מהי התנגדות חשמלית?

ה התנגדות חשמלית זה מוגדר כיכולת של גוף להתנגד למעבר זרם חשמלי. יחידת מדידת ההתנגדות SI היא ה- Ohm (Ω), על שם הפיזיקאי הגרמני ג'ורג 'סיימון אוהם, ומייצגת את יחס המתח / אמפר.

כאשר מוליך נתון להפרש פוטנציאלי, הוא מועבר באמצעות זרם חשמלי, אשר מורכב מתנועת אלקטרונים חופשיים בתוך המוליך. כאשר האלקטרונים החופשיים הללו נכנסים לתנועה, הם מתחילים להתנגש זה בזה ועם האטומים במוליך. ככל שמספר ההתנגשויות גדול יותר, כך גדל הקושי בו נתקל הזרם החשמלי "לחצות" את המוליך. קושי זה בתנועה של עומסים הוא המאפיין את ההתנגדות החשמלית.

ההתנגדות החשמלית משתנה בהתאם לאורך, לרוחב ולאופי של חומר המוליך, כמו גם לטמפרטורה אליה הוא נתון. כל הגורמים הללו קשורים על ידי משוואה המכונה החוק השני של אוהם:

R = ρשם
ה

להיות זה:

R - הוא ההתנגדות החשמלית של החומר;

ρ - הוא ההתנגדות ויש לו ערכים שונים לכל סוג חומר;

l - הוא אורך המוליך;

A - הוא שטח החתך של המוליך.

על פי המשוואה אנו רואים