Физик хэмжигдэхүүний эсэргүүцлийг юу тодорхойлдог. Цахилгаан дамжуулалт ба эсэргүүцэл

33-р зурагт янз бүрийн дамжуулагч бүхий самбарыг багтаасан цахилгаан хэлхээг үзүүлэв. Эдгээр дамжуулагч нь материал, түүнчлэн урт, хөндлөн огтлолын хувьд бие биенээсээ ялгаатай. Эдгээр дамжуулагчийг ээлжлэн холбож, амперметрийн заалтыг ажигласнаар ижил гүйдлийн эх үүсвэртэй бол янз бүрийн тохиолдолд гүйдлийн хүч өөр өөр болж байгааг анзаарч болно. Дамжуулагчийн урт нэмэгдэж, хөндлөн огтлол нь багасах тусам түүний доторх гүйдлийн хүч багасна. Мөн никель утсыг ижил урттай, хөндлөн огтлолтой утсаар солих үед багасдаг, гэхдээ нихромоор хийсэн. Энэ нь янз бүрийн дамжуулагчид одоогийн урсгалд өөр өөр эсэргүүцэлтэй байдаг гэсэн үг юм. Энэ урвал нь одоогийн зөөгч бодисуудын эсрэг хэсгүүдтэй мөргөлдсөний улмаас үүсдэг.

Дамжуулагчийн цахилгаан гүйдэлд үзүүлэх эсэргүүцлийг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүнийг R үсгээр тэмдэглэж, үүнийг нэрлэдэг. цахилгаан эсэргүүцэл(эсвэл зүгээр л эсэргүүцэл) дамжуулагч:

R - эсэргүүцэл.

Эсэргүүцлийн нэгжийг нэрлэдэг ом(Ом) энэ ухагдахууныг физикт анх оруулсан Германы эрдэмтэн Г.Омыг хүндэтгэн. 1 Ом гэдэг нь 1 В хүчдэлтэй үед гүйдлийн хүч нь 1 А байх дамжуулагчийн эсэргүүцэл юм. 2 Ом эсэргүүцэлтэй үед ижил хүчдэлийн гүйдлийн хүч 2 дахин бага, эсэргүүцэл нь 3 байх болно. Ом - 3 дахин бага гэх мэт.

Практикт эсэргүүцлийн бусад нэгжүүд байдаг, жишээлбэл килоом (кОм) ба мегаом (МОм):

1 кОм = 1000 Ом, 1 МОм = 1,000 ХХК Ом.

Тогтмол хөндлөн огтлолтой нэгэн төрлийн дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь дамжуулагчийн материал, түүний урт l ба хөндлөн огтлолын талбай S-ээс хамаардаг бөгөөд томъёог ашиглан олж болно.

R = ρl/S (12.1)

хаана ρ - бодисын эсэргүүцэл, үүнээс дамжуулагчийг хийсэн.

ЭсэргүүцэлЭнэ бодис нь урт, нэгж хөндлөн огтлолын талбай бүхий энэ бодисоор хийсэн дамжуулагч ямар эсэргүүцэлтэй болохыг харуулдаг физик хэмжигдэхүүн юм.

Томъёо (12.1)-ээс ийм байна

SI эсэргүүцлийн нэгж нь 1 ом, талбайн нэгж нь 1 м2, уртын нэгж нь 1 м байх тул SI эсэргүүцлийн нэгж нь:

1 Ом · м 2 / м, эсвэл 1 Ом · м.

Практикт нимгэн утаснуудын хөндлөн огтлолын талбайг ихэвчлэн квадрат миллиметрээр (мм2) илэрхийлдэг. Энэ тохиолдолд эсэргүүцлийн илүү тохиромжтой нэгж нь Ом мм 2 / м байна. 1 мм 2 = 0.000001 м 2 тул

1 Ом мм 2 / м = 0.000001 Ом м.

Өөр өөр бодисууд өөр өөр эсэргүүцэлтэй байдаг. Тэдгээрийн заримыг 3-р хүснэгтэд үзүүлэв.

Энэ хүснэгтэд өгөгдсөн утгууд нь 20 ° C температуртай тохирч байна. (Температур өөрчлөгдөхөд бодисын эсэргүүцэл өөрчлөгддөг.) Жишээлбэл, төмрийн эсэргүүцэл нь 0.1 Ом мм 2 /м байна. Энэ нь утсыг 1 мм 2 хөндлөн огтлолтой, 1 м урттай төмрөөр хийсэн бол 20 хэмийн температурт 0.1 Ом эсэргүүцэлтэй байна гэсэн үг юм.

Хүснэгт 3-аас харахад мөнгө, зэс хамгийн бага эсэргүүцэлтэй байдаг. Энэ нь эдгээр металлууд нь цахилгаан гүйдлийг хамгийн сайн дамжуулдаг гэсэн үг юм.

Нэг хүснэгтээс харахад шаазан, эбонит зэрэг бодисууд нь эсрэгээрээ маш өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг. Энэ нь тэдгээрийг тусгаарлагч болгон ашиглах боломжийг олгодог.

1. Цахилгаан эсэргүүцлийг юу гэж тодорхойлдог вэ? 2. Дамжуулагчийн эсэргүүцлийг олох томьёо юу вэ? 3. Эсэргүүцлийн нэгжийг юу гэж нэрлэдэг вэ? 4. Эсэргүүцэл юуг илтгэдэг вэ? Энэ нь ямар үсгийг төлөөлдөг вэ? 5. Эсэргүүцлийг ямар нэгжээр хэмжих вэ? 6. Хоёр дамжуулагч байдаг. Аль нь илүү их эсэргүүцэлтэй байна вэ гэвэл: a) ижил урт, хөндлөн огтлолын талбайтай, гэхдээ тэдгээрийн нэг нь константан, нөгөө нь фехралаар хийгдсэн; б) ижил бодисоор хийгдсэн, ижил зузаантай, гэхдээ тэдгээрийн нэг нь нөгөөгөөсөө 2 дахин урт; в) ижил бодисоор хийгдсэн, ижил урттай, гэхдээ тэдгээрийн нэг нь нөгөөгөөсөө 2 дахин нимгэн байна уу? 7. Өмнөх асуултад авч үзсэн дамжуулагчууд нь нэг гүйдлийн эх үүсвэрт ээлжлэн холбогдсон байна. Ямар тохиолдолд гүйдэл их, аль нь бага байх вэ? Харгалзан үзэж буй хос дамжуулагч бүрийн хувьд харьцуулалт хий.

Дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь цахилгаан гүйдлийн урсгалаас урьдчилан сэргийлэх материалын чадвар юм. Хувьсах өндөр давтамжийн хүчдэлийн арьсны нөлөөллийн тохиолдлыг багтаасан болно.

Физик тодорхойлолтууд

Материалыг эсэргүүцэх чадварын дагуу ангилдаг. Харгалзан үзэж буй үнэ цэнэ - эсэргүүцэл нь гол зүйл гэж тооцогддог бөгөөд байгальд байгаа бүх бодисыг ангилах боломжийг олгоно.

1. Дамжуулагч нь 10 μΩ м хүртэл эсэргүүцэлтэй материал юм.Ихэнх металл, бал чулуунд хамаарна.
2. Диэлектрик - эсэргүүцэл 100 MΩ m - 10 PΩ m. Пета угтварыг аравын арван тав дахь хүчний нөхцөлд ашигладаг.
3. Хагас дамжуулагч нь дамжуулагчаас диэлектрик хүртэлх эсэргүүцэлтэй цахилгаан материалын бүлэг юм.

Тусгай эсэргүүцэл гэж нэрлэгддэг бөгөөд энэ нь 1 метр квадрат талбай бүхий 1 метр урттай утаснуудын параметрүүдийг тодорхойлох боломжийг танд олгоно. Тоонуудыг илүү олон удаа ашиглах нь тохиромжгүй байдаг. Жинхэнэ кабелийн хөндлөн огтлол нь хамаагүй бага байдаг. Жишээлбэл, PV-3-ийн хувьд талбай нь хэдэн арван миллиметр байна. Хэрэв та Ohm sq.mm/m-ийн нэгжийг ашигладаг бол тооцооллыг хялбаршуулсан болно (зураг харна уу).

Металлын эсэргүүцэл

Тодорхой эсэргүүцлийг Грекийн "rho" үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд эсэргүүцлийн үзүүлэлтийг олж авахын тулд бид утгыг уртаар үржүүлж, дээжийн талбайд хуваана. Тооцоололд ихэвчлэн ашигладаг Ом м-ийн стандарт нэгжүүдийн хоорондын хөрвүүлэлт нь аравын зургаа дахь хүчийг ашиглан харилцаа тогтоогдсоныг харуулж байна. Заримдаа та хүснэгтийн утгуудаас зэсийн эсэргүүцлийн талаархи мэдээллийг олж болно.

• 168 мкОм м;
• 0.00175 Ом кв. Ммм.

Тоонууд нь ойролцоогоор 4% -иар ялгаатай байгааг харахад хялбар бөгөөд нэгжийг хөрвүүлэх замаар баталгаажуулна уу. Энэ нь зэсийн зэрэглэлд үндэслэсэн тоо гэсэн үг. Хэрэв нарийн тооцоолол хийх шаардлагатай бол асуултыг тусад нь тодруулна. Дээжийн эсэргүүцлийн талаарх мэдээллийг зөвхөн туршилтаар олж авдаг. Мэдэгдэж буй хөндлөн огтлол ба урттай утас нь мультиметрийн контактуудад холбогдсон байна. Хариултыг авахын тулд та уншилтыг дээжийн уртаар хувааж, хөндлөн огтлолын талбайгаар үржүүлэх хэрэгтэй. Туршилтын хувьд алдааг хамгийн бага хэмжээнд хүртэл бууруулахын тулд илүү урт дээж сонгох шаардлагатай. Туршилтын нэлээд хэсэг нь тохирох утгыг олж авахад хангалттай нарийвчлалгүй байдаг.

Тиймээс физикчдээс айдаг, хятад мультиметрийг эзэмшихийг хүсч буй хүмүүст эсэргүүцэлтэй ажиллах нь тохиромжгүй байдаг. Дууссан хэсгийг (удаан) авч, бүрэн хэсгийн параметрийг тооцоолох нь илүү хялбар байдаг. Практикт Ом фракцууд бага үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд эдгээр үйлдлүүдийг алдагдлыг тооцоолоход гүйцэтгэдэг. Хэлхээний хэсгийн идэвхтэй эсэргүүцлээр шууд тодорхойлогддог ба гүйдэлээс квадрат хамааралтай. Дээр дурдсан зүйлийг анхаарч үзвэл: цахилгааны инженерийн дамжуулагчийг ашиглах боломжийн дагуу ихэвчлэн хоёр ангилалд хуваадаг.

1. Өндөр дамжуулалт, өндөр эсэргүүцэлтэй материал. Эхнийх нь кабель үүсгэхэд ашиглагддаг, сүүлийнх нь эсэргүүцэл (резистор) юм. Хүснэгтүүдэд тодорхой ялгаа байхгүй, практик байдлыг харгалзан үздэг. Эсэргүүцэл багатай мөнгийг утас хийхэд огт ашигладаггүй бөгөөд төхөөрөмжийн контактуудад ховор байдаг. Тодорхой шалтгааны улмаас.
2. Өндөр уян хатан хайлшийг уян хатан гүйдэл дамжуулах хэсгүүдийг бий болгоход ашигладаг: булаг, контакторын ажлын хэсгүүд. Эсэргүүцэл нь ихэвчлэн хамгийн бага байх ёстой. Өндөр уян хатан чанараараа тодорхойлогддог энгийн зэс нь эдгээр зорилгод үндсэндээ тохиромжгүй нь тодорхой байна.
3. Өндөр эсвэл бага температурын тэлэлтийн коэффициент бүхий хайлш. Эхнийх нь хоёр металлын хавтанг бий болгох үндэс суурь болж, бүтцийн хувьд суурь болдог. Сүүлийнх нь Invar хайлшийн бүлгийг бүрдүүлдэг. Геометрийн хэлбэр чухал ач холбогдолтой газруудад ихэвчлэн шаардлагатай байдаг. Тэдгээр нь судалтай (үнэтэй вольфрамыг солих) бэхэлгээтэй, шилтэй уулзвар дээр вакуум битүүмжлэгдсэн уулзваруудтай. Гэхдээ ихэнхдээ Invar хайлш нь цахилгаантай ямар ч холбоогүй бөгөөд тэдгээрийг машин хэрэгсэл, багаж хэрэгслийн нэг хэсэг болгон ашигладаг.

Эсэргүүцэл ба омик хоорондын хамаарлын томъёо

Цахилгаан дамжуулах чанарын физик үндэс

Дамжуулагчийн эсэргүүцлийг цахилгаан дамжуулалтын эсрэг гэж хүлээн зөвшөөрдөг. Орчин үеийн онолын хувьд одоогийн үүсэх үйл явц хэрхэн явагддагийг нарийвчлан тогтоогоогүй байна. Физикчид ихэвчлэн хана мөргөж, урьд өмнө дэвшүүлсэн үзэл баримтлалын үүднээс ямар ч байдлаар тайлбарлах боломжгүй үзэгдлийг ажигладаг. Өнөөдөр хамтлагийн онол давамгайлж байна. Материйн бүтцийн талаархи санаа бодлыг хөгжүүлэх талаар товч танилцуулах шаардлагатай байна.

Эхэндээ бодисыг эерэг цэнэгтэй, электронууд хөвж буй бодисоор төлөөлдөг гэж үздэг. Энэ бол үнэмлэхүй температурын хэмжүүрийн нэгжийг нэрлэсэн алдарт Лорд Келвин (нээ Томсон)-ийн үзэл бодол байв. Рутерфорд атомын гаригийн бүтцийн талаар анх удаа таамаг дэвшүүлсэн хүн юм. 1911 онд дэвшүүлсэн онол нь альфа цацраг нь өндөр тархалттай бодисоор хазайдаг (бие даасан тоосонцор нислэгийн өнцгийг маш их хэмжээгээр өөрчилсөн) дээр үндэслэсэн байв. Одоо байгаа байрнуудад үндэслэн зохиогч: атомын эерэг цэнэг нь цөм гэж нэрлэгддэг орон зайн жижиг бүсэд төвлөрдөг гэж дүгнэжээ. Нислэгийн өнцгийн хүчтэй хазайлтын тохиолдол нь бөөмийн зам нь цөмтэй ойрхон байсантай холбоотой юм.

Энэ нь бие даасан элементүүд болон өөр өөр бодисуудын геометрийн хэмжээсүүдэд хязгаарлалт тавьдаг. Алтны голын диаметр нь 15 цагийн бүсэд багтдаг (пико нь аравын сөрөг арван хоёрдугаар түвшний угтвар) гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. Бор 1913 онд бодисын бүтцийн онолыг улам боловсронгуй болгосон. Устөрөгчийн ионуудын үйл ажиллагааны ажиглалт дээр үндэслэн тэрээр: атомын цэнэг нь нэгдмэл бөгөөд масс нь хүчилтөрөгчийн жингийн арван зургааны нэгтэй тэнцэнэ гэж дүгнэжээ. Бор электроныг Кулоны тодорхойлсон татах хүчний нөлөөгөөр барьдаг гэж үзсэн. Тиймээс ямар нэгэн зүйл түүнийг гол руу унахаас сэргийлж байна. Бор бөөмс тойрог замд эргэлдэж байх үед үүсдэг төвөөс зугтах хүч буруутай гэж үзсэн.

Зохион байгуулалтын чухал өөрчлөлтийг Соммерфельд хийсэн. Тэрээр тойрог замуудын эллипсийг таамаглаж, траекторийг дүрсэлсэн n ба k гэсэн хоёр квант тоог нэвтрүүлсэн. Бор тэмдэглэв: Загварт зориулсан Максвеллийн онол бүтэлгүйтэв. Хөдөлгөөнт бөөмс орон зайд соронзон орон үүсгэх ёстой бөгөөд дараа нь электрон аажмаар цөм рүү унах болно. Тиймээс бид хүлээн зөвшөөрөх ёстой: сансарт энерги цацрахгүй тойрог замууд байдаг. Үүнийг анзаарахад хялбар байдаг: таамаглалууд хоорондоо зөрчилдөж, дахин сануулж байна: дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь физик хэмжигдэхүүний хувьд өнөөдөр физикчдийн тайлбарлаж чадах зүйл биш юм.

Яагаад? Туузны онол нь Борын постулатуудыг үндэс болгон сонгосон бөгөөд үүнд: тойрог замуудын байрлал нь салангид, урьдчилан тооцоолсон, геометрийн параметрүүд нь тодорхой харилцаатай холбоотой байдаг. Хийсэн математик загварууд нь зарим үзэгдлийг тайлбарлах чадваргүй байсан тул эрдэмтдийн дүгнэлтийг долгионы механикаар баяжуулах шаардлагатай байв. Орчин үеийн онолоор: бодис бүрийн хувьд электрон төлөвт гурван бүс байдаг:

1. Атомтой нягт холбогдсон электронуудын валентийн зурвас. Холболтыг таслахад маш их энерги шаардагдана. Валентийн зурвасын электронууд дамжуулалтад оролцдоггүй.
2. Дамжуулах зурвас, электронууд нь бодис дахь талбайн хүч үүсэх үед цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг (цэнэг тээвэрлэгчдийн захиалгат хөдөлгөөн).
3. Хориотой зурвас нь хэвийн нөхцөлд электронууд олдохгүй энергийн муж юм.

Юнгийн тайлагдашгүй туршлага

Туузны онолын дагуу дамжуулагчийн дамжуулах зурвас нь валентын зурвастай давхцдаг. Электрон үүл үүсч, цахилгаан орны хүчд амархан зөөгдөж, гүйдэл үүсгэдэг. Энэ шалтгааны улмаас дамжуулагчийн эсэргүүцэл маш бага байна. Түүгээр ч барахгүй эрдэмтэд электрон гэж юу болохыг тайлбарлах гэж дэмий оролдлого хийж байна. Энэ нь зөвхөн мэдэгдэж байгаа: энгийн бөөмс нь долгион ба корпускуляр шинж чанарыг харуулдаг. Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлын зарчим нь баримтуудыг бодит байдалд оруулдаг: электроны байршил ба түүний энергийг 100% магадлалтайгаар нэгэн зэрэг тодорхойлох боломжгүй юм.

Эмпирик хэсгийн хувьд эрдэмтэд: Янгийн электронтой хийсэн туршилт сонирхолтой үр дүнг өгч байна. Эрдэмтэн фотонуудын урсгалыг бамбайн хоёр ойрхон ан цаваар дамжуулснаар хэд хэдэн зураасаас бүрдсэн интерференцийн загвар бий болсон. Тэд электронуудтай туршилт хийхийг санал болгосны дараа нуралт болсон:

1. Хэрэв электронууд хоёр ангарлын хажуугаар дам нуруугаар өнгөрвөл интерференцийн загвар үүснэ. Яг л фотон хөдөлж байгаа юм шиг.
2. Хэрэв электронуудыг нэг нэгээр нь галлавал юу ч өөрчлөгдөхгүй. Иймд... нэг бөөмс өөрөөсөө тусдаг, хэд хэдэн газар зэрэг оршдог уу?
3. Дараа нь тэд электрон бамбайн хавтгайгаар дамжин өнгөрөх мөчийг бүртгэх гэж оролдож эхлэв. Тэгээд ... хөндлөнгийн загвар алга болсон. Хагарлын эсрэг талд хоёр толбо үлдсэн байна.

