Опір і провідність

У провідниках першого роду, тобто в металах. Вільні електрони під час руху в міжатомному просторі провідника безперервно наштовхуються на атоми і молекули, а також на інші електрони. При цих зіткненнях витрачається енергія. Отже, електрони тут зазнають певного електричного опору.

Опір позначається літерою R і виражається в омах. Застосовуються також більші одиниці – кілоом (1000 Ом) і мегом (1000000 Ом).

Опір провідника залежить від його матеріалу, довжини, площі поперечного перерізу та температури.

При розрахунках кіл електричні властивості матеріалу провідника враховуються його питомим опором. Питомим опором називається опір провідника, виготовленого з даного матеріалу завдовжки в 1м поперечним перерізом у 1мм при температурі 20 С.

Питомий опір провідника позначається літерою , виражається в ом-метрах і визначається формулою

= RS/L

де R – опір провідника, Ом; S –площа його перерізу, мм ; L – довжина провідника, м.

Вплив довжини провідника на його опір полягає в тому, що при її збільшенні зростає кількість зіткнень електронів з атомами, молекулами й іншими електронами, а значить, збільшуються витрати енергії, потрібної для підтримки струму в колі. Отже, між довжиною провідника та його опором існує пряма залежність.

Зі збільшенням площі поперечного перерізу провідника зростає число шляхів для проходження електронів; рухаючись в одному напрямі, при цьому вони менше заважають один одному. Опір провідника обернено пропорційний площі його поперечного перерізу.

З підвищенням температури опір майже всіх провідників (крім вугілля та рідин) збільшується. Це пояснюється тим, що зі зростанням температури частішають коливальні рухи молекул і атомів матеріалу провідника; тому ймовірність зіткнення з ними вільних електронів збільшується. Залежність опору провідника від температури враховується температурним коефіцієнтом .

Температурний коефіцієнт опору – це число, що показує, наскільки змінюється опір провідника на кожний ом його початкового опору при зміні температури матеріалу на 1 С:

= ,

звідки R =R

де R - опір провідника при змінній температурі t; R - його опір при початковій температурі t

Іноді користуються величиною,оберненого опору, яка називається провідністю :

G = I/R

Одиницею провідності в СІ є сименс (См)

Закон Ома

I = U/R

Тобто сила струму на ділянці кола прямо пропорційна спаду напруги націй ділянці й обернено пропорційна її опору.

Цей закон Ома для ділянки кола.

Закон Ома для внутрішньої частини кола матиме такий вигляд:

I = U /R

Перший закон Кірхгофа

Найпростіші нерозголужені замкнуті електричні кола можна розраховувати за допомогою закону Ома. При розрахунку розгалужених електричних кіл використовують два закони Кірхгофа.

Перший закон Кіргхгофа стосується розголужених електричних кіл, де є одне джерело живлення.

Експерементально встановлено, що сума струмів, які приходять до вузлової точки кола дорівнює сумі струмів, які виходять з цієї точки.

Перший закон Кірхгофа можна сформулювати : алгебрична сума струмів електричного кола дорівнює нулю.