No Image

Формула длины проводника в физике

СОДЕРЖАНИЕ
3 просмотров
11 марта 2020
Электрическое сопротивление
R <displaystyle R>
Размерность L 2 MT −3 I −2 (СИ);
TL −1 (СГСЭ, гауссова система);
LT −1 (СГСМ)
Единицы измерения
СИ Ом
СГСЭ статом, с/см
СГСМ абом, см/с
Классическая электродинамика
Электричество · Магнетизм
См. также: Портал:Физика

Электри́ческое сопротивле́ние — физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему [1]

Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением (резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления.

Сопротивление (часто обозначается буквой R или r ) считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как

R = U I , <displaystyle R=<frac >,>

R — сопротивление, Ом; U — разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника, В; I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов, А.

Содержание

История [ править | править код ]

В 1826 г. Георг Ом экспериментальным путем открыл основной закон электрической цепи, научился вычислять сопротивление металлических проводников и вывел закон Ома. Таким образом, в первом периоде развития электротехники (1800 –1831 годы) были созданы предпосылки для ее развития, для последующих применений электрического тока.

Само понятие «сопротивление» появилось задолго до изысканий Георга Ома. Впервые этот термин применил и употребил русский ученый Василий Владимирович Петров. Он установил количественную зависимость силы тока от площади поперечного сечения проводника: он утверждал, что при использовании более толстой проволоки происходит «более сильное действие… и весьма скорое течение гальвани-вольтовской жидкости». Кроме того, Петров четко указал на то, что при увеличении сечения проводника (при употреблении одной и той же гальванической батареи) сила тока в нем возрастает. [2]

Единицы и размерности [ править | править код ]

Размерность электрического сопротивления в Международной системе величин: dim R = L 2 MT −3 I −2 . В Международной системе единиц (СИ), основанной на Международной системе величин, единицей сопротивления является ом (русское обозначение: Ом; международное: Ω). В системе СГС как таковой единица сопротивления не имеет специального названия, однако в её расширениях (СГСЭ, СГСМ и гауссова система единиц) используются [3] :

  • статом (в СГСЭ и гауссовой системе, 1 statΩ = (10 9 c −2 ) с/см = 898 755 178 736,818 Ом (точно) ≈ 8,98755·10 11 Ом, равен сопротивлению проводника, через который под напряжением 1 статвольт течёт ток 1 статампер );
  • абом (в СГСМ, 1 abΩ = 1·10 −9 Ом = 1 наноом, равен сопротивлению проводника, через который под напряжением 1 абвольт течёт ток 1 абампер ).

Размерность сопротивления в СГСЭ и гауссовой системе равна TL −1 (то есть совпадает с размерностью обратной скорости, с/см), в СГСМ — LT −1 (то есть совпадает с размерностью скорости, см/с) [4] .

Читайте также:  Умные часы nokia steel hr

Обратной величиной по отношению к сопротивлению является электропроводность, единицей измерения которой в системе СИ служит сименс (1 См = 1 Ом −1 ), в системе СГСЭ (и гауссовой) статсименс и в СГСМ — абсименс [5] .

Физика явления [ править | править код ]

Высокая электропроводность металлов связана с тем, что в них имеется большое количество носителей тока — электронов проводимости, образующихся из валентных электронов атомов металла, которые не принадлежат определённому атому. Электрический ток в металле возникает под действием внешнего электрического поля, которое вызывает упорядоченное движение электронов. Движущиеся под действием поля электроны рассеиваются на неоднородностях ионной решётки (на примесях, дефектах решётки, а также нарушениях периодической структуры, связанной с тепловыми колебаниями ионов). При этом электроны теряют импульс, а энергия их движения преобразуются во внутреннюю энергию кристаллической решётки, что и приводит к нагреванию проводника при прохождении по нему электрического тока.

В других средах (полупроводниках, диэлектриках, электролитах, неполярных жидкостях, газах и т. д.) в зависимости от природы носителей заряда физическая причина сопротивления может быть иной. Линейная зависимость, выраженная законом Ома, соблюдается не во всех случаях.

Сопротивление проводника при прочих равных условиях зависит от его геометрии и от удельного электрического сопротивления материала, из которого он состоит.

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от свойств вещества проводника, его длины, сечения и вычисляется по формуле:

R = ρ ⋅ l S , <displaystyle R=<frac <
ho cdot l>>,>

где ρ — удельное сопротивление вещества проводника, Ом·м, l — длина проводника, м, а S — площадь сечения, м².

Сопротивление однородного проводника также зависит от температуры.

Удельное сопротивление — скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади сечения.

Сопротивление металлов снижается при понижении температуры; при температурах порядка нескольких кельвинов сопротивление большинства металлов и сплавов стремится или становится равным нулю (эффект сверхпроводимости). Напротив, сопротивление полупроводников и изоляторов при снижении температуры (в некотором диапазоне) растёт. Сопротивление также меняется по мере увеличения тока/напряжения, протекающего через проводник/полупроводник.

Зависимость сопротивления от материала, длины и площади поперечного сечения проводника [ править | править код ]

В металле подвижными носителями зарядов являются свободные электроны. Можно считать, что при своем хаотическом движении они ведут себя подобно молекулам газа. Поэтому в классической физике свободные электроны в металлах называют электронным газом и в первом приближении считают, что к нему применимы законы, установленные для идеального газа.

Читайте также:  Dark souls 3 png

Плотность электронного газа и строение кристаллической решетки зависят от рода металла. Поэтому сопротивление проводника должно зависеть от рода его вещества. Кроме того, оно должно еще зависеть от длины проводника, площади его поперечного сечения и от температуры.

