В электричестве используют понятие электрического сопротивления. Оно неотделимо от понимания, что такое проводник и диэлектрик.
Что такое сопротивление?
Далеко не все понимают, что такое сопротивление в электричестве. Это физическая величина, которая характеризует способность проводника затруднять прохождение электротока.
Читайте в новой статье: вах стабилитрона.
Она называется электрическим сопротивлением. Этот параметр может меняться от нулевого – в суперпроводниках до почти бесконечного – в хороших изоляторах.
Многих интересует, в чем измеряется величина электрического сопротивления. Единицей измерения данной характеристики служит Ом.
Чем больше Ом, тем, соответственно, выше сопротивление. Опираясь на закон Ома, можно рассчитывать мощность, напряжение и силу тока и гридлик, зная 2 любых других параметра.
Если провести воображаемый опыт и представить лампочку накаливания на 12 Вольт, то, измерив сопротивление между двумя и контактами с помощью омметра, получается величина 40 Ом.
Зная сопротивление лампы и напряжение источника питания, можно легко посчитать силу тока и мощность по специальной таблице. В итоге получилась мощность лампочки 3,6 Ватт.
Сопротивление проводника
Не многие знают, что такое электрическое сопротивление. Говоря о проводниках, имеются в виду вещества, материалы и металлы, относительно хорошо проводящие ток.
Все проводники изготавливаются с расчетом минимальной сопротивляемости электрическому току. Чем меньше сопротивление проводника, тем более он пригоден для передачи электроэнергии.
Однако не все вещества, именуемые проводниками, в равной степени хорошо проводят ток. Иными словами, они обладают неодинаковой проводимостью.
Это можно объяснить тем, что при своем перемещении свободные отрицательно заряженные частицы встречаются с атомами и молекулами материала, которые в одних веществах сильнее мешают продвижению электронов, а в других – меньше.
Соответственно, одни вещества сопротивляются электрическому току больше, чем другие. Обычно в электротехнике сопротивлением называется резистор.
Если проводник имеет сопротивление в доли Ома, он может эффективно служить для передачи электрического тока. Из всех материалов, широко распространенных в электро- и радиотехнике, наименьшее препятствие электричеству оказывает медь. К тому же она обладает низкой себестоимостью, хорошей гибкостью и прочностью.
По этой причине электрические провода чаще всего делают из меди, поскольку они должны обладать высокой электропроводностью. Еще меньшее сопротивление имеет серебро и золото, но это очень дорогие металлы.
Поэтому их применяют не в чистом виде и на более ответственных участках. Например, из технического серебра делают шайбы на силовых контактах в реле и магнитных пускателях. Железо, алюминий и разные металлические сплавы обладают большим сопротивлением, а значит, худшей электропроводимостью.
Сопротивляемость проводника зависит не только от свойств материала, но и от его размера. Толстый проводник имеет меньшее сопротивление, чем тонкий.
Хотя оба изготовлены из одинакового материала. Короткий проводник обладает меньшим сопротивлением, а длинный – большим.
Кроме того, данный параметр зависит от температуры металлического проводника. Чем ниже его температура, тем меньшим сопротивлением он обладает.
Это связано с тем, что увеличиваются колебательные движения в узлах кристаллической решетки, а значит, нарушается упорядоченное движение электронов. Их перемещение становится более хаотичным, чем и обуславливается рост сопротивления.
Что означает 1 Ом?
Сопротивление электрическое измеряется в Омах – в честь ученого из Германии Ома. За его единицу принят 1 Ом. Это очень маленькая электрическая величина.
Она равна электрическому сопротивлению проводника, между клеммами которого образуется напряжение в 1 В при силе постоянного тока – 1 А.
Такое препятствие току оказывает, например, участок провода из меди размером 0, 15 мм и длиной 1 м. Противодействие нити накала лампочки карманного электрического фонаря составляет 10 Ом, а спирали электроплитки – несколько десятков Ом.
Сопротивление проводника измеряется в следующих единицах:
- 1 кОм = 1000 Ом;
- 1 МОм = 1 млн Ом;
- 1 мОм = 0,001 Ом.
Материалы, имеющие очень высокий электрический гридлик, не пригодны для передачи электрической энергии. Их называют диэлектриками.
Как найти сопротивление в цепи?
Определение электрического сопротивления производится с помощью прибора омметра. Если это значение у каждого резистора одинаковое, то удобно применять эквивалентные схемы, объединив узлы с одноименным потенциалом. После этого чертеж получается более наглядным. Становится понятно, как подключены данные резисторы.
Чтобы найти общий импеданс в цепи, необходимо выписать все данные на листок бумаги. Затем, начиная с конца схемы, посмотреть, как соединяются между собой сопротивления, присутствующие на схеме.
Как известно, величины последовательно подключенных резисторов складываются. Затем для удобства можно перерисовать искомую схему, объединив 3 последовательно подключенных резистора в один общий.
После этого становится видно, что в цепи есть сопротивления, подключенные параллельно. При таком подключении, чтобы определить значение величины, нужно взять одно из них и поделить на количество резисторов.
Другими словами, у параллельно подключенных резисторов сопротивление результирующей цепи снижается. Поэтому для подсчета общего сопротивления цепи нужно сложить величины обратные этому параметру.
Найденные значения следует объединить и затем нарисовать новый, более простой чертеж. Таким образом определяется общее сопротивление всей цепи.
Если создать электрическую цепь из проводника с гридликом 1 Ом и источником напряжения в 1 Вольт, то по этой простой цепи потечет ток в 1 ампер. Когда сопротивляемость проводника составляет 2 Ома, чтобы получить электрический ток в 1 ампер, необходимо приложить уже 2 Вольта.
Отсюда становится понятно, что в зависимости от величины импеданса и напряжения источника можно очень легко рассчитать ток, протекающий в этой цепи, и мощность, которая будет на нее расходоваться.
