Direnç fiziği nasıl bulunur? İletkenlerin elektriksel direnci

Bir elektrik devresini, bir iletkeni karakterize eden diğer göstergelerin yanı sıra, elektrik direncini vurgulamaya değer. Bir malzemedeki atomların elektronların yönlü geçişini engelleme yeteneğini belirler. Bu değerin belirlenmesinde yardım, hem özel bir cihaz - bir ohmmetre hem de bir malzemenin miktarları ve fiziksel özellikleri arasındaki ilişki bilgisine dayalı matematiksel hesaplamalar ile sağlanabilir. Gösterge Ohm (Ohm) cinsinden ölçülür, sembol R'dir.

Ohm Yasası - direnci belirlemek için matematiksel bir yaklaşım

Georg Ohm tarafından kurulan ilişki, kavramların matematiksel ilişkisine dayalı olarak gerilim, akım, direnç arasındaki ilişkiyi belirler. Doğrusal ilişkinin geçerliliği - R \u003d U / I (gerilim / akım oranı) - her durumda gözlemlenmez.
Ölçü birimi [R] \u003d B / A \u003d Ohm. 1 Ohm, 1 voltluk bir voltajda 1 amperlik bir akımın geçtiği malzemenin direncidir.

Direnci hesaplamak için deneysel bir formül

Bir malzemenin iletkenliğine ilişkin nesnel veriler, hem uygun özelliklerini hem de dış etkilere tepkilerini belirleyen fiziksel özelliklerinden kaynaklanır. Buna göre iletkenlik şunlara bağlıdır:

• Boyut.
• Geometri.
• Sıcaklıklar.

İletken malzemenin atomları, yönlendirilmiş elektronlarla çarpışarak daha fazla ilerlemelerini engeller. İkincisinin yüksek bir konsantrasyonunda, atomlar bunlara karşı koyamaz ve iletkenlik yüksektir. Büyük direnç değerleri, neredeyse sıfır iletkenlikte farklılık gösteren dielektriklerin karakteristiğidir.

Her iletkenin tanımlayıcı özelliklerinden biri direncidir - ρ. Direncin iletken malzemesine ve dış etkilere olan bağımlılığını belirler. Bu, aşağıdaki boyutlardaki iletkenin verilerini temsil eden sabit (aynı malzeme içinde) bir değerdir - uzunluk 1 m (ℓ), kesit alanı 1 metrekare. Bu nedenle, bu miktarlar arasındaki ilişki şu oranla ifade edilir: R \u003d ρ * ℓ / S:

• Bir malzemenin uzunluğu arttıkça iletkenliği azalır.
• İletkenin enine kesit alanındaki bir artış, direncinde bir azalmaya neden olur. Bu model, elektron yoğunluğundaki bir azalmadan kaynaklanır ve sonuç olarak, malzeme parçacıklarının onlarla teması daha nadir hale gelir.
• Malzeme sıcaklığındaki bir artış dirençte bir artışa neden olurken, sıcaklıktaki bir düşüş dirençte bir azalmaya neden olur.

Kesit alanını S \u003d πd 2/4 formülüne göre hesaplamanız tavsiye edilir. Bir şerit metre uzunluğu belirlemeye yardımcı olacaktır.

Güç ilişkisi (P)

Ohm kanunu formülüne göre, U \u003d I * R ve P \u003d I * U. Bu nedenle, P \u003d I 2 * R ve P \u003d U 2 / R.
Akımın ve gücün büyüklüğünü bilerek direnç şu şekilde tanımlanabilir: R \u003d P / I 2.
Gerilim ve gücün büyüklüğünü bilerek, direnç aşağıdaki formül kullanılarak kolayca hesaplanabilir: R \u003d U 2 / P.

Malzemenin direnci ve diğer ilgili özelliklerin değerleri, özel ölçüm cihazları kullanılarak veya yerleşik matematik yasaları temelinde elde edilebilir.

Elektriğin kendisi görünmezdir, ancak bu tehlikesini daha az azaltmaz. Tam tersi: daha tehlikeli olduğu için. Ne de olsa, gördüğümüz gibi, örneğin musluktan su döküldüğünü görseydik, o zaman kesinlikle birçok sıkıntıdan kaçınmış olurduk.

Su. İşte su borusu ve işte kapalı musluk. Hiçbir şey akmaz, damlamaz. Ama kesin olarak biliyoruz: içinde su var. Ve sistem düzgün çalışıyorsa, o zaman bu su orada basınç altındadır. 2, 3 atmosfer veya ne kadar var? Boşver. Ama baskı var, aksi takdirde sistem çalışmaz. Bir yerlerde pompalar vızıldıyor, sisteme su giriyor ve bu basıncı yaratıyor.

Ama bizim telimiz elektrik. Uzak bir yerde, diğer tarafta, jeneratörler de uğultu yapıyor ve elektrik üretiyor. Ve bundan telde de basınç ... Hayır, hayır, basınç değil, tabii ki, burada bu telin içinde voltaj... Aynı zamanda ölçülür, ancak kendi birimlerinde: volt cinsinden.

Su, herhangi bir yere hareket etmeden borulardaki duvarlara basar, güçlü bir akarsu içinde oraya koşmak için bir çıkış yolu bekler. Ve anahtar kapandığında, elektron akışlarının amacına ulaşmak için hareket etmesi için gerilim telin içinde sessizce bekler.

Ve sonra musluk açıldı, bir su akışı akmaya başladı. Pompadan besleme valfine hareket ederek tüm boru boyunca akar. Anahtarın kontakları kapanır kapanmaz, tellerde elektronlar aktı. Bu hareket nedir? o akım... Elektronlar akış... Ve bu hareketin, bu akımın da kendi ölçü birimi vardır: amper.

Ve hala var direnç... Su için bu, mecazi anlamda, musluktaki deliğin boyutudur. Delik ne kadar büyükse, su hareketine karşı daha az direnç. Tellerde neredeyse aynıdır: telin direnci ne kadar yüksekse akım o kadar düşük olur.

Burada, elektriğin temel özelliklerini mecazi olarak hayal ederseniz, bunun gibi bir şey. Ve bilim açısından her şey katıdır: Sözde Ohm yasası vardır. Şöyle okur: Ben \u003d U / R.
ben - mevcut güç. Amper cinsinden ölçülür.
U - gerginlik. Volt cinsinden ölçülmüştür.
R - direnç. Ohm cinsinden ölçülür.

Bir kavram daha var - güç, W. Onunla da basit: W \u003d U * I... Watt cinsinden ölçülür.

Aslında bizim için gerekli ve yeterli olan tüm teori budur. Bu dört ölçü biriminden, yukarıdaki iki formüle uygun olarak, diğerleri türetilebilir:

№	Bir görev	Formül	Misal
1	Gerilim ve direnç biliniyorsa akım gücünü öğrenin.	Ben \u003d U / R	I \u003d 220 v / 500 ohm \u003d 0,44 a.
2	Akım ve voltaj biliniyorsa gücü bulun.	W \u003d U * I	W \u003d 220 V * 0,44 A \u003d 96,8 W.
3	Gerilim ve akım biliniyorsa direnci bulun.	R \u003d U / I	R \u003d 220v / 0.44 a \u003d 500 ohm.
4	Akım ve direnç biliniyorsa voltajı bulun.	U \u003d I * R	U \u003d 0,44 A * 500 Ohm \u003d 220 V.
5	Akım ve direnç biliniyorsa gücü bulun.	W \u003d ben 2 * R	W \u003d 0,44 a * 0,44 a * 500 ohm \u003d 96,8 watt.
6	Voltaj ve direnç biliniyorsa gücü bulun.	W \u003d U 2 / R	W \u003d 220v * 220v / 500 ohm \u003d 96,8w.
7	Güç ve voltaj biliniyorsa akım gücünü öğrenin.	Ben \u003d W / U	I \u003d 96,8 W / 220 V \u003d 0,44 AU.
8	Güç ve akım biliniyorsa voltajı bulun.	U \u003d W / I	U \u003d 96,8 W / 0,44 A \u003d 220 V.
9	Güç ve voltaj biliniyorsa direnci bulun.	R \u003d U 2 / W	R \u003d 220v * 220v / 96,8w \u003d 500 ohm.
10	Güç ve akım biliniyorsa direnci bulun.	R \u003d W / I 2	R \u003d 96,8 W / (0,44 A * 0,44 A) \u003d 500 ohm.

Diyorsun ki: - Neden bütün bunlara ihtiyacım var? Formüller, sayılar ... Hesaplama yapmayacağım.

Ve şu şekilde cevaplayacağım: - Önceki makaleyi tekrar okuyun. En basit gerçekleri ve hesaplamaları bilmeden nasıl emin olabilirsiniz? Aslında, günlük pratik terimlerle, akım gücünün bilinen voltaj ve güçte belirlendiği yalnızca formül 7 en ilginç olanıdır. Kural olarak, bu 2 değer bilinmektedir ve sonuç (akım gücü), izin verilen tel kesitini belirlemek ve korumayı seçmek için kesinlikle gereklidir.

Bu makale bağlamında belirtilmesi gereken bir durum daha var. Enerji endüstrisi "alternatif" akım denen şeyi kullanır. Yani, bu elektronlar teller içinde her zaman bir yönde hareket etmezler, sürekli değiştirirler: ileri-geri-ileri-geri ... Ve bu hareket yön değişikliği saniyede 100 kezdir.

Bekle, ama her yerde frekansın 50 hertz olduğunu söylüyor! Evet, aynen öyle. Frekans saniyedeki periyot sayısıyla ölçülür, ancak her periyotta akım iki kez yön değiştirir. Başka bir deyişle, bir dönemde akımın maksimum değerini (pozitif ve negatif) karakterize eden iki tepe vardır ve bu zirvelerde yön değişir.

Ayrıntılara daha derinlemesine girmeyeceğiz, ama yine de: neden tam olarak alternatif ve doğru akım değil?

Bütün sorun elektriğin uzun mesafeler üzerinden iletilmesinde. Ohm'un amansız kanunun yürürlüğe girdiği yer burasıdır. Ağır yükler altında voltaj 220 volt ise akım çok büyük olabilir. Elektriği böyle bir akımla iletmek için çok büyük kesitli teller gereklidir.

Tek bir çıkış yolu var: voltajı yükseltmek. Yedinci formül şöyle diyor: Ben \u003d W / U... 220 volt değil 220 bin volt voltaj sağlarsak akımın bin kat azalacağı aşikardır. Bu, tellerin enine kesitinin çok daha az alınabileceği anlamına gelir.

Site araması.
Arama ifadenizi değiştirebilirsiniz.

Talimatlar

Düzgün doğrusal olarak hareket eden bir cisme etki eden harekete karşı direnç kuvvetini bulun. Bunu yapmak için, bir dinamometre kullanarak veya başka bir şekilde, vücuda uygulanması gereken kuvveti ölçerek eşit ve düz bir çizgide hareket etmesini sağlayın. Newton'un üçüncü yasasına göre, sayısal olarak cismin hareketinin direnç kuvvetine eşit olacaktır.

Yatay bir yüzey boyunca hareket eden vücudun hareketine karşı direnç kuvvetini belirleyin. Bu durumda, sürtünme kuvveti, desteğin tepki kuvveti ile doğru orantılıdır ve bu da vücut üzerinde etkiyen yerçekimi kuvvetine eşittir. Bu nedenle, bu durumda harekete direnç kuvveti veya sürtünme kuvveti Ffr, g grav9.8 m / s² yerçekimi ivmesi ve orantılılık katsayısı μ, Ffr \u003d μ ∙ m ∙ g ile kilogram cinsinden ağırlıklarla ölçülen m vücut kütlesinin ürününe eşittir. Μ sayısı, sürtünme katsayısı olarak adlandırılır ve hareket sırasında temas eden yüzeylere bağlıdır. Örneğin çeliğin ahşaba sürtünmesi için bu katsayı 0,5'tir.

Hareket eden vücudun hareketine karşı direncin kuvvetini hesaplayın. Sürtünme katsayısı μ, gövde kütlesi m ve yerçekimi ivmesi g'ye ek olarak, düzlemin ufka α eğim açısına da bağlıdır. Bu durumda harekete karşı direnç kuvvetini bulmak için, sürtünme katsayısı, vücut kütlesi, yerçekimi ivmesi ve ufka olan düzlemin Ffr \u003d μ ∙ m ∙ g ∙ cos (α) olduğu açının kosinüsü ürünlerini bulmak gerekir.

Bir cisim havada düşük hızlarda hareket ettiğinde, Fс hareketine karşı direnç kuvveti cismin hızı v, Fc \u003d α ∙ v ile doğru orantılıdır. Α katsayısı, vücudun özelliklerine ve ortamın viskozitesine bağlıdır ve ayrı olarak hesaplanır. Yüksek hızlarda sürerken, örneğin, bir gövde önemli bir yükseklikten düştüğünde veya bir araba hareket ettiğinde, sürükleme kuvveti, Fc \u003d β ∙ v² hızının karesiyle doğru orantılıdır. Β faktörü ek olarak yüksek hızlar için hesaplanır.

Kaynaklar:

• 1 Hava direnci kuvveti için genel formül Şekilde

Belirlemek için gücü direnç hava Yerçekiminin etkisi altında vücudun eşit ve doğrusal olarak hareket etmeye başlayacağı koşullar yaratın. Yerçekimi değerini hesaplayın, hava direncinin kuvvetine eşit olacaktır. Bir cisim havada hareket eder, hız kazanırsa, direncinin kuvveti Newton yasaları kullanılarak bulunur ve hava direncinin kuvveti, mekanik enerjinin korunumu yasasından ve özel aerodinamik formüllerden bulunabilir.

İhtiyacın olacak

• telemetre, ölçekler, hız göstergesi veya radar, cetvel, kronometre.

Talimatlar

Ölçmeden önce direnç kullanılan direnç, eski karttan veya bloktan çıkardığınızdan emin olun. Aksi takdirde, devrenin diğer bölümleri tarafından atlanabilir ve yanlış okumalar alırsınız. direnç.

İlgili videolar

Bir iletkenin elektrik direncini bulmak için uygun formülleri kullanın. Devre bölümünün direnci Ohm yasasına göre bulunur. İletkenin malzemesi ve geometrik boyutları biliniyorsa, direnci özel bir formül kullanılarak hesaplanabilir.

İhtiyacın olacak

• - test cihazı;
• - Sürmeli kumpas;
• - cetvel.

Talimatlar

Direncin ne anlama geldiğini hatırlayın. Bu durumda, bir direnç, aktif bir direnç direncine sahip bir elektrik devresinin herhangi bir iletkeni veya elemanı olarak anlaşılmalıdır. Şimdi, direnç değerindeki değişimin mevcut gücün değerine nasıl etki ettiği ve neye bağlı olduğu sorusunu sormak önemlidir. Direnç fenomeninin özü, dirençlerin elektrik yüklerinin geçişi için bir tür engel oluşturmasıdır. Bir maddenin direnci ne kadar yüksekse, atomlar dirençli maddenin kafesinde o kadar yoğun olarak bulunur. Bu model Ohm yasasını zincirin bir bölümü için açıklar. Bildiğiniz gibi, Ohm'un devrenin bir bölümü için kanunu şu şekilde geliyor: Devrenin bölümündeki akım, bölümdeki voltajla doğru orantılıdır ve devrenin kendisinin bölümünün direnciyle ters orantılıdır.

Ohm yasasına göre bir kağıda, akım gücünün direnç üzerindeki gerilime ve direncine olan bağımlılığının bir grafiğini çizin. İlk durumda bir hiperbol grafiği ve ikinci durumda düz bir çizgi grafiği alacaksınız. Bu nedenle, direnç üzerindeki voltaj ne kadar büyük ve direnç ne kadar düşükse akım o kadar büyük olur. Üstelik burada direnişe olan bağımlılık daha parlak, çünkü abartı şeklinde.

Direncin direncinin de sıcaklığı değiştikçe değiştiğini unutmayın. Dirençli bir elemanı ısıtırsanız ve mevcut güçteki değişikliği gözlemlerseniz, artan sıcaklıkla akımın nasıl azaldığını görebilirsiniz. Bu model, artan sıcaklıkla, direncin kristal kafesinin düğümlerindeki atomların titreşimlerinin artması, böylece yüklü parçacıkların geçişi için boş alanı azaltmasıyla açıklanmaktadır. Bu durumda mevcut gücü azaltan bir başka neden, maddenin sıcaklığındaki artışla, yüklü olanlar da dahil olmak üzere parçacıkların kaotik hareketinin artmasıdır. Böylece dirençteki serbest parçacıkların hareketi yönlendirilenden daha kaotik hale gelir ve bu da mevcut güçteki azalmayı etkiler.

İlgili videolar

Doğada, iletken ve iletken olmayan (dielektrikler) olmak üzere iki ana malzeme türü vardır. Bu malzemeler, içlerindeki elektrik akımının (elektronların) hareketi için koşulların varlığında farklılık gösterir.

Elektrik iletkenleri iletken malzemelerden (bakır, alüminyum, grafit ve diğerleri) yapılır, içlerindeki elektronlar bağlı değildir ve serbestçe hareket edebilir.

Dielektriklerde elektronlar atomlara sıkıca bağlıdır, bu nedenle bunlardan hiçbir akım akamaz. Teller, elektrikli cihazların parçaları için yalıtım yaparlar.

Elektronların iletken içinde hareket etmeye başlaması için (akım, devre bölümünden geçer), koşullar yaratmaları gerekir. Bunu yapmak için, zincir bölümünün başında fazla elektron ve sonunda bir eksiklik olması gerekir. Bu tür koşulları yaratmak için voltaj kaynakları kullanılır - akümülatörler, piller, enerji santralleri.

1827'de Georg Simon Ohm elektrik akımı yasasını keşfetti. Adı Kanuna ve direnişin büyüklüğünün ölçü birimine verildi. Yasanın anlamı aşağıdaki gibidir.

Boru ne kadar kalınsa ve su kaynağındaki su basıncı ne kadar büyükse (borunun çapındaki artışla suya direnç azalır), daha fazla su akacaktır. Suyun elektron (elektrik akımı) olduğunu hayal edersek, tel ne kadar kalınsa ve voltaj ne kadar büyükse (telin enine kesitinde bir artışla, akıma karşı direnç azalır), akım devrenin bölümünden o kadar fazla akacaktır.

Elektrik devresinden geçen akımın gücü, uygulanan voltajla doğru orantılıdır ve devrenin direncinin değeri ile ters orantılıdır.

Nerede ben - amper cinsinden ölçülen ve harfle gösterilen akım gücü VE; U İÇİNDE; R - direnç, ohm cinsinden ölçülür ve gösterilir Ohm.

Besleme voltajı biliniyorsa U ve cihazın direnci R, daha sonra çevrimiçi bir hesap makinesi kullanarak yukarıdaki formülü kullanarak, devreden akan akımın gücünü belirlemek kolaydır. ben.

Ohm kanunu yardımıyla, kablolamanın elektriksel parametreleri, ısıtma elemanları, modern elektronik ekipmanın tüm radyo unsurları, bilgisayar, TV veya cep telefonu olsun, hesaplanır.

Ohm Yasasının Pratikte Uygulanması

Uygulamada, mevcut gücü değil, genellikle belirlemek gerekir. benve direnç değeri R... Ohm Yasası formülünü dönüştürerek direnç değerini hesaplayabilirsiniz. Rakan akımı bilmek ben ve voltaj değeri U.

Örneğin, bilgisayarın güç kaynağını test etmek için bir yük bloğunun üretiminde direnç değerinin hesaplanması gerekebilir. Genellikle bilgisayarın güç kaynağı kutusunda her voltaj için maksimum yük akımını listeleyen bir isim plakası bulunur. Hesaplayıcı alanlarına gerilim değerlerini ve maksimum yük akımını girmeniz yeterlidir ve hesaplama sonucunda belirli bir gerilim için yük direnç değerini elde ederiz. Örneğin, maksimum 20 A akımla +5 V'luk bir voltaj için yük direnci 0,25 Ohm olacaktır.

Joule-Lenz Hukuk Formülü

Bilgisayarın güç kaynağı için bir yük birimi yapmak için direncin boyutunu hesapladık, ancak yine de hangi direncin güçte olması gerektiğini belirlememiz gerekiyor? Birbirinden bağımsız olarak aynı anda iki fizikçi tarafından keşfedilen başka bir fizik yasası burada yardımcı olacaktır. 1841'de James Joule ve 1842'de Emil Lenz. Bu yasa onlardan sonra seçildi - Joule-Lenz yasası.

