метр.

значення опору

Таблиця параметрів для різних провідників

Назва Величина питомого опору
Провід з алюмінію 2.7 • 10 ^ -8
вольфрам 5.5 • 10 ^ -8
графіт 8.0 • 10 ^ -6
чисте залізо 2.2 • 10 ^ -8
золото 2.2 • 10 ^ -8
іридій 4.74 • 10 ^ -8
сталь 1.3 • 10 ^ -7
магній 4.4 • 10 ^ -8
мідь 1.72 • 10 ^ -8
нікель 8.7 • 10 ^ -8
платина 1.07 • 10 ^ -7
ртуть 9.6 • 10 ^ -7
свинець 2.08 • 10 ^ -7
срібло 1.6 • 10 ^ -8

Величини опорів для деяких діелектриків

Показники для рідких провідників

Рідкими провідниками електрики найчастіше виступають розплавлені метали і інші електроліти (кислоти і луги). Зазвичай температура плавлення рідких провідників досить висока, виключаючи ртуть. Тому в нормальних умовах прикладами рідкої речовини, яка проводить електричний струм, можуть бути тільки ртуть і галій.

Величини питомої перешкоди направленого руху заряджених частинок у розчинених електролітів (солей і кислот) є динамічними характеристиками. На величину впливають концентрація активного провідної речовини і температура. Вплив останньої протилежно металів. Під час нагрівання рідких провідників відповідно знижується рівень опору. І, навпаки, при істотних зниженнях температури провідність падає. При переході рідких провідників в твердий агрегатний стан провідність електричного струму знижується до нуля.

Явним прикладом останнього є вплив температури на автомобільні акумуляторні батареї під час сильного морозу. При цьому рідина, яка проводить електричний струм (розчин сірчистої кислоти), замерзає, через що опір внутрішнього контуру акумулятора зростає до максимуму, і харчування стартера та електроніки не представляється можливим.

Котушка індуктивності

Котушки індуктивності є пристроєм, головною частиною якого є проводить метал, скручений в якусь подобу кілець або обгорнутий навколо діелектричного сердечника. Якщо через такий пристрій проходить електричний струм, то формується місцеве магнітне поле. Це відбувається через концентрацію змінного магнітного поля.

Для обчислювальної техніки використовується дросель, який застосовується для живлення різного високоточного обладнання. Пристрій потрібно для зниження коливань змінної напруги. З додаванням частоти опір відповідно збільшується. Технічні параметри дроселя залежать від площі поперечного перерізу провідного матеріалу, числа витків навколо сердечника з діелектрика.

Котушка індуктивності

Приклад з практики

Послідовно з джерелом освітлення включено тестер. Напруга освітлювального приладу = 220 Вольт. Потужність невідома. На показнику амперметра вказано 276 міліампер струму. Яка величина у спіралі лампи при послідовному включенні в схему резисторів?

Формула знаходження опору спіралі

Електроопір є фізичну величину, яка відповідає ступеню перешкоди руху електричних частинок у кожного матеріалу. Можливо виміряти рівень величини мультиметром. В такому випадку доведеться знаходити значення за формулою. Для запобігання попадання електричного струму на не призначені для цього ділянки бажано заземлювати лінії передачі. Дана фізична величина використовується в багатьох радіодеталях, наприклад, світлодіодах. В електричному ланцюзі, щоб дізнатися величину, потрібно підключити до вольтметру фазу і нуль при відомій силі струму, потім розрахувати за законом Ома.

Ссылка на основную публикацию