Sursa de energie electrică realizează mișcarea direcționată a sarcinilor electrice de-a lungul întregului circuit închis (Figura 1.3.).
Energia W pe care sursa o cheltuiește sau o poate cheltui pe mutarea unei unități de încărcare pozitivă de-a lungul întregului circuit închis, caracterizează forța electromotoare a sursei E (EMF):
Din definiție rezultă că EMF este o caracteristică energetică a unei surse de curent și nu o sursă de energie, deoarece ar fi posibilă rezolvarea numelui "forță electromotoare". Unitatea de măsură EMF este volți:
Energia folosită pentru a deplasa o unitate de încărcare pozitivă în orice parte a unui circuit închis caracterizează scăderea tensiunii sau a tensiunii în această secțiune (internă sau externă):
Pentru un circuit electric închis, condiția de echilibru de stres
Astfel, EMF-ul sursei (E) poate fi considerat ca suma căderilor de tensiune pe secțiunile interioare (U0) și pe cele exterioare (U) ale circuitului închis (Figura 2.3).
Legea lui Ohm pentru o secțiune de lanț
Legea lui Ohm pentru o porțiune a unui circuit electric stabilește relația dintre curent, tensiune și rezistență în această secțiune a circuitului.
Direcția mișcării încărcărilor electrice într-un conductor (adică, curentul electric I) are loc sub acțiunea forțelor unui câmp electric omogen (figura 2.4). Forța câmpului este determinată de exprimare
unde este tensiunea la secțiunea conductorului cu lungimea l. Densitatea curentului într-un conductor este proporțională cu puterea unui câmp electric uniform, ale cărui forțe deplasează încărcăturile în el:
unde # 947; - coeficientul de proporționalitate, numit conductivitate, care caracterizează capacitatea conductorului de a conduce un curent electric.
Substituind în expresia (2.4) valoarea intensității unui câmp electric omogen, ale cărui forțe deplasează încărcăturile în conductor, obținem
unde este rezistența electrică a secțiunii conductorului (RAB) de lungimea l.
Aceasta este expresia matematică a legii lui Ohm pentru secțiunea AB a circuitului electric.
Astfel, curentul din porțiunea circuitului electric este proporțional cu tensiunea din această secțiune și este invers proporțional cu rezistența acestei secțiuni.
Legea lui Ohm pentru un segment de circuit ne permite să determinăm tensiunea unei secțiuni date
și de asemenea calcula rezistența circuitului electric
Expresiile (1.6) și (1.7) sunt consecințe aritmetice ale legii lui Ohm, care sunt utilizate pe scară largă pentru calculul circuitelor electrice.
Așa cum am menționat deja, rezistența electrică este notată cu litera R. Unitatea de rezistență este Om:
Rezistența electrică a conductorului este contracția pe care atomii sau moleculele conductorului o provoacă mișcării direcționate a sarcinilor.
Rezistența R depinde de lungimea conductorului l. aria secțiunii transversale S și materialul conductorului # 961; :
unde este rezistivitatea conductorului, în funcție de proprietățile materialului conductor.
Rezistivitatea (# 961) - aceasta este rezistența materialului conductor 1 metru aria secțiunii transversale de 1 mm 2 la 20 ° C Rezistența unor conductori este dată în apendicele 4.
Unitatea de rezistivitate este
Cu toate acestea, în practică, secțiunea transversală a conductorului este exprimată în mm2.
Rezistența specifică a conductorului determină zona de aplicare a acestuia. De exemplu, pentru a conecta sursa la consumator, se folosesc fire metalice cu o rezistență redusă specifică - aluminiu, cupru. Aliajele cu o rezistivitate specifică ridicată (nicromul, Fechral) sunt utilizate pentru înfășurarea reostaturilor dispozitivelor de încălzire (lungimea conductorului scade).
Reciprocitatea rezistenței se numește conductivitate
Unitatea de conductivitate este Siemens
Elementele unui circuit electric caracterizat prin rezistența R. sunt numite rezistente, iar produsele industriale concepute pentru a îndeplini rolul de rezistență la curentul electric sunt numite rezistoare. Rezistoarele sunt reglabile și neregulate, sârmă și non-sârmă, film, compozit etc.
Rezistența conductorilor depinde de temperatura lor.
Rezistența conductorului la orice temperatură (cu un grad suficient de acuratețe cu o schimbare de temperatură în intervalul 0 ÷ 100 ° C) poate fi determinată de expresia
unde R2 este rezistența conductorului la o temperatură finită t2; R1 este rezistența conductorului la temperatura inițială t1; # 945; - coeficient de temperatură de rezistență.
Coeficientul de temperatură de rezistență determină modificarea relativă a rezistenței conductorului cu o schimbare a temperaturii sale cu 1 o C. Unitatea de măsură a coeficientului de temperatură de rezistență este
Pentru diferiți conductori, coeficientul de temperatură de rezistență are valori diferite (Anexa 4).
Pentru conductorii metalici (Anexa 4), coeficientul de temperatură de rezistență # 945; este pozitiv, adică, pe măsură ce crește temperatura, rezistența conductorilor metalici crește (2,9). Acest lucru se explică prin faptul că, atunci când încălzirea crește mobilitatea atomilor și a moleculelor de metal și, în consecință, crește numărul de coliziuni ale încărcăturilor electrice. Astfel, contracția față de deplasarea direcționată a acestor încărcări crește, adică crește rezistența conductorului metalic.
Pentru conductorii de al doilea tip (electroliți) și cărbune, coeficientul de temperatură de rezistență # 945; este negativ, adică, cu creșterea temperaturii, rezistența lor scade (2,9). Motivul este că, odată cu creșterea temperaturii slăbit conexiunea dintre particulele încărcate pozitiv și negativ, ceea ce duce la creșterea ionizare determină conductivitatea, adică. E. Rezistența la electroliți și scăderi de cărbune. Pentru majoritatea electroliților # 945; = -0,02 ° C'1. dar pentru cărbune # 945; = -0,005 ° C'1.
Articole similare
-
La ce este cea mai mică rezistență a circuitului, puterea actuală
-
Acumulatorul unui curent electric de o capacitate specifică mare
Trimiteți-le prietenilor: