Сопротивление проводников

Величина называется электрическим сопротивлением проводника, тогда

закон Ома для участка цепи.

«Сила тока в проводнике пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника».

В системе СИ единицей сопротивления является Ом. Это – сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В идет ток в 1 А.

.

Упорядоченное движение свободных электронов в металле непрерывно тормозится вследствие столкновений их с ионами решетки. Это является причиной электрического сопротивления проводника. И согласно вышесказанного, сопротивление должно зависеть от формы; размеров и вещества проводника, итак

, где

- удельное сопротивление вещества, из которого изготовлен проводник, l – длина,S – площадь поперечного сечения. В технике l=1 и S=1м², тогда выражен в. Закон Ома можно выразить в дифференциальной форме. Для этого значение сопротивления из формулы (9) подставим в формулу (8), получим

, где , плотность тока, заданный потенциалом это напряженность электрического поля в проводнике и удельная проводимость вещества проводника, получим

Закон Ома в дифференциальной форме.

«Плотность тока пропорциональна напряженности поля в данной точке проводника».

Сопротивление проводника зависит от внешних условий, и в первую очередь от температуры. При повышении температуры, концентрация свободных электронов не изменяется, но происходит увеличение колебаний узлов кристаллической решетки проводника. Поэтому дрейф электронов затрудняется, т. е. сопротивление металлов увеличивается с повышением температуры и

, где - сопротивление проводника при 0⁰ С.

сопротивление металлических проводников линейно возрастает с температурой.

t – Температура; α – температурный коэффициент сопротивления и для большинства чистых металлов α = 0,004=4·10^-3 град^-1 (близок к) в довольно широком интервале температур, далеких от абсолютного нуля.

Для некоторых металлов (алюминия, цинка, свинца и т. д.) сопротивление, при температуре Т_к 0 критическая – 0,14⁰К до 20⁰К, скачкообразно уменьшится до нуля. Металл становится абсолютным проводником. Это явление называется сверхпроводимостью.

Температурная зависимость сопротивления металлических проводников широко используется в технике для создания термометров сопротивления (измерять температуру с точностью до 0.003⁰К). Сопротивление проводника изменяется, если на него действуют значительные усилия, т. к. проводник деформируется. На этом принципе основаны электрические тензометры. Тензометры позволяют измерять значительные и быстро меняющиеся давления. Используя полупроводники, получаем термометры (термометры сопротивления). Измеряют температуру с точностью до миллионных долей Кельвина.

Дата добавления: 2014-01-04