Сопротивление происходит от слова “сопротивляться”. В электронике есть такое понятие, как Ом. Что это такое и с чем его едят? Для более развернутого ответа, давайте рассмотрим вот такую схему:

Буквы в кружочках – это измерительные приборы

Вольтметр служит для измерения напряжения , а амперметр – для измерения силы тока . Как ими правильно пользоваться читаем в этой статье.

Итак, если пропустить по проводу электрический ток с силой тока в 1 Ампер, а на концах этого провода у нас появится напряжение в 1 Вольт, это значит, что наш провод обладает сопротивлением в 1 Ом.

В электротехнике и электронике сопротивление обозначается буквой R . Например, тело человека имеет сопротивление от нескольких сотен Ом и до 100 кОм. Для расчетов берут 1 кОм. Это зависит от многих факторов, таких как пол, возраст, состояние кожи, сила прикосновения проводников к коже, уровень алкоголя в крови и тд. Медный провод длиной в метр и сечением в 1 мм 2 имеет сопротивление 0,1 Ом.

От чего зависит сопротивление

Какой из предметов будет оказывать большее сопротивление электрическому току?

Садовый шланг

или нефтяная магистраль?

Конечно же садовый шланг. Почему? Да потому что его диаметр намного меньше, чем у нефтяной магистрали.

А теперь ответьте на такой вопрос, какой шланг будет обладать большим сопротивлением, с учетом того, что их длины и диаметры равны?

Гофрированный

или гладкий?

Разумеется гофрированный. Его стенки будут препятствовать потоку воды.

И еще один нюанс. У нас есть садовый гофрированный шланг. Мы обрезали от него небольшую длину, но все равно остался еще большой моток шланга

У какого шланга будет большее сопротивление потоку воды? Думаю, у того, который длиннее.

Формула сопротивления

Как ни странно, но дела с проводом обстоят точно также. Чем тоньше и длиннее провод, тем больше его сопротивление электрическому току. Большую роль играет также материал, из которого он изготовлен. Различные материалы по разному проводят электрический ток. Есть те, которые замечательно проводят ток, типа серебра, а есть те, которые почти не пропускают через себя электрический ток, типа фарфора.

Поэтому, формула будет иметь такой вид:

В технике до сих пор применяется устаревшая единица измерения удельного сопротивления Ом х мм 2 /м. Чтобы перевести в Ом х м , достаточно умножить на 10 -6 , так как 1 мм 2 =10 -6 м 2 .

Как вы видите из таблицы выше, самым маленьким удельным сопротивлением обладает серебро, поэтому провод из серебра будет наилучшим проводником в конструировании радиоэлектронных устройств. Ну а самым распространенными и дешевыми – медь и алюминий. Именно эти два металла в основном используются во всей электронной и электротехнической промышленности.

Вещества, которые оказывают наименьшее сопротивление электрическому току и обладают очень малым сопротивлением называются проводниками , а вещества, которые обладают ну очень большим сопротивлением электрическому току и почти его не пропускают через себя, называются диэлектриками . Между ними стоит класс полупроводников .

Резисторы

В электронике уже имеются специальные радиоэлектронные компоненты. Их называют .

Существуют постоянные резисторы, у которых сопротивление практически не меняется:

а есть также и переменные резисторы:

С помощью них можно изменять сопротивление в каком-либо определенном диапазоне.

Последовательное и параллельное соединение резисторов

В электрических схемах постоянные резисторы обозначаются так:

переменные выглядят немного по-другому

Все вышеописанные резисторы можно соединять параллельно или последовательно. При параллельном соединении выводы резисторов соединятся в общих точках.

В этом случае, чтобы узнать общее сопротивление всех резисторов в цепи, достаточно будет воспользоваться формулой, где значение между точками А и В (R AB) и есть то самое R общее:

При последовательном соединении номиналы резисторов просто суммируются

В этом случае

Резюме

Сопротивление играет главную роль в электронике и электротехнике. Любой материал во Вселенной обладает сопротивлением электрическому току. Некоторые материалы очень плохо пропускают через себя электрический ток, а некоторые материалы, такие как серебро и медь, обладают очень малым сопротивлением и отлично пропускают через себя электрический ток.

На сопротивление влияют также такие параметры, как материал, площадь поперечного сечения материала, а также его длина. Материалы, которые отлично проводят через себя электрический ток называются проводниками, а которые препятствую протеканию электрического тока – диэлектриками.

Резисторы – специальные радиоэлементы в электронике, которые обладают определенным номиналом сопротивления и выполняют различные функции.

Любое физическое тело, через которое происходит направленное движение ионов, оказывает току определенное сопротивление. Свойство каждого вида материала проводника не давать заряженным частицам проходить сквозь него – сопротивление электрическое. С учетом разниц противодействия движению ионов строятся многие принципиальные схемы, часть из которых применяется в электронных вычислительных машинах, например, это триггеры в бытовых приборах, наушниках.

Что такое электрическое сопротивление

Что такое сопротивление в физике? Сопротивление – это физическое значение, которым описывается свойство проводящего материала препятствовать прохождению заряженных частиц сквозь него. Согласно закону Ома, данная величина равна значению напряжения на концевых участках проводника, деленному на силу тока в амперах, проходящего по нему. Значение противодействия направленному току заряженных частиц для цепей с переменным током и полей электромагнитного типа характеризуется полями волнового препятствия изменению потенциала и импедансом.

Интересно. На основании данной характеристики также получила название радиодеталь резистор, от английского Resistance – сопротивление. Эта часть требуется для введения в цепи питания активного препятствия электрическому току.

Определение единицы сопротивления – Ом

В чем измеряется сопротивление тока? Единица измерения в международной системе СИ – Ом. Данная величина равна сопротивлению в цепи между крайними участками, между которыми течет напряжение величиной в 1 В при силе тока в 1А. Слово было получено по фамилии ученого – Георга Ома. Было принято как единица измерения в шестидесятых годах двадцатого века вместе с международной системой единиц СИ.

Средства воспроизведения сопротивления

Для определения меры электрического сопротивления используют:

• Магазин сопротивлений – специальный набор радиоэлементов различного номинала. Данные компоненты специально изготовлены таким образом, чтобы содержать эталонное сопротивление проводников. При подключении электропроводника с постоянным или переменным током к магазину сопротивления можно выбрать подходящий по величине резистор и получить на выходе определенное напряжение, которое затем можно измерить при помощи вольтметра;
• Катушка – устройство, которое работает по сходному с магазином принципу. При подключении на вход прибора можно при помощи имеющихся рычагов и переключателей отрегулировать величину сопротивления агрегата и получить на выходе требуемый вольтаж.

Государственный эталон сопротивления

Данный государственный стандарт под индексом ГЭТ 14-91 принято описывать в следующем виде.

Величины и характеристики эталонного сопротивления

Название характеристики	Величина по государственному эталону 14-91
Воспроизводимое значение в Омах	6453 и 12906
Хранимое значение в Омах	1
Неточности по первому типу (А) в миллиардных долях	25
Неточности по второму типу (В) в миллиардных долях	35
Сумма стандартной неопределенности, ppb	45
Увеличенная неопределенность при коэффициенте, равном двум, ppb	90

Статическое и динамическое сопротивление

Согласно теории нелинейных цепей, разделяют величину сопротивления на статическую и динамическую. Первая – тождественна закону Ома и равна отношению напряжения на элементе к текущей силе тока. Динамической величиной элемента, которому присущи признаки нелинейности, является значение, полученное при делении минимального увеличения напряжения к соответствующему увеличению силы тока.

Зависимость величины от характеристик проводника

В проводнике носителями электрического тока являются свободные отрицательно заряженные частицы. Поведение в веществе подобно газу. Плотность свободных частиц зависят от плотности среды. Исходя из этого, плотность и структура кристаллической решетки определяются типом проводящего материала и его размерами. Из-за этого на проводимость влияют площадь поперечного сечения и температура. Сопротивление через площадь поперечного сечения считается расчетной величиной.

Сопротивление тела человека

Данная величина нелинейная, зависит от многих параметров и не может считаться омической. Значение может изменяться во времени, снижаясь относительно человека, который взволнован и вспотел. Кроме того, на данную величину оказывает влияние окружающая среда. У сухой дермы величина может превышать 10 тысяч Ом*метр. Поэтому временной график величины у человека может иметь разный вид.

Приборы для измерения сопротивления (постоянного тока)

Для измерения сопротивления можно применять:

• Омметр – непосредственно позволяет показывать уровень нагрузки;
• Мост Витстона;
• Возможно рассчитать по полученным данным амперметра и вольтметра по простым формулам.

Проводник, когда по нему идет ток

Во время прохождения электрического заряда по проводнику происходит усиленное выделение тепловой энергии. При этом проводник может сильно нагреваться. Энергия рассчитывается по формуле:

А=Р*t, где Р – мощность, рассчитываемая по формуле Р=U*I.

Типичный случай – нагрев алюминия под высоким напряжением.

Влияние температуры на удельное сопротивление

Характеристика удельного сопротивления при увеличении температуры также повышается. Это происходит из-за увеличения темпа движения заряженных частиц в металле, с повышением температуры. Удельное сопротивление веществ, проводящих электрический ток, и угля при нагревании, соответственно, уменьшается, из-за увеличения количества свободных электронов на единицу объема.

Показатели для твердотельных материалов

Удельное сопротивление сплавов и твердотельных металлов практически не меняется при повышении или снижении температуры. Это происходит из-за плотности кристаллической решетки. Характеристика присуща константану, манганину и другим плотным сплавам. Для такой особенности требуется повышенное удельное значение относительно составляющих компонентов.

Связь с удельной проводимостью

Электрическая проводимость представляет собой характеристику среды по проведению заряженных частиц, а также изменению свойств тел либо среды, из-за которых возникает движение заряженных частиц под воздействием электромагнитного поля. Данное значение считается обратным по величине сопротивлению проводника.

Показатели для жидких проводников

Показатели электросопротивления растворов солей и щелочей являются динамическими. Значения зависят от состава, концентрации вещества. При этом влияние температуры, обратное металлам. Во время нагрева из-за эффекта диффузии значение падает и наоборот. При слишком низких температурах электролит может перейти в твердое агрегатное состояние и не проводить ток. Так, вода, которая кристаллизовалась, не является проводником. Гидравлическое препятствование движению частиц возникает из-за наличия в жидкости производных солей, являющихся проводниками.

Зависимость удельного сопротивления от деформаций

При холодной обработке проводников происходит пластическая деформация сырья с последующим искажением кристаллической решетки, что значительно увеличивает уровень удельного сопротивления.

Электрическое сопротивление – это свойство любого вещества препятствовать движению ионов. Характеристика является динамической и зависит от нескольких факторов. Изоляция и некоторые материалы обладают уровнем сопротивления, при котором электрический ток не способен проходить сквозь вещество. Это может характеризовать некоторые вещества, как плохо проводящие ток из-за малого объема ионов. Что такое сопротивление проводника? Величина, из-за которой происходит потеря мощности при прохождении электричества.

Видео

Сопротивление измеряется в Омах (Ом).

Ом является единицей измерения сопротивления, получившей свое название в честь известного немецкого физика Георга Ома, который открыл закон Ома .

В России единица измерения электрического сопротивления обозначается, как Ом, в международной классификации обозначается Омегой: Ω.

В Международную систему единиц (СИ) Ом был введен в 1960 году. В России также действует ГОСТ 8.417-2002 , который устанавливает единицы физических единиц, применяемых в нашей стране, их наименование, обозначение и определение, в данном государственном стандарте также указана единица измерения электрического сопротивления Ом (Таблица №3 ГОСТ 8.417-2002).

Многие люди по ошибке спрашивают, в каких единицах измеряется сопротивление тока? Однако такой вопрос является некорректным так как у электрического тока отсутствует такое свойство, как сопротивление. Скорей всего человек имеет в виду сопротивление проводника, оно же электрическое сопротивление. Поэтому правильно задавать вопрос так: В каких единицах измеряется сопротивление проводника? Правильный ответ: Сопротивление проводника измеряется в Омах (Ом).

Каким прибором измеряется сопротивление

Прибор, которым измеряется электрическое сопротивление носит название – Омметр.

Среди прочих показателей, характеризующих электрическую цепь, проводник, стоит выделить электрическое сопротивление. Оно определяет способность атомов материала препятствовать направленному прохождению электронов. Помощь в определении данной величины может оказать как специализированный прибор – омметр, так и математические расчеты на основании знаний о взаимосвязях между величинами и физическими свойствами материала. Измерение показателя производится в Омах (Ом), обозначением служит символ R.

Закон Ома – математический подход при определении сопротивления

Соотношение, установленное Георгом Омом, определяет взаимосвязь между напряжением, силой тока, сопротивлением, основанную на математическом взаимоотношении понятий. Справедливость линейной взаимосвязи – R = U/I (отношение напряжения к силе тока) – отмечается не во всех случаях.
Единица измерения [R] = B/A = Ом. 1 Ом – сопротивление материала, по которому идет ток в 1 ампер при напряжении в 1 вольт.

Эмпирическая формула расчета сопротивления

Объективные данные о проводимости материала следуют из его физических характеристик, определяющих как его собственно свойства, так и реакции на внешние влияния. Исходя из этого проводимость зависит от:

• Размера.
• Геометрии.
• Температуры.

Атомы проводящего материала сталкиваются с направленными электронами, препятствуя их дальнейшему продвижению. При высокой концентрации последних атомы не способны им противостоять и проводимость оказывается высокой. Большие значения сопротивления характерны для диэлектриков, которые отличаются практически нулевой проводимостью.

Одной из определяющих характеристик каждого проводника является его удельное сопротивление – ρ. Оно определяет зависимость сопротивления от материала проводника и воздействий извне. Это фиксированная (в пределах одного материала) величина, которая представляет данные проводника следующих размеров – длина 1 м (ℓ), площадь сечения 1 кв.м. Поэтому взаимосвязь между данными величинами выражается соотношением: R = ρ* ℓ/S:

• Проводимость материала падает по мере увеличения его длины.
• Увеличение площади сечения проводника влечет за собой снижение его сопротивления. Такая закономерность обусловлена уменьшением плотности электронов, а, следовательно, и контакт частиц материала с ними становится более редким.
• Рост температуры материала стимулирует рост сопротивления, в то время как падение температуры влечет за собой его снижение.

Расчет площади сечения целесообразно производить согласно формуле S = πd 2 / 4. В определении длины поможет рулетка.

Взаимосвязь c мощностью (P)

Исходя из формулы закона Ома, U = I*R и P = I*U. Следовательно, P = I 2 *R и P = U 2 /R.
Зная величину силы тока и мощность, сопротивление можно определить как: R = P/I 2 .
Зная величину напряжения и мощности, сопротивление легко вычислить по формуле: R = U 2 /P.

Сопротивление материала и величины других сопутствующих характеристик могут быть получены с применением специальных измерительных приборов или на основании установленных математических закономерностей.

Для безопасной работы на сетях электроснабжения, а также элементарного понимания законов работы электрического поля необходимо обладать хотя бы первичными знаниями основных законов физики и знать определение напряжения тока и сопротивления материалов. В данной статье рассмотрены препятствия для прохождения тока, что такое сопротивление, и основная формула для его вычисления, а также, что такое резистор, и для чего он необходим.

Определение сопротивления

В пособиях по физике приводится следующее определение указанному явлению. Электрическое сопротивление проводника – это физическая величина, которая указывает на свойства материала препятствовать свободному прохождению тока от исходной точки на потребителя. Данный показатель равен отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по кабелю. Существует несколько видов сопротивления на основании свойств материала, к таким типам относятся:

1. Сопротивление проводников, близкое к нулю. В данном случае способность препятствовать свободному движению тока по кабелю очень низкая, к материалам с подобными характеристиками можно отнести металлическую проводку, выполненную из цветмета;
2. Минимальное сопротивление проводника. Ток по такому материалу протекает, но встречает определенную преграду, которая понижает напряжение и затрудняет бесперебойную работу электрического поля. Как правило, это не предназначенные для использования в качестве проводника предметы, например, металлические инструменты или стройматериалы, имеющие различную конфигурацию и сечение;
3. Высокое электросопротивление предмета. Подобные изделия называют полностью диэлектрическими, так как их материал обладает свойствами полной сопротивляемости протеканию тока по своей поверхности. Часто указанными свойствами обладают пластиковые и резиновые детали, изоляция кабеля или деревянные рукоятки инструмента. Ток по данным предметам не проходит, но его напряжение остается неизменным.

Все перечисленные виды сопротивления являются основными и, опираясь на них, производители какой-либо продукции указывают в паспорте изделия уровень защищенности проводника от действия тока. Это необходимо для соблюдения правил безопасности во время использования таких предметов и инструментов в строительстве и быту.

В чем измеряется сопротивление проводника

Электрическое сопротивление обозначается буквой R и измеряется в Омах. Показатель сопротивления, зависящего от типа тока и его напряжения в замкнутой цепи, основывается на законе Ома, который позволяет вычислить реальное значение проходящего по проводнику тока. Таким образом, чтобы вычислить сопротивление, необходимо подставить данные под основную формулу:

• R – это обозначение сопротивления;
• U – напряжение в Вольтах;
• I – сила тока в Амперах.

Чем измеряется сопротивление

Прибор для измерения сопротивления электрического называется Омметр, он подключается к проводнику с включенным питанием и автоматически замеряет показатели сопротивления. Как правило, при измерении сопротивления прибор преобразует переменный ток в постоянный и только после этого выполняет остальные действия. Для профессионального использования часто применяются многофункциональные инструменты, в набор которых входят сразу несколько приборов, замеряющих напряжение, силу тока и сопротивление материала.

Также существует классификация диагностических приборов по критерию мобильности. На основании такого показателя бывают:

1. Стационарные омметры – часто используются в лабораториях или в укомплектованных электрических шкафах, с многочисленным оборудованием. Такие приборы показывают данные постоянно и могут быть подключены к аварийной сигнализации, которая оповестит обслуживающий персонал об угрозе безопасности;
2. Мобильные комплексы или инструменты – чаще всего используются при проведении ремонтных или монтажных работ на линии для определения класса проводника и его целостности.

Несмотря на кажущуюся простоту, данный прибор требует внимательности и соблюдения правил безопасности при его использовании. Так как все действия осуществляются на рабочей сети, то необходимо внимательно изучить инструкцию по эксплуатации инструмента и не пытаться подключить его с нарушением схемы.

Резисторы в электрической цепи

Резистор с различным сопротивлением – это прибор электрической сети с пассивным действием, который призван поглощать определенную энергию и удерживать ее неограниченное время. Данное изделие не проводит никакой работы, поэтому считается пассивной деталью, но ее использование необходимо практически на всех схемах питания, а также в закрытых проводниках. Резистор – наиболее распространённый элемент, применяется чаще всех остальных комплектующих в большинстве микросхем.

Резисторы бывают различной маркировки, которая наносится краской на наружный корпус. Чем выше цифра на оболочке, тем большим сопротивлением обладает изделие. Принцип работы детали основан на свойствах материала поглощать заряд и рассеивать его в виде электрического поля, не повышая напряжения внутри сети проводников.

Резистор на основании рабочего материала бывает нескольких видов, но схема его действия принципиально не меняется. Существуют фоторезисторы, приборы переменного и постоянного тока, каждый из типов деталей выполняет свою функцию и обеспечивает нормальную работу закольцованной электрической цепи.

Данный тип изделий, в зависимости от необходимости, может комплектоваться по последовательной или параллельной схеме. При последовательном расположении общее сопротивление будет равно их сумме, а при параллельном – сопротивлением будет сумма показателей всех резисторов, находящихся в цепи.

Что влияет на показатели сопротивления

Существует несколько факторов, которые влияют на уровень сопротивления того или иного проводника. По этому принципу можно выделить три основных показателя:

1. Длина проводника. Чем больше кабель, тем выше будет его сопротивление, причем это касается и материалов с нулевым показателем, и проводника со средней сопротивляемостью;
2. Площадь поперечного сечения. В отличие от длины сети, площадь материала влияет в обратную сторону: чем она больше, тем меньше сопротивление проводника;
3. Характеристики материала кабеля. Существует такое понятие, как проводимость или удельное сопротивление материала, на основании этого параметра тот или иной кабель одинаковой площади и длины может обладать различной сопротивляемостью, в зависимости от примесей в составе металла.

Данные факторы являются основными, но иногда к ним можно отнести и наружную температуру среды, в которой находится проводник, так как при значительном холоде электрическое поле имеет свойство рассеиваться, отчего теряется напряженность, следовательно, и сопротивление будет колебаться.

Таким образом, при понимании основных законов физики и определения напряжения и сопротивления материалов электрическому току даже начинающий мастер сможет выполнять работы по монтажу и обслуживанию сетей, ремонту оборудования и успешно применять полученные знания на практике.

Видео