Формула сопротивления тока. Электрическое сопротивление: формулы, расчеты и факторы влияния

Что такое электрическое сопротивление. Как рассчитать сопротивление проводника. Какие факторы влияют на величину сопротивления. Чем отличается сопротивление от удельного сопротивления.

Что такое электрическое сопротивление и как оно измеряется

Электрическое сопротивление — это свойство материала препятствовать прохождению электрического тока. Оно измеряется в омах (Ом) и обозначается буквой R. Чем выше сопротивление проводника, тем сложнее электрическому току проходить через него.

Основная формула для расчета сопротивления была выведена Георгом Омом и выглядит следующим образом:

R = U / I

где:

• R — сопротивление (Ом)
• U — напряжение (В)
• I — сила тока (А)

Эта формула позволяет рассчитать сопротивление участка цепи, если известны приложенное к нему напряжение и протекающий ток.

Формула сопротивления проводника

Для расчета сопротивления проводника используется следующая формула:

R = ρ * l / S

где:

• R — сопротивление проводника (Ом)
• ρ — удельное сопротивление материала (Ом·м)
• l — длина проводника (м)
• S — площадь поперечного сечения (м²)

Из этой формулы видно, что сопротивление проводника:

• прямо пропорционально его длине
• обратно пропорционально площади сечения
• зависит от материала (через удельное сопротивление)

Факторы, влияющие на электрическое сопротивление

На величину электрического сопротивления проводника влияют следующие основные факторы:

1. Материал проводника

Разные вещества имеют различное удельное сопротивление. Например:

• Серебро: 1,6 · 10⁻⁸ Ом·м
• Медь: 1,7 · 10⁻⁸ Ом·м
• Алюминий: 2,8 · 10⁻⁸ Ом·м
• Железо: 9,8 · 10⁻⁸ Ом·м

Чем ниже удельное сопротивление, тем лучше материал проводит электрический ток.

2. Геометрические размеры

Сопротивление проводника:

• Увеличивается с увеличением длины
• Уменьшается с увеличением площади поперечного сечения

3. Температура

Для большинства металлов сопротивление увеличивается с ростом температуры. Это связано с усилением колебаний атомов, что затрудняет движение электронов.

Удельное сопротивление и его отличие от сопротивления

Удельное сопротивление (ρ) — это характеристика материала, показывающая его способность сопротивляться прохождению электрического тока. Оно измеряется в Ом·м.

Основные отличия удельного сопротивления от сопротивления:

• Удельное сопротивление — свойство материала, сопротивление — свойство конкретного проводника
• Удельное сопротивление не зависит от размеров, сопротивление зависит от длины и сечения
• Единицы измерения: Ом·м для удельного сопротивления, Ом для сопротивления

Как рассчитать сопротивление проводника: пошаговая инструкция

Для расчета сопротивления проводника выполните следующие шаги:

1. Определите материал проводника и найдите его удельное сопротивление в справочнике
2. Измерьте длину проводника
3. Измерьте или рассчитайте площадь поперечного сечения
4. Подставьте значения в формулу R = ρ * l / S
5. Выполните расчет и получите значение сопротивления в омах

Применение знаний об электрическом сопротивлении

Понимание электрического сопротивления важно во многих областях:

• Проектирование электрических цепей
• Выбор материалов для проводников и изоляторов
• Расчет потерь энергии в электрических сетях
• Создание нагревательных элементов
• Разработка измерительных приборов

Знание факторов, влияющих на сопротивление, позволяет оптимизировать работу электрических устройств и систем.

Сверхпроводимость: когда сопротивление стремится к нулю

Сверхпроводимость — это явление полного исчезновения электрического сопротивления в некоторых материалах при определенных условиях. Основные свойства сверхпроводников:

• Нулевое сопротивление постоянному току
• Идеальный диамагнетизм (эффект Мейснера)
• Квантование магнитного потока

Сверхпроводимость наблюдается при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю. Однако ведутся исследования по созданию высокотемпературных сверхпроводников.