Yükün güç tüketimi, uygulanan voltaj ve akan akımla doğru orantılıdır. Yani voltaj ve akım değeri değiştiğinde güç tüketimi orantılı olarak değişecektir.

Nerede P - güç, watt cinsinden ölçülür ve gösterilir W; U - volt cinsinden ölçülen ve harfle gösterilen voltaj İÇİNDE; ben - amper cinsinden ölçülen ve harfle gösterilen akım gücü VE.

Besleme voltajını ve elektrikli cihaz tarafından tüketilen akımı bilerek, hangi gücü tükettiğini belirlemek için formülü kullanabilirsiniz. Verileri sağlanan çevrimiçi hesap makinesinin altındaki kutulara girmeniz yeterlidir.

Joule-Lenz yasası ayrıca, gücünü ve besleme voltajını bilen bir elektrikli cihaz tarafından tüketilen akımı bulmanızı sağlar. Tüketilen akım miktarı, örneğin, elektrik kablolarını döşerken telin kesitini seçmek veya derecelendirmeyi hesaplamak için gereklidir.

Örneğin, bir çamaşır makinesinin mevcut tüketimini hesaplayalım. Pasaporta göre, güç tüketimi 2200 W, ev güç kaynağındaki voltaj 220 V'dir.Eğer hesaplama pencerelerindeki verileri değiştiriyoruz, çamaşır makinesinin 10 A akım tükettiğini görüyoruz.

Başka bir örnek, arabanıza ek bir far veya ses amplifikatörü kurmaya karar verdiniz. Takılan elektrikli cihazın güç tüketimini bilmek, akım tüketimini hesaplamak ve aracın kablolarına bağlanmak için doğru kablo kesitini seçmek kolaydır. Ek bir farın 100 W (fara takılan ampulün gücü) tükettiğini, aracın ağının yerleşik voltajının 12 V olduğunu varsayalım.

Sadece iki basit formül bulduktan sonra, kablolardan geçen akımları, herhangi bir elektrikli aletin güç tüketimini kolayca hesaplayabilirsiniz - pratik olarak elektrik mühendisliğinin temellerini anlamaya başlayacaksınız.

Ohm Yasası ve Joule-Lenz'in dönüştürülmüş formülleri

İnternette Ohm Yasası ve Joule-Lenz yasasının formüllerinin ve formüllerin matematiksel dönüşümünün varyantlarının iyi yerleştirildiği yuvarlak bir tabak şeklinde bir resimle tanıştım. Plaka, birbiriyle bağlantılı olmayan dört sektörü temsil eder ve pratik kullanım için çok uygundur.

Tablodan, bilinen diğer iki tanesini kullanarak bir elektrik devresinin gerekli parametresini hesaplamak için bir formül seçmek kolaydır. Örneğin, ürünün mevcut tüketimini, besleme şebekesinin bilinen gücü ve voltajı ile belirlemeniz gerekir. Mevcut sektördeki tabloya göre I \u003d P / U formülünün hesaplamaya uygun olduğunu görüyoruz.

Ve besleme şebekesinin U voltajını güç tüketimi P miktarına ve akımın I değerine göre belirlemeniz gerekiyorsa, sol alt sektörün formülünü kullanabilirsiniz, U \u003d P / I formülü yapacaktır.

Formüllerde ikame edilen miktarlar amper, volt, watt veya ohm cinsinden ifade edilmelidir.

- bir malzemenin elektrik akımının akışını engelleme özelliğini karakterize eden elektroteknik miktar. Malzemenin türüne bağlı olarak direnç sıfır olma eğiliminde olabilir - minimum (mil / mikro ohm - iletkenler, metaller) veya çok büyük (giga ohm - yalıtım, dielektrikler). Elektrik direncinin tersi.

ölçü birimi elektrik direnci - Ohm... R harfi ile gösterilir. Direncin akıma ve kapalı bir devrede bağımlılığı belirlenir.

Ohmmetre- devre direncinin doğrudan ölçümü için cihaz. Ölçülen değer aralığına bağlı olarak, bunlar gigaohmmetreler (büyük direnç için - yalıtım ölçülürken) ve mikro / miliohm metre (küçük dirençler için - temas dirençleri, motor sargıları vb. Ölçülürken) olarak alt bölümlere ayrılır.

Elektromekanikten mikro elektroniğe kadar farklı üreticilerin tasarımına göre çok çeşitli ohmmetreler bulunmaktadır. Klasik bir ohmmetrenin direncin aktif kısmını (sözde ohm) ölçtüğü unutulmamalıdır.

AC devresindeki herhangi bir direnç (metal veya yarı iletken) aktif ve reaktif bir bileşene sahiptir. Aktif ve reaktif direncin toplamı aC empedansıve aşağıdaki formülle hesaplanır:

burada Z, alternatif akım devresinin empedansıdır;

R, alternatif akım devresinin aktif direncidir;

Xc, alternatif akım devresinin kapasitif reaktansıdır;

(C kapasitedir, w alternatif akımın açısal hızıdır)

Xl, alternatif akım devresinin endüktif reaktansıdır;

(L - endüktans, w - alternatif akımın açısal hızı).

Aktif direnç- Bu, enerjisi tamamen diğer enerji türlerine (mekanik, kimyasal, termal) dönüştürülen elektrik devresinin toplam direncinin bir parçasıdır. Aktif bileşenin ayırt edici bir özelliği, tüm elektriğin tamamen tüketilmesidir (enerji ağa geri dönmez) ve reaktans, enerjinin bir kısmını ağa geri döndürür (reaktif bileşenin negatif bir özelliği).

Aktif direncin fiziksel anlamı

Elektrik yüklerinin geçtiği her ortam, yollarında (bunların kristal kafesin düğümleri olduğuna inanılır), içine çarpıp enerjilerini kaybettikleri ve ısı şeklinde salınan engeller yaratır.

Böylece, iletken ortamın iç direnci nedeniyle bir kısmı kaybolan bir düşüş (elektrik enerjisi kaybı) meydana gelir.

Bir malzemenin yüklerin geçişini engelleme yeteneğini karakterize eden sayısal bir değere direnç denir. Ohm (Ohm) cinsinden ölçülür ve elektriksel iletkenlikle ters orantılıdır.

Mendeleev'in periyodik sisteminin farklı unsurları, örneğin en küçük vuruşlar gibi farklı spesifik elektrik dirençlerine (p) sahiptir. direnç gümüş (0,016 Ohm * mm2 / m), bakır (0,0175 Ohm * mm2 / m), altın (0,023) ve alüminyum (0,029) tarafından elde edilir. Endüstride, tüm elektrik mühendisliği ve enerjinin dayandığı ana malzemeler olarak kullanılırlar. Öte yandan dielektrikler yüksek vuruşlara sahiptir. direnç ve izolasyon amaçlı kullanılır.

İletken bir ortamın direnci, akımın kesitine, sıcaklığına, büyüklüğüne ve frekansına bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. Ek olarak, farklı ortamlar, direncin belirleyici faktörleri olan farklı yük taşıyıcılarına (metallerdeki serbest elektronlar, elektrolitlerdeki iyonlar, yarı iletkenlerdeki "delikler") sahiptir.

Reaktansın fiziksel anlamı

Bobinlerde ve kapasitörlerde, tedarik edildiğinde, enerji biraz zaman alan manyetik ve elektrik alanlar şeklinde birikir.

Alternatif akım şebekelerindeki manyetik alanlar, ilave direnç sağlarken, yüklerin değişen hareket yönüne göre değişir.

Ek olarak, kararlı bir faz ve akım kayması meydana gelir ve bu, ek elektrik kayıplarına neden olur.

Dirençlilik

Bir malzemenin içinden akmıyorsa ve bir ohmmetremiz yoksa direncini nasıl öğrenebiliriz? Bunun özel bir değeri var - malzemenin özgül elektrik direnci içinde

(bunlar çoğu metal için ampirik olarak belirlenen tablo değerlerdir). Bu değeri ve malzemenin fiziksel miktarlarını kullanarak, aşağıdaki formülü kullanarak direnci hesaplayabiliriz:

nerede, p- direnç (ölçü birimleri ohm * m / mm2);

l - iletken uzunluğu (m);

S - kesit (mm 2).