נגדים הם מכשירים המשמשים לשליטה במעבר של זרם חשמלי ב מעגלים חשמליים דרך ה אפקט ג'ול, שמתגייר חַשְׁמַל ב אנרגיית תרמית.
רוב הנגדים עשויים מחומרים איכותיים. התנגדות חשמלית, ואלה ידועים בשם דיאלקטריות. בעלי התנגדות חשמלית קבועה ידועים כנגדים אוהם.
ראה עוד: תהודה: להבין כיצד כוס יכולה להישבר בקול צעקה
מהם נגדים?
הם רכיבים אלקטרוניים ש לְהִתְנַגֵד במעבר של שַׁרשֶׁרֶתחשמלי. כאשר אנו מכניסים נגד למעגל חשמלי, א ירידה בעוצמת הזרם החשמלייתר על כן, נוכחותו לאורך חוט גוררת צמצום או נפילה של פוטנציאל חשמלי.
יש נגדים שיכולים לשמור על שלהם הִתנַגְדוּתחשמליקָבוּעַ, אפילו על פני מגוון רחב של מתח חשמלי, הם ידועים בשם נגדים אוהם.
החוק הראשון של אוהם
על פי ה- 1 חוק אוהם, א סיבה בין ה פוטנציאלחשמלי וה שַׁרשֶׁרֶתחשמלי שנוצר בנגד אוהם הוא אֵיִ פַּעַםקָבוּעַ. בנגדים אוהם, הזרם החשמלי ביחס ישר למתח החשמלי המופעל, ו ביחס הפוך להתנגדות החשמלית, כפי שמוצג באיור זה, המביא את הנוסחה של החוק הראשון מאום:
ר - התנגדות חשמלית (Ω)
U - הפרש פוטנציאל חשמלי (V)
אני - זרם חשמלי (A)
אתה נגדיםאמיתי הם אינם אוהםיים למדידות מתח או זרם כלשהו, אולם יש להם התנגדות חשמלית קבועה לטווח רחב של מדידות אלה, כפי שמוצג בתרשים:
החוק השני של אוהם
היכולת של נגדים לשלוט בזרימת הזרם החשמלי קשורה להם הִתנַגְדוּת. זה, בתורו, תלוי בגורמים גיאומטריים, כגון אורך וה אֵזוֹרלַחֲצוֹת של הנגד, וגם של כמות אופיינית לכל חומר המכונה הִתנַגְדוּת סְגוּלִית.
במילים אחרות, מודול ההתנגדות של נגד אוהם אינו תלוי בפוטנציאל החשמלי המופעל על המסופים שלו, אלא בצורתו ובחומר המשמש לייצורו. להבין טוב יותר את הנושא על ידי גישה לטקסט שלנו: החוק השני של אוהם.
הנוסחה שאנו משתמשים בה לחשב התנגדות חשמלית, כפונקציה של פרמטרים גיאומטריים, כגון שטח החתך ואורכו של הנגד, המכונה חוק אוהם 2, הוא זה:
ר - התנגדות (Ω)
ρ - התנגדות (Ω.m)
ל - אורך (מ ')
ה - שטח חתך (מ"ר)
הִתנַגְדוּת סְגוּלִית
ההתנגדות (ρ) היא כמות פיזית ש תלוי בגורמים מיקרוסקופיים והוא קשור לכל סוג חומר. ההתנגדות של חומרים מנצחים, כמו כסף או נחושת, הוא נמוך מאוד מכיוון שהם מציעים עמידות מועטה למעבר זרם חשמלי. לחומרים אחרים, כגון גומי, זכוכית ופלסטיק, יש אמצעי התנגדות גבוהים מאוד.
סוגי נגדים
הם יכולים להיות שונים בהתאם לחומר שיוצרו, בנוסף ישנם נגדים שמשנים התנגדות כאשר הם נתונים לסוכנים חיצוניים שונים.
חלקם רגישים לשינויים בטמפרטורה ומכונים נגדי תרמית. בנוסף להם, יש כאלה המגיבים לשינויים בהירות, המכונים רגישות פוטו. ישנם גם נגדים שמשנים התנגדות כאשר הם נתונים לשדות מגנטיים, הם ה מגנטוריסטים.
קוד צבע של נגדים
קוד זה משמש ל לייצג חזותית ההתנגדות החשמלית של הנגדים, כפי שמוצג באיור:
ק – 10³
M – 106
על פי קוד הצבע, ה- שתייםראשוןמסלולים ציין את שתייםספרותראשי תיבות של התנגדות, ואילו ה שְׁלִישִׁיטווח מציין את מרובות (1, 10, 1000) שאנחנו צריכים לְהַכפִּיל בשתי הספרות הראשונות. ה אחרוןטווח מציין את טוֹהַר או את מידת סוֹבלָנוּת, באחוזים, שמדידת ההתנגדות עשויה לסטות מהערך התיאורטי שהוקצה לאותו הנגד.
לקרואגַם:מה מהירות הזרם החשמלי?
איגוד הנגד
זה על הדרכים כיצד ניתן לחבר נגדים יחד בתוך מעגל חשמלי. ישנם שלושה סוגים של שיוך: שיוך סדרתי, שיוך מקביל, ו- אסוציאציה מעורבת, המכיל נגדים המחוברים הן בסדרה והן במקביל.
איגוד סדרתי
בו הנגדים מחוברים ברצף. בתצורה זו, ה- שַׁרשֶׁרֶתחשמלי סובל א הפחתה בעוצמתהעם זאת, הזרם החשמלי העובר בכל אחד מהנגדים שווה. להלן אנו מציגים את הנוסחה המשמשת לחישוב ההתנגדות המקבילה לאסוציאציה לסדרה:
אסוציאציה מקבילה
כאשר הם מחוברים במקביל, הנגדים הם נתון לאותו פוטנציאל חשמלי. יתר על כן, הזרם החשמלי העובר בכל אחד מהם משתנה בהתאם להתנגדותם. בסוג זה של העמותה, הִתנַגְדוּתשווה ערך, המחושב לפי הנוסחה הבאה, תמיד יהיה פחות מההתנגדות הקטנה ביותר.
לקרואגַם: מהו חוזק דיאלקטרי ומה הקשר שלו לקרניים?
כשיש רק שני נגדים המשויכים במקביל, ניתן יהיה לחשב את ההתנגדות המקבילה באמצעות נוסחה זו:
אם אתה רוצה להעמיק יותר ביחסי הנגדים, קרא את הטקסט שלנו: אגודות נגד.
תרגילי נגדים
שאלה 1) (UFPA) בנהר האמזונס, דייג חסר ניסיון מנסה לתפוס פורקה המחזיק את ראש הדג ביד אחת ואת הזנב ביד השנייה. מדוע דג חשמלי המסוגל לייצר, בין הראש לזנב, הפרש פוטנציאלי של עד 1500 V. עבור הבדל פוטנציאלי זה, ההתנגדות החשמלית של גוף האדם, הנמדדת בין שתי הידיים, היא בערך 1000 Ω. באופן כללי, 500 מילי-אמפר של זרם ישר העובר דרך חזהו של אדם מספיקים בכדי לגרום לפרפור חדרים ולמוות ממעצר לב-נשימתי. על פי הערכים שהוזכרו, אנו מחשבים שהזרם העובר דרך חזה הדייג, ביחס לזרם המספיק בכדי לגרום לפרפור חדרים, הוא:
א) שליש
ב) חצי
ג) שווה
ד) כפול
ה) המשולש
תבנית: אות ה
פתרון הבעיה:
על פי החוק הראשון של אוהם נחשב את הזרם החשמלי, שימו לב:
אז נגלה שלזרם החשמלי יש עוצמה של 1500 mA, שהוא גדול פי שלוש מהזרם של 500 mA, אז האלטרנטיבה הנכונה היא האות e.
שאלה 2) (Enem PPL) התחשמלות היא תחושה הנגרמת על ידי מעבר זרם חשמלי דרך הגוף. ההשלכות של הלם נעות בין פחד פשוט למוות. מחזור המטענים החשמליים תלוי בהתנגדות החומר. לגוף האדם התנגדות זו נעה בין 1000 Ω כאשר העור רטוב, לבין 100,000 Ω כאשר העור יבש. אדם יחף, ששטף את ביתו במים, הרטיב את כפות רגליו ודרג בטעות על חוט חשוף, וסבל מפריקה חשמלית במתח של 120 וולט.
מהי העוצמה המרבית של הזרם החשמלי שעבר בגופו של האדם?
א) 1.2 mA
ב) 120 mA
ג) 8.3 mA
ד) 833 א
ה) 120 ק"א
תבנית: אות ב '
פתרון הבעיה:
כדי לפתור את התרגיל, נשתמש בחוק הראשון של אוהם, כפי שעשינו בתרגיל הקודם, כדי למצוא את עוצמת הזרם החשמלי:
בחישוב ערכנו את החלוקה בין המתח החשמלי לבין ההתנגדות החשמלית, לבסוף שכתבנו מחדש את הערך שהושג על פי כללי סימון מדעי וגם על פי קידומות שֶׁל סִי. בכך אנו מגלים שהחלופה הנכונה היא האות ב '.
שאלה 3) (EEar) הידיעה שההבדל הפוטנציאלי בין ענן לכדור הארץ, בכדי לקרות מכת ברק, הוא סביב 3.108 V וכי הזרם החשמלי המיוצר במקרה זה הוא בערך 1.105 ת, מהי עמידות האוויר הממוצעת באום (Ω)?
א) 1,000
ב) 2000
ג) 3,000
ד) 4,000
תבנית: אות ג '
פתרון הבעיה:
באמצעות הנוסחה של חוק האום הראשון, ניתן להשיג את ערך ההתנגדות החשמלית על ידי חלוקת המתח לזרם החשמלי:
החישוב מציין שהחלופה הנכונה היא האות ג.
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
