Розрахунок опору провідника. Питомий опір речовини. Реостати

1. Приготуй ручку, зошит і підручник (електронний підручник).

2. Перегляньте презентацію та відео, запиши конспект до зошита.

Ми вже знаємо:

Електричний опір – це фізична величина, яка характеризує властивість провідника протидіяти проходженню електричного струму.

Коли в металевому провіднику йде струм, вільні електрони, рухаючись напрямлено, зіштовхуються з йонами кристалічної ґратки металу – провідник чинить опір електричному струмові.

Від чого залежить опір провідника?

1. Опір провідника

Опір провідника залежить від:

• довжини провідника

• площі поперечного перерізу провідника

• роду речовини

Проведемо дослід

В електричне коло вмикатимемо по черзі провідники, які виготовлені з однакового матеріалу, мають однаковий поперечний розріз, але різні довжини. Силу струму вимірюватимемо амперметром.

Опір провідника прямо пропорційний його довжині:

R~l

Тобто, у довшому провіднику частинки, що рухаються напрямлено, зазнають на своєму шляху більшої протидії.

Опір провідника обернено пропорційний площі його поперечного перерізу:

R~1/S

Збільшення товщини провідника рівнозначне «розширенню русла», яким рухаються заряди, тому й опір провідника зменшується.

Опір провідника залежить від речовини, з якої цей провідник виготовлений.

Це пояснюється тим, що провідники з різних металів мають різні кристалічні структури, отже, гальмівна дія зіткнень йонів і вільних електронів виявляється різною.

Підсумовуючи результати дослідів, можна записати формулу:

R= ρ*(l/S)

R – опір провідника;

l – довжина провідника;

S – площа поперечного перерізу провідника;

ρ – питомий опір речовини.

2. Питомий опір провідника

Питомий опір речовини – це фізична величина, яка характеризує електричні властивості даної речовини й чисельно дорівнює опору виготовленого з неї провідника завдовжки 1 м і площею поперечного перерізу 1 м².

R=ρ*(l/S) => ρ =(R*S)/l

Одиниця питомого опору в СІ – ом-метр:

=(1Ом∙м2)/м=1 Ом∙м

Зручніше виражати площу поперечного перерізу провідника у квадратних міліметрах. Тоді одиницею питомого опору буде:

(1Ом∙мм2)/м=1∙10-6 Ом∙м

Питомі опори речовин визначають дослідним шляхом і заносять у таблиці (див. табл. 7 Додатка). Значення питомого опору істотно залежить від температури речовини, тому в таблицях обов’язково зазначають температуру, за якої справджуються подані значення.

3. Реостат

Реостат – це пристрій зі змінним опором, призначений для регулювання сили струму в електричному колі.

Будова двоконтактного повзункового реостату:

1, 6 – клеми;

2 – керамічний циліндр;

3 – металевий дріт (обмотка);

4 – повзунок;

5 – металевий стрижень;

– умовне позначення на схемах

Принцип дії повзункового реостата ґрунтується на залежності опору провідника від його довжини. Пересуваючи повзунок уздовж обмотки, плавно збільшують або зменшують довжину ділянки, в якій проходить струм. У результаті опір реостата так само плавно збільшується або зменшується, а це, згідно із законом Ома, приводить до плавної зміни сили струму (настроюють гучність звуку радіоприймача, регулюють яскравість світіння лампи)

Важільні (секційні) реостати

Опір важільних реостатів змінюється стрибками, відповідно стрибками змінюється й сила струму. Важільні реостати застосовують для вмикання і вимикання електродвигунів.

Домашнє завдання: Вивчити § 30, Вправа № 30 (2, 4)