Объяснить понятие удельная электрическая проводимость и сопротивление, электрическая проводимость и сопротивления проводников.
Удельное электрическое сопротивление - физическая величина, характеризующая способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.
Электрическая проводимость - способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.
Удельное сопротивление обозначается греческой буквой ρ. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества.
Электрическое сопротивление однородного проводника с удельным сопротивлением ρ, длиной l и площадью поперечного сечения S может быть рассчитано по формуле:
(при
этом предполагается, что ни площадь, ни
форма поперечного сечения не меняются
вдоль проводника).
физический
смысл удельного сопротивления вещества
заключается в том, что оно представляет
собой сопротивление изготовленного из
этого вещества однородного проводника
единичной длины и с единичной площадью
поперечного сечения.
Удельное электрическое сопротивление и проводимость. Атомы разных веществ оказывают прохождению электрического тока неодинаковое сопротивление. О способности отдельных веществ проводить электрический ток можно судить по их удельному электрическому сопротивлению р. За величину, характеризующую удельное сопротивление, обычно принимают сопротивление куба с ребром 1 м. Удельное электрическое сопротивление измеряют в Ом*м.
Из металлов наиболее высокой электропроводностью обладают серебро и медь, так как структура их атомов позволяет легко передвигаться свободным электронам, затем следует золото, хром, алюминий, марганец, вольфрам и т. д. Хуже проводят ток железо и сталь. Чистые металлы всегда проводят электрический ток лучше, чем их сплавы.
Сформулировать закон Ома. Охарактеризовать зависимость сопротивления проводников от температуры. Дать понятие о сверхпроводимости.
Сверхпроводимость - свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько сотен соединений, чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость — квантовое явление.
Зависимость сопротивления проводников от температуры:
Сопротивление металлических проводников увеличивается с повышением температуры. У полупроводников сопротивление сильно уменьшается при повышении температуры.
У некоторых металлов при температуре, близкой к абсолютному нулю, сопротивление скачком уменьшается до нуля (явление сверхпроводимости).
Сопротивление проводника связано с температурой следующим соотношением:
Закон Ома - эмпирический физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника или электрического напряжения U с силой тока I и сопротивлением проводника R (для участка цепи):
Закон
открыт в 1826 году Георгом Омом и назван
в его честь.
Ом
так записал свой закон (для полной цепи).
Из закона Ома для полной цепи вытекают два следствия:
при r << R:
- сила тока в цепи обратно пропорциональна сопротивлению нагрузки (элементов цепи);
- в ряде случаев источник может быть назван источником напряжения.
при r >> R:
- сила тока не зависит от свойств внешней цепи (от величины нагрузки);
- источник может быть назван источником тока.