Закон Ома и его связь с сопротивлением

Закон Ома устанавливает связь между силой тока, напряжением и сопротивлением участка цепи:

I = U / R

где:

• I — сила тока (А)
• U — напряжение (В)
• R — сопротивление (Ом)

Этот закон позволяет рассчитать любую из трех величин, если известны две другие. Например, зная напряжение и сопротивление, можно определить силу тока в цепи.

Последовательное и параллельное соединение резисторов

При последовательном соединении резисторов их общее сопротивление равно сумме сопротивлений отдельных резисторов:

R = R1 + R2 + R3 + …

При параллельном соединении общее сопротивление рассчитывается по формуле:

1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …

Знание этих правил позволяет рассчитывать сложные электрические цепи, состоящие из множества резисторов.

Закон Ома. Расчёт сопротивления проводника. (8 класс)

Похожие презентации:

Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление

Расчет сопротивления проводников

Электрическое сопротивление проводников

Сила тока. Плотность тока. Закон Ома. Электрическое сопротивление. Электродвижущая сила

Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление

Сопротивление. Методы измерения сопротивления проводников

Сила тока. Закон Ома

Электрическое сопротивление проводника. Удельное сопротивление

Сила тока. Условия, необходимые для существования электрического тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление

Закон Ома для участка цепи, последовательное и параллельное соединение проводников. Физический диктант

1. Закон Ома. Расчёт сопротивления проводника.

8 класс
• Электрический ток –
упорядоченное
движение заряженных частиц.
• Действия электрического тока
— Тепловое
— Химическое
— Магнитное

3.

Движение электронов в проводникеНаправление электрического тока

4. Закон Ома для участка цепи

• Опыты показывают, что
сила тока, напряжение и сопротивление
– величины, связанные между собой.
Впервые эту связь установил немецкий
физик Георг Ом в 1826 г.
( 1787 – 1854 )

5. Характеристики электрического тока

Физическая
величина
численно равная
отношению
заряда,
проходящего
через поперечное
сечение
проводника, к
этому заряду
сила тока.
q
I
t
Физическая величина
численно равная
отношению работы,
Совершаемой
электрическим полем
по перемещению
заряда, к модулю
этого заряда –
напряжение.
A
U
q
Физическая величина,
Характеризующая
Взаимодействие
движущихся в
проводнике
электронов и ионов в
узлах кристаллической решётки –
сопротивление.
U
R
I
Буквенное обозначение величины
I
U
R
Что характеризует?
Электрический
ток
Источник тока
Проводник
Как обозначается основная единица измерения?
А
В
Ом
Чему равна единица измерения?
1А=1Кл/1с
1В=1Дж/1Кл
1Ом=1В/1А
Название прибора для измерения физической величины
Амперметр
Вольтметр
Омметр

7.

Графики зависимости I от U,R1. Чем больше U,тем больше I,при этом R=const (При
неизменном сопротивлении сила тока прямо
пропорциональна напряжению: Чем больше напряжение
на концах участка цепи, тем больше сила тока на этом
участке.)
2. Чем больше R, тем меньше I,при этом U=const(При
неизменном напряжении сила тока обратно
пропорциональна сопротивлению: чем больше
сопротивление участка цепи, тем меньше сила тока в
нем.)
(нарисовать)

8. Рассмотрим электрическую цепь

Напряжение,
U, В
Сила тока, I, А
0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0
0,25
0,50 0,75 1,0
(Первый проводник)
Сила тока, I, А
(Второй проводник)
1,25

9. Электрическое сопротивление

R — электрическое сопротивление –
физическая величина, определяющая
зависимость силы тока от свойств
проводника:
I=
СИ : [R] =
= 1 Ом
• 1 Ом – сопротивление такого проводника,
в котором при напряжении на концах 1 В
сила тока равна 1 А.

10. Формула и формулировка закона Ома

Сила тока на участке цепи
прямо пропорциональна
электрическому
напряжению на концах
участка и обратно
пропорциональна
электрическому
сопротивлению данного
участка цепи.

11. Треугольник формул

12. Вольт-амперная характеристика проводника

• График, выражающий зависимость силы
тока от напряжения, называется
вольт-амперной характеристикой
проводника.

13. Используя формулу расчета сопротивления проводника и опытные данные , определите сопротивление проводников

Чем меньше сопротивление проводника,
тем круче проходит его вольт-амперная
характеристика

14. Расчет сопротивления проводника

В цепь источника тока по
очереди включали
различные проводники:
1) никелиновые проволоки
одинаковой толщины,
но различной длины;
2) никелиновые проволоки
одинаковой длины, но
различной толщины;
3) никелиновую и
нихромовую проволоки
одинаковой длины и
толщины

15.

Опыты показали, что:• 1) из двух никелиновых проволок одинаковой
толщины более длинная проволока имеет
большее сопротивление;
• 2) из двух никелиновых проволок одинаковой
длины большее сопротивление имеет
проволока с меньшим поперечным сечением;
• 3) никелиновая и нихромовая проволоки
одинаковых размеров имеют разное
сопротивление.

16. Ом на опытах установил, что:

сопротивление
прямо пропорционально
длине проводника,
обратно пропорционально
площади его поперечного сечения
и зависит
от вещества проводника.

17. Формула сопротивления проводника

Формула для расчёта
сопротивления проводника:
Зависит от:
— длины проводника;
-площади поперечного сечения;
— материала из которого изготовлен
проводник
R
l
S
ρ- удельное сопротивление

19. Удельное сопротивление

• Сопротивление проводника из
данного вещества длиной 1 м и
площадью 1м2 поперечного
сечения называется удельным
сопротивлением этого
вещества.

20. Формулы

21. Единицы измерения

• СИ: [ ρ ] =
= 1 Ом · м
• На практике чаще используется:
[ρ] =
Формула
расчета
сопротивления
проводника
(Ом)
Длина
проводника в
метрах
l
R
S
Удельное
сопротивление
проводника
–
сопротивление проводника длиной 1 метр и
площадью поперечного сечения 1 мм2.
Единица измерения (Ом·мм2)/м – это табличное
значение. Формула: ρ
Площадь
поперечного
сечения проводника
в мм2.
Если сечение – круг, то
S=π·r2
= (R·S)/l.
22

25. Задачи на закрепление

Выразите в Омах:
200мОм;
0,03МОм ; 3кОм.
200мОм=0,2Ом
0,5 кОм=500Ом
50МОм=50000000 Ом
50мОм=0,05 Ом
0,03МОм=30000 Ом
3 кОм=3000 Ом
0,5 кОм ;
50 Мом ;
50 мОм ;

26. Домашнее задание

• § 44-45, ?? к § § — устно,
• Выучить все новые формулы и
определения!
• упр. 20(1,2)

English     Русский Правила

Решение задач на расчет сопротивления | 8 класс

Содержание

Сила тока в цепи определяется электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени: $I = \frac{q}{t}$.

Электрическое напряжение — это еще одна физическая величина, характеризующая электрическое поле. Она равна отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку: $U = \frac{A}{q}$.

Электрическое сопротивление — величина, зависящая от свойств проводника. На значение сопротивления не влияет ни значение силы тока в проводнике, ни значение напряжения на его концах. Его можно рассчитать по формуле $R = \frac{\rho l}{S}$, где $\rho$ — удельное сопротивление проводника,  $l$ — длина проводника, $S$ — площадь его поперечного сечения. Значение удельного сопротивления для определенного вещества можно посмотреть в таблице 1 в уроке «Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление».

Эти три физические величины (силу тока, напряжение и сопротивление) связывает между собой закон Ома для участка цепи: $I = \frac{U}{R}$. Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению. 2}{м}$

$U — ?$

Решение:

Если в условии задачи сказано, что проводник включен в цепь аккумулятора, это означает, что напряжение на полюсах аккумулятора будет равно напряжению на концах проволоки.

Почему? Взгляните на такую электрическую цепь (рисунок 1). Она состоит только из проводника и аккумулятора.

Рисунок 1. Проводник, подключенный к аккумулятору

Если мы захотим измерить напряжение на полюсах аккумулятора c помощью вольтметра, то параллельно подключим его в эту цепь (рисунок 2). А если захотим измерить напряжение на концах проводника? Мы подключим вольтметр точно так же. Получается, что вольтметр подключен параллельно одновременно и к источнику тока, и к проводнику. Поэтому напряжение на концах проводника — это то же самое напряжение на полюсах аккумулятора.

Рисунок 2. Измерение напряжения вольтметром на полюсах источника тока и на концах проводника

Запишем закон Ома:
$I = \frac{U}{R}$.

Выразим из него напряжение, которое нужно найти:
$U = IR$. 2} = \frac{3.44 \space Ом}{0.8} = 4.3 \space Ом$.

Теперь мы можем рассчитать напряжение:
$U = 0.3 \space А \cdot 4.3 \space Ом = 1.29 \space В \approx 1.3 \space В$.

Ответ: $U \approx 1.3 \space В$.

Упражнения

Упражнение №1

Длина одного провода $20 \space см$, другого — $1.6 \space м$. Площадь сечения и материал проводов одинаковы. У какого провода сопротивление больше и во сколько раз?

Обратите внимание, что если материал проводников один и тот же, то одинаковы и значения удельных сопротивлений $\rho$ для этих проводников.

Дано:
$l_1 = 20 \space см$
$l_2 = 1.6 \space м$
$S_1 = S_2 = S$
$\rho_1 = \rho_2 = \rho$

СИ:
$l_1 = 0.2 \space м$

$\frac{R_2}{R_1} — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:
Сопротивление проводника рассчитывается по формуле $R = \frac{\rho \cdot l}{S}$.

Сопротивление первого провода:
$R_1 = \frac{\rho_1 l_1}{S_1} = \frac{\rho l_1}{S}$. 2} = \frac{0.015 \space Ом}{0.02} = 0.75 \space Ом$.

Теперь мы можем рассчитать напряжение на концах проводника:
$U = 0.25 \space А \cdot 0.75 \space Ом \approx 0.2 \space В$.

Ответ: $U \approx 0.2 \space В$.

Формула сопротивления: вывод, уравнение, коэффициенты

Формула сопротивления R=VI относится к величине сопротивления или сопротивления объекта электрическому току.

Формула сопротивления обозначается уравнением R=VI, где R — константа пропорциональности, называемая сопротивлением (в омах), V — разность потенциалов, измеренная на проводнике (в вольтах), а I — ток, проходящий через проводник (в амперах). Сопротивление можно определить как меру сопротивления, оказываемого любым объектом протеканию электрического тока.

Единицей электрического сопротивления является ом (сокращенно Ω), названный в честь немецкого физика и математика Георга Симона Ома. Свойство материалов, позволяющее протекать электрическому току, известно как сопротивление.

В этой статье рассматриваются различные формулы электрического сопротивления, используемые для определения сопротивления проводника протеканию тока.

 

Содержание

• Что такое электрическое сопротивление?
• Формула сопротивления
• Вывод формулы сопротивления
• Факторы, влияющие на сопротивление
• Что такое удельное сопротивление?
• Разница между сопротивлением и удельным сопротивлением
Что такое электрическое сопротивление?

Сопротивление относится к свойству материалов, позволяющих протекать электрическому току. Это мера сопротивления току, протекающему в конкретной электрической цепи, и зависит от напряжения на конкретном резисторе и тока, протекающего через него. Единицей сопротивления является ом, обозначенный греческой заглавной буквой омега Ω.

Величина, обратная сопротивлению, относится к электрической проводимости. Это можно определить как легкость, с которой происходит прохождение электрического тока. Электрическая проводимость может быть выражена уравнением G = 1/E, где G представляет проводимость, а E представляет собой напряжение на компоненте (выраженное в вольтах). Проводимость измеряется в единицах сименса или мОм.

Формула сопротивления

Существует два метода определения электрического сопротивления цепи. Первая – это стандартная формула сопротивления.

R=  ρL/A

Приведенная выше формула сопротивления представляет собой удельное сопротивление материала, где ρ — удельное сопротивление проводника, L — длина проводника, а A — площадь поперечного сечения провода/проводника. данный. Это основная формула для определения электрического сопротивления любого данного проводника.

Расчет сопротивления с использованием закона Ома

Закон Ома — еще одна известная формула сопротивления, которая используется для расчета электрического сопротивления любой данной системы. Согласно закону Ома, ток, протекающий через электрическую цепь, прямо пропорционален приложенному к ней напряжению и обратно пропорционален сопротивлению, обеспечиваемому проводом, при условии, что температура остается постоянной. Закон Ома выражается формулой V= IR

Где: V — падение напряжения на резисторе (В, В)

I — ток, протекающий через резистор (Ампер, А)

R — электрическое сопротивление резистора (Ом). , Ом)

Приведенную выше формулу сопротивления можно использовать для расчета электрического сопротивления, если известны значения напряжения и силы тока.

Вывод формулы сопротивления

Вывод формулы сопротивления происходит из закона Ома, который выражается как V = IR.

Когда 3 резистора соединены последовательно, через каждый резистор протекает одинаковый ток, но падение напряжения различается. Если приложенное напряжение равно V, а напряжения на сопротивлениях R1, R2 и R3 равны V1, V2 и V3 соответственно, то

V=V1+V2+V3

Закон Ома гласит, что V = IR

Req= R1+R2+R3

Таким образом, эквивалентное сопротивление или полное сопротивление цепи можно описать как одно значение сопротивления, которое может заменить любое количество резисторов, соединенных последовательно, без изменения значения тока цепи. или напряжение.

Если у нас есть n последовательных сопротивлений, обобщенная формула для эквивалентного сопротивления будет

Req=R1+R2+R3…….+Rn

Уже известно, что приложенное напряжение равно (v)

Следовательно, V=V1+V2+V3

Мы также знаем, что

V = IR (из закона Ома)

Следовательно, IReq=IR1+IR2+IR1

⇒IReq=I(R1+R2+R3 )⇒IReq=I(R1+R2+R3)

⇒R1+R2+R3

В результате эквивалентное сопротивление или полное сопротивление цепи можно определить как единичное значение резистора, соединенного последовательно с изменение значений тока или напряжения цепи.

Факторы, влияющие на сопротивление
Электрическое сопротивление проводника определяется перечисленными ниже факторами:
• Площадь поперечного сечения проводника
• Длина проводника
• Материал проводника и температура проводящего материала

Электрическое сопротивление прямо пропорционально длине проводника (L) и обратно пропорционально площади поперечного сечения (A), которое выражается следующим соотношением:

R = ρL/A ,

где ρ — удельное сопротивление материала (измеряется в Ом·м, Ом·метр)

Удельное сопротивление — это качественная мера способности материала противостоять протекающему электрическому току. Широко известные как изоляторы, они имеют более высокое удельное сопротивление, чем проводники. Материалы с низким удельным сопротивлением являются хорошими проводниками электричества. Значения удельного сопротивления некоторых материалов приведены ниже для справки:

• Серебро — 1,00×10-8
• Медь — 1,68×10-8
• Алюминий — 2,82×10-8
• Дерево — 1,00×1014
• Воздух — 2,30×1016
• Тефлон — 1,00×1023
Что такое удельное сопротивление?

Удельное электрическое сопротивление (обозначаемое как ρ) определяется как электрическое сопротивление, приходящееся на единицу длины и единицы площади поперечного сечения при определенной температуре. Единицей удельного электрического сопротивления в системе СИ является Ом·метр (Ом·м). Ниже показана формула удельного электрического сопротивления:

ρ=E/J

Где

ρ — удельное электрическое сопротивление материала, выраженное в Ом·м (Ом·метр)

E — электрическое поле в В·м-1

Дж — плотность тока в А·м-2

Разница между сопротивлением и удельным сопротивлением

Сопротивление и удельное сопротивление — два очень разных свойства проводника. Сопротивление — это свойство проводника, которое противодействует потоку электрического тока, тогда как удельное сопротивление — это сопротивление, обеспечиваемое материалом на единицу длины для единицы поперечного сечения. Дополнительные различия между сопротивлением и удельным сопротивлением приведены в таблице ниже:

