Formulieren Sie die Definition des elektrischen Widerstands. Elektrischer Widerstand

Ohne grundlegende Kenntnisse über Elektrizität ist es schwer, sich vorzustellen, wie sie funktionieren Elektrogeräte, warum funktionieren sie überhaupt, warum muss man den Fernseher anschließen, damit es funktioniert, aber eine Taschenlampe braucht nur eine kleine Batterie, um im Dunkeln zu leuchten.

Und so werden wir alles der Reihe nach verstehen.

Strom

Strom- Das Naturphänomen, was die Existenz, Wechselwirkung und Bewegung elektrischer Ladungen bestätigt. Elektrizität wurde erstmals im 7. Jahrhundert v. Chr. entdeckt. Griechischer Philosoph Thales. Thales bemerkte, dass ein Stück Bernstein, wenn es an Wolle gerieben wird, leichte Objekte anzieht. Bernstein heißt im Altgriechischen Elektron.

So stelle ich mir vor, wie Thales sitzt, ein Stück Bernstein auf seinem Himation (das ist die Wolloberbekleidung der alten Griechen) reibt und dann mit verwirrtem Blick zusieht, wie Haare, Fadenfetzen, Federn und Papierfetzen angezogen werden zum Bernstein.

Dieses Phänomen nennt man statische Elektrizität. Sie können dieses Erlebnis wiederholen. Reiben Sie dazu ein normales Plastiklineal gründlich mit einem Wolltuch ab und führen Sie es an die kleinen Papierstücke heran.

Es ist zu beachten, dass dieses Phänomen schon lange nicht mehr untersucht wurde. Und erst im Jahr 1600 führte der englische Naturforscher William Gilbert in seinem Aufsatz „Über den Magneten, magnetische Körper und den großen Magneten – die Erde“ den Begriff Elektrizität ein. In seiner Arbeit beschrieb er seine Experimente mit elektrifizierten Objekten und stellte auch fest, dass andere Stoffe elektrisiert werden können.

Dann erforschten die fortschrittlichsten Wissenschaftler der Welt drei Jahrhunderte lang Elektrizität, schrieben Abhandlungen, formulierten Gesetze, erfanden elektrische Maschinen und erst 1897 entdeckte Joseph Thomson den ersten materiellen Träger der Elektrizität – das Elektron, ein Teilchen, das elektrische Prozesse in Gang setzt Substanzen möglich.

Elektron– Dies ist ein Elementarteilchen, dessen negative Ladung ungefähr gleich ist -1,602·10 -19 Cl (Anhänger). Festgelegt e oder e –.

Stromspannung

Um geladene Teilchen von einem Pol zum anderen bewegen zu können, ist es notwendig, zwischen den Polen eine Verbindung herzustellen Potentialdifferenz oder - Stromspannung. Spannungseinheit – Volt (IN oder V). In Formeln und Berechnungen wird die Spannung mit dem Buchstaben bezeichnet V . Um eine Spannung von 1 V zu erhalten, müssen Sie eine Ladung von 1 C zwischen den Polen übertragen und dabei 1 J (Joule) Arbeit verrichten.

Stellen Sie sich zur Verdeutlichung einen Wassertank vor, der sich in einer bestimmten Höhe befindet. Aus dem Tank kommt ein Rohr. Wasser unter natürlichem Druck verlässt den Tank durch ein Rohr. Lassen Sie uns zustimmen, dass Wasser ist elektrische Ladung, die Höhe der Wassersäule (Druck) beträgt Stromspannung und die Geschwindigkeit des Wasserflusses ist elektrischer Strom .

Also als mehr Wasser im Tank, desto höher ist der Druck. Auch aus elektrischer Sicht gilt: Je größer die Ladung, desto höher die Spannung.

Beginnen wir mit dem Ablassen des Wassers, der Druck wird abnehmen. Diese. Der Ladezustand sinkt – die Spannung sinkt. Dieses Phänomen kann bei einer Taschenlampe beobachtet werden; die Glühbirne wird schwächer, wenn die Batterien entladen werden. Bitte beachten Sie, dass der Wasserdurchfluss (Strom) umso geringer ist, je niedriger der Wasserdruck (Spannung) ist.

Elektrischer Strom

Elektrischer Strom ist ein physikalischer Prozess der gerichteten Bewegung geladener Teilchen unter dem Einfluss elektromagnetisches Feld von einem Pol eines geschlossenen Stromkreises zum anderen. Ladungstragende Teilchen können Elektronen, Protonen, Ionen und Löcher sein. Ohne einen geschlossenen Stromkreis ist kein Strom möglich. Teilchen, die elektrische Ladungen tragen können, kommen nicht in allen Stoffen vor, in denen sie vorkommen Dirigenten Und Halbleiter. Und Stoffe, in denen solche Partikel nicht vorkommen - Dielektrika.

Aktuelle Einheit – Ampere (A). In Formeln und Berechnungen wird die Stromstärke durch den Buchstaben angegeben ICH . Ein Strom von 1 Ampere wird erzeugt, wenn eine Ladung von 1 Coulomb (6,241·10 18 Elektronen) in 1 Sekunde durch einen Punkt in einem Stromkreis fließt.

Schauen wir uns noch einmal unsere Wasser-Strom-Analogie an. Nehmen wir jetzt erst zwei Tanks und füllen sie mit der gleichen Menge Wasser. Der Unterschied zwischen den Tanks liegt im Durchmesser des Auslassrohrs.

Öffnen wir die Wasserhähne und stellen wir sicher, dass der Wasserfluss aus dem linken Tank größer ist (der Rohrdurchmesser ist größer) als aus dem rechten. Diese Erfahrung ist ein klarer Beweis für die Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit vom Rohrdurchmesser. Versuchen wir nun, die beiden Flüsse auszugleichen. Füllen Sie dazu Wasser (Ladung) in den rechten Tank. Dadurch wird mehr Druck (Spannung) erzeugt und die Durchflussrate (Strom) erhöht. In einem Stromkreis spielt der Rohrdurchmesser eine Rolle Widerstand.

Die durchgeführten Experimente zeigen deutlich den Zusammenhang zwischen Stromspannung, Stromschlag Und Widerstand. Wir werden etwas später mehr über den Widerstand sprechen, aber jetzt noch ein paar Worte zu den Eigenschaften des elektrischen Stroms.

Wenn die Spannung ihre Polarität nicht ändert, von Plus nach Minus, und der Strom in eine Richtung fließt, dann ist dies der Fall D.C. und dementsprechend konstante Spannung . Wenn die Spannungsquelle ihre Polarität ändert und der Strom erst in die eine, dann in die andere Richtung fließt, ist dies bereits der Fall Wechselstrom Und Wechselspannung. Maximal- und Minimalwerte (in der Grafik angegeben als Io ) - Das Amplitude oder Spitzenstromwerte. In Haushaltssteckdosen ändert die Spannung 50 Mal pro Sekunde ihre Polarität, d. h. Schwingt der Strom hier und da, so stellt sich heraus, dass die Frequenz dieser Schwingungen 50 Hertz, kurz 50 Hz, beträgt. In einigen Ländern, beispielsweise in den USA, beträgt die Frequenz 60 Hz.

Widerstand

Elektrischer Widerstand – physikalische Größe, die die Eigenschaft eines Leiters bestimmt, den Stromdurchgang zu behindern (Widerstand zu leisten). Widerstandseinheit – Ohm(bezeichnet Ohm oder der griechische Buchstabe Omega Ω ). In Formeln und Berechnungen wird der Widerstand durch den Buchstaben angegeben R . Ein Leiter hat einen Widerstand von 1 Ohm, an dessen Polen eine Spannung von 1 V anliegt und ein Strom von 1 A fließt.

Leiter leiten Strom unterschiedlich. Ihre Leitfähigkeit hängt in erster Linie vom Material des Leiters sowie vom Querschnitt und der Länge ab. Je größer der Querschnitt, desto höher die Leitfähigkeit, aber je größer die Länge, desto geringer die Leitfähigkeit. Widerstand ist umgekehrtes Konzept Leitfähigkeit.

Am Beispiel des Sanitärmodells kann der Widerstand als Rohrdurchmesser dargestellt werden. Je kleiner es ist, desto schlechter ist die Leitfähigkeit und desto höher ist der Widerstand.

