Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление. Свойство материала проводника препятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическим сопротивлением.
Сопротивление обозначается латинскими буквами R или r.
За единицу электрического сопротивления принят Ом.
Сопротивление различных проводников зависит от материала, из которого они изготовлены. Для характеристики электрического сопротивления различных материалов введено понятие так называемого удельного сопротивления.
Удельным сопротивлением называется сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Удельное сопротивление обозначается буквой греческого алфавита ρ. Каждый материал, из которого изготовляется проводник, обладает своим удельным сопротивлением.
Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т. е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.
Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т. е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.
Электрическое сопротивление проводника равно удельному сопротивлению материала, из которого этот проводник сделан, умноженному на длину проводника и деленному на площадь площадь поперечного сечения проводника:
где — R — сопротивление проводника, ом, l — длина в проводника в м, S — площадь поперечного сечения проводника, мм 2 .
Еще одной причиной, влияющей на сопротивление проводников, являетсятемпература.
Установлено, что с повышением температуры сопротивление металлических проводников возрастает, а с понижением уменьшается. С понижением же температуры создаются лучшие условия для направленного движения электронов, и сопротивление проводника уменьшается. Этим объясняется интересное явление — сверхпроводимость металлов.
ЭДС источника тока. Закон Ома для полной цепи с ЭДС.
При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока сторонние силы, действующие внутри источников тока, совершают работу.
Физическая величина, равная отношению работы Aст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника(ЭДС):
 |
Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).
 |
Эта формула выражет закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений однородного и неоднородного участков цепи.
Сопротивление r неоднородного участка можно рассматривать как внутреннее сопротивление источника тока.
63. Соединение проводников.
Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.
При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова:
| I1 = I2 = I. |
По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводниках равны
| U1 = IR1, U2 = IR2. |
Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2:
| U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR, |
где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует:
| R = R1 + R2. |
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
В металле подвижными носителями зарядов являются свободные электроны. Можно считать, что при своем хаотическом движении они ведут себя подобно молекулам газа. Поэтому в классической физике свободные электроны в металлах называют электронным газом и в первом приближении считают, что к нему применимы законы, установленные для идеального газа.
Плотность электронного газа и строение кристаллической решетки зависят от рода металла. Поэтому сопротивление проводника должно зависеть от рода его вещества. Кроме того, оно должно еще зависеть от длины проводника, площади его поперечного сечения и от температуры.
Влияние сечения проводника на его сопротивление объясняется тем, что при уменьшении сечения поток электронов в проводнике при одной и той же силе тока становится более плотным, поэтому и взаимодействие электронов с частицами вещества в проводнике становится сильнее.
видно, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения. Величину ρ, характеризующую зависимость сопротивления проводника от материала, из которого он сделан, и от внешних условий, называют удельным сопротивлением вещества. Удельное сопротивление различных веществ при расчетах берут из таблиц.
Величину, обратную удельному сопротивлению, называют удельной проводимостью вещества и обозначают σ.
Сопротивление тела человека
· Для расчёта опасной величины силы тока, протекающего через человека при попадании его под электрическое напряжение частотой 50 Гц, сопротивление тела человека условно принимается равным 1 кОм [5] . Эта величина имеет малое отношение к реальному сопротивлению человеческого тела. В реальности сопротивление человека не является омическим, так как эта величина, во-первых, нелинейна по отношению к приложенному напряжению, во-вторых меняется во времени, в третьих, гораздо меньше у человека, который волнуется и, следовательно, потеет и т. д.
· Серьёзные поражения тканей человека наблюдаются обычно при прохождении тока силой около 100 мА. Совершенно безопасным считается ток силой до 1 мА. Удельное сопротивление тела человека зависит от состояния кожных покровов. Сухая кожа обладает удельным сопротивлением порядка 10000 Ом·м, поэтому опасные токи могут быть достигнуты только при значительном напряжении. Однако при наличии сырости сопротивление тела человека резко снижается и безопасным может считаться напряжение только ниже 12 В. Удельное сопротивление крови 1 Ом·м при 50 Гц.
Презентация к уроку физики в 8 классе по новой программе в Украине
Просмотр содержимого документа
«Зависимость сопротивления проводника от материала и геометрических размеров проводника»
Одесская специализированная общеобразовательная школа І-ІІІ ступеней № 40, Одесского городского совета, Одесской области
Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление вещества
Учитель физики высшей категории
Яковлев Юрий Яковлевич
Электрическое сопротивление — это физическая величина, характеризующая свойство проводника противодействовать прохождению электрического тока.
От чего зависит сопротивление проводника?
Сопротивление проводника зависит от
Площади поперечного сечения проводника
Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине
Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения
Сопротивление проводника зависит от вещества, из которого этот проводник изготовлен.
S — площадь поперечного сечения
ρ — удельное сопротивление вещества
Удельное сопротивление вещества — это физическая величина, характеризующая электрические свойства данного вещества и численно равная сопротивлению изготовленного из него проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 .
Единица удельного сопротивления в СИ– Ом∙метр
Реостат — это устройство с переменным сопротивлением, предназначенное для регулирования силы тока в электрической цепи.
Двухконтактный ползунковый реостат
2 – керамический цилиндр
5 – металлический стержень
Рычажный (секционный) реостат
1. Вычислить сопротивление алюминиевой проволоки длиной 80 см и площадью поперечного сечения 0,4 мм2 .
2. В осветительной сети здания использовали 100 м медного провода, сопротивление которого 850 мОм . Какая площадь поперечного сечения этой проволоки?
3. Нихромовая спираль для электроплитки должна иметь электрическое сопротивление 48 Ом . Какой длины должна быть нихромовая проволока, площадью сечения
0,2 мм2 , чтобы изготовить такую спираль?
4. В лабораторных работах используются медные соединительные провода, площадь сечения которых равна 2 мм2 . Сила тока в них достигает 2 А . Какое напряжение на таком проводе, если его длина равна 10 см
1. Как доказать, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине?
2. Как зависит сопротивление проводника от площади его поперечного сечения?
3. По какой формуле
вычисляют сопротивление проводника?
4. Что такое удельное сопротивление вещества?
5. Что такое реостат?
6. Какие виды реостатов вы знаете? Чем они отличаются друг от друга?
