1. Залежність опору від матеріалу, довжини і площі поперечного перерізу провідника [ правити | правити...
2. Прилади для вимірювання опору [ правити | правити код ]
3. Державний еталон опору [ правити | правити код ]
4. Статичне і динамічне опір [ правити | правити код ]

Електричний опір - фізична величина , Що характеризує властивість провідника перешкоджати проходженню електричного струму і дорівнює відношенню напруги на кінцях провідника до силі струму , Що протікає по ньому [1] .

Опір для ланцюгів змінного струму і для змінних електромагнітних полів описується поняттями імпедансу і хвильового опору . Опором (резистором) також називають радіодеталей, призначену для введення в електричні ланцюги активного опору.

Опір (часто позначається буквою R або r) вважається, в певних межах, постійною величиною для даного провідника; її можна розрахувати як

R = U I, {\ displaystyle R = {\ frac {U} {I}},}

де

R - опір, Ом; U - різниця електричних потенціалів (напруга) на кінцях провідника, В; I - сила струму , Що протікає між кінцями провідника під дією різниці потенціалів, А.

У 1826 р Георг Ом експериментальним шляхом відкрив основний закон електричного кола, навчився обчислювати опір металевих провідників і вивів закон Ома . Таким чином, в першому періоді розвитку електротехніки (1800 -1831 роки) були створені передумови для її розвитку, для подальших застосувань електричного струму.

Саме поняття «опір» з'явилося задовго до пошуків Георга Ома. Вперше цей термін застосував і вжив російський вчений Василь Володимирович Петров . Він встановив кількісну залежність сили струму від площі поперечного перерізу провідника: він стверджував, що при використанні більш товстого дроту відбувається «більш сильну дію ... і дуже швидке протягом гальвані-вольтовской рідини». Крім того, Петров чітко вказав на те, що при збільшенні перерізу провідника (при вживанні однієї і тієї ж гальванічної батареї) сила струму в ньому зростає. [2]

розмірність електричного опору в Міжнародній системі величин : Dim R = L 2 MT -3 I -2. В Міжнародній системі одиниць (СІ) , Заснованої на Міжнародній системі величин, одиницею опору є ом (Російське позначення: Ом; міжнародне: Ω). В системі СГС як такої одиниця опору не має спеціальної назви, проте в її розширеннях ( СГСЕ , СГСМ і гауссова система одиниць ) використовуються [3] :

• статом (В СГСЕ і гаусом системі, 1 statΩ = (109 c -2) з / см = 898 755 178 736,818 Ом (точно) ≈ 8,98755 · 1 011 Ом, дорівнює опору провідника, через який під напругою 1 статвольт тече струм 1 статампер );
• Абомей (В СГСМ, 1 abΩ = 1 · 10-9 Ом = 1 нано, дорівнює опору провідника, через який під напругою 1 абвольт тече струм 1 абампер ).

Розмірність опору в СГСЕ і гаусом системі дорівнює TL -1 (тобто збігається з розмірністю зворотного швидкості , С / см), в СГСМ - LT -1 (тобто збігається з розмірністю швидкості, см / с) [4] .

Зворотною величиною по відношенню до опору є електропровідність , Одиницею виміру якої в системі СІ служить сіменс (1 См = 1 Ом-1), в системі СГСЕ (і гаусом) статсіменс і в СГСМ - абсіменс [5] .

висока електропровідність металів пов'язана з тим, що в них є велика кількість носіїв струму - електронів провідності , Що утворюються з валентних електронів атомів металу, які не належать певному атому . Електричний струм в металі виникає під дією зовнішнього електричного поля , Яке викликає впорядкований рух електронів. Рухомі під дією поля електрони розсіюються на неоднорідностях іонної решітки (на домішках, дефектах решітки, а також порушеннях періодичної структури, пов'язаної з тепловими коливаннями іонів). При цьому електрони втрачають імпульс , а енергія їх руху перетворюються у внутрішню енергію кристалічної решітки, що і призводить до нагрівання провідника при проходженні по ньому електричного струму .

В інших середовищах ( напівпровідниках , діелектриках , електролітах , Неполярних рідинах, газах і т. д.) в залежності від природи носіїв заряду фізична причина опору може бути іншою. Лінійна залежність, виражена законом Ома , Дотримується не у всіх випадках.

Опір провідника при інших рівних умовах залежить від його геометрії і від питомої електричного опору матеріалу, з якого він складається.

Опір однорідного провідника постійного перетину залежить від властивостей речовини провідника, його довжини, перетину і обчислюється за формулою:

R = ρ ⋅ l S, {\ displaystyle R = {\ frac {\ rho \ cdot l} {S}},}

де ρ - питомий опір речовини провідника, Ом · м, l - довжина провідника, м, а S - площа перетину, м².

Опір однорідного провідника також залежить від температури .

Питомий опір - скалярна фізична величина , Чисельно рівна опору однорідного циліндричного провідника одиничної довжини і одиничної площі перетину.

опір металів знижується при зниженні температури; при температурах порядку декількох кельвінів опір більшості металів і сплавів прагне або стає рівним нулю (ефект надпровідності ). Навпаки, опір напівпровідників та ізоляторів при зниженні температури (в деякому діапазоні) росте. Опір також змінюється в міру збільшення струму / напруги, що протікає через провідник / напівпровідник.

Залежність опору від матеріалу, довжини і площі поперечного перерізу провідника [ правити | правити код ]

У металі рухливими носіями зарядів є вільні електрони. Можна вважати, що при своєму хаотичному русі вони поводяться подібно до молекул газу. Тому в класичній фізиці вільні електрони в металах називають електронним газом і в першому наближенні вважають, що до нього застосовні закони, встановлені для ідеального газу.

Щільність електронного газу і будова кристалічної решітки залежать від роду металу. Тому опір провідника повинно залежати від роду його речовини. Крім того, він повинен ще залежати від довжини провідника, площі його поперечного перерізу і від температури.

Вплив перетину провідника на його опір пояснюється тим, що при зменшенні перерізу потік електронів в провіднику при одній і тій же силі струму стає більш щільним, тому і взаємодія електронів з частинками речовини в провіднику стає сильнішою.

з формули

R = ρ ⋅ l S, {\ displaystyle R = {\ frac {\ rho \ cdot l} {S}},}

видно, що опір провідника прямо пропорційний його довжині і обернено пропорційно площі його поперечного перерізу. Величину ρ, що характеризує залежність опору провідника від матеріалу, з якого він зроблений, і від зовнішніх умов, називають питомим опором речовини. Питомий опір різних речовин при розрахунках беруть з таблиць.

Величину, зворотну питомому опору, називають питомою провідністю речовини і позначають σ.

• Для розрахунку небезпечної величини сили струму, що протікає через людину при потраплянні його під електричну напругу частотою 50 Гц, опір тіла людини умовно приймається рівним 1 кОм [6] . Ця величина має мале відношення до реального опору людського тіла. В реальності опір людини не є омічним, так як ця величина, по-перше, нелінійна по відношенню до прикладеній напрузі, по-друге змінюється в часі, по-третє, набагато менше у людини, яка хвилюється і, отже, потіє і т. Д .

• Серйозні поразки тканин людини спостерігаються зазвичай при проходженні струму силою близько 100 мА. Абсолютно безпечним вважається струм силою до 1 мА. Питомий опір тіла людини залежить від стану шкірних покривів. Суха шкіра має питомим опором близько 10000 Ом · м, тому небезпечні струми можуть бути досягнуті тільки при значній напрузі. Однак при наявності вогкості опір тіла людини різко знижується і безпечним може вважатися напруга тільки нижче 12 В. Питомий опір крові 1 Ом · м при 50 Гц [7] .

Прилади для вимірювання опору [ правити | правити код ]

Засоби відтворення опору [ правити | правити код ]

Державний еталон опору [ правити | правити код ]

• МЕТ 14-91 Державний первинний еталон одиниці електричного опору. Інститут-хранитель: ВНИИМ .

Статичне і динамічне опір [ правити | правити код ]

У теорії нелінійних ланцюгів використовуються поняття статичного і динамічного опорів. Статичним опором нелінійного елемента електричного кола в заданій точці його ВАХ називають відношення напруги на елементі до струму в ньому. Динамічним опором нелінійного елемента електричного кола в заданій точці його ВАХ називають відношення нескінченно малого приросту напруги до відповідного приросту струму.

• В. Г. Герасимов, Е. В. Кузнєцов, О. В. Миколаєва. Електротехніка та електроніка. Кн. 1. Електричні та магнітні кола. - М.: Вища школа, 1996. - 288 с. - ISBN 5-283-05005-X .