Der Widerstand eines Leiters äußert sich beispielsweise in der Erwärmung des Leiters, wenn Strom durch ihn fließt. Darüber hinaus ist die Erwärmung umso stärker, je größer der Strom und je kleiner der Leiterquerschnitt ist.

Leistung

Elektrische Energie ist eine physikalische Größe, die die Geschwindigkeit der Stromumwandlung bestimmt. Sie haben zum Beispiel schon mehr als einmal gehört: „Eine Glühbirne hat so viele Watt.“ Dies ist die Leistung, die die Glühbirne pro Zeiteinheit während des Betriebs verbraucht, d. h. Umwandlung einer Energieart in eine andere mit einer bestimmten Geschwindigkeit.

Stromquellen wie Generatoren zeichnen sich ebenfalls durch Leistung aus, die jedoch bereits pro Zeiteinheit erzeugt wird.

Netzteil – Watt(bezeichnet W oder W). In Formeln und Berechnungen wird die Leistung durch den Buchstaben angegeben P . Für Wechselstromkreise wird der Begriff verwendet Volle Kraft, Maßeinheit – Voltampere (VA oder V·A), gekennzeichnet durch den Buchstaben S .

Und schließlich ungefähr Stromkreis. Dieser Stromkreis besteht aus einer Reihe elektrischer Komponenten, die elektrischen Strom leiten können und entsprechend miteinander verbunden sind.

Was wir auf diesem Bild sehen, ist ein einfaches elektrisches Gerät (Taschenlampe). Unter Spannung U(B) eine Stromquelle (Batterien) durch Leiter und andere Komponenten mit unterschiedlichen Widerständen 4,59 (220 Stimmen)

Das Ohmsche Gesetz ist das Grundgesetz elektrischer Schaltkreise. Gleichzeitig ermöglicht es uns, viele Naturphänomene zu erklären. Sie können zum Beispiel verstehen, warum Elektrizität keine Vögel „trifft“, die auf Drähten sitzen. Für die Physik ist das Ohmsche Gesetz äußerst bedeutsam. Ohne sein Wissen wäre es unmöglich, stabile Stromkreise aufzubauen, oder es gäbe überhaupt keine Elektronik.

Abhängigkeit I = I(U) und ihre Bedeutung

Die Geschichte der Entdeckung des Widerstands von Materialien steht in direktem Zusammenhang mit der Strom-Spannungs-Kennlinie. Was ist das? Nehmen wir einen Stromkreis mit konstantem elektrischem Strom und betrachten eines seiner Elemente: eine Lampe, eine Gasröhre, einen Metallleiter, eine Elektrolytflasche usw.

Indem wir die Spannung U (oft als V bezeichnet) ändern, die dem betreffenden Element zugeführt wird, überwachen wir die Änderung der Stromstärke (I), die durch das Element fließt. Als Ergebnis erhalten wir eine Abhängigkeit der Form I = I (U), die als „Volt-Ampere-Kennlinie des Elements“ bezeichnet wird und ein direkter Indikator für seine elektrischen Eigenschaften ist.

Die Strom-Spannungs-Kennlinie kann für verschiedene Elemente unterschiedlich aussehen. Seine einfachste Form erhält man durch die Untersuchung eines Metallleiters, wie es Georg Ohm (1789 - 1854) tat.

Die Strom-Spannungs-Kennlinie ist lineare Abhängigkeit. Daher ist sein Diagramm eine gerade Linie.

Gesetz in einfacher Form

Ohms Studien zu den Strom-Spannungs-Eigenschaften von Leitern zeigten, dass die Stromstärke innerhalb eines Metallleiters proportional zur Potentialdifferenz an seinen Enden (I ~ U) und umgekehrt proportional zu einem bestimmten Koeffizienten ist, d. h. I ~ 1/R. Dieser Koeffizient wurde als „Leiterwiderstand“ bekannt und die Maßeinheit des elektrischen Widerstands ist Ohm oder V/A.

Eine weitere erwähnenswerte Sache ist Folgendes. Das Ohmsche Gesetz wird häufig zur Berechnung des Widerstands in Schaltkreisen verwendet.

Erklärung des Gesetzes

Das Ohmsche Gesetz besagt, dass die Stromstärke (I) eines einzelnen Abschnitts eines Stromkreises proportional zur Spannung in diesem Abschnitt und umgekehrt proportional zu seinem Widerstand ist.

Es ist zu beachten, dass das Gesetz in dieser Form nur für einen homogenen Abschnitt der Kette gilt. Homogen ist der Teil des Stromkreises, der keine Stromquelle enthält. Im Folgenden wird erläutert, wie das Ohmsche Gesetz in einem inhomogenen Stromkreis angewendet wird.

Später wurde experimentell festgestellt, dass das Gesetz auch für Elektrolytlösungen in einem Stromkreis gültig bleibt.

Physikalische Bedeutung von Widerstand

Widerstand ist die Eigenschaft von Materialien, Stoffen oder Medien, den Durchgang von elektrischem Strom zu verhindern. Quantitativ bedeutet ein Widerstand von 1 Ohm, dass ein Leiter mit einer Spannung von 1 V an seinen Enden einen elektrischen Strom von 1 A leiten kann.

Elektrischer Widerstand

Es wurde experimentell festgestellt, dass der Widerstand des elektrischen Stroms eines Leiters von seinen Abmessungen abhängt: Länge, Breite, Höhe. Und auch von seiner Form (Kugel, Zylinder) und dem Material, aus dem es besteht. Somit lautet die Formel für den spezifischen Widerstand beispielsweise eines homogenen zylindrischen Leiters: R = p*l/S.

Wenn wir in dieser Formel s = 1 m 2 und l = 1 m einsetzen, dann ist R numerisch gleich p. Von hier aus wird die Maßeinheit für den Leiterwiderstandskoeffizienten in SI berechnet – diese ist Ohm*m.

In der Widerstandsformel ist p der Widerstandskoeffizient, der durch bestimmt wird chemische Eigenschaften das Material, aus dem der Leiter besteht.

Zur Überlegung Differentialform Um das Ohmsche Gesetz zu verstehen, müssen mehrere weitere Konzepte berücksichtigt werden.

Elektrischer Strom ist bekanntlich eine streng geordnete Bewegung aller geladenen Teilchen. Beispielsweise sind die Stromträger in Metallen Elektronen und in leitenden Gasen Ionen.

Nehmen wir einen trivialen Fall, in dem alle Stromträger homogen sind – ein Metallleiter. Wählen wir gedanklich ein unendlich kleines Volumen in diesem Leiter aus und bezeichnen wir mit u die durchschnittliche (Drift, geordnete) Geschwindigkeit der Elektronen in diesem Volumen. Als nächstes bezeichne n die Konzentration der Stromträger pro Volumeneinheit.

Zeichnen wir nun eine infinitesimale Fläche dS senkrecht zum Vektor u und konstruieren wir einen infinitesimalen Zylinder mit einer Höhe u*dt entlang der Geschwindigkeit, wobei dt die Zeit bezeichnet, während der alle im betrachteten Volumen enthaltenen aktuellen Geschwindigkeitsträger die Fläche dS durchlaufen .

In diesem Fall übertragen die Elektronen eine Ladung durch die Fläche, die q = n*e*u*dS*dt entspricht, wobei e die Ladung des Elektrons ist. Somit ist die elektrische Stromdichte ein Vektor j = n*e*u, der die pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit übertragene Ladungsmenge angibt.

Einer der Vorteile der Differentialdefinition des Ohmschen Gesetzes besteht darin, dass oft auf die Berechnung des Widerstands verzichtet werden kann.

Elektrische Ladung. Elektrische Feldstärke

Die Feldstärke ist neben der elektrischen Ladung ein grundlegender Parameter in der Elektrizitätstheorie. Darüber hinaus kann durch einfache Experimente, die Schülern zur Verfügung stehen, eine quantitative Vorstellung davon gewonnen werden.

Der Einfachheit halber betrachten wir das elektrostatische Feld. Dabei handelt es sich um ein elektrisches Feld, das sich im Laufe der Zeit nicht verändert. Ein solches Feld kann durch stationäre elektrische Ladungen erzeugt werden.

Für unsere Zwecke ist auch eine Probeladung notwendig. Als solchen verwenden wir einen geladenen Körper, der so klein ist, dass er keine Störungen (Umverteilung von Ladungen) in umgebenden Objekten hervorrufen kann.

Betrachten wir nacheinander zwei aufgenommene Testladungen, die nacheinander an einem Punkt im Raum platziert werden, der unter dem Einfluss eines elektrostatischen Feldes steht. Es stellt sich heraus, dass die Vorwürfe im Laufe der Zeit einer ständigen Einflussnahme seinerseits unterliegen werden. Seien F 1 und F 2 die Kräfte, die auf die Ladungen wirken.

Als Ergebnis der Verallgemeinerung experimenteller Daten wurde festgestellt, dass die Kräfte F 1 und F 2 entweder in eine oder in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind und ihr Verhältnis F 1 / F 2 unabhängig von dem Punkt im Raum ist, an dem sich die Testladungen befanden abwechselnd platziert. Folglich ist das Verhältnis F 1 / F 2 ausschließlich ein Merkmal der Ladungen selbst und hängt in keiner Weise vom Feld ab.

Die Entdeckung dieser Tatsache ermöglichte die Charakterisierung der Elektrifizierung von Körpern und wurde später als elektrische Ladung bezeichnet. Somit ergibt sich per Definition q 1 /q 2 = F 1 /F 2, wobei q 1 und q 2 die Größe der an einem Punkt des Feldes platzierten Ladungen und F 1 und F 2 die wirkenden Kräfte sind auf die Gebühren vom Feld.

Aus ähnlichen Überlegungen wurden die Ladungswerte experimentell ermittelt verschiedene Partikel. Indem Sie eine der Testladungen bedingt in das Verhältnis gleich eins setzen, können Sie den Wert der anderen Ladung berechnen, indem Sie das Verhältnis F 1 / F 2 messen.

Jedes elektrische Feld kann durch eine bekannte Ladung charakterisiert werden. Daher wird die Kraft, die auf eine ruhende Einheitstestladung wirkt, als Spannung bezeichnet elektrisches Feld und wird mit E bezeichnet. Aus der Definition der Ladung finden wir, dass der Intensitätsvektor hat nächste Ansicht: E = F/q.

Beziehung zwischen den Vektoren j und E. Eine andere Form des Ohmschen Gesetzes

Beachten Sie auch, dass die Definition des Zylinderwiderstands auf Drähte aus demselben Material verallgemeinert werden kann. In diesem Fall entspricht die Querschnittsfläche aus der Widerstandsformel dem Querschnitt des Drahtes und l seiner Länge.

Eine der wichtigsten Eigenschaften eines jeden Materials ist heute sein elektrischer Widerstand. Diese Tatsache erklärt sich durch die in der Geschichte der Menschheit beispiellose Verbreitung elektrischer Maschinen, die uns dazu zwang, die Eigenschaften der umgebenden Materialien, sowohl künstlicher als auch natürlicher, anders zu betrachten. Das Konzept des „elektrischen Widerstands“ ist genauso wichtig geworden wie die Wärmekapazität usw. Es gilt für absolut alles, was uns umgibt: Wasser, Luft, Metall, sogar Vakuum.

Jeder moderner Mann Sie müssen ein Verständnis für diese Eigenschaft von Materialien haben. Die Frage „Was ist elektrischer Widerstand“ kann nur beantwortet werden, wenn die Bedeutung des Begriffs „elektrischer Strom“ bekannt ist. Fangen wir damit an...

Die materielle Manifestation der Energie ist das Atom. Alles besteht aus ihnen, verbunden in Gruppen. Das aktuelle physikalische Modell besagt, dass das Atom wie ein Miniaturmodell eines Sternensystems ist. Im Zentrum befindet sich der Kern, der zwei Arten von Teilchen enthält: Neutronen und Protonen. Ein Proton trägt eine elektrische positive Ladung. In unterschiedlichen Abständen vom Kern rotieren andere Teilchen – Elektronen –, die eine negative Ladung tragen, auf Kreisbahnen. Die Anzahl der Protonen entspricht immer der Anzahl der Elektronen, die Gesamtladung ist also Null. Je weiter die Umlaufbahn (Valenz) des Elektrons vom Kern entfernt ist, desto schwächer ist die Anziehungskraft, die es in der Struktur des Atoms hält.

In einer stromerzeugenden Maschine löst das Magnetfeld es aus den Umlaufbahnen. Da ein „zusätzliches“ Proton in demjenigen verbleibt, das das Elektron verloren hat, „reißt“ die Anziehungskraft ein weiteres Valenzelektron aus der äußeren Umlaufbahn des benachbarten Atom. Dabei ist die gesamte Struktur des Materials beteiligt. Dadurch entsteht die Bewegung geladener Teilchen (Atome mit positiver Ladung und freie Elektronen mit negativer Ladung), die als elektrischer Strom bezeichnet wird.

Ein Material, in dessen Struktur Elektronen aus äußeren Umlaufbahnen das Atom leicht verlassen können, wird als Leiter bezeichnet. Sein elektrischer Widerstand ist gering. Dies ist eine Gruppe von Metallen. Zur Herstellung von Drähten werden beispielsweise hauptsächlich Aluminium und Kupfer verwendet. Nach dem Ohmschen Gesetz ist Elektrizität das Verhältnis der vom Generator erzeugten Spannung zur Stärke des fließenden Stroms. Übrigens in Omaha.

Es ist leicht zu erraten, dass es Materialien gibt, in denen es sehr wenige Valenzelektronen gibt oder die Atome sehr weit voneinander entfernt sind (Gas), also ihre innere Struktur kann den Stromdurchgang nicht gewährleisten. Sie werden Dielektrika genannt und dienen der Isolierung von Leitungen in der Elektrotechnik. Ihr elektrischer Widerstand ist sehr hoch.

Jeder weiß, dass ein nasses Dielektrikum beginnt, elektrischen Strom zu leiten. Angesichts dieser Tatsache besonderes Interesse befasst sich mit der Frage „Gibt es einen elektrischen Widerstand von Wasser?“ Die Antwort darauf ist widersprüchlich: sowohl ja als auch nein. Wie bereits erwähnt, kann es unter normalen Bedingungen keine Leitfähigkeit geben, wenn im Material praktisch keine Valenzelektronen vorhanden sind und die Struktur selbst mehr aus Leere als aus Teilchen besteht (denken Sie an das Periodensystem und Wasserstoff mit einem einzelnen Elektron in seiner Umlaufbahn). Wasser passt perfekt zu dieser Beschreibung: eine Kombination aus zwei Gasen, die wir Flüssigkeit nennen. Und da es vollständig von gelösten Verunreinigungen gereinigt ist, ist es tatsächlich ein sehr gutes Dielektrikum. Da Salzlösungen in der Natur aber immer im Wasser vorhanden sind, wird es von ihnen bereitgestellt. Sein Niveau wird von der Sättigung der Lösung und der Temperatur beeinflusst. Deshalb kann die Frage nicht eindeutig beantwortet werden, da Wasser unterschiedlich sein kann.

Durch den Aufbau eines Stromkreises bestehend aus einer Stromquelle, einem Widerstand, einem Amperemeter, einem Voltmeter und einem Schalter kann dies gezeigt werden aktuelle Stärke (ICH ), der durch den Widerstand fließt, ist direkt proportional zur Spannung ( U ) an seinen Enden: Ich-U . Spannungs-Strom-Verhältnis U/I - Es gibt eine Menge Konstante.

Folglich gibt es eine physikalische Größe, die die Eigenschaften des Leiters (Widerstands) charakterisiert, durch den elektrischer Strom fließt. Diese Menge heißt elektrischer Widerstand Leiter oder einfach Widerstand. Widerstand wird durch den Buchstaben angezeigt R .

(R) ist eine physikalische Größe gleich dem Spannungsverhältnis ( U ) an den Enden des Leiters zur Stromstärke ( ICH ) darin. R = U/I . Widerstandseinheit – Ohm (1 Ohm).

Ein Ohm- der Widerstand eines Leiters, in dem der Strom 1A beträgt und an dessen Enden eine Spannung von 1V anliegt: 1 Ohm = 1 V / 1 A.

Der Grund dafür, dass ein Leiter Widerstand hat, ist die gerichtete Bewegung der elektrischen Ladungen in ihm durch Ionen des Kristallgitters verhindert unregelmäßige Bewegungen machen. Dementsprechend nimmt die Geschwindigkeit der gerichteten Ladungsbewegung ab.

Elektrischer Widerstand

R ) ist direkt proportional zur Länge des Leiters ( l ), umgekehrt proportional zu seiner Querschnittsfläche ( S ) und hängt vom Leitermaterial ab. Diese Abhängigkeit wird durch die Formel ausgedrückt: R = p*l/S

R - Dies ist eine Größe, die das Material charakterisiert, aus dem der Leiter besteht. Es heißt Leiterwiderstand, sein Wert ist gleich dem Widerstand eines Leiters der Länge 1 m und Querschnittsfläche 1 m2.

Die Einheit des Leiterwiderstands ist: [p] = 1 0m 1 m 2 / 1 m. Oftmals wird die Querschnittsfläche in gemessen mm 2 Daher werden in Nachschlagewerken die Werte des Leiterwiderstands wie folgt angegeben Ohm m also rein Ohm mm2/m.

Durch Ändern der Länge des Leiters und damit seines Widerstands können Sie den Strom im Stromkreis regulieren. Das Gerät, mit dem dies möglich ist, heißt Rheostat.

Diese Seite könnte ohne einen Artikel über Widerstand nicht auskommen. Nun ja, auf keinen Fall! Es gibt das grundlegendste Konzept in der Elektronik, das auch so ist physisches Eigentum. Diese Freunde kennen Sie bestimmt schon:

Widerstand ist die Fähigkeit eines Materials, den Elektronenfluss zu stören. Das Material scheint dieser Strömung Widerstand zu leisten, sie zu behindern, wie die Segel einer Fregatte gegen einen starken Wind!

Auf der Welt hat fast alles die Fähigkeit, Widerstand zu leisten: Luft widersteht dem Elektronenfluss, Wasser widersetzt sich auch dem Elektronenfluss, aber sie schlüpfen trotzdem durch. Auch Kupferdrähte widerstehen dem Elektronenfluss, allerdings nur träge. Daher kommen sie mit dieser Art von Fluss sehr gut zurecht.

Nur Supraleiter haben keinen Widerstand, aber das ist eine andere Geschichte, denn da sie keinen Widerstand haben, sind wir heute nicht an ihnen interessiert.

Der Elektronenfluss ist übrigens ein elektrischer Strom. Die formale Definition ist eher pedantisch, also suchen Sie selbst im selben trockenen Buch danach.

Und ja, Elektronen interagieren miteinander. Die Stärke einer solchen Wechselwirkung wird in Volt gemessen und als Spannung bezeichnet. Können Sie mir sagen, was seltsam klingt? Nichts Seltsames. Die Elektronen sind gespannt und bewegen andere Elektronen mit Kraft. Etwas rustikal, aber das Grundprinzip ist klar.

Bleibt noch die Macht zu erwähnen. Leistung ist, wenn Strom, Spannung und Widerstand an einem Tisch zusammenkommen und zu wirken beginnen. Dann entsteht Kraft – die Energie, die Elektronen verlieren, wenn sie den Widerstand passieren. Übrigens:

I = U/R P = U * I

Sie haben beispielsweise eine 60-W-Glühbirne mit Kabel. Sie schließen es an eine 220-V-Steckdose an. Was kommt als nächstes? Die Glühbirne bietet dem Elektronenfluss mit einem Potential von 220 V einen gewissen Widerstand. Wenn zu wenig Widerstand vorhanden ist, bumm, brennt es durch. Ist es zu groß, leuchtet der Glühfaden, wenn überhaupt, nur sehr schwach. Aber wenn es „genau richtig“ ist, verbraucht die Glühbirne 60 W und wandelt diese Energie in Licht und Wärme um.

Es ist warm Nebenwirkung Dies wird als „Energieverlust“ bezeichnet, da die Glühbirne nicht heller leuchtet, sondern Energie für die Erwärmung aufwendet. Benutzen Sie Energiesparlampen! Der Draht hat übrigens auch einen Widerstand und wenn der Elektronenfluss zu groß ist, erhitzt er sich auch auf eine spürbare Temperatur. Hier können Sie vorschlagen, einen Hinweis darüber zu lesen, warum Hochspannungsleitungen verwendet werden

Ich bin sicher, dass Sie jetzt mehr über Widerstand verstehen. Gleichzeitig haben wir uns nicht auf Details wie den Widerstand des Materials und ähnliche Formeln eingelassen

wo ρ - Widerstand Leitersubstanzen, Ohm m, l— Leiterlänge, m, a S— Querschnittsfläche, m².