Зависимость сопротивления проводников от геометрических параметров
R – сопротивление
- удельное
сопротивление, определяется по таблице,
= Омм.
Самыми хорошими проводниками является серебро, медь и алюминий.
На практике чаще всего применяют медь и алюминий.
l– длина проводника. Если в задаче задано расстояние от потребителя до источника тока 25м, то l = 50м, т.к. проводка выполняется двойным проводом.
S
– площадь круглого поперечного сечения,
;
1 мм2
=10-6
м2;
проводимость
проводников - это величина, обратная
сопротивлению.
= Ом-1
Зависимость сопротивления от температуры
Физический смысл: с увеличением t происходит увеличение амплитуды колебаний ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки, что с повышением температуры сопротивление проводника увеличивается.
R = R0 (1 + t), где
R – сопротивление нагретого проводника
R0 – сопротивление проводника при температуре 0С
- температурный коэффициент сопротивления данного материала (определяем по таблице) [] = К-1 = град –1
t – конечная температура
Эта зависимость используется в термометрах сопротивления для измерения очень низких и высоких температур.
Понятие сверхпроводимости
Измеряя сопротивление проводников при очень низких температурах, голландский физик Х. Камерлинг-Оннес в 1911 г. обнаружил явление, названное позднее сверхпроводимостью.
П
ри
приближении температуры некоторых
проводников из чистых металлов к
абсолютному нулю их сопротивление
скачком падает до нуля – это называется
сверхпроводимостью. На графике показана
зависимость удельного сопротивления
олова
от температуры.
Если в замкнутом контуре из сверхпроводника создать электрический ток, то этот ток будет неделями течь в сверхпроводнике, практически не уменьшаясь по величине, ведь выделения тепла в сверхпроводящей обмотке не происходит.
Сверхпроводимость позволяет получать при низких температурах в проводниках небольшого сечения огромные токи.
Поэтому из сверхпроводников изготавливают обмотку мощных эл. генераторов и сверхмощных эл.магнитов, которые охлаждаются гелием до температуры 4 К.
Разрабатываются сверхпроводящие кабели для передачи электроэнергии.
Полное объяснение явления сверхпроводимости можно дать с позиций квантовой механики.
Решить задачи:
№ № 874, 875, 880, 882, 883-т, 884-т, 886, 888 , 895, 958.
12.10, 12.11,12.16,12.18, 12.19-т,12.20-т, 12.23, 12.25,12.33, 12.100.
№ № 896, 897, 898, 900, 901, 902
12.34, 12.35, 12.36, 12.38, 12.39,12.40
Соединение потребителей электрического тока.
Для лучшего усвоения материала вспомните следующее:
Как в цепь включается амперметр, вольтметр?
2. Что вы знаете о сопротивлении измерительных приборов?
Последовательное соединение |
Параллельное соединение |
Соединение, при котором выход первого сопротивления соединяется с входом второго и т.д. называется последовательным
ЗАКОНЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО CОЕДИНЕНИЯ
1.
I1
=
I2
= I3
= · · · · = In
I = const 2. U0 = U1 + U2 + U3 + · · · · = Un Из закона Ома : U = I R IR0 = IR1+IR2+ IR3· · · · +IRn = IR0 = I(R1+R2+R3+· · · · Rn)
|
Соединение, при котором входы всех сопротивлений собраны в один узел (узлом называется соединение трех и более проводов), а выходы собраны в другой узел
н
ЗАКОНЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ
|
азывается
параллельным.
3. Что такое сила тока?
3. R0 = R1+R2+R3+· · · · Rn наз. эквивалентным или общим. Если все потребители имеют одинаковые сопротивления, то:
4. R0 = n R, где n - число потребителей с одинаковым сопротивлением.
Применение последовательного соединения: а) Предохранители могут обесточить цепь только при последовательном подключении б) Как дополнительное сопротивление для «гашения лишнего» напряжения, например: лампочка рассчитана на Uл=100В, а сетевое напряжение U0= 220В, без дополнительного сопротивления ее включить нельзя т.к. она перегорит, необходимо «убрать лишнее» напряжение: 220В – 100В = 120В. Rл Rдоп
Попробуйте рассчитать величину дополнительного сопротивления в данном случае, если сопротивление лампочки 50 Ом. в) Для увеличения пределов измерения вольтметров. г) При изготовлении елочных гирлянд.
· · · · Недостатки последовательного соед соединения
При выходе из строя одного из потребителей, цепь размыкается. |
1. I0 = I1 + I2 + I3 + · · · · + In
2. U0 = U1 = U2 = U3= · · · · = Un Закон Ома для каждого участка цепи: I0
=
=
+
Если в правой части U вынести за скобку и сократить с U левой части, получим: 3.
В отличие от последовательного соединения складываются не сопротивления, а величины им обратные, т.е. проводимости. Для 2-х сопротивлений удобно использовать формулу: 4
R12
5.
R0
=
одинаковые сопротивления. Запомните, что R0 всегда меньше наименьшего в цепи. Применение параллельного соединения: Этот вид соединения применяется для электроснабжения жилых домов (в наших квартирах все потребители соединены параллельно), на производственных предприятиях все станки запараллелены. На строительных площадках все электрифицированное оборудование включено параллельно, электрифицированный транспорт и мн.др. |
;
I1
=
и т.д. подставим в (1)
+
+ · · · · +
;
=
;
,
где n
- число потребителей, если все
потребители имеютСмешанное соединение резисторов