Modstande: hvad de er, typer og øvelser

Modstande er enheder, der bruges til at kontrollere passagen af elektrisk strøm i elektriske kredsløb gennem joule-effekt, der konverterer elektricitet i Termisk energi.

De fleste modstande er lavet af materialer af høj kvalitet. elektrisk modstand, og disse er kendt som dielektrikum. Dem med en konstant elektrisk modstand er kendt som ohmske modstande.

Se mere: Resonans: Forstå hvordan en kop kan bryde ved lyden af ​​et skrig

Hvad er modstande?

De er elektroniske komponenter, der modstå ved passagen af kædeelektrisk. Når vi indsætter en modstand i et elektrisk kredsløb, a fald i elektrisk strømintensitetdesuden medfører dets tilstedeværelse langs en ledning reduktion eller fald af elektrisk potentiale.

Nogle modstande kan beholde deres modstandelektriskkonstant, selv over en bred vifte af elektriske spændinger, er de kendt som ohmske modstande.

Modstande konverterer elektrisk energi til termisk energi i form af varme.

1. lov af Ohm

Ifølge den 1. Ohms lov, a grund imellem potentielelektrisk og

kædeelektrisk der dannes i en ohmsk modstand er nogensindekonstant. I ohmske modstande er den elektriske strøm direkte proportional med den påførte elektriske spænding, og omvendt proportional med den elektriske modstand, som vist i denne figur, som bringer formlen til 1. lov fra Ohm:

R - elektrisk modstand (Ω)

U - elektrisk potentialforskel (V)

jeg - elektrisk strøm (A)

Du modstandeægte de er ikke ohmske for nogen spændings- eller strømmålinger, men de har en konstant elektrisk modstand til en bred vifte af disse målinger, som vist i grafen:

I regimet med mellemliggende elektriske spændinger og strømme er modstanden ovenfor ohmsk.

2. lov af Ohm

Modstandernes evne til at kontrollere strømmen af ​​elektrisk strøm er relateret til deres modstand. Det afhænger igen af ​​geometriske faktorer som f.eks længde og arealkryds af modstanden og også af en karakteristisk mængde af hvert materiale kendt som modstand.

Med andre ord afhænger modstandsmodulet for en ohmsk modstand ikke af det elektriske potentiale, der påføres terminalerne, men af ​​dens form og det materiale, der anvendes i fremstillingen. Forstå emnet bedre ved at få adgang til vores tekst: 2. lov af Ohm.

Modstand afhænger af område, længde og modstand.

Den formel, vi bruger til beregne elektrisk modstand, som en funktion af geometriske parametre, såsom tværsnitsarealet og længden af ​​modstanden, kendt som 2. ohm's lov, er dette:

R - modstand (Ω)

ρ - resistivitet (Ω.m)

L - længde (m)

DET - tværsnitsareal (m²)

Modstand

Modstanden (ρ) er en fysisk størrelse, der afhænger af mikroskopiske faktorer og er relateret til hver type materiale. Materialernes resistivitet ledere, som sølv eller kobber, er meget lav, da de tilbyder ringe modstand mod passage af elektrisk strøm. Andre materialer, såsom gummi, glas og plast, har meget høje modstandsdygtighedsmål.

Typer af modstande

De kan være forskellige afhængigt af det materiale, de blev produceret, derudover er der modstande, der ændrer modstand, når de udsættes for forskellige eksterne midler.

Nogle af dem er følsomme over for temperaturvariationer og kendt som termoresistorer. Ud over dem er der dem, der reagerer på variationer i lysstyrke, kendt som fotoresistorer. Der er også modstande, der ændrer modstand, når de udsættes for magnetfelter, de er de magnetoresistorer.

Modstanders farvekode

Denne kode bruges til repræsentere visuelt modstandenes elektriske modstand som vist i figuren:

K – 10³

M – 10⁶

I henhold til farvekoden er toførstspor angive tocifreinitialer modstand, mens tredjerækkevidde angiver mange (1, 10, 1000) som vi skulle formere sig med de to første cifre. DET sidstrækkevidde angiver renhed eller graden af tolerance, i procent, at modstandsmåling kan afvige fra den teoretiske værdi, der er tildelt modstanden.

Læsogså:Hvad er hastigheden på den elektriske strøm?

Modstandsforening

Det handler om måderne hvordan modstande kan forbindes sammen inde i et elektrisk kredsløb. Der er tre typer tilknytning: seriel tilknytning, parallel tilknytning og blandet forening, som indeholder modstande forbundet både i serie og i parallel.

seriel tilknytning

I den er modstandene forbundet sekventielt. I denne konfiguration er kædeelektrisk lider af en reduktion i dens intensitetdog er den elektriske strøm, der løber gennem hver af modstandene, lige. Nedenfor viser vi den formel, der bruges til at beregne den ækvivalente styrke af serieforeningen:

parallel tilknytning

Når de er forbundet parallelt, er modstandene udsættes for det samme elektriske potentiale. Desuden varierer den elektriske strøm, der passerer gennem hver af dem, alt efter deres modstand. I denne type tilknytning er modstandtilsvarende, beregnet med den næste formel, vil altid være mindre end den mindste modstand.

Læsogså: Hvad er dielektrisk styrke, og hvad er dets forhold til stråler?

Når der kun er to modstande forbundet parallelt, vil det være muligt at beregne den tilsvarende modstand ved hjælp af denne formel:

Hvis du vil gå dybere ind i forholdet mellem modstande, skal du læse vores tekst: Modstandsforeninger.

Modstandsøvelser

Spørgsmål 1) (UFPA) I Amazonfloden forsøger en uerfaren fisker at fange en poraque, der holder fiskens hoved med den ene hånd og halen med den anden. Hvorfor er en elektrisk fisk i stand til at skabe mellem hovedet og halen en potentiel forskel på op til 1500 V. For denne potentielle forskel er den menneskelige krops elektriske modstand målt mellem de to hænder ca. 1000 Ω. Generelt er 500 mA jævnstrøm, der passerer gennem en persons bryst, tilstrækkelig til at forårsage ventrikelflimmer og død ved kardiorespiratorisk anholdelse. Ved hjælp af de nævnte værdier beregner vi, at strømmen, der passerer gennem fiskerens bryst, i forhold til strømmen, der er tilstrækkelig til at forårsage ventrikelflimmer, er:

a) en tredjedel

b) halvdelen

c) lig

d) dobbelt

e) den tredobbelte

Skabelon: Bogstavet e

Løsning:

Baseret på Ohms første lov beregner vi den elektriske strøm, bemærk:

Så vi finder ud af, at den elektriske strøm har en intensitet på 1500 mA, hvilket er tre gange større end strømmen på 500 mA, så det rigtige alternativ er bogstavet e.

Spørgsmål 2) (Enem PPL) Elektrisk stød er en fornemmelse forårsaget af passage af elektrisk strøm gennem kroppen. Konsekvenserne af et chok spænder fra en simpel skræmme til døden. Cirkulationen af ​​elektriske ladninger afhænger af materialets modstand. For den menneskelige krop varierer denne modstand fra 1000 Ω, når huden er våd, til 100.000 Ω, når huden er tør. En barfodet person, der vaskede sit hus med vand, fik fødderne våde og trådte ved et uheld på en bar ledning med en elektrisk afladning ved en spænding på 120 V.

Hvad er den maksimale intensitet af elektrisk strøm, der passerer gennem personens krop?

a) 1,2 mA

b) 120 mA

c) 8,3 mA

d) 833 A.

e) 120 kA

Skabelon: Bogstav B

Løsning:

For at løse øvelsen bruger vi Ohms første lov, som vi gjorde i den forrige øvelse, for at finde intensiteten af ​​den elektriske strøm:

I beregningen foretog vi en opdeling mellem den elektriske spænding og den elektriske modstand, til sidst omskrev vi den opnåede værdi i henhold til reglerne for videnskabelig notation og også i henhold til præfikser af SI. Ved at gøre dette finder vi, at det rigtige alternativ er bogstavet b.

Spørgsmål 3) (Øre) At vide, at den potentielle forskel mellem en sky og jorden, for at et lynnedslag kan ske, er omkring 3.10⁸ V, og at den elektriske strøm, der produceres i dette tilfælde, er ca. 1,10⁵ A, hvad er den gennemsnitlige luftmodstand i ohm (Ω)?

a) 1.000

b) 2000

c) 3.000

d) 4.000

Skabelon: Bogstav C

Løsning:

Ved hjælp af formlen i den første Ohms lov er det muligt at opnå værdien af ​​den elektriske modstand ved at dividere spændingen med den elektriske strøm:

Beregningen indikerer, at det rigtige alternativ er bogstavet c.

Af Rafael Hellerbrock
Fysiklærer