Параметры	Сопротивление	Удельное сопротивление
Определение	Электрическое сопротивление возникает, когда есть сопротивление потоку электронов в материале.	Удельное сопротивление возникает, когда предлагается сопротивление
Формула	Р = В/И	ρ=E/J
Единица СИ	Ом (Ом)	Ом.метр (Ом.м)
Символ	Р	р
Зависимость	В зависимости от длины и площади поперечного сечения проводника, а также температуры	Температура

Physics4Kids.com: Электричество и магнетизм: сопротивление

Столкновения между электронами и атомами в проводнике вызывают сопротивление потоку заряда. Мы измеряем это сопротивление, чтобы определить влияние, которое оно окажет на ток. Ученые измеряют сопротивление в ом (рифмуется с домами). Существует волшебная маленькая формула, используемая для определения сопротивления в электрической системе. Эта формула называется законом Ома, V=IR.

Символ «V» используется для обозначения того, что называется разностью потенциалов . Разность потенциалов — это количество работы, выполненной при перемещении заряда между двумя точками, деленное на размер заряда. Хотя это как-то сложно. Вы можете думать о потенциале как об электрической высоте. Высокий потенциал (близкий к положительному заряду) — это как быть на вершине холма. Низкий потенциал (почти отрицательный заряд) похож на пребывание в долине. Таким образом, разность потенциалов указывает на разницу в электрической высоте между двумя точками. Чем больше эта разница, тем больше вероятность того, что заряд будет двигаться. Разность потенциалов измеряется в вольтах, а потенциал обычно называют напряжением. «I» — это символ тока, а «R» — это символ 9.0011 сопротивление системы. Сила тока измеряется в амперах, а сопротивление измеряется в омах.

Как вы можете думать о сопротивлении? Вы когда-нибудь ходили на бейсбольный матч? Между иннингами мы любим ходить за едой. Между стойкой и нами всегда есть люди. Сопротивление току похоже на то, как вы пытаетесь пробраться сквозь толпу, чтобы получить свой хот-дог. Вы должны прокладывать свой путь через людей, чтобы достичь своей цели. Чем больше людей на вашем пути, тем больше сопротивление. Если все сидят на своих местах, достать еду очень просто. Сопротивления будет очень мало.

Давайте вернемся к этому уравнению и посмотрим на него с точки зрения сопротивления. Когда вы перемещаете значения, вы получаете R=V/I . На английском языке это означает, что сопротивление системы зависит от напряжения и тока. Не все проводники подчиняются закону Ома.

Сопротивление также основано на удельном сопротивлении материала. Удельное сопротивление материала изменяется из-за химического состава или температуры. Медь является лучшим проводником, чем дерево, поэтому медь будет иметь более низкое удельное сопротивление. Это удельное сопротивление сочетается с (1) расстоянием и (2) пространством, в котором заряды должны перемещаться (тонкие провода против толстых), чтобы повлиять на значение «R». Большая длина приводит к большему сопротивлению, а толстые провода — к меньшему. Когда люди подключают колонки, они обычно используют как можно более короткие и толстые провода.

В металлах электроны переносят заряды тока по мере его протекания. Что останавливает электроны? Что оказывает сопротивление этому току? Ничто не обеспечивает идеального протекания тока, даже сверхпроводников . В металле есть небольшие дефекты. Вы не можете их увидеть, потому что они находятся на молекулярном уровне. Эти несовершенства заставляют электроны сталкиваться с атомами металла. Когда они ударяются о металл, электроны теряют энергию. Куда уходит эта энергия? Обычно он превращается в тепло. Вы можете наблюдать, как нагревается плита или, может быть, плита. Они нагреваются из-за столкновений между электронами и металлом. Несовершенства означают столкновения; столкновения означают тепло.





Или поищите на сайтах по конкретной теме.



• Обзор
• Сборы
• Проводники
• Электрические поля
• Магнитные поля
• Текущий
• Сопротивление
• Закон Фарадея
• Закон Кулона
• Магниты
• Питание постоянного тока
• Мощность переменного тока
• Дополнительные темы

---

---

Engineering Electric Propulsion (видео NASAConnect)





Encyclopedia.