Електрично съпротивление

Въздухът оказва съпротивление на движещите се тела и намалява тяхната скорост. По подобен начин проводниците също оказват съпротивление на движещите се електрони и намаляват електричния ток.

1. Какво е електрично съпротивление?

а) свойство, което характеризира съпротивлението

Извод

При едно и също напрежение, когато увеличаваме разстоянието между точките А и B, токът във веригата намалява. Следователно по-дългият проводник оказва по-голямо съпротивление на електричния ток.


Електричното съпротивление е физична величина, която характеризира количествено свойството на проводниците и на останалите елементи на една електрическа верига да намаляват електричния ток, който тече през тях.  

 

б) формула за съпротивление

в) единица за съпротивление

2. Консуматори

Електрическите лампи, нагревателите и другите електрически уреди и елементи, които се включват в една електрическа верига, преобразуват електрична енергия в друг вид енергия (топлинна, светлинна, механична). Затова ще ги наричаме консуматори. Всеки консуматор се характеризира с електрично съпротивление. В седми клас ще разглеждаме консуматори, чието съпротивление R е постоянно и не зависи от подаденото напрежение. 

Забележка. Съпротивлението на съединителните проводници и на амперметрите е пренебрежимо малко. Затова ще смятаме, че те не консумират електроенергия и не променят тока в електрическата верига. Волтметрите имат толкова голямо съпротивление, че през тях практически не тече ток, т.е. те също не променят токовете и напреженията във веригата.


Да проверим какво сте научили 

Пресметнете съпротивлението R на проводник, ако при напрежение U = 3 V по проводника тече ток I = 2 A.

Решение
Дадено: U = 3 V, I = 2 A.
Търси се: R = ?

 [latex]R=\frac{U}{I}=\frac{3\text{ V}}{2\text{ A}}=1,5\text{ }\Omega [/latex].

По проводник със съпротивление R = 30 Ω тече ток I = 1,5 A. Колко волта е напрежението върху проводника?

Решение
Дадено: R = 30 Ω, I = 1,5 A.
Търси се: U = ?

 U = RI = (30 Ω)(1,5 A)= 45 V.

Между двата края на консуматор със съпротивление R = 20 Ω е подадено напрежение U = 5 V. Колко ампера е токът през консуматора?

Решение
Дадено: R = 20 Ω, U = 5 V.
Търси се: I = ?

[latex]I=\frac{U}{R}=\frac{5\text{ V}}{20\text{ }\Omega }=0,25\text{ A}[/latex].


Електрично съпротивление

1. Какво е електрично съпротивление?

а) свойство, което характеризира съпротивлението
б) формула за съпротивление
в) единица за съпротивление

2. Консуматори

 

Електрично съпротивление

6. Електрично съпротивление

Както знаете, въздухът оказва съпротивление на движещите се тела и намалява тяхната скорост. По подобен начин проводниците също оказват съпротивление на движещите се електрони и намаляват електричния ток.

Какво е електрично съпротивление?

Опит. Свържете електрическата верига от фиг. 1. Във веригата е включена само частта AB от проводника (жица от нихром). Напрежението U между двата края А и B на проводника е равно на напрежението на източника. Амперметърът измерва тока I по проводника. Увеличете дължината AB на проводника, включен във веригата, като раздалечите една от друга двете щипки. Токът намалява (вж. табл. 1). Следователно при едно и също напрежение по по-дългия проводник тече по-слаб ток. Казваме, че по-дългият проводник има по-голямо електрично съпротивление. Електричното съпротивление е физична величина, която характеризира количествено свойството на проводниците и на останалите елементи на една електрическа верига да намаляват електричния ток, който тече през тях.

     Както знаете, най-добри проводници са металите. В тях има много свободни електрони, които започват насочено движение, когато се приложи напрежение. Движещите се електрони се удрят в атомите на метала и това е причината за възникване на съпротивление при металите. Дори най-добрите проводници (сребро, мед) имат макар и малко електрично съпротивление. В изолаторите практически няма свободни електрони и затова тяхното съпротивление е много голямо.

Формула и единица за съпротивление

Съпротивлението се означава с главна буква R (чете се „ер“). За да определим съпротивлението R на проводник, трябва да измерим напрежението U между двата му края и тока I, който тече по проводника. По определение:


[latex]съпротивление=\frac{напрежение}{ток}[/latex] или [latex]R=\frac{U}{I}[/latex].

Единицата за електрично съпротивление се нарича ом в чест на германския физик Георг Ом. Бележи се с гръцката буква Ω (омега). Съпротивлението на проводник е R = 1 Ω, ако при напрежение U = 1 V по проводника тече ток I = 1 A: 


[latex]1\text{ }\Omega =\frac{1\text{ V}}{1\text{ A}}=1\frac{\text{ V}}{\text{ A}}[/latex].

Консуматори

Електрическите лампи, нагревателите и другите електрически уреди и елементи, които се включват в една електрическа верига, преобразуват електрична енергия в друг вид енергия (топлинна, светлинна, механична). Затова ще ги наричаме консуматори. Всеки консуматор се характеризира с електрично съпротивление. На фиг. 2 е показана схема на електрическа верига, в която е включен само един консуматор. В седми клас ще разглеждаме консуматори, чието съпротивление R е постоянно и не зависи от подаденото напрежение.

     Резисторите са електрически елементи (консуматори) с постоянно съпротивление. Те имат два извода (фиг. 3). Резистори се използват в електрическите вериги на телевизори, компютри и електроуреди за осигуряване на необходимите за нормалната им работа токове и напрежения. Резисторите се означават със схемния знак за консуматор (фиг. 2).

Забележка. Съпротивлението на съединителните проводници и на амперметрите е пренебрежимо малко. Затова ще смятаме, че те не консумират електроенергия и не променят тока в електрическата верига. Волтметрите имат толкова голямо съпротивление, че през тях практически не тече ток, т.е. те също не променят токовете и напреженията във веригата.

Проверете какво сте научили

Реостат

В двете електрически вериги е включен един и същ реостат. Защо амперметърът от верига 2 измерва по-голям ток? В коя от веригите можем да променяме тока през амперметъра като хлъзгаме наляво или надясно плъзгача на реостата?

Отговор

Реостатът има три букси (вж. фигурата): 1 и 2 са свързани към двата края на реостата, а 3 – към плъзгача. Във верига 1 съединителните проводници са поставени в букси 1 и 2, т.е. целият реостат е включен във веригата и неговото съпротивление не може да се променя. Това е най-голямото възможно съпротивление R0 на реостата – съпротивлението на целия проводник, от който той е направен.

В електрическа верига 2 единият съединителен проводник е поставен в букса 3 – на плъзгача. В този случай във веригата е включена само част от реостата: от букса 1 до плъзгача. При движение на плъзгача можем да изменяме големината на включената част от реостата и така да променяме съпротивлението от нула до съпротивлението R0 на целия реостат. Във верига 2 тече по-силен ток, защото е включена само част от реостата и съпротивлението е по-малко.