Влияние сечения проводника на его сопротивление объясняется тем, что при уменьшении сечения поток электронов в проводнике при одной и той же силе тока становится более плотным, поэтому и взаимодействие электронов с частицами вещества в проводнике становится сильнее.

R = ρ ⋅ l S , <displaystyle R=<frac <
ho cdot l>>,>

видно, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения. Величину ρ, характеризующую зависимость сопротивления проводника от материала, из которого он сделан, и от внешних условий, называют удельным сопротивлением вещества. Удельное сопротивление различных веществ при расчетах берут из таблиц.

Величину, обратную удельному сопротивлению, называют удельной проводимостью вещества и обозначают σ.

Сопротивление тела человека [ править | править код ]

  • Для расчёта опасной величины силы тока, протекающего через человека при попадании его под электрическое напряжение частотой 50 Гц, сопротивление тела человека условно принимается равным 1 кОм [6] . Эта величина имеет малое отношение к реальному сопротивлению человеческого тела. В реальности сопротивление человека не является омическим, так как эта величина, во-первых, нелинейна по отношению к приложенному напряжению, во-вторых меняется во времени, в третьих, гораздо меньше у человека, который волнуется и, следовательно, потеет и т. д.
  • Серьёзные поражения тканей человека наблюдаются обычно при прохождении тока силой около 100 мА. Совершенно безопасным считается ток силой до 1 мА. Удельное сопротивление тела человека зависит от состояния кожных покровов. Сухая кожа обладает удельным сопротивлением порядка 10000 Ом·м, поэтому опасные токи могут быть достигнуты только при значительном напряжении. Однако при наличии сырости сопротивление тела человека резко снижается и безопасным может считаться напряжение только ниже 12 В. Удельное сопротивление крови 1 Ом·м при 50 Гц [7] .

Метрологические аспекты [ править | править код ]

Приборы для измерения сопротивления [ править | править код ]

  • Омметр
  • Измерительный мост
  • Амперметр и вольтметр (сопротивление находится по формуле)

Средства воспроизведения сопротивления [ править | править код ]

  • Магазин сопротивлений — набор резисторов
  • Катушки электрического сопротивления

Государственный эталон сопротивления [ править | править код ]

  • ГЭТ 14-91 Государственный первичный эталон единицы электрического сопротивления. Институт-хранитель: ВНИИМ.

Статическое и динамическое сопротивление [ править | править код ]

В теории нелинейных цепей используются понятия статического и динамического сопротивлений. Статическим сопротивлением нелинейного элемента электрической цепи в заданной точке его ВАХ называют отношение напряжения на элементе к току в нем. Динамическим сопротивлением нелинейного элемента электрической цепи в заданной точке его ВАХ называют отношение бесконечно малого приращения напряжения к соответствующему приращению тока.

Читайте также:  Asus zenfone 3 max zc520tl android 8

Длина проводника по сопротивлению

  • Получить ссылку
  • Facebook
  • Twitter
  • Pinterest
  • Электронная почта
  • Другие приложения

Определить длину проводника если известно, материал, сопротивление и сечение проводника.

отсюда длина l = RS / r, где:

  • S – сечение проводника в мм2
  • R – сопротивление проводника в Ом,
  • r – удельное сопротивление (обозначается буковой "ро")
  • l – расчетная длина проводника (в метрах)

Расчет производить исходя из температуры проводника +20 °C

  • Получить ссылку
  • Facebook
  • Twitter
  • Pinterest
  • Электронная почта
  • Другие приложения

Комментарии

Отправить комментарий

Популярные сообщения из этого блога

Формула Миффлина-Сан Жеора для расчета калорий

Формула основного обмена Миффлина-Сан Жеора (mifflin st jeor) Формула основного обмена Миффлина-Сан Жеора выведена в 2005 году и по утверждению Американской Диетической Ассоциации (АДА) на сегодняшний день позволяет наиболее точно рассчитать сколько калорий тратит организм здорового взрослого человека в состоянии покоя.

Расчет базового обмена веществ: Формула Миффлина-Сан Жеора для женщины: ВОО =10 * вес(кг) + 6.25 * рост (см) – 4.92 * возраст – 161; Формула Миффлина-Сан Жеора для мужчины: ВОО = 10 * вес (кг) + 6.25 * рост (см) – 4.92 * возраст + 5;
Рассчитав по формуле Миффлина-Сан Жеора величину основного обмена веществ (ВООВ), можно вычислить и примерное количество калорий, необходимых в сутки для поддержания веса тела с учетом уровня физической нагрузки.

Для этого умножаем полученное число на коэффициент физической активности.

Коэффициенты физической активности (К)
Минимальные нагрузки (сидячая работа) – К=1.2Немного дневной активности и легкие упражнения 1-3 раза в неделю – К=1.37…

Индекс Эрисмана – индекс пропорциональности грудной клетки.

Индекс Эрисмана – определяет пропорциональность развития грудной клетки По формуле:
IE = Q – L/2; Где: IE – индекс Эрисмана (см)Q – окружность грудной клетки в паузе (см)L – рост (см). Норма: ≈+5.8 см для мужчин ≈+3.3 см для женщин
Если разница равна или превышает данные цифры, это говорит о хорошем развитии грудной клетки.

Низкие или отрицательные значения свидетельствуют об узкогрудии. Индекс Эрисмана онлайн – калькулятор. Пол:
Мужской
Женский

Как найти длину проводника

Автор Ольга Громышева задал вопрос в разделе Естественные науки

Какая формула нахождения длины проводника? и получил лучший ответ

Ответ от Крабочка[гуру]
а формула R=p*L /S. Вот и вычисляй отсюда L

Комментировать
3 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector