Αντιστάσεις: τι είναι, τύποι και ασκήσεις

Αντιστάσεις είναι συσκευές που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της διέλευσης του ηλεκτρικό ρεύμα σε ηλεκτρικά κυκλώματα μέσα από εφέ joule, το οποίο μετατρέπει ηλεκτρική ενέργεια σε Θερμική ενέργεια.

Οι περισσότερες αντιστάσεις είναι κατασκευασμένες από υλικά υψηλής ποιότητας. ηλεκτρική αντίσταση, και αυτά είναι γνωστά ως διηλεκτρικά. Εκείνοι με σταθερή ηλεκτρική αντίσταση είναι γνωστοί ως ωμικές αντιστάσεις.

Δείτε περισσότερα: Συντονισμός: Κατανοήστε πώς ένα κύπελλο μπορεί να σπάσει με τον ήχο της κραυγής

Τι είναι οι αντιστάσεις;

Είναι ηλεκτρονικά εξαρτήματα που αντιστέκομαι στο πέρασμα του αλυσίδαηλεκτρικός. Όταν εισάγουμε μια αντίσταση σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, a μείωση της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματοςΕπιπλέον, η παρουσία του κατά μήκος ενός σύρματος συνεπάγεται μείωση ή πτώση του ηλεκτρικό δυναμικό.

Ορισμένες αντιστάσεις μπορούν να διατηρήσουν τη δική τους αντίστασηηλεκτρικόςσυνεχής, ακόμη και σε ένα ευρύ φάσμα ηλεκτρικών τάσεων, είναι γνωστά ως ωμικές αντιστάσεις.

Οι αντιστάσεις μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμική ενέργεια, με τη μορφή θερμότητας.

1ος νόμος του Ohm

Σύμφωνα με την 1η Ο νόμος του Ωμ, ένα λόγος ανάμεσα σε δυνητικόςηλεκτρικός και το αλυσίδαηλεκτρικός που σχηματίζεται σε μια ωμική αντίσταση είναι πάντασυνεχής. Στις ωμικές αντιστάσεις, το ηλεκτρικό ρεύμα είναι άμεσα ανάλογο με την εφαρμοζόμενη ηλεκτρική τάση και αντιστρόφως ανάλογη με την ηλεκτρική αντίσταση, όπως φαίνεται σε αυτό το σχήμα, που φέρνει τον τύπο του 1ου νόμου από Ohm:

Ρ - ηλεκτρική αντίσταση (Ω)

Ε - διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού (V)

Εγώ - ηλεκτρικό ρεύμα (A)

Εσείς αντιστάσειςπραγματικός δεν είναι ωμικά για μετρήσεις τάσης ή ρεύματος, ωστόσο, έχουν σταθερή ηλεκτρική αντίσταση για ένα ευρύ φάσμα αυτών των μετρήσεων, όπως φαίνεται στο γράφημα:

Στο καθεστώς των ενδιάμεσων ηλεκτρικών τάσεων και ρευμάτων, η παραπάνω αντίσταση είναι ωμική.

2ος νόμος του Ohm

Η ικανότητα των αντιστάσεων να ελέγχουν τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σχετίζεται με αυτές αντίσταση. Αυτό, με τη σειρά του, εξαρτάται από γεωμετρικούς παράγοντες, όπως το μήκος και το περιοχήσταυρός της αντίστασης, και επίσης μιας χαρακτηριστικής ποσότητας κάθε υλικού που είναι γνωστό ως αντίσταση.

Με άλλα λόγια, ο συντελεστής αντίστασης μιας ωμικής αντίστασης δεν εξαρτάται από το ηλεκτρικό δυναμικό που εφαρμόζεται στους ακροδέκτες του, αλλά από το σχήμα του και το υλικό που χρησιμοποιείται στην κατασκευή του. Κατανοήστε καλύτερα το θέμα μεταβαίνοντας στο κείμενό μας: 2ος νόμος του Ohm.

Η αντίσταση εξαρτάται από την περιοχή, το μήκος και την αντίσταση.

