Widerstände sind Geräte zur Kontrolle des Durchgangs von elektrischer Strom im Stromkreise durch die Joule-Effekt, die umwandelt Elektrizität im Wärmeenergie.
Die meisten Widerstände bestehen aus hochwertigen Materialien. elektrischer Wiederstand, und diese sind bekannt als Dielektrika. Solche mit einem konstanten elektrischen Widerstand werden als ohmsche Widerstände bezeichnet.
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Was sind Widerstände?
Sie sind elektronische Bauteile, die widerstehen beim Durchgang von Ketteelektrisch. Wenn wir einen Widerstand in einen Stromkreis einfügen, ist a Abnahme der Stromstärke, außerdem beinhaltet seine Anwesenheit entlang eines Drahtes Reduzierung oder Abfall von elektrisches Potenzial.
Einige Widerstände können ihre WiderstandelektrischKonstante, auch über einen weiten Spannungsbereich, werden sie als Ohmsche Widerstände resistor.
1. Ohmsches Gesetz
Nach dem 1. Ohm'sches Gesetz, ein Grund zwischen den Potenzialelektrisch und der Ketteelektrisch das sich in einem ohmschen Widerstand bildet ist jeKonstante. Bei ohmschen Widerständen ist der elektrische Strom direkt proportional zur angelegten elektrischen Spannung, und umgekehrt proportional zum elektrischen Widerstand, wie in dieser Abbildung gezeigt, was die Formel des 1. Hauptsatzes ergibt von Ohm:
R – elektrischer Widerstand (Ω)
U – elektrische Potenzialdifferenz (V)
ich – elektrischer Strom (A)
Sie WiderständeReal sie sind für keine Spannungs- oder Strommessungen ohmsch, haben jedoch für einen weiten Bereich dieser Messungen einen konstanten elektrischen Widerstand, wie in der Grafik dargestellt:
2. Ohmsches Gesetz
Die Fähigkeit von Widerständen, den Stromfluss zu steuern, hängt von ihrer Widerstand. Sie hängt wiederum von geometrischen Faktoren ab, wie z Länge und der BereichKreuz des Widerstands und auch einer charakteristischen Größe jedes Materials bekannt als spezifischer Widerstand.
Mit anderen Worten, der Widerstandsmodul eines ohmschen Widerstands hängt nicht von dem an seinen Anschlüssen angelegten elektrischen Potential ab, sondern von seiner Form und dem bei seiner Herstellung verwendeten Material. Verstehen Sie das Thema besser, indem Sie auf unseren Text zugreifen: 2. Ohmsches Gesetz.
Die Formel, die wir für. verwenden elektrischen Widerstand berechnen, in Abhängigkeit von geometrischen Parametern wie der Querschnittsfläche und der Länge des Widerstands, bekannt als das 2. Ohmsche Gesetz, lautet:
R – Widerstand (Ω)
ρ – spezifischer Widerstand (Ω.m)
L – Länge (m)
DAS – Querschnittsfläche (m²)
Widerstand
Der spezifische Widerstand (ρ) ist eine physikalische Größe, die hängt von mikroskopischen Faktoren ab und bezieht sich auf jede Art von Material. Der spezifische Widerstand von Materialien Dirigenten, wie Silber oder Kupfer, ist sehr niedrig, da sie dem Durchgang von elektrischem Strom wenig Widerstand bieten. Andere Materialien wie Gummi, Glas und Kunststoff haben sehr hohe Widerstandswerte.
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Arten von Widerständen
Sie können je nach Material unterschiedlich sein, außerdem gibt es Widerstände, die ihren Widerstand ändern, wenn sie verschiedenen äußeren Einflüssen ausgesetzt sind.
Einige von ihnen sind empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen und bekannt als Thermowiderstände. Darüber hinaus gibt es solche, die auf Helligkeitsschwankungen reagieren, bekannt als Fotowiderstände. Es gibt auch Widerstände, deren Widerstand sich bei Magnetfeldern ändert Magnetowiderstände.
Farbcode der Widerstände
Dieser Code wird verwendet für visuell darstellen der elektrische Widerstand der Widerstände, wie in der Abbildung gezeigt:
K – 10³
M – 106
Laut Farbcode ist die zweizuerstSpuren zeigen die zweiZiffernInitialen des Widerstands, während die dritteReichweite zeigt an mehrere (1, 10, 1000) das sollten wir multiplizieren durch die ersten beiden Ziffern. DAS letzteReichweite zeigt an Reinheit oder der Grad der Toleranz, in Prozent, dass die Widerstandsmessung von dem diesem Widerstand zugeordneten theoretischen Wert abweichen kann.
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Widerstandszuordnung
Es geht um die Wege wie Widerstände miteinander verbunden werden können innerhalb eines Stromkreises. Es gibt drei Arten von Assoziationen: serielle Assoziation, parallele Assoziation und gemischter Verein, die sowohl in Reihe als auch parallel geschaltete Widerstände enthält.
serielle Assoziation
Darin sind die Widerstände angeschlossen der Reihe nach. In dieser Konfiguration ist die Ketteelektrisch leidet unter Verringerung der Intensität, jedoch ist der elektrische Strom, der durch jeden der Widerstände fließt, gleich. Nachfolgend zeigen wir die Formel zur Berechnung des Ersatzwiderstandes der Reihenverknüpfung:
parallele Assoziation
Bei Parallelschaltung sind die Widerstände dem gleichen elektrischen Potential ausgesetzt. Darüber hinaus variiert der elektrische Strom, der durch jeden von ihnen fließt, je nach ihrem Widerstand. Bei dieser Art von Assoziation WiderstandÄquivalent, berechnet durch die nächste Formel, ist immer kleiner als der kleinste Widerstand.
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Wenn nur zwei Widerstände parallel verbunden sind, kann der äquivalente Widerstand mit dieser Formel berechnet werden:
Wenn Sie tiefer in die Zusammenhänge von Widerständen einsteigen möchten, lesen Sie unseren Text: Widerstandszuordnungen.
Widerstandsübungen
Frage 1) (UFPA) Im Amazonas versucht ein unerfahrener Fischer, einen Poraque zu fangen, der mit einer Hand den Kopf des Fisches und mit der anderen den Schwanz hält. Das Warum ist ein elektrischer Fisch, der zwischen Kopf und Schwanz eine Potenzialdifferenz von bis zu 1500 V erzeugen kann. Für diese Potentialdifferenz beträgt der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers, gemessen zwischen beiden Händen, ca. 1000. Im Allgemeinen reichen 500 mA Gleichstrom, der durch die Brust einer Person fließt, aus, um Kammerflimmern und den Tod durch Herz-Kreislauf-Stillstand zu verursachen. Mit den genannten Werten berechnen wir, dass der Strom, der durch die Brust des Fischers fließt, im Verhältnis zu dem Strom, der ausreicht, um Kammerflimmern zu verursachen,:
a) ein Drittel
b) halb
c) gleich
d) doppelt
e) das Tripel
Vorlage: Buchstabe e
Auflösung:
Basierend auf dem ersten Ohmschen Gesetz berechnen wir den elektrischen Strom, beachten Sie:
Wir stellen also fest, dass der elektrische Strom eine Stärke von 1500 mA hat, was dreimal größer ist als der Strom von 500 mA, daher ist die richtige Alternative der Buchstabe e.
Frage 2) (Enem PPL) Elektrischer Schlag ist ein Gefühl, das durch den Durchgang von elektrischem Strom durch den Körper verursacht wird. Die Folgen eines Schocks reichen von einem einfachen Schrecken bis zum Tod. Die Zirkulation elektrischer Ladungen hängt vom Widerstand des Materials ab. Für den menschlichen Körper reicht dieser Widerstand von 1000 Ω bei nasser Haut bis 100.000 Ω bei trockener Haut. Ein barfüßiger Mensch, der sein Haus mit Wasser wäscht, bekommt nasse Füße und tritt versehentlich auf einen blanken Draht, wobei er eine elektrische Entladung bei einer Spannung von 120 V erleidet.
Wie hoch ist die maximale Stromstärke, die durch den Körper einer Person fließt?
a) 1,2 mA
b) 120 mA
c) 8,3 mA
d) 833 A
e) 120 kA
Vorlage: Buchstabe b
Auflösung:
Um die Aufgabe zu lösen, verwenden wir wie in der vorherigen Aufgabe das erste Ohmsche Gesetz, um die Stärke des elektrischen Stroms zu bestimmen:
Bei der Berechnung haben wir die Division zwischen der elektrischen Spannung und dem elektrischen Widerstand vorgenommen, schließlich haben wir den erhaltenen Wert nach den Regeln von umgeschrieben wissenschaftliche Notation und auch nach Präfixe von SI. Dadurch finden wir, dass der Buchstabe b die richtige Alternative ist.
Frage 3) (EEr) Zu wissen, dass die Potenzialdifferenz zwischen einer Wolke und der Erde für einen Blitzeinschlag etwa 3,10. beträgt8 V und dass der erzeugte elektrische Strom in diesem Fall ungefähr 1,10 beträgt5 A, wie groß ist der durchschnittliche Luftwiderstand in Ohm (Ω)?
a) 1.000
b) 2000
c) 3.000
d) 4.000
Vorlage: Buchstabe C
Auflösung:
Mit der Formel des ersten Ohmschen Gesetzes ist es möglich, den Wert des elektrischen Widerstands zu erhalten, indem man die Spannung durch den elektrischen Strom teilt:
Die Berechnung zeigt, dass der Buchstabe c die richtige Alternative ist.
Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer
