Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление

1.

Расчет сопротивления
проводника. Удельное
сопротивление

2.

Вспомним:
Закон Ома гласит, что сила тока в участке цепи прямо
пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно
пропорциональна его сопротивлению: I= U/R, где I — сила тока в
участке цепи, U — напряжение на концах этого участка, R —
электрическое сопротивление участка и связывает три величины:
Эти величины: сила тока, напряжение и сопротивление. Сила тока в
проводнике и напряжение на его концах могут изменяться. Они
прямо пропорциональны друг другу, а сила тока в проводнике и
сопротивление связаны между собой обратной
пропорциональностью. Но дело в том, что электрическое
сопротивление — величина в законе Ома постоянная. При
изменениях силы тока или напряжениях она не изменяется.
Сопротивление зависит исключительно от свойств проводника.

3.

От каких свойств проводника зависит его сопротивление?
Что такое «удельное сопротивление»?
Мы помним,что причина
электрического сопротивления
заключается во взаимодействии
электронов с ионами
кристаллической решетки
металла. Тогда можно
предположить, что
сопротивление будет зависеть от
рода вещества, из которого он
состоит. Также можно
предположить, что существует
зависимость сопротивления от
длины проводника и площади
его поперечного сечения.

4.

Соберем электрическую цепь из источника тока, ключа, амперметра и
реостата. Реостат — это прибор, который позволит нам изменять силу тока в цепи.
Будем поочередно подключать различные проводники:
1. Никелиновые проволоки одинаковой толщины но разной длины.
2. никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины.
3. Никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины, а
параллельно к проводникам подсоединим вольтметр.

5.

В каждом случае измерим силу тока в цепи, показанные
амперметром, и ннапряжения концах каждого проводника
вольтметром. Используя закон Ома для участка цепи, расчитаем
сопротивление каждого проводника по формуле: I=U/R, отсюда
R= U/I. И увидим, что
1) из двух никелиновых проволок с одинаковой толщиной большее
сопротивление имеет более длинная проволока
2) Большее сопротивление имеет та никелиновая проволока, у
которой поперечное сечение меньше. При этом длина проволок
была одинаковой
3) Никелиновая и нихромовая проволоки имеют разное
сопротивление при одинаковых размерах

6.

Как зависит сопротивление проводника от его длины и от
площади поперечного сечения?
Георг Ом установил следующие зависимости: Сопротивление
прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально
площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.
И если с длиной и толщиной проводника понятно, то как учесть
зависимость значения сопротивления, от вещества из которого состоит
проводник? Для этого нужно вычислить удельное сопротивление
вещества из которого сделан проводник. .
Удельное сопротивление — это физическая величина, которая
определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м
и площадью поперечного сечения 1 м2.
Обозначается удельное сопротивление буквой ρ.

7.

8.

Таким образом по данной формуле можно вычислить сопротивление любого
проводника R= ρL/S,
R — электрическое сопротивление проводника;
L— длина проводника;
S — площадь поперечного сечения проводника;
ρ — удельное сопротивление вещества проводника (выбирается по таблицам). И
даже можно выразить другие величины:
L=RS/ρ
S=Lρ/R
ρ=RS/L
В какаих единицах измеряется удельное сопротивление ρ=RS/L. Вспомним:
единицей измерения сопротивления — является 1 Ом, площади поперечного
сечения — 1 м2, длины — 1 м., поэтому [ρ]=1 Ом х1м2/м, но так как площадь
поперечного сечения проводника обычно небольшая, то ее удобно выражать в мм2,
поэтому удельное сопротивление проводника измеряют в ρ=1 Ом х1мм2/м

9.

Удельное сопротивление это табличная
величина. В таблице приведены значения
удельного сопротивления некоторых веществ
при температуре 200С, поэтому надо помнить,
что удельное сопротивление вещества зависит от
температуры. Опыты показали, что при
определенной температуре для каждого
вещества, даже диэлектрики могут стать
проводниками (полупроводник). Кроме того,
экспериментально доказано, что с повышением
температуры удельное сопротивление металлов
увеличивается. И еще какие вещеста имеют
самые большие значения удельного
сопротивления? Конечно диэлектрики.
Например, эбонит и фарфор практически не
проводят электрический ток. Поэтому их и
используют в качестве изоляторов.

10.

Д/З: Параграф №45-46 изучить. Выполнить упр.№30.