Үр нөлөө нь шинжлэх ухааны үүднээс тайлбарлах боломжгүй юм. Электронууд ажиглалтын талаар "таадаг" бөгөөд долгионы шинж чанарыг харуулахаа больсон. Орчин үеийн физикийн үзэл баримтлалын хязгаарлалтыг харуулав. Хэрэв бид үүнд сэтгэл хангалуун байвал сайн байх болно! Шинжлэх ухааны өөр нэг хүн бөөмсийг аль хэдийн ангархайгаар өнгөрч (тодорхой чиглэлд нисч) ажиглахыг санал болгов. Тэгээд юу гэж? Дахин хэлэхэд электронууд долгионы шинж чанарыг харуулахаа больсон.

Энгийн тоосонцор цаг хугацааны хувьд буцаж явсан нь харагдаж байна. Тэр үед тэд завсарлагаа өнгөрөөсөн. Бид тандалт хийх эсэхийг олж мэдсэнээр ирээдүйн нууцад нэвтэрсэн. Бодит байдлаас хамааран зан авирыг тохируулсан. Хариулт нь бухын нүдийг хужирлах боломжгүй нь ойлгомжтой. Энэ оньсого өнөөдрийг хүртэл шийдэгдэхийг хүлээж байна. Дашрамд дурдахад, 20-р зууны эхээр дэвшүүлсэн Эйнштейний онол одоо няцаагдаж байна: хурд нь гэрлээс давсан бөөмс олдсон.

Дамжуулагчийн эсэргүүцэл хэрхэн үүсдэг вэ?

Орчин үеийн үзэл бодол: чөлөөт электронууд нь дамжуулагчийн дагуу 100 км / с хурдтай хөдөлдөг. Дотор үүссэн талбайн нөлөөн дор дрифтийг захиалсан. Хүчдэлийн шугамын дагуу зөөгчийн хөдөлгөөний хурд бага, минутанд хэдхэн сантиметр байна. Хөдөлгөөний явцад электронууд болор торны атомуудтай мөргөлдөж, энергийн тодорхой хэсэг нь дулаан болж хувирдаг. Мөн энэ хувиргалтын хэмжүүрийг ихэвчлэн дамжуулагчийн эсэргүүцэл гэж нэрлэдэг. Энэ нь өндөр байх тусам илүү их цахилгаан энерги дулаан болж хувирдаг. Халаагчийн ажиллах зарчим нь үүн дээр суурилдаг.

Контексттэй параллель нь материалын дамжуулалтын тоон илэрхийлэл бөгөөд үүнийг зураг дээр харж болно. Эсэргүүцлийг олж авахын тулд нэгийг заасан тоогоор хуваана. Цаашдын өөрчлөлтийн явцыг дээр дурдсан болно. Эсэргүүцэл нь параметрүүдээс хамаардаг болохыг харж болно - электронуудын температурын хөдөлгөөн ба тэдгээрийн чөлөөт зам нь бодисын болор торны бүтцэд шууд хүргэдэг. Тайлбар: Дамжуулагчийн эсэргүүцэл өөр байна. Зэс нь хөнгөн цагаан багатай.

Цахилгаан(I) нь цэнэгтэй бөөмсийн дараалсан хөдөлгөөн юм. Сургуулийн физикийн хичээлээс санаанд орж ирдэг хамгийн эхний бодол бол электронуудын хөдөлгөөн юм. эргэлзээгүй. Гэсэн хэдий ч тэд зөвхөн цахилгаан цэнэгийг зөөж чаддаггүй, жишээлбэл, шингэн ба хий дэх цахилгаан гүйдэл үүсэхийг тодорхойлдог ионууд юм.

Мөн хоолойгоор урсаж буй устай гүйдлийг харьцуулж болохгүй гэдгийг сануулмаар байна. (Хэдийгээр Кирхгофын хуулийг авч үзэхэд ийм зүйрлэл тохиромжтой байх болно). Хэрэв усны тодорхой тоосонцор бүр эхнээс нь дуустал замаа гаргадаг бол цахилгаан гүйдэл дамжуулагч үүнийг хийхгүй. Хэрэв танд үнэхээр ойлгомжтой байх шаардлагатай бол би зогсоол дээр хэн нэгэн хүн арын хаалга руу шахаж орсноор аз тааруухан зорчигч урд хаалганаас унасан автобусны жишээг хэлье.

Цахилгаан гүйдэл үүсэх, оршин тогтнох нөхцөл нь:

• Үнэ төлбөргүй тээвэрлэгч байгаа эсэх
• Гүйдэл үүсгэж, хадгалж байдаг цахилгаан орон байгаа эсэх.

Цахилгаан орон- энэ бол цахилгаанаар цэнэглэгдсэн биетүүдийн эргэн тойронд оршдог, тэдгээрт хүч үзүүлдэг нэг төрлийн матери юм. Дахин хэлэхэд, сургуулиасаа бидний мэддэг байсан "цэнэгүүд няцадаг, цэнэгүүд нь татдаг шиг" гэсэн зүйл рүү эргэж харвал бид цахилгаан талбайг энэ нөлөөг дамжуулдаг зүйл гэж төсөөлж чадна. Энэ талбар нь бусадтай адил шууд мэдрэгдэх боломжгүй боловч тоон шинж чанартай байдаг. цахилгаан талбайн хүч.

Цахилгаан талбайн бусад цахилгаан хэмжигдэхүүн, параметрүүдтэй харилцах харилцааг тодорхойлсон олон томъёо байдаг. Би өөрийгөө нэг зүйлээр хязгаарлаж, команд болгон бууруулна: E=Δφ.

• E нь цахилгаан орны хүч юм. Ерөнхийдөө энэ бол вектор хэмжигдэхүүн боловч би бүх зүйлийг скаляр болгон хялбаршуулсан.
• Δφ=φ1-φ2 ​​- боломжит зөрүү (Зураг 1).

Гүйдлийн оршин тогтнох нөхцөл нь цахилгаан орон байх тул түүнийг (талбар) ямар нэгэн байдлаар үүсгэх ёстой. Самнаа цахилгаанжуулах, эбонит саваа даавуугаар үрэх, цахилгаан статик машины бариулыг эргүүлэх зэрэг алдартай туршилтууд нь тодорхой шалтгааны улмаас практикт хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй.

Тиймээс цахилгаан статик бус гарал үүслийн хүчний улмаас боломжит зөрүүг хангах чадвартай төхөөрөмжүүдийг зохион бүтээсэн (тэдгээрийн нэг нь алдартай батерей юм). цахилгаан хөдөлгөх хүчний эх үүсвэр (EMF), үүнийг дараах байдлаар тэмдэглэнэ: ε.

EMF-ийн физик утга нь нэгж цэнэгийг хөдөлгөх үед гадны хүчний хийдэг ажлаар тодорхойлогддог боловч цахилгаан гүйдэл, хүчдэл, эсэргүүцэл гэж юу болох тухай анхны ойлголтыг олж авахын тулд эдгээр процессуудыг интеграл хэлбэрээр нарийвчлан авч үзэх шаардлагагүй болно. болон бусад ижил төстэй нарийн төвөгтэй хэлбэрүүд.

Хүчдэл(U).

Би зөвхөн онолын тооцоогоор таныг зовоохоос эрс татгалзаж, хүчдэлийг хэлхээний хэсэг дэх боломжит зөрүү гэж тайлбарлахаас эрс татгалзаж байна: U=Δφ=φ1-φ2, хаалттай хэлхээний хувьд бид хүчдэлийг дараахтай тэнцүү гэж үзнэ. Одоогийн эх үүсвэрийн emf: U=ε.

Энэ нь бүхэлдээ зөв биш боловч бодит байдал дээр энэ нь хангалттай юм.

Эсэргүүцэл(R) - нэр нь өөрөө ярьдаг - дамжуулагчийн цахилгаан гүйдлийн эсэргүүцлийг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн. Хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцлийн хоорондын хамаарлыг тодорхойлох томъёодуудсан Ом-ын хууль. Энэ хуулийг энэ хэсэгт тусдаа хуудсан дээр авч үзэх болно. Үүнээс гадна эсэргүүцэл нь дамжуулагч материал гэх мэт олон хүчин зүйлээс хамаардаг. Эдгээр лавлагаа өгөгдлийг эсэргүүцэл гэж тодорхойлсон ρ эсэргүүцлийн утгын хэлбэрээр өгсөн болно 1 метрийн дамжуулагч/хэсэг. Эсэргүүцэл бага байх тусам дамжуулагч дахь гүйдлийн алдагдал бага байна. Үүний дагуу L урт ба хөндлөн огтлолын талбай S бүхий дамжуулагчийн эсэргүүцэл R=ρ*L/S болно.

Дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь түүний урт ба хөндлөн огтлолоос бас хамаардаг нь дээрх томъёоноос шууд тодорхой харагдаж байна. Температур нь мөн эсэргүүцэлд нөлөөлдөг.

тухай хэдэн үг нэгжгүйдэл, хүчдэл, эсэргүүцэл. Эдгээр хэмжигдэхүүнийг хэмжих үндсэн нэгжүүд нь дараах байдалтай байна.

Гүйдэл - Ампер (А)
Хүчдэл - Вольт (V)
Эсэргүүцэл - Ом (Ом).

Эдгээр олон улсын системийн (SI) хэмжилтийн нэгжүүд нь үргэлж тохиромжтой байдаггүй. Практикт деривативуудыг ашигладаг (милиампер, кило-ом гэх мэт). Тооцоолол хийхдээ томъёонд агуулагдах бүх хэмжигдэхүүнүүдийн хэмжээг харгалзан үзэх шаардлагатай. Тиймээс, хэрэв та Ом-ын хуулиар амперыг кило-омоор үржүүлбэл таны авах хүчдэл огт вольт биш болно.

© 2012-2019 Бүх эрх хуулиар хамгаалагдсан.

Энэ сайтад тавигдсан бүх материалууд нь зөвхөн мэдээллийн зорилгоор хийгдсэн бөгөөд заавар, зохицуулалтын баримт бичиг болгон ашиглах боломжгүй.

Цахилгаан хэлхээ эсвэл дамжуулагчийг тодорхойлдог бусад үзүүлэлтүүдийн дунд цахилгаан эсэргүүцлийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ нь материалын атомуудын электрон дамжуулалтаас урьдчилан сэргийлэх чадварыг тодорхойлдог. Энэ утгыг тодорхойлоход тусламжийг тусгай төхөөрөмж - омметр, материалын хэмжигдэхүүн ба физик шинж чанаруудын хоорондын хамаарлын талаархи мэдлэг дээр үндэслэн математик тооцоолол хийж болно. Заагчийг R тэмдгээр тэмдэглэсэн Ом (Ом) -аар хэмждэг.

Ом-ын хууль - эсэргүүцлийг тодорхойлох математикийн арга

Георг Омын тогтоосон харилцаа нь ойлголтуудын математик харилцаанд тулгуурлан хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцлийн хоорондын хамаарлыг тодорхойлдог. Шугаман харилцааны хүчинтэй байдал - R = U / I (хүчдэл ба гүйдлийн харьцаа) - бүх тохиолдолд тэмдэглэгддэггүй.
Нэгж [R] = B/A = Ом. 1 Ом нь 1 вольтын хүчдэлд 1 ампер гүйдэл урсах материалын эсэргүүцэл юм.

Эсэргүүцлийг тооцоолох эмпирик томъёо

Материалын дамжуулалтын талаархи объектив өгөгдөл нь түүний физик шинж чанараас хамаардаг бөгөөд энэ нь түүний шинж чанар, гадны нөлөөнд үзүүлэх хариу урвалыг тодорхойлдог. Үүний үндсэн дээр цахилгаан дамжуулах чанар нь дараахь зүйлээс хамаарна.

• Хэмжээ.
• Геометр.
• Температурууд.

Дамжуулагч материалын атомууд чиглэлтэй электронуудтай мөргөлдөж, урагшлахаас сэргийлдэг. Сүүлчийн өндөр концентрацитай үед атомууд тэднийг эсэргүүцэх чадваргүй бөгөөд цахилгаан дамжуулах чанар өндөр болж хувирдаг. Эсэргүүцлийн том утгууд нь бараг тэг дамжуулалттай диэлектрикийн хувьд ердийн зүйл юм.

Дамжуулагч бүрийн тодорхойлогч шинж чанаруудын нэг нь түүний эсэргүүцэл юм - ρ. Энэ нь дамжуулагч материал болон гадны нөлөөллөөс эсэргүүцлийн хамаарлыг тодорхойлдог. Энэ нь тогтмол (нэг материалын доторх) утга бөгөөд дараах хэмжээсүүдийн дамжуулагчийн өгөгдлийг илэрхийлдэг - урт 1 м (ℓ), хөндлөн огтлолын талбай 1 м.кв. Иймд эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн хоорондын хамаарлыг R = ρ* ℓ/S харьцаагаар илэрхийлнэ.

• Материалын цахилгаан дамжуулах чанар нь урт нэмэгдэх тусам буурдаг.
• Дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын хэмжээ нэмэгдэх нь түүний эсэргүүцэл буурахад хүргэдэг. Энэ хэв маяг нь электрон нягтрал буурсантай холбоотой бөгөөд улмаар материалын бөөмсүүдтэй харьцах нь багасдаг.
• Материалын температурын өсөлт нь эсэргүүцлийн өсөлтийг өдөөдөг бол температур буурах нь түүний бууралтад хүргэдэг.

S = πd 2 / 4 томъёоны дагуу хөндлөн огтлолын талбайг тооцоолох нь зүйтэй. Уртыг тодорхойлоход соронзон хальсны хэмжүүр тусална.

Хүчтэй харилцах харилцаа (P)

Ом хуулийн томьёонд үндэслэн U = I*R ба P = I*U. Тиймээс P = I 2 *R ба P = U 2 / R.
Гүйдэл ба чадлын хэмжээг мэдсэнээр эсэргүүцлийг дараах байдлаар тодорхойлж болно: R = P/I 2.
Хүчдэл ба хүчийг мэддэг тул эсэргүүцлийг томъёогоор хялбархан тооцоолж болно: R = U 2 / P.

Материалын эсэргүүцэл ба бусад холбогдох шинж чанаруудын утгыг тусгай хэмжих хэрэгслээр эсвэл тогтоосон математикийн хуулиудад үндэслэн олж авч болно.

Энэ сайт нь эсэргүүцлийн тухай нийтлэлгүйгээр хийж чадахгүй. За яахав! Электроникийн хувьд маш суурь ойлголт байдаг бөгөөд энэ нь бас физик шинж чанартай байдаг. Та эдгээр найзуудыг аль хэдийн мэддэг байх:

Эсэргүүцэл гэдэг нь материалын электронуудын урсгалд саад учруулах чадвар юм. Материал нь хүчтэй салхины эсрэг фрегатын дарвуул шиг энэ урсгалыг эсэргүүцэж, саад болж байх шиг байна!

Дэлхий дээр бараг бүх зүйл эсэргүүцэх чадвартай: агаар нь электронуудын урсгалыг эсэргүүцдэг, ус нь электронуудын урсгалыг эсэргүүцдэг, гэхдээ тэдгээр нь хальтирсаар байдаг. Зэс утаснууд нь электронуудын урсгалыг эсэргүүцдэг боловч залхуутай байдаг. Тиймээс тэд ийм урсгалыг маш сайн зохицуулдаг.

Зөвхөн хэт дамжуулагчдад эсэргүүцэл байдаггүй, гэхдээ энэ нь өөр түүх юм, учир нь тэд эсэргүүцэлгүй тул өнөөдөр бид тэднийг сонирхохгүй байна.

Дашрамд хэлэхэд электронуудын урсгал нь цахилгаан гүйдэл юм. Албан ёсны тодорхойлолт нь илүү педантик тул үүнийг ижил хуурай номноос хайж олоорой.

Тийм ээ, электронууд хоорондоо харилцан үйлчилдэг. Ийм харилцан үйлчлэлийн хүчийг вольтоор хэмждэг бөгөөд үүнийг хүчдэл гэж нэрлэдэг. Ямар сонин сонсогдож байгааг хэлж чадах уу? Хачирхалтай зүйл алга. Электронууд ачаалалд орж, бусад электронуудыг хүчээр хөдөлгөдөг. Бага зэрэг тансаг, гэхдээ үндсэн зарчим нь ойлгомжтой.

Эрх мэдлийг дурдах нь зүйтэй. Гүйдэл, хүчдэл, эсэргүүцэл нь нэг ширээнд нийлж ажиллаж эхлэхийг хүч гэдэг. Дараа нь хүч гарч ирнэ - эсэргүүцлийг даван туулах үед электронууд алддаг энерги. Дашрамд хэлэхэд:

I = U/R P = U * I

Жишээлбэл, та утастай 60 Вт чийдэнтэй. Та үүнийг 220 В-ын залгуурт холбоно. Дараа нь юу юм? Гэрлийн чийдэн нь 220 В-ын потенциалтай электронуудын урсгалд тодорхой хэмжээний эсэргүүцэл үзүүлдэг. Эсэргүүцэл, тэсрэлт бага байвал шатдаг. Хэрэв энэ нь хэтэрхий том бол утас нь маш сул гэрэлтэх болно. Гэхдээ хэрэв энэ нь "зөв" бол гэрлийн чийдэн 60 Вт зарцуулж, энэ энергийг гэрэл, дулаан болгон хувиргах болно.

Дулаан нь гаж нөлөө бөгөөд эрчим хүчний "алдагдал" гэж нэрлэгддэг, учир нь гэрлийн чийдэн нь илүү гэрэлтэхийн оронд халаахад зарцуулдаг. Эрчим хүч хэмнэдэг чийдэнг ашигла! Дашрамд хэлэхэд утас нь эсэргүүцэлтэй байдаг бөгөөд хэрэв электронуудын урсгал хэт их байвал мэдэгдэхүйц температур хүртэл халах болно. Эндээс та өндөр хүчдэлийн шугамыг яагаад ашигладаг тухай тэмдэглэлийг уншихыг санал болгож болно

Та одоо эсэргүүцлийн талаар илүү ихийг ойлгож байгаа гэдэгт итгэлтэй байна. Үүний зэрэгцээ бид материалын эсэргүүцэл, томъёо гэх мэт нарийн ширийн зүйлийг анхаарч үзээгүй

хаана ρ - эсэргүүцэлдамжуулагч бодис, Ом м, л- дамжуулагчийн урт, м, а С- хөндлөн огтлолын талбай, м².

Зургийг дуусгах хэд хэдэн хөдөлгөөнт дүрс

Мөн дамжуулагчийн температур, түүний зузаанаас хамаарч электронуудын урсгал хэрхэн өөрчлөгдөх нь тодорхой юм