Quelle est la définition de la résistance électrique. Qu'est-ce que la résistance électrique

- une grandeur électrique qui caractérise la propriété d'un matériau à empêcher le passage du courant électrique. Selon le type de matériau, la résistance peut tendre vers zéro - être minime (miles / micro ohms - conducteurs, métaux), ou être très grande (giga ohms - isolation, diélectriques). L'inverse de la résistance électrique est .

unité de mesure résistance électrique - Ohm. Il est désigné par la lettre R. La dépendance de la résistance au courant et dans un circuit fermé est déterminée.

Ohmmètre- un appareil de mesure directe de la résistance du circuit. En fonction de la plage de la valeur mesurée, ils sont divisés en gigaohmmètres (pour les grandes résistances - lors de la mesure de l'isolement) et en micro / milliohmmètres (pour les petites résistances - lors de la mesure résistances transitoires contacts, enroulements du moteur, etc.).

Exister grande variété ohmmètres par conception différents fabricants, de l'électromécanique à la microélectronique. Il est à noter qu'un ohmmètre classique mesure la partie active de la résistance (les soi-disant ohms).

Toute résistance (métal ou semi-conducteur) dans le circuit courant alternatif a un composant actif et un composant réactif. La somme de l'actif et de la réactance est Impédance du circuit CA et se calcule par la formule :

où, Z est la résistance totale du circuit AC ;

R est la résistance active du circuit AC ;

Xc est la réactance capacitive du circuit alternatif ;

(C est la capacité, w est la vitesse angulaire du courant alternatif)

Xl est la réactance inductive du circuit alternatif ;

(L est l'inductance, w est la vitesse angulaire du courant alternatif).

Résistance active- cela fait partie de l'impédance du circuit électrique dont l'énergie est entièrement convertie en d'autres types d'énergie (mécanique, chimique, thermique). Propriété distinctive la composante active est la consommation totale de toute l'électricité (l'énergie n'est pas renvoyée au réseau vers le réseau), et la réactance renvoie une partie de l'énergie vers le réseau (une propriété négative de la composante réactive).

La signification physique de la résistance active

Chaque environnement où charges électriques, crée des obstacles sur leur chemin (on pense que ce sont les nœuds du réseau cristallin), dans lesquels ils semblent frapper et perdre leur énergie, qui est libérée sous forme de chaleur.

Il y a donc une chute (perte d'énergie électrique) dont une partie est perdue du fait de la résistance interne du milieu conducteur.

La valeur numérique caractérisant la capacité d'un matériau à empêcher le passage des charges est appelée résistance. Elle se mesure en Ohms (Ohm) et est inversement proportionnelle à la conductivité électrique.

Éléments divers système périodique Mendeleev ont différentes résistivités électriques (p), par exemple, le plus petit sp. l'argent (0,016 Ohm * mm2 / m), le cuivre (0,0175 Ohm * mm2 / m), l'or (0,023) et l'aluminium (0,029) ont une résistance. Ils sont utilisés dans l'industrie comme matériaux principaux sur lesquels sont construits tout l'électrotechnique et l'énergie. Les diélectriques, en revanche, ont un sp élevé. résistance et utilisé pour l'isolation.

La résistance d'un milieu conducteur peut varier considérablement en fonction de la section, de la température, de l'amplitude et de la fréquence du courant. De plus, différents milieux ont des porteurs de charge différents (électrons libres dans les métaux, ions dans les électrolytes, "trous" dans les semi-conducteurs), qui sont les facteurs déterminants de la résistance.

La signification physique de la réactance

Dans les bobines et les condensateurs, lorsqu'ils sont appliqués, l'énergie s'accumule sous la forme de champs magnétiques et électriques, ce qui nécessite un certain temps.

Champs magnétiques dans les réseaux à courant alternatif changent suivant le sens changeant du mouvement des charges, tout en offrant une résistance supplémentaire.

De plus, il existe un déphasage et une intensité de courant stables, ce qui entraîne des pertes supplémentaires d'électricité.

Résistivité

Comment connaître la résistance d'un matériau s'il ne le traverse pas et qu'on n'a pas d'ohmmètre ? Il y a une valeur spéciale pour cela - résistivité électrique du matériau dans

(ce sont des valeurs tabulaires qui sont déterminées empiriquement pour la plupart des métaux). Avec cette valeur et les grandeurs physiques du matériau, on peut calculer la résistance à l'aide de la formule :

où, p- résistivité (unités de mesure ohm * m / mm 2);

l est la longueur du conducteur (m);

S - section transversale (mm 2).

§ quinze. Résistance électrique

Le mouvement dirigé des charges électriques dans tout conducteur est entravé par les molécules et les atomes de ce conducteur. Par conséquent, la section externe du circuit et la section interne (à l'intérieur de la source d'énergie elle-même) interfèrent avec le passage du courant. La valeur caractérisant la résistance d'un circuit électrique au passage du courant électrique est appelée résistance électrique.
La source d'énergie électrique, incluse dans un circuit électrique fermé, consomme de l'énergie pour vaincre la résistance des circuits externes et internes.
La résistance électrique est désignée par la lettre r et est représenté dans les diagrammes comme indiqué sur la Fig. 14, a.

L'unité de résistance est l'ohm. Ohm appelée résistance électrique d'un tel conducteur linéaire dans lequel, avec une différence de potentiel constante d'un volt, un courant d'un ampère circule, c'est-à-dire

Lors de la mesure de résistances élevées, des unités de mille et un million de fois plus d'ohms sont utilisées. Ils sont appelés kiloohm ( com) et mégohm ( Maman), 1 com = 1000 ohm; 1 Maman = 1 000 000 ohm.
À diverses substances contient un nombre différent d'électrons libres, et les atomes entre lesquels ces électrons se déplacent ont une disposition différente. Par conséquent, la résistance des conducteurs au courant électrique dépend du matériau à partir duquel ils sont fabriqués, de la longueur et de la surface. la Coupe transversale conducteur. Si deux conducteurs du même matériau sont comparés, le conducteur le plus long a plus de résistance à aires égales sections transversales, et un conducteur avec une grande section transversale a moins de résistance à longueurs égales.
Pour une évaluation relative des propriétés électriques du matériau conducteur, sa résistivité sert. Résistivité est la résistance d'un conducteur métallique d'une longueur de 1 m et section transversale 1 millimètre 2 ; noté par la lettre ρ, et se mesure en
Si un conducteur constitué d'un matériau de résistivité ρ a une longueur je mètres et section transversale q millimètres carrés, alors la résistance de ce conducteur

La formule (18) montre que la résistance du conducteur est directement proportionnelle à la résistivité du matériau à partir duquel il est fabriqué, ainsi qu'à sa longueur, et inversement proportionnelle à la section transversale.
La résistance des conducteurs dépend de la température. La résistance des conducteurs métalliques augmente avec l'augmentation de la température. Cette dépendance est assez compliquée, mais dans une plage relativement étroite de changements de température (jusqu'à environ 200 ° C), on peut supposer que pour chaque métal, il existe un certain coefficient de résistance, dit de température (alpha), qui exprime le augmentation de la résistance du conducteur Δ r lorsque la température change de 1 ° C, référé à 1 ohm résistance initiale.
Ainsi, le coefficient de température de résistance

et augmentation de la résistance

Δ r = r 2 - r 1 = a r 2 (J 2 - J 1) (20)

où r 1 - résistance du conducteur à température J 1 ;
r 2 - résistance du même conducteur à une température J 2 .
Expliquons l'expression du coefficient de température de résistance avec un exemple. Supposons qu'un fil linéaire en cuivre à une température J 1 = 15° a une résistance r 1 = 50 ohm, et à une température J 2 = 75° - r 2 - 62 ohm. Par conséquent, l'augmentation de la résistance lorsque la température change de 75 - 15 \u003d 60 ° est de 62 - 50 \u003d 12 ohm. Ainsi, l'augmentation de résistance correspondant à une variation de température de 1° est égale à :

Le coefficient de température de résistance pour le cuivre est égal à l'augmentation de la résistance divisée par 1 ohm résistance initiale, c'est-à-dire divisée par 50 :

A partir de la formule (20), il est possible d'établir la relation entre les résistances r 2 et r 1:

(21)

Il convient de garder à l'esprit que cette formule n'est qu'une expression approximative de la dépendance de la résistance à la température et ne peut pas être utilisée pour mesurer des résistances à des températures supérieures à 100 ° C.
Les résistances réglables sont appelées rhéostats(Fig. 14, b). Les rhéostats sont constitués de fils à haute résistivité, comme le nichrome. La résistance des rhéostats peut varier uniformément ou par paliers. Des rhéostats liquides sont également utilisés, qui sont un récipient métallique rempli d'une sorte de solution conductrice. électricité, par exemple, une solution de soude dans l'eau.
La capacité d'un conducteur à faire passer le courant électrique est caractérisée par la conductivité, qui est l'inverse de la résistance, et est indiquée par la lettre g. L'unité SI de la conductivité est (siemens).

Ainsi, la relation entre la résistance et la conductivité d'un conducteur est la suivante.

Lorsqu'un circuit électrique est fermé, aux bornes duquel il y a une différence de potentiel, un courant électrique apparaît. Les électrons libres sous l'influence des forces du champ électrique se déplacent le long du conducteur. Dans leur mouvement, les électrons entrent en collision avec les atomes du conducteur et leur donnent une réserve de leur énergie cinétique. La vitesse de déplacement des électrons change continuellement : lorsque les électrons entrent en collision avec des atomes, des molécules et d'autres électrons, elle diminue, puis sous l'influence de champ électrique augmente et diminue à nouveau avec une nouvelle collision. En conséquence, le conducteur est réglé Mouvement uniforme flux d'électrons à une vitesse de quelques fractions de centimètre par seconde. Par conséquent, les électrons traversant un conducteur rencontrent toujours une résistance de son côté à leur mouvement. Lorsqu'un courant électrique traverse un conducteur, ce dernier s'échauffe.

Résistance électrique

La résistance électrique d'un conducteur, notée Lettre latine r, est appelée la propriété d'un corps ou d'un environnement à transformer énergie électrique en chaleur lorsqu'un courant électrique le traverse.

Dans les schémas, la résistance électrique est indiquée comme indiqué sur la figure 1, une.

La résistance électrique variable, qui sert à modifier le courant dans le circuit, est appelée rhéostat. Dans les schémas, les rhéostats sont désignés comme indiqué sur la figure 1, b. À vue générale Le rhéostat est constitué d'un fil de l'une ou l'autre résistance, enroulé sur une base isolante. Le curseur ou le levier du rhéostat est placé dans une certaine position, à la suite de quoi la résistance souhaitée est introduite dans le circuit.

Un long conducteur de petite section crée une résistance élevée au courant. Les conducteurs courts de grande section ont peu de résistance au courant.

Si nous prenons deux conducteurs de matériel différent, mais de même longueur et de même section, les conducteurs conduiront le courant de différentes manières. Cela montre que la résistance d'un conducteur dépend du matériau du conducteur lui-même.

La température d'un conducteur affecte également sa résistance. Lorsque la température augmente, la résistance des métaux augmente et la résistance des liquides et du charbon diminue. Seuls certains alliages métalliques spéciaux (manganine, constantan, nickeline et autres) ne changent presque pas leur résistance avec l'augmentation de la température.

Ainsi, nous voyons que la résistance électrique du conducteur dépend de : 1) la longueur du conducteur, 2) la section transversale du conducteur, 3) le matériau du conducteur, 4) la température du conducteur.

L'unité de résistance est un ohm. Om est souvent désigné par le grec lettre capitaleΩ (oméga). Ainsi au lieu d'écrire "La résistance du conducteur est de 15 ohms", vous pouvez simplement écrire : r= 15Ω.
1000 ohms s'appellent 1 kiloohm(1kΩ, ou 1kΩ),
1 000 000 ohms s'appelle 1 mégaohm(1mgOhm ou 1MΩ).

Lorsque l'on compare la résistance des conducteurs de divers matériaux il est nécessaire de prendre une certaine longueur et section pour chaque échantillon. Ensuite, nous pourrons juger quel matériau conduit le mieux ou le moins bien le courant électrique.

Vidéo 1. Résistance du conducteur

Résistance électrique spécifique

La résistance en ohms d'un conducteur de 1 m de long, avec une section de 1 mm² s'appelle résistivité et noté lettre grecque ρ (ro).

Le tableau 1 donne les résistances spécifiques de certains conducteurs.

Tableau 1

Résistivité de divers conducteurs

Le tableau montre qu'un fil de fer d'une longueur de 1 m et d'une section de 1 mm² a une résistance de 0,13 ohms. Pour obtenir 1 ohm de résistance, vous devez prendre 7,7 m de ce fil. L'argent a la plus faible résistivité. 1 ohm de résistance peut être obtenu en prenant 62,5 m de fil d'argent d'une section de 1 mm². L'argent est le meilleur conducteur, mais le coût de l'argent empêche son utilisation généralisée. Après l'argent dans le tableau vient le cuivre : 1 m fil de cuivre de section 1 mm² a une résistance de 0,0175 ohms. Pour obtenir une résistance de 1 ohm, vous devez prendre 57 m de ce fil.

Chimiquement pur, obtenu par affinage, le cuivre s'est largement répandu en électrotechnique pour la fabrication de fils, de câbles, de bobinages de machines et d'appareils électriques. L'aluminium et le fer sont également largement utilisés comme conducteurs.

La résistance d'un conducteur peut être déterminée par la formule :

où r- résistance du conducteur en ohms ; ρ - résistance spécifique du conducteur ; je est la longueur du conducteur en m; S– section des conducteurs en mm².

Exemple 1 Déterminer la résistance de 200 m de fil de fer d'une section de 5 mm².

