Электрическое сопротивление - Постоянный ток - ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

3.2. Постоянный ток

3.2.3. Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление — это физическая величина, характеризующая противодействие проводника или электрической цепи электрическому току.

Электрическое сопротивление определяется как коэффициент пропорциональности R между напряжением U и силой постоянного тока I в законе Ома для участка цепи.

Единица сопротивления называется омом (Ом) в честь немецкого ученого Г. Ома, который ввел это понятие в физику. Один ом (1 Ом) — это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В сила тока равна 1 А.

Удельное сопротивление

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от материла проводника, его длины l и поперечного сечения S и может быть определено по формуле:

где ρ — удельное сопротивление вещества, из которого изготовлен проводник.

Удельное сопротивление вещества — это физическая величина, показывающая, каким сопротивлением обладает изготовленный из этого вещества проводник единичной длины и единичной площади поперечного сечения.

Из формулы (3.9) следует, что

Величина, обратная ρ, называется удельной проводимостью

Так как в СИ единицей сопротивления является 1 Ом, единицей площади 1 м2, а единицей длины 1 м, то единицей удельного сопротивления в СИ будет 1 Ом · м2/м, или 1 Ом · м. Единица удельной проводимости в СИ — Ом-1 м1.

На практике площадь сечения тонких проводов часто выражают в квадратных миллиметрах (мм2). В этом случае более удобной единицей удельного сопротивления является Ом мм2/м. Так как 1 мм2 = 0,000001 м2, то 1 Ом мм2/м = 10-6 Ом м. Металлы обладают очень малым удельным сопротивлением — порядка (1 · 102) Ом мм2/м, диэлектрики — в 1015-1020 раз большим.

Зависимость сопротивления от температуры

С повышением температуры сопротивление металлов возрастает. Однако существуют сплавы, сопротивление которых почти не меняется при повышении температуры (например, константан, манганин и др.). Сопротивление же электролитов с повышением температуры уменьшается.

Температурным коэффициентом сопротивления проводника называется отношение величины изменения сопротивления проводника при нагревании на 1° С к величине его сопротивления при 0°С:

Зависимость удельного сопротивления проводников от температуры выражается формулой:

В общем случае α зависит от температуры, но если интервал температур невелик, то температурный коэффициент можно считать постоянным. Для чистых металлов α = (1/273) К-1. Для растворов электролитов α < 0. Например, для 10% раствора поваренной соли α = - 0,02 К-1. Для константана (сплава меди с никелем) α = 106 К-1.

Зависимость сопротивления проводника от температуры используется в термометрах сопротивления.