1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Від чого залежить опір

Від чого залежить опір

Сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на ньому. Це означає, що зі збільшенням напруги збільшується і сила струму. Однак при однаковій напрузі, але використанні різних провідників сила струму різна. Можна сказати по-іншому. Якщо збільшувати напругу, то хоча сила струму і буде збільшуватися, але скрізь по-різному, в залежності від властивостей провідника.

Залежність сили струму від напруги для даного конкретного провідника являє собою опір цього провідника. Він позначається R і знаходиться за формулою

R = U/I

Тобто опір визначається як відношення напруги до сили струму. Чим більше сила струму в провіднику при даному напрузі, тим менше його опір. Чим більше напруга при даній силі струму, тим більше опір провідника.

Формулу можна переписати по відношенню до сили струму:

I = U/R (закон Ома).

У такому випадку наочніше видно, що чим більший опір, тим менше сила струму.

Можна сказати, що опір як би заважає напрузі створювати велику силу струму.

Само опір є характеристикою провідника. Він не залежить від поданої на нього напруги. Якщо буде подано велику напругу, то зміниться сила струму, але не зміниться ставлення U/I, тобто не зміниться опір.

Формула опору провідника
Формула опору провідника

Від чого ж залежить опір провідника? Він залежить від:

  • довжини провідника;
  • площі його поперечного перерізу;
  • речовини, з якого виготовлений провідник;
  • температури.

Щоб зв’язати речовину і її опір, вводиться таке поняття як питомий опір речовини. Він показує, який буде опір в даній речовині, якщо провідник з нього буде мати довжину 1 м. і площу поперечного перерізу 1 м2. Провідники такої довжини і товщини, виготовлені з різних речовин, матимуть різні опору. Це пов’язано з тим, що у кожного металу (найчастіше саме вони є провідниками) своя кристалічна решітка, своя кількість вільних електронів.

Чим менше питомий опір речовини, тим кращим провідником електричного струму він є. Маленьким питомим опором володіють, наприклад, срібло, мідь, алюміній; куди більше у заліза, вольфраму; дуже великий у різних сплавів.

Чим довший провідник, тим більший опір він має.

Це стає зрозуміло, якщо взяти до уваги, що руху електронів в металах заважають іони, складові кристалічної решітки. Чим довше провідник, тим більше у електрона шанс уповільнити свій шлях.

Однак збільшення площі поперечного перерізу робить як би дорогу ширше. Електронам легше текти і не стикатися з вузлами кристалічної решітки. Тому чим товще провідник, тим його опір менше.

Таким чином, опір прямо пропорційно залежить від питомого опору (ρ) і довжини (l) провідника і обернено пропорційно залежить від площі (S) його поперечного перерізу. Отримуємо формулу опору:

R = ρl/S

У цій формулі на перший погляд не відбивається залежність опору провідника від його температури. Однак питомий опір речовини міряється при певній температурі (зазвичай 20°C). Тому температура враховується. Для обчислень питомі опори беруть із спеціальних таблиць.

Для металевих провідників чим більше температура, тим опір більше. Це пов’язано з тим, що при підвищенні температури іони решітки починають сильніше коливатися і більше заважати руху електронів. Однак в електролітах (розчинах, де заряд несуть іони, а не електрони) з підвищенням температури опір зменшується. Тут це пов’язано з тим, що чим вища температура, тим більше відбувається дисоціація на іони, і вони швидше рухаються в розчині.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Атомна теорія