Exemple 2 Calculer la résistance de 2 km de fil d'aluminium de section 2,5 mm².

À partir de la formule de résistance, vous pouvez facilement déterminer la longueur, la résistivité et la section transversale du conducteur.

Exemple 3 Pour un récepteur radio, il faut enrouler une résistance de 30 ohms à partir de fil de nickel d'une section de 0,21 mm². Déterminez la longueur de câble requise.

Exemple 4 Déterminer la section de 20 m de fil nichrome si sa résistance est de 25 ohms.

Exemple 5 Un fil d'une section de 0,5 mm² et d'une longueur de 40 m a une résistance de 16 ohms. Déterminez le matériau du fil.

Le matériau d'un conducteur caractérise sa résistivité.

Selon le tableau de résistivité, nous constatons que le plomb a une telle résistance.

Il a été dit plus haut que la résistance des conducteurs dépend de la température. Faisons l'expérience suivante. On s'enroule sous la forme d'une spirale de plusieurs mètres d'épaisseur fil métallique et inclure cette spirale dans le circuit de la batterie. Pour mesurer le courant dans le circuit, allumez l'ampèremètre. Lorsque vous chauffez la spirale dans la flamme du brûleur, vous pouvez voir que les lectures de l'ampèremètre vont diminuer. Cela montre que la résistance du fil métallique augmente avec le chauffage.

Pour certains métaux, lorsqu'ils sont chauffés à 100 °, la résistance augmente de 40 à 50%. Il existe des alliages qui modifient légèrement leur résistance à la chaleur. Certains alliages spéciaux changent à peine de résistance avec la température. La résistance des conducteurs métalliques augmente avec l'augmentation de la température, la résistance des électrolytes (conducteurs liquides), du charbon et de certains solides, au contraire, diminue.

La capacité des métaux à modifier leur résistance avec les changements de température est utilisée pour construire des thermomètres à résistance. Un tel thermomètre est un fil de platine enroulé sur un cadre en mica. En plaçant un thermomètre, par exemple, dans un four et en mesurant la résistance du fil de platine avant et après chauffage, la température dans le four peut être déterminée.

La variation de la résistance du conducteur lorsqu'il est chauffé, pour 1 ohm de la résistance initiale et 1 ° de température, s'appelle coefficient de température de résistance et est noté par la lettre α.

Si à une température t 0 résistance du conducteur est r 0 , et à température téquivaut à r t, alors le coefficient de température de résistance

Noter. Cette formule ne peut être calculée que dans une certaine plage de température (jusqu'à environ 200°C).

Nous donnons les valeurs du coefficient de température de résistance α pour certains métaux (tableau 2).

Tableau 2

Valeurs du coefficient de température pour certains métaux

À partir de la formule du coefficient de température de résistance, nous déterminons r t:

r t = r 0 .

Exemple 6 Déterminer la résistance d'un fil de fer chauffé à 200°C si sa résistance à 0°C était de 100 ohms.

r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 ohms.

Exemple 7 Un thermomètre à résistance en fil de platine dans une pièce à une température de 15°C avait une résistance de 20 ohms. Le thermomètre a été placé dans le four et après un certain temps sa résistance a été mesurée. Il s'est avéré être égal à 29,6 ohms. Déterminez la température dans le four.

conductivité électrique

Jusqu'à présent, nous avons considéré la résistance du conducteur comme un obstacle que le conducteur fournit au courant électrique. Cependant, le courant circule dans le conducteur. Par conséquent, en plus de la résistance (obstacles), le conducteur a également la capacité de conduire le courant électrique, c'est-à-dire la conductivité.

Plus un conducteur a de résistance, moins il a de conductivité, moins il conduit le courant électrique et, inversement, plus la résistance d'un conducteur est faible, plus il a de conductivité, plus il est facile pour le courant de traverser le conducteur. Par conséquent, la résistance et la conductivité du conducteur sont des quantités réciproques.

Il est connu des mathématiques que l'inverse de 5 est 1/5 et, inversement, l'inverse de 1/7 est 7. Par conséquent, si la résistance d'un conducteur est désignée par la lettre r, alors la conductivité est définie comme 1/ r. La conductivité est généralement désignée par la lettre g.

La conductivité électrique est mesurée en (1/ohm) ou siemens.

Exemple 8 La résistance du conducteur est de 20 ohms. Déterminez sa conductivité.

Si r= 20 ohms, alors

Exemple 9 La conductivité du conducteur est de 0,1 (1/ohm). Déterminer sa résistance

Si g \u003d 0,1 (1 / Ohm), alors r= 1 / 0,1 = 10 (ohms)

Sans certaines connaissances initiales sur l'électricité, il est difficile d'imaginer comment appareils électriques pourquoi ils fonctionnent, pourquoi vous devez brancher le téléviseur pour le faire fonctionner, et une petite batterie suffit pour qu'une lampe de poche brille dans le noir.

Et ainsi nous comprendrons tout dans l'ordre.

Électricité

Électricité- il un phénomène naturel, confirmant l'existence, l'interaction et le mouvement des charges électriques. L'électricité a été découverte dès le 7ème siècle avant JC. philosophe grec Thalès. Thales a attiré l'attention sur le fait que si un morceau d'ambre est frotté contre de la laine, il commence à attirer des objets légers vers lui. Ambre en grec ancien est électron.

C'est ainsi que j'imagine Thalès assis, frottant un morceau d'ambre sur son himation (c'est le vêtement d'extérieur en laine des anciens Grecs), puis, avec un regard perplexe, regarde comment les cheveux, les bouts de fil, les plumes et les bouts de papier sont attirés par l'ambre.

Ce phénomène est appelé électricité statique. Vous pouvez renouveler cette expérience. Pour ce faire, frottez soigneusement une règle en plastique ordinaire avec un chiffon en laine et amenez-la sur de petits morceaux de papier.

Il convient de noter que longue durée ce phénomène n'a pas été étudié. Et ce n'est qu'en 1600, dans son essai "Sur l'aimant, les corps magnétiques et le grand aimant - la Terre", que le naturaliste anglais William Gilbert a introduit le terme - électricité. Dans son travail, il a décrit ses expériences avec des objets électrifiés et a également établi que d'autres substances peuvent devenir électrifiées.

Puis, pendant trois siècles, les scientifiques les plus avancés du monde ont exploré l'électricité, écrit des traités, formulé des lois, inventé des machines électriques, et ce n'est qu'en 1897 que Joseph Thomson découvre le premier support matériel d'électricité - un électron, une particule, due auquel les processus électriques dans les substances sont possibles.

Électron- il particule élémentaire, a une charge négative approximativement égale à -1.602 10 -19 Cl (Pendentif). Noté e ou alors e-.

Tension

Pour faire passer des particules chargées d'un pôle à l'autre, il faut créer entre les pôles différence de potentiel ou alors - Tension. Unité de tension - Volt (À ou alors V). Dans les formules et les calculs, la contrainte est indiquée par la lettre V . Pour obtenir une tension de 1 V, il faut transférer une charge de 1 C entre les pôles, tout en faisant un travail de 1 J (Joule).

Pour plus de clarté, imaginez un réservoir d'eau situé à une certaine hauteur. Un tuyau sort du réservoir. L'eau sous pression naturelle quitte le réservoir par un tuyau. Convenons que l'eau est charge électrique, la hauteur de la colonne d'eau (pression) est Tension, et le débit d'eau est électricité.

Ainsi, plus il y a d'eau dans le réservoir, plus la pression est élevée. De même, d'un point de vue électrique, plus la charge est importante, plus la tension est élevée.

Nous commençons à drainer l'eau, tandis que la pression va diminuer. Celles. le niveau de charge baisse - la valeur de tension diminue. Ce phénomène peut être observé dans une lampe de poche, l'ampoule s'atténue lorsque les piles s'épuisent. Notez que plus la pression de l'eau (tension) est faible, plus le débit d'eau (courant) est faible.

Électricité

Électricité- il processus physique mouvement dirigé de particules chargées sous l'action de Champ électromagnétique d'un pôle d'un circuit électrique fermé à l'autre. Les particules transportant des charges peuvent être des électrons, des protons, des ions et des trous. En l'absence de circuit fermé, le courant n'est pas possible. Les particules capables de porter des charges électriques n'existent pas dans toutes les substances, celles dans lesquelles elles existent sont appelées conducteurs et semi-conducteurs. Et les substances dans lesquelles il n'y a pas de telles particules - diélectriques.

Unité de mesure de l'intensité du courant - Ampère (ET). Dans les formules et les calculs, la force actuelle est indiquée par la lettre je . Un courant de 1 Ampère se forme lorsqu'une charge de 1 Coulomb (6,241 10 18 électrons) traverse un point du circuit électrique en 1 seconde.

Revenons à notre analogie eau-électricité. Seulement maintenant, prenons deux réservoirs et remplissons-les d'une quantité égale d'eau. La différence entre les réservoirs réside dans le diamètre du tuyau de sortie.

Ouvrons les robinets et assurons-nous que le débit d'eau du réservoir de gauche est plus important (le diamètre du tuyau est plus grand) que celui de celui de droite. Cette expérience est une preuve claire de la dépendance du débit sur le diamètre du tuyau. Essayons maintenant d'égaliser les deux flux. Pour ce faire, ajoutez de l'eau dans le réservoir de droite (chargez). Cela donnera plus de pression (tension) et augmentera le débit (courant). Dans un circuit électrique, le diamètre du tuyau est résistance.

Les expériences menées démontrent clairement la relation entre Tension, actuel et résistance. Nous parlerons plus en détail de la résistance un peu plus tard, et maintenant quelques mots de plus sur les propriétés du courant électrique.

Si la tension ne change pas de polarité, du plus au moins, et que le courant circule dans un sens, alors c'est DC et en conséquence pression constante. Si la source de tension change de polarité et que le courant circule dans un sens, puis dans l'autre - c'est déjà courant alternatif et Tension alternative. Valeurs maximales et minimales (marquées sur le graphique comme io ) - il amplitude ou alors valeurs maximales force actuelle. Dans les prises domestiques, la tension change de polarité 50 fois par seconde, c'est-à-dire le courant oscille d'avant en arrière, il s'avère que la fréquence de ces oscillations est de 50 Hertz, ou 50 Hz en abrégé. Dans certains pays, comme les États-Unis, la fréquence est de 60 Hz.

Résistance

Résistance électrique – quantité physique, qui détermine la propriété du conducteur à empêcher (résister) au passage du courant. Unité de résistance - Ohm(noté Ohm ou la lettre grecque oméga Ω ). Dans les formules et les calculs, la résistance est indiquée par la lettre R . Un conducteur a une résistance de 1 ohm, aux pôles desquels une tension de 1 V est appliquée et un courant de 1 A circule.

Les conducteurs conduisent le courant différemment. Les conductivité dépend, tout d'abord, du matériau du conducteur, ainsi que de la section et de la longueur. Comment section plus grande, plus la conductivité est élevée, mais plus la longueur est longue, plus la conductivité est faible. La résistance est l'inverse de la conduction.

Dans l'exemple d'un modèle de plomberie, la résistance peut être représentée par le diamètre du tuyau. Plus il est petit, plus la conductivité est mauvaise et plus la résistance est élevée.

La résistance du conducteur se manifeste, par exemple, par l'échauffement du conducteur lorsqu'un courant y circule. De plus, plus le courant est important et plus la section du conducteur est petite, plus l'échauffement est important.

Du pouvoir

Pouvoir électrique est une grandeur physique qui détermine le taux de conversion de l'électricité. Par exemple, vous avez entendu plus d'une fois : "une ampoule pour tant de watts". C'est la puissance consommée par l'ampoule par unité de temps pendant son fonctionnement, c'est-à-dire convertir une forme d'énergie en une autre à un certain rythme.

Les sources d'électricité, telles que les générateurs, sont également caractérisées par la puissance, mais déjà générée par unité de temps.

Unité de puissance - Watt(noté Mar ou alors O). Dans les formules et les calculs, la puissance est indiquée par la lettre P . Pour les circuits AC, le terme est utilisé Pleine puissance, unité - Volt-ampère (VA ou alors Virginie), désigné par la lettre S .

Et enfin sur circuit électrique. Ce circuit est un ensemble de composants électriques capables de conduire le courant électrique et reliés entre eux de manière appropriée.

Ce que nous voyons sur cette image est un appareil électrique élémentaire (lampe de poche). sous tension tu(B) une source d'électricité (piles) à travers des conducteurs et d'autres composants avec différentes résistances 4.59 (220 Votes)

Il est maintenant temps de découvrir ce qu'est la résistance. Imaginez maintenant un réseau cristallin ordinaire. Donc ... Plus les cristaux sont denses les uns par rapport aux autres, plus il y aura de charges en eux. Alors, en disant langage clair- plus la résistance du métal est grande. Soit dit en passant, la résistance de tout métal ordinaire peut être temporairement augmentée en le chauffant. "Pourquoi demander. Oui, car lorsqu'ils sont chauffés, les atomes métalliques se mettent à vibrer vigoureusement près de leur position fixée par des liaisons. Par conséquent, les charges en mouvement entreront plus souvent en collision avec les atomes, ce qui signifie qu'elles s'attarderont plus souvent et plus aux nœuds. réseau cristallin. La figure 1 montre un schéma d'assemblage visuel, pour ainsi dire pour les "non initiés", où vous pouvez immédiatement voir comment mesurer la tension aux bornes de la résistance. De la même manière, vous pouvez mesurer la tension d'une ampoule. Soit dit en passant, si, comme on peut le voir sur la figure, notre batterie a une tension de, disons, 15V (Volt), et la résistance est telle que 10V "s'installe" dessus, alors les 5V restants tomberont sur la lumière ampoule.

Voici à quoi ressemble la loi d'Ohm pour un circuit fermé.

Sans entrer dans les détails, cette loi dit que la tension de la source d'alimentation est égale à la somme des chutes de tension dans toutes ses sections. Celles. dans notre cas, 15V = 10V + 5V. Mais... si vous rentrez quand même un peu dans les détails, alors il faut savoir que ce qu'on a appelé la tension de la batterie n'est rien d'autre que sa valeur lorsque le consommateur est branché (dans notre cas, c'est une ampoule + résistance) . Si vous débranchez l'ampoule avec résistance et mesurez la tension sur la batterie, elle sera légèrement supérieure à 15V. Ce sera la tension en circuit ouvert et elle s'appelle l'EMF de la batterie - la force électromotrice. En réalité, le circuit fonctionnera comme indiqué sur la Fig.2. En réalité, la batterie peut être imaginée comme une autre batterie avec une tension de, disons, 16V, qui a sa propre résistance interne Rin. La valeur de cette résistance est très faible et est due aux caractéristiques technologiques de fabrication. On peut voir sur la figure que lorsque la charge est connectée, une partie de la tension de la batterie va "se déposer" sur sa résistance interne et à sa sortie elle ne sera plus de 16V, mais de 15V, c'est à dire 1B sera "absorbé" par sa résistance interne. Et la loi d'Ohm pour un circuit fermé fonctionne également ici. La somme des tensions dans toutes les sections du circuit sera égal à EMF piles. 16V = 1V + 10V + 5V. L'unité de mesure de la résistance est une quantité appelée ohm. Il est nommé ainsi en l'honneur du physicien allemand Georg Simon Ohm, qui s'est engagé dans ces travaux. 1 ohm est égal à la résistance électrique du conducteur (il peut s'agir, par exemple, d'une ampoule) entre les extrémités duquel une tension de 1 volt apparaît à un courant continu de 1 ampère. Pour déterminer la résistance de la lampe, il est nécessaire de mesurer la tension sur celle-ci et de mesurer le courant dans le circuit (voir Fig. 5). Puis divisez la valeur de tension résultante par la valeur de courant (R=U/I). Les résistances dans les circuits électriques peuvent être connectées en série (la fin de la première avec le début de la seconde - dans ce cas, elles peuvent être désignées arbitrairement) et en parallèle (le début avec le début, la fin avec la fin - et dans ce cas cas où ils peuvent être désignés arbitrairement). Considérez les deux cas en utilisant des ampoules comme exemple - après tout, leurs filaments sont composés de tungstène, c'est-à-dire sont de la résistance. Le cas de la connexion en série est illustré à la Fig.3.

Il s'est avéré être connu de tous (et, par conséquent, nous le considérerons comme compréhensible - une guirlande). Avec une telle connexion, le courant I sera le même partout, qu'il s'agisse des mêmes lampes pour la même tension ou pour des lampes différentes. Nous devons immédiatement faire une réserve que les lampes sont considérées comme identiques, sur lesquelles:

1. la même tension et le même courant sont indiqués (comme les ampoules d'une lampe de poche);
2. la même tension et la même puissance sont indiquées (comme les lampes d'éclairage).

La tension U de la source d'alimentation dans ce cas "se disperse" sur toutes les lampes, c'est-à-dire U = U1 + U2 + U3. En même temps, si les lampes sont identiques, la tension sera la même sur toutes. Si les lampes ne sont pas les mêmes, cela dépend de la résistance de chaque lampe particulière. Dans le premier cas, la tension aux bornes de chaque lampe peut être facilement calculée en divisant la tension de la source par le nombre total de lampes. Dans le second cas, vous devez vous plonger dans les calculs. Nous aborderons tout cela dans les tâches de cette section. Donc, nous avons découvert que connexion série conducteurs (dans ce cas, lampes), la tension U aux extrémités de l'ensemble du circuit est égale à la somme des tensions des conducteurs connectés en série (lampes) - U = U1 + U2 + U3. Selon la loi d'Omad pour la section de circuit : U1 = I*R1, U2 = I*R2, U3 = I*R3, U = I*R où R1 est la résistance du filament de la première lampe (conducteur), R2 est la seconde et R3 est la troisième, R est la résistance totale de toutes les lampes. En remplaçant la valeur U par I*R, U1 par I*R1, U2 par I*R2, U3 par I*R3 dans l'expression "U = U1 + U2 +U", on obtient I*R = I*(R1+ R2+R3 ). D'où R \u003d R1 + R2 + R3.Conclusion: lorsque les conducteurs sont connectés en série, leur résistance totale est égale à la somme des résistances de tous les conducteurs. Concluons: la connexion en série est utilisée pour plusieurs consommateurs (par exemple, les lampes de guirlande du Nouvel An) avec une tension d'alimentation inférieure à la tension de source.

Le cas de la connexion en parallèle des conducteurs est illustré à la Fig.4.

À connexion parallèle conducteurs, leurs débuts et leurs fins ont des points de connexion communs à la source. Dans le même temps, la tension sur toutes les lampes (conducteurs) est la même, quelle que soit celle et pour quelle tension elle est conçue, car elles sont directement connectées à la source. Naturellement, si la lampe est à une tension inférieure à la source de tension, elle s'éteindra. Mais le courant I sera égal à la somme des courants dans toutes les lampes, c'est-à-dire Je = I1 + I2 + I3. Et les lampes peuvent être de puissance différente - chacune prendra le courant pour lequel elle est conçue. Cela peut être compris si au lieu d'une source, nous imaginons une prise avec une tension de 220V, et au lieu de lampes - connectées à celle-ci, par exemple, un fer à repasser, lampe de table et un chargeur de téléphone. La résistance de chaque appareil dans un tel circuit est déterminée en divisant sa tension par le courant qu'il consomme ... encore une fois, selon la loi d'Ohm pour une section du circuit, c'est-à-dire

Constatons tout de suite qu'il existe une valeur réciproque à la résistance et qu'elle s'appelle la conductivité. Il est désigné par Y. Dans le système SI, il est désigné par CM (Siemens). La résistance réciproque signifie que

Sans entrer dans des conclusions mathématiques, nous dirons immédiatement que lorsque des conducteurs sont connectés en parallèle (qu'il s'agisse de lampes, de fers à repasser, de fours à micro-ondes ou de téléviseurs), l'inverse de la résistance totale est égal à la somme des inverses des résistances de tous conducteurs connectés en parallèle, c'est-à-dire

Étant donné que

Parfois, dans les tâches, ils écrivent Y = Y1 + Y2 + Y3. C'est la même chose. Il existe également une formule plus pratique pour trouver la résistance totale de deux résistances connectées en parallèle. Il ressemble à ceci :

Concluons: la méthode de commutation parallèle est utilisée pour connecter les lampes d'éclairage et les appareils électroménagers au réseau électrique.

Comme nous l'avons découvert, les collisions d'électrons libres dans les conducteurs avec les atomes du réseau cristallin ralentissent leur mouvement vers l'avant ... Il s'agit d'une réaction contraire au mouvement dirigé des électrons libres, c'est-à-dire courant continu, est l'essence physique de la résistance du conducteur. Le mécanisme de résistance au courant continu dans les électrolytes et les gaz est similaire. Les propriétés conductrices du matériau déterminent sa résistivité volumique ρv, qui est égale à la résistance entre les faces opposées d'un cube de 1 m d'arête, constitué de ce materiel. L'inverse de la résistivité volumique est appelée conductivité volumique et est égal à γ = 1/ρv. L'unité de résistance volumique est de 1 Ohm * m, la conductivité volumétrique - 1 Sm / m. La résistance continue d'un conducteur dépend de la température. Dans le cas général, on observe une dépendance assez complexe. Mais avec des changements de température dans des limites relativement étroites (environ 200 ° C), cela peut être exprimé par la formule:

où R2 et R1 sont des résistances, respectivement, aux températures T1 et T2 ; α - coefficient de température de la résistance, égal à la variation relative de la résistance lorsque la température change de 1°C.

Notions importantes

Un appareil électrique qui a une résistance et qui est utilisé pour limiter le courant est appelé une résistance. Une résistance réglable (c'est-à-dire qu'il est possible de changer sa résistance) s'appelle un rhéostat.

Les éléments résistifs sont des modèles idéalisés de résistances et de tout autre appareil électrique ou de leurs pièces qui résistent au courant continu, quelle que soit la nature physique de ce phénomène. Ils sont utilisés dans la préparation de circuits équivalents de circuit et les calculs de leurs modes. Dans l'idéalisation, les courants à travers les revêtements isolants des résistances, les cadres des rhéostats à fil, etc. sont négligés.

Un élément résistif linéaire est un circuit équivalent pour toute partie d'un appareil électrique dans lequel le courant est proportionnel à la tension. Son paramètre est la résistance R = const. R = const signifie que la valeur de la résistance est constante (const signifie constant).
Si la dépendance du courant à la tension n'est pas linéaire, alors le circuit équivalent contient un élément résistif non linéaire, qui est donné par une caractéristique courant-tension non linéaire (caractéristique volt-ampère) I (U) - lu comme " Et de U". La figure 5 montre les caractéristiques courant-tension des éléments résistifs linéaires (ligne a) et non linéaires (ligne b), ainsi que leurs désignations sur les circuits équivalents.