Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников
Рассмотрим отрезок однородного проводника длиной 
(рисунок 2.1). Чтобы в этом проводнике шел постоянный ток, внутри проводника надо поддерживать постоянное электрическое поле
,
где U - напряжение. При изменении напряжения меняется ток.
В 1826 году немецкий ученый Георг Симон Ом экспериментально установил закон для участка цепи: ток в проводнике пропорционален напряжению на концах проводника (рисунок 2.2)
,
где g - коэффициент пропорциональности или проводимость проводника. Величина, обратная проводимости проводника 
, называется электрическим сопротивлением проводника.
Закон Ома в интегральном виде 
.
C помощью этого закона можно определить единицу измерения сопротивления. В системе СИ единицей сопротивления является Ом. Это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1В течет ток в 1А. Эталоном сопротивления в один Ом является сопротивление столба ртути длиной 106,3 см, площадью 1 мм2, при температуре 0°С.
Сопротивление проводников зависит от формы, геометрических размеров и рода материала, из которого сделан проводник. Для цилиндрических проводников сопротивление прямо пропорционально их длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения
, (2.1)
где r - удельное сопротивление проводника, зависит от рода вещества 
.
За удельное сопротивление в системе СИ принимают сопротивление проводника длиной 1м и площадью сечения 1м 2. Удельное сопротивление в системе СИ измеряют в Ом×м.
|
|
|
Перепишем закон Ома с учетом (1)
Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электропроводностью вещества g.
Закон Ома в дифференциальном виде
.
Для проводников переменного сечения сопротивление, плотность тока и напряженность поля в разных точках будут различны, но связь между векторами 
и 
будет одинаковой для любой точки проводника. Сопротивление данного проводника зависит от внешних условий и, в первую очередь, от температуры. Опыт показывает, что сопротивление металлических проводников линейно возрастает с увеличением температуры (рисунок 2.3)
.
Для чистых металлов a = n× 10-3 град-1. Для некоторых металлов и сплавов при температуре, близкой к 0К, сопротивление стремится к нулю.
Проводник в этом случае переходит в сверхпроводящее состояние. Если в замкнутом контуре из сверхпроводника создать электрический ток, то он будет существовать очень долго, практически не изменяясь по величине. Температуры перехода в сверхпроводящее состояние для разных металлов лежат в интервале от 2 до 10 К. Температурная зависимость сопротивления используется для создания термометров сопротивления. Эта зависимость оказывает вредное влияние на работу электроизмерительных приборов. Для борьбы с этим используют проводники, у которых a в 2000 раз меньше, чем у меди.
|
|
|
Если к проводнику прикладывать значительные усилия, то он при этом деформируется, в результате чего меняется его сопротивление. На этом основаны электрические тензометры – приборы, измеряющие значительные и быстроизменяющиеся давления.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 14; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!