Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 47. Сопротивление проводов.

E-mail Печать PDF
В предыдущем параграфе было указано, что электрическое сопротивление для разных проводников различно и может зависеть как от материала, из которого сделаны проводники, так и от их размеров. В дальнейшем мы будем рассматривать «линейные» проводники, т. е. такие, поперечные размеры которых малы по сравнению с их длиной. К таковым относятся применяемые в технике провода (проволоки) и шины (длинные узкие пластины).

Исследуем, как зависит сопротивление провода от его размеров. Для измерения сопротивления можно воспользоваться законом Ома. Измерив напряжение U между концами провода и силу идущего через него тока I, можно вычислить сопротивление R из соотношения
(47.1)
Рассмотрим несколько простых случаев.

1. Однородный провод постоянного сечения (рис. 78). При помощи достаточно чувствительного электрометра (§ 25) измерим напряжение между какими-нибудь двумя

Рис. 78. Схема опыта, показывающего, что сопротивление однородного провода постоянного сечения пропорционально его длине: ab — однородный провод, с — промежуточная точка на нем, Б — батарея гальванических элементов, А — амперметр, Э — электрометр

Рис. 79. Схема опыта, показывающего, что сопротивление проводов из одинакового материала и одинаковой длины, но различного сечения обратно пропорционально площади поперечного сечения: ab, be и cd — провода, Б — батарея гальванических элементов, А — амперметр, Э — электрометр
точками (например, с и b), Сила тока I в проводе повсюду одна и та же. Пользуясь соотношением (47.1), найдем сопротивление различных отрезков провода. Такие измерения показывают, что сопротивление отрезка однородного провода постоянного сечения прямо пропорционально его длине l. 2. Проводник составлен из проводов одинакового материала и одинаковой длины, но разного сечения (рис. 79). Измерим напряжения между точками а и b, b и с, с и d, соответствующими отрезкам равной длины, и вычислим сопротивления этих отрезков R1, R2 и R3 с помощью формулы (47.1). Найдем, что сопротивление отрезков провода  одинаковой длины обратно пропорционально площади его поперечного сечения S.

3. Если в описанном опыте использовать провода одинакового сечения и одинаковой длины, но сделанные из разных материалов, например медную и железную (рис. 80),

Рис. 80. Схема опыта, показывающего, что сопротивление проводов одинаковой длины и одинакового сечения, но из разных материалов, зависит от материала провода: ab, bc и cd — провода, Б — батарея гальванических элементов, А — амперметр, Э — электрометр
то окажется, что сопротивленце медной проволоки гораздо меньше, нежели железной. Сопротивление проволоки зависит также от ее материала.

Полученные результаты можно выразить следующей формулой:
(47.2)
Здесь R — сопротивление провода, l — его длина, S — площадь поперечного сечения, а r — коэффициент пропорциональности, зависящий от рода материала. Величина r называется удельным сопротивлением материала. Оно равно сопротивлению цилиндра из данного вещества, имеющего длину, равную единице, и площадь поперечного сечения, равную единице.

В СИ единицей удельного сопротивления является омметр (Ом•м). При r=1 Ом•м цилиндрический проводник с площадью сечения S=1 м2 и длиной l=1 м имеет сопротивление R=1Ом.

Величина, обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью. Единица проводимости в СИ в честь немецкого физика и электротехника Эрнста Вернера Сименса (1816—1892) носит название сименс (См). Проводимостью, равной 10 См, обладает проводник с электрическим сопротивлением 0,1 Ом, проводимостью 0,1 См — проводник с сопротивлением 10 Ом и т. д.

Величина s, обратная удельному сопротивлению r, называется удельной проводимостью:
(47.3)
Удельная проводимость измеряется в единицах, называемых сименс на метр (См/м).

В табл. 2 приведены значения удельного сопротивления r в ом-метрах для некоторых материалов. Второй столбец таблицы дает выраженное в омах на метр сопротивление R единицы длины провода при диаметре один миллиметр. Третий столбец таблицы содержит значения удельной проводимости а, выраженные в сименсах на метр.

Таблица 2. Удельное сопротивление и связанные с ним величины для некоторых веществ при 0 °С

Устройство, специально предназначенное для создания сопротивления в электрической цепи, называется резистором.

47.1. Чему равно сопротивление 1 м медной проволоки диаметра 0,15 мм?
47.2. Какая длина никелиновой проволоки диаметра 0,05 мм потребуется для изготовления катушки, имеющей сопротивление 105 Ом?

Комментарии  

 
0 #7 Ко 18.01.2016 22:12
очень хорошо все написанно и объяснено
Цитировать
 
 
+2 #6 15.02.2012 06:25
что за гадство, все задачи неправильно решены

>Чему равно сопротивление 1 м медной проволоки диаметра 0,15 мм?

S = 3.14* (0,15*10^-3)^2 / 4 = 1,77*10^-8
R=1,7*10-8 / 1,77*10^-8 = 0,96 Ом

Что видим в ответах?
47.1. 0,02 Ом.

Да ну нафиг
Цитировать
 
 
0 #5 26.01.2012 05:06
скучно и замудркнно написано..у кого хреново с физикой тот не поймет..без норм обьяснения статья полный отстой
Цитировать
 
 
-2 #4 21.12.2011 17:24
Статья конечно хороша, только много читать, а понять любой может, если он не тормоз
Цитировать
 
 
0 #3 31.10.2011 16:27
я чет тож не понял((
Цитировать
 
 
+1 #2 11.10.2011 20:24
ничего не понял
Цитировать
 
 
+3 #1 11.10.2011 20:24
Хорошая статья.
Цитировать
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: