Сопротивление

Любое вещество, по которому течет электрический ток, сопротивляется протеканию этого тока.

Данное явление можно объяснить следующим образом. Электроны, движущиеся в проводнике, на своем пути встречают неподвижные ионы (рисунок 1.3). Сталкиваясь с ними, электроны передают им часть своей энергии. Эта энергия увеличивает колебания ионов, и температура проводника увеличивается. Так как электроны при столкновении преодолевают некоторое сопротивление движению, то говорят, что проводник обладает электрическим сопротивлением.

Если сопротивление проводника движению электронов мало, то он слабо нагревается током. Если же сопротивление велико, то проводник может значительно увеличить свою температуру. Например, провода, подводящие электрический ток к лампе накаливания практически не нагреваются, тогда как нить лампы раскаляется добела.

Сопротивление обозначается R и измеряется в омах (Ом, кОм, мОм, МОм) в честь Георга Ома (1787-1854). Некоторые значения сопротивлений приведены в таблице 1.1.

Если в качестве примера взять водопроводную линию, то становится очевидным, по трубе большего сечения жидкость движется легче, а также чем короче труба, тем меньше трение. Обозначим r ¾ удельное сопротивление, l ¾ длина проводника, q ¾ поперечное сечение, то

Удельные сопротивления некоторых металлов, используемых в качестве проводников: серебро ¾ 0,016, медь ¾ 0,017, алюминий ¾ 0,027, железо ¾ 0,097 Ом*мм²/м. Например для меди это значит, что проводник длиной 1 м и сечением 1 мм² будет иметь сопротивление 0,017 Ом.

У изоляторов удельные сопротивления составляют миллионы и миллиарды Ом.

Применяя переменные сопротивления ¾ реостаты, мы можем плавно менять силу тока в цепи, так же как, установив вентиль в систему водяного отопления, мы можем регулировать поток воды. Открывая или закрывая вентиль в системе (рисунок 1.6) и регулируя поток воды, мы можем менять температуру в помещении. Передвигая подвижный контакт в реостате (рисунок 1.7) и изменяя ток в цепи, можно регулировать тепло, выделяемое на нагрузке.

Рисунок 1.6

Рисунок 1.7