Ο τύπος για τον οποίο χρησιμοποιούμε υπολογίστε την ηλεκτρική αντίσταση, ως συνάρτηση των γεωμετρικών παραμέτρων, όπως η περιοχή διατομής και το μήκος της αντίστασης, γνωστή ως ο 2ος νόμος του ohm, είναι αυτό:

Ρ - αντίσταση (Ω)

ρ - αντίσταση (Ω.m)

μεγάλο - μήκος (m)

Ο - εμβαδόν διατομής (m²)

Ανθεκτικότητα

Η αντίσταση (ρ) είναι μια φυσική ποσότητα που εξαρτάται από μικροσκοπικούς παράγοντες και σχετίζεται με κάθε τύπο υλικού. Η αντίσταση των υλικών αγωγοί, όπως το ασήμι ή ο χαλκός, είναι πολύ χαμηλό καθώς προσφέρουν μικρή αντίσταση στη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος. Άλλα υλικά, όπως καουτσούκ, γυαλί και πλαστικό, έχουν πολύ υψηλά μέτρα αντίστασης.

Τύποι αντιστάσεων

Μπορούν να διαφέρουν ανάλογα με το υλικό που παρήχθησαν, επιπλέον, υπάρχουν αντιστάσεις που αλλάζουν αντίσταση όταν υποβάλλονται σε διαφορετικούς εξωτερικούς παράγοντες.

Μερικά από αυτά είναι ευαίσθητα στις μεταβολές της θερμοκρασίας και είναι γνωστά ως θερμοαντιστατήρες. Εκτός από αυτά, υπάρχουν και εκείνα που ανταποκρίνονται στις διακυμάνσεις της φωτεινότητας, γνωστά ως φωτοαντίσταση. Υπάρχουν επίσης αντιστάσεις που αλλάζουν αντίσταση όταν υποβάλλονται σε μαγνητικά πεδία, είναι οι μαγνητοστολιστές.

Κωδικός χρώματος αντιστάσεων

Αυτός ο κωδικός χρησιμοποιείται για αντιπροσωπεύουν οπτικά την ηλεκτρική αντίσταση των αντιστάσεων, όπως φαίνεται στο σχήμα:

κ – 10³

Μ – 10⁶

Σύμφωνα με τον κωδικό χρώματος, το δύοπρώτακομμάτια υποδείξτε το δύοψηφίααρχικά της αντίστασης, ενώ το τρίτοςεύρος δείχνει το πολλαπλούς (1, 10, 1000) που πρέπει πολλαπλασιάζω με τα δύο πρώτα ψηφία. Ο τελευταίοςεύρος δείχνει το καθαρότητα ή το βαθμό ανοχή, σε ποσοστό, ότι η μέτρηση αντίστασης μπορεί να αποκλίνει από τη θεωρητική τιμή που αποδίδεται σε αυτήν την αντίσταση.

ανάγνωσηεπίσης:Ποια είναι η ταχύτητα του ηλεκτρικού ρεύματος;

Σύσταση αντιστάσεων

Πρόκειται για τους τρόπους πώς μπορούν να συνδεθούν οι αντιστάσεις μέσα σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Υπάρχουν τρεις τύποι συσχετισμού: σειριακή συσχέτιση, παράλληλη συσχέτιση και μικτή ένωση, το οποίο περιέχει αντιστάσεις συνδεδεμένες τόσο σε σειρά όσο και παράλληλα.

σειριακός συσχετισμός

Σε αυτό συνδέονται οι αντιστάσεις διαδοχικά. Σε αυτήν τη διαμόρφωση, το αλυσίδαηλεκτρικός υποφέρει α μείωση της έντασής του, ωστόσο, το ηλεκτρικό ρεύμα που διατρέχει κάθε μία από τις αντιστάσεις είναι ίσο. Παρακάτω, παρουσιάζουμε τον τύπο που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ισοδύναμης αντίστασης του συσχετισμού σειράς:

παράλληλη σύνδεση

Όταν συνδέονται παράλληλα, οι αντιστάσεις είναι υπόκειται στο ίδιο ηλεκτρικό δυναμικό. Επιπλέον, το ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από καθένα από αυτά ποικίλλει ανάλογα με την αντίστασή τους. Σε αυτόν τον τύπο σύνδεσης, το αντίστασηισοδύναμος, που υπολογίζεται με τον επόμενο τύπο, θα είναι πάντα μικρότερη από τη μικρότερη αντίσταση.

ανάγνωσηεπίσης: Τι είναι η διηλεκτρική δύναμη και ποια είναι η σχέση της με τις ακτίνες;

Όταν συνδέονται παράλληλα μόνο δύο αντιστάσεις, θα είναι δυνατό να υπολογιστεί η ισοδύναμη αντίσταση χρησιμοποιώντας αυτόν τον τύπο:

Αν θέλετε να πάτε βαθύτερα στις σχέσεις των αντιστάσεων, διαβάστε το κείμενό μας: Σύλλογοι αντιστάσεων.

Ασκήσεις αντιστάσεων

Ερώτηση 1) (UFPA) Στον ποταμό Αμαζόνιο, ένας άπειρος ψαράς προσπαθεί να πιάσει μια αγορά που κρατά το κεφάλι του ψαριού με το ένα χέρι και την ουρά με το άλλο. Γιατί είναι ένα ηλεκτρικό ψάρι, ικανό να παράγει, μεταξύ της κεφαλής και της ουράς, μια πιθανή διαφορά έως και 1500 V. Για αυτήν την πιθανή διαφορά, η ηλεκτρική αντίσταση του ανθρώπινου σώματος, μετρούμενη μεταξύ των δύο χεριών, είναι περίπου 1000 Ω. Γενικά, 500 mA συνεχούς ρεύματος που διέρχεται από το στήθος ενός ατόμου αρκεί για να προκαλέσει κοιλιακή μαρμαρυγή και θάνατο από καρδιακή αναπνοή. Χρησιμοποιώντας τις αναφερόμενες τιμές, υπολογίζουμε ότι το ρεύμα που διέρχεται από το στήθος του ψαρά, σε σχέση με το ρεύμα που επαρκεί για να προκαλέσει κοιλιακή μαρμαρυγή, είναι:

α) το ένα τρίτο

β) μισό

γ) ίσο

δ) διπλό

ε) το τριπλό

Πρότυπο: Γράμμα e

Ανάλυση:

Με βάση τον πρώτο νόμο του Ohm, θα υπολογίσουμε το ηλεκτρικό ρεύμα, σημειώστε:

Έτσι, διαπιστώνουμε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα έχει ένταση 1500 mA, που είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από το ρεύμα των 500 mA, οπότε η σωστή εναλλακτική λύση είναι το γράμμα e.

Ερώτηση 2) ​​(Enem PPL) Το ηλεκτροπληξία είναι μια αίσθηση που προκαλείται από τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος μέσω του σώματος. Οι συνέπειες ενός σοκ κυμαίνονται από έναν απλό φόβο έως το θάνατο. Η κυκλοφορία των ηλεκτρικών φορτίων εξαρτάται από την αντίσταση του υλικού. Για το ανθρώπινο σώμα, αυτή η αντίσταση κυμαίνεται από 1000 Ω όταν το δέρμα είναι βρεγμένο, έως 100.000 Ω όταν το δέρμα είναι στεγνό. Ένα ξυπόλυτο άτομο, που πλένει το σπίτι του με νερό, βρέχει τα πόδια του και κατά λάθος πάτησε ένα γυμνό καλώδιο, υποφέροντας ηλεκτρική εκφόρτιση σε τάση 120 V.

Ποια είναι η μέγιστη ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που πέρασε από το σώμα του ατόμου;

α) 1,2 mA

β) 120 mA

γ) 8,3 mA

δ) 833 Α

ε) 120 kA

Πρότυπο: Γράμμα Β

Ανάλυση:

Για να λύσουμε την άσκηση, θα χρησιμοποιήσουμε τον πρώτο νόμο του Ohm, όπως κάναμε και στην προηγούμενη άσκηση, για να βρούμε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος:

Στον υπολογισμό κάναμε τη διαίρεση μεταξύ της ηλεκτρικής τάσης και της ηλεκτρικής αντίστασης, τέλος, ξαναγράψαμε την τιμή που αποκτήθηκε σύμφωνα με τους κανόνες του προσωρινή σημειογραφία και επίσης σύμφωνα με το προθέματα του ΣΙ. Κάνοντας αυτό βρίσκουμε ότι η σωστή εναλλακτική λύση είναι το γράμμα β.

Ερώτηση 3) (EEar) Γνωρίζοντας ότι η πιθανή διαφορά μεταξύ ενός σύννεφου και της Γης, για να συμβεί μια αστραπή, είναι περίπου 3,10⁸ V και ότι το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται σε αυτήν την περίπτωση είναι περίπου 1,10⁵ Α, ποια είναι η μέση αντίσταση του αέρα, στα ωμ (Ω);

α) 1.000

β) 2000

γ) 3.000

δ) 4.000

Πρότυπο: Γράμμα Γ

Ανάλυση:

Χρησιμοποιώντας τον τύπο του πρώτου νόμου του Ohm, είναι δυνατόν να ληφθεί η τιμή της ηλεκτρικής αντίστασης διαιρώντας την τάση με το ηλεκτρικό ρεύμα:

Ο υπολογισμός δείχνει ότι η σωστή εναλλακτική λύση είναι το γράμμα c.

Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής