Ohm oporność, przykłady i środki ćwiczeń

On om U Ohmio jest jednostką miary oporu elektrycznego należącego do międzynarodowego systemu jednostek (SI), szeroko stosowanego w nauce i inżynierii. Zostało to mianowane na cześć niemieckiego fizyka Georga Simona Ohma (1789–1854).

Ohm był profesorem i badaczem na Uniwersytecie Monachium, a wśród jego wielu wkładów w energię elektryczną i magnetyzm jest definicja oporu poprzez związek między napięciem a prądem, przez który przechodzi kierowca. 

Rysunek 1. Różnorodne rezystancje tworzące część obwodu. Źródło: Wikimedia Commons.

Ten związek jest znany jako prawo Ohma i zwykle wyraża się jako: 

R = δv/i

Gdzie r reprezentuje rezystancję elektryczną, ΔV jest napięciem w wolcie (v), a I jest prądem w wzmacniaczach (a), wszystkie w jednostkach, jeśli.

Dlatego 1 Ohm, który jest również oznaczony zamiennie z grecką literą ω, równa się 1 V/A. Oznacza to, że w przypadku ustanowienia napięcia 1 V przez określony sterownik, powoduje prąd 1 A, rezystancja wspomnianego sterownika wynosi 1 Ω.

Rezystancja elektryczna jest bardzo powszechnym elementem obwodu, który jest używany na wiele sposobów do prawidłowego sterowania prądem, niezależnie od tego, czy jest częścią zintegrowanego, czy indywidualnie.

[TOC]

Pomiar oporu elektrycznego

Rysunek 5. Georg Simon Ohm, którego nazwa nosi jednostkę oporu, urodził się w Bawarii w 1789 roku i wniósł wielki wkład w energię elektryczną, akustykę i zakłócenia fal światła. Źródło: Wikimedia Commons.

Rezystancje są mierzone za pomocą multimetru, miernika, który jest dostępny w wersjach analogowych i cyfrowych. Najwięcej podstaw mierzy bezpośrednie napięcia i prądy, ale istnieją bardziej wyrafinowane urządzenia z dodatkowymi funkcjami. Gdy jest używane do pomiaru oporu, nazywane są Ohmetters lub Ohmimeters. To urządzenie jest bardzo proste w użyciu:

Może ci służyć: współczynnik Poissona: współczynnik, wzory, wartości, przykłady

- Centralny selektor jest umieszczony w pozycji do pomiaru rezystancji, wybierając jedną ze skal zidentyfikowanych z symbolem Ω, na wypadek, gdyby instrument miał więcej niż jeden więcej niż jeden.

- Rezystancja pomiaru jest wyodrębniana z obwodu. Jeśli nie jest to możliwe, zasilacz jest niezbędny do wyłączenia.

- Umieszcza się opór między końcówkami lub sondami instrumentu. Polaryzacja nie ma znaczenia.

- Wartość jest odczytywana bezpośrednio na ekranie cyfrowym. Jeśli przyrząd jest analogowy, ma wyraźną skalę z symbolem ω odczytaną od prawej do lewej.

Na poniższym rysunku (numer 2) pokazano multimetr cyfrowy i jego sondy lub końcówki. Model ma tylko jedną skalę do pomiaru rezystancji, wskazanej strzałką.

Rysunek 2. Cyfrowy miernik uniwersalny. Źródło: Pixabay.

Często wartość komercyjnego oporu elektrycznego wyraża kod kolorowych pasm za granicą. Na przykład oporności na rycinie 1 mają czerwone, fioletowe, złote, żółte i szare pasma. Każdy kolor ma numeryczne znaczenie, które wskazuje na wartość nominalną, jak zostanie pokazane.

Kod kolorów dla rezystancji

W poniższej tabeli pojawiają się kolorowe kody rezystorów:

Tabela 1.

Biorąc pod uwagę, że pasmo metaliczne ma rację, kod jest używany w następujący sposób:

- Pierwsze dwa kolory od lewej do prawej dają wartość oporu.

- Trzeci kolor wskazuje moc 10, za pomocą której należy go pomnożyć.

- A czwarta wskazuje tolerancję ustanowioną przez producenta.

Przykłady wartości oporu

Jako przykład, zobaczmy opór na pierwszym planie, po lewej stronie ryc. 1. Pokazana kolorowa sekwencja to: szary, czerwony, czerwony, złoty. Pamiętaj, że złoty lub srebrny zespół musi mieć rację.

Może ci służyć: Gauss Law

Szary reprezentuje 8, czerwony to 2, mnożnik jest czerwony i równy 10² = 100 i na koniec tolerancja jest złota, która symbolizuje 5%. Dlatego rezystancja jest warta 82 x 100 Ω = 8200 Ω.

Będąc 5 %tolerancją, jest ona równoważna w omach do: 8200 x (5/100) Ω = 410 Ω. Dlatego wartość rezystancji wynosi między: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω i 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Za pośrednictwem kolorowego kodu jest wartość fabryczna nominalna lub oporowa, ale aby określić miarę, konieczne jest zmierzenie rezystancji za pomocą multimetru, jak wyjaśniono wcześniej.

Kolejny przykład oporu następującego rysunku:

Rysunek 3. Użycie kodu kolorów w oporze r. Źródło: Wikimedia Commons.

Mamy następujące oporność R: czerwony (= 2), fiolet (= 7), zielony (pomnóż przez 10⁵), więc odporność R figury jest warta 27 x 10⁵ Ω. Pasmo tolerancji jest srebrne: 27 x 10⁵ X (10/100) ω = 27 x 10⁴ Ω. Sposób na wyrażenie poprzedniego wyniku, zaokrąglanie 27 x 10⁴ A 30 x 10⁴, Jest:

R = (27 ± 3) × 10⁵ Ω = (2.7 ± 0.3) × 10⁶ Ω 

Najczęściej używane prefiks

Wartości, które może mieć rezystancja elektryczna, która jest zawsze dodatnia, są w bardzo szerokim zakresie. Dlatego moce 10 są używane do wyrażania ich wartości, a także prefiksów. Następnie najbardziej zwykle:

Tabela 2.

Zgodnie z tym notacją odporność na poprzedni przykład jest: (2.7 ± 0.3) MΩ.

Może ci służyć: przewodnictwo: formuły, obliczenia, przykłady, ćwiczenia

Odporność na przewód

Rezystancje są wytwarzane z różnych materiałów i jest miarą sprzeciwu, że kierowca ma uchwalanie prądu, jak wiadomo, nie wszystkie materiały prowadzone w ten sam sposób. Nawet wśród materiałów uważanych za przewodniki istnieją różnice.

Odporność zależy od kilku cech, co jest najważniejsze:

- Geometria sterownika: długość i obszar przekroju.

- Materiał: Wskazuje opozycję przedstawioną przez materiał do przejścia prądu.

- Temperatura: Oporność i oporność rosną wraz z temperaturą, ponieważ wewnętrzny układ materiału maleje.

Dla stałego przewodu przekroju, w danej temperaturze oporność podaje:

R = ρ (ℓ/a)

Gdzie ρ jest rezystywnością materiału w danej temperaturze, która jest określana eksperymentalnie, ℓ jest długością przewodu, a A jest obszarem krzyżowym.

Rysunek 4. Odporność na przewód. Źródło: Wikimedia Commons.

Ćwiczenie rozwiązane

Znajdź rezystancję drutu miedzianego 0.Promień 32 mm i 15 cm, wiedząc, że rezystywność miedzi wynosi 1.7 × 10^-8 Ω.M.

Rozwiązanie

Ponieważ rezystywność znajduje się w jednostkach systemu międzynarodowego, najbardziej odpowiednie jest wyrażanie powierzchni krzyżowej i długości w tych jednostkach, a następnie zastąpienie poprzedniej sekcji:

Radio = 0.32 mm = 0.32 × 10^-3 M

A = π (radio²) = π (0.32 × 10^-3 M)² = 3.22 x 10^-7 M²

ℓ = 15 cm = 15 x 10^-2 M

R = ρ (ℓ/a) = 1.7 × 10^-8 Ω.m x (15 x 10^-2 M / 3.22 x 10^-7 M² ) = 7.9 × 10^-3 Ω = 7.9 M-OHM.

Bibliografia

1. Figueroa, zm. (2005). Seria: Fizyka nauk i inżynierii. Tom 5. Elektrostatyka. Pod redakcją Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, zm.  2006. Fizyka: zasady z aplikacjami. 6^th. Ed Prentice Hall.
3. Resnick, r. (1999). Fizyczny. Tom. 2. 3^Ra po hiszpańsku. Continental Editorial Company S.DO. c.V.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fizyka uniwersytecka z nowoczesną fizyką. 14^th. Wyd. Głośność 2.
5. Serway, r., Jewett, J. (2018). Fizyka nauk i inżynierii. Tom 1. 10^mama. Wyd. Cengage Learning.