Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление
Вопросы после параграфа
Ом экспериментально установил, что сопротивление однородного металлического проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.
Добавить текст Вернуть оригиналДля проверки зависимостей сопротивления от рода вещества, длины и площади поперечного сечения проделаем опыт (рис. 102). На доске натянуты четыре разных проводника. Используя закон Ома для участка цепи, определим и сравним сопротивления следующих проводников:
Добавить текст Вернуть оригинал— двух проводников с одинаковой площадью поперечного сечения (толщиной), состоящих из одного вещества (никеля), но разной длины;
Добавить текст Вернуть оригинал— двух проводников одинаковой длины, состоящих из одного вещества (никеля), но с разной площадью поперечного сечения;
Добавить текст Вернуть оригинал— двух проводников одинаковой длины, с одинаковой площадью поперечного сечения, но состоящих из различных веществ (никеля и нихрома).
Добавить текст Вернуть оригиналРезультаты опыта подтверждают выводы Ома. Сопротивление проводника:
Добавить текст Вернуть оригиналпрямо пропорционально его длине;
обратно пропорционально площади поперечного сечения;
Добавить текст Вернуть оригиналзависит от рода вещества, из которого изготовлен проводник.
Добавить текст Вернуть оригиналУдельное сопротивление проводника показывает, каким сопротивлением обладает проводник длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м2, изготовленный из данного вещества.
Добавить текст Вернуть оригиналСопротивление проводника рассчитывают по формуле: R = \(\frac{\text{ρl}}{S}\), где l – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.
Добавить текст Вернуть оригиналЕдиницей удельного сопротивления Ом·м (ом-метр). Площадь поперечного сечения часто измеряют в мм2, поэтому используют и другую единицу удельного сопротивления – \(\frac{Ом \cdot {мм}^{2}}{м}\).
Добавить текст Вернуть оригиналОбсуди с товарищем
Удельное сопротивление меди равно 1,7·10-8 Ом·м – это означает, что сопротивление проводника из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 10-8 м2 равно 1,7 Ом.
Добавить текст Вернуть оригиналУпражнение 33
Дано: l = 1 м S = 1 мм2 ρ = 1,1\(\frac{Ом \cdot {мм}^{2}}{м}\) |
Решение: R = \(\frac{\text{ρl}}{S}\) R = \(\frac{1,1\ \times 1}{1}\) = 1,1 (Ом) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: R = 1,1 Ом. |
---|---|
R - ? |
Дано: l1 = 10 см l2 = 60 см S1 = S2 = S ρ1 = ρ2 = ρ |
Решение: R = \(\frac{\text{ρl}}{S}\) \(\frac{R_{2}}{R_{1}}\) = \(\frac{\rho \times l_{2} \times S}{\rho \times l_{1} \times S}\) = \(\frac{l_{2}}{l_{1}}\) Добавить текст Вернуть оригинал\(\frac{R_{2}}{R_{1}}\) = \(\frac{60}{10}\) = 6 (раз) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: второй проводник имеет большее сопротивление в 6 раз. Добавить текст Вернуть оригинал |
---|---|
\(\frac{R_{2}}{R_{1}}\) - ? |
Дано: S1 = 1 мм2 S2 = 5 мм2 l1 = l2 = l ρ1 = ρ2 = ρ |
Решение: R = \(\frac{\text{ρl}}{S}\) \(\frac{R_{2}}{R_{1}}\) = \(\frac{\rho \times S_{1} \times l}{\rho \times S_{2} \times l}\) = \(\frac{S_{1}}{S_{2}}\) Добавить текст Вернуть оригинал\(\frac{R_{2}}{R_{1}}\) = \(\frac{1}{5}\) (раз) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: у второго проводника сопротивление меньше в 5 раз. Добавить текст Вернуть оригинал |
---|---|
\(\frac{R_{2}}{R_{1}}\) - ? |
Дано: l1 = l2 = l S1 = S2 = S ρ1 = 0,017 \(\frac{Ом \cdot {мм}^{2}}{м}\) Добавить текст Вернуть оригиналρ2 = 0,055 \(\frac{Ом \cdot {мм}^{2}}{м}\) Добавить текст Вернуть оригинал |
Решение: R = \(\frac{\text{ρl}}{S}\) \(\frac{R_{2}}{R_{1}}\) = \(\frac{l \times \rho_{2} \times S}{l \times \rho_{1} \times S}\) = \(\frac{\rho_{2}}{\rho_{1}}\) Добавить текст Вернуть оригинал\(\frac{R_{2}}{R_{1}}\) = \(\frac{0,055}{0,017}\) = 3,2 (раз) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: вольфрамовый проводник имеет большее сопротивление в 3,2 раза. Добавить текст Вернуть оригинал |
---|---|
\(\frac{R_{2}}{R_{1}}\) - ? |
Дано: S1 = S S2 = 2S l1 = l l2 = \(\frac{l}{2}\) ρ1 = ρ2 = ρ |
Решение: R = \(\frac{\text{ρl}}{S}\) \(\frac{R_{1}}{R_{2}}\) = \(\frac{\rho_{1} \times S_{2} \times l_{1}}{\rho_{2} \times S_{1} \times l_{2}}\) Добавить текст Вернуть оригинал\(\frac{R_{1}}{R_{2}}\) = \(\frac{\rho \times 2S \times l}{\rho \times S \times \frac{l}{2}}\) = 4 (раза) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: сопротивление уменьшилось в 4 раза. Добавить текст Вернуть оригинал |
---|---|
\(\frac{R_{1}}{R_{2}}\) - ? |
Дано: S = 0,1 мм2 ρ = 0,055 \(\frac{Ом \cdot {мм}^{2}}{м}\) Добавить текст Вернуть оригиналR = 180 Ом |
Решение: R = \(\frac{\text{ρl}}{S}\); l = \(\frac{\text{RS}}{\rho}\) Добавить текст Вернуть оригиналl = \(\frac{180 \times 0,1}{0,055}\) = 327,3 (м) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: l = 327,3 м. |
---|---|
l - ? |
Дано: S1 = 0,05 мм2 n = 20 l = 1,5 м ρ = 0,017 \(\frac{Ом \cdot {мм}^{2}}{м}\) Добавить текст Вернуть оригинал |
Решение: S = nS1 = 20 × 0,05 = 1 (мм2) R = \(\frac{\text{ρl}}{S}\) R = \(\frac{0,017 \times 1,5}{1}\) = 0,0255 (Ом) = 25,5 (мОм) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: R = 25,5 мОм. |
---|---|
R - ? |
Задание 20
Хорошими проводниками электрического тока являются металлы: серебро, медь, золото, алюминий, вольфрам, железо и другие, так как у них очень маленькое удельное электрическое сопротивление. Однозначными диэлектриками выступают эбонит и фарфор.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 156
Это любопытно… Из истории учения об электричестве
Обсуди с товарищем
Сила тока аналогична скорости течения воды в трубе.
Добавить текст Вернуть оригиналНапряжение аналогично давлению, созданному разницей между уровнем верхнего слоя сосуда, из которого вода вытекает, и нижнего слоя, куда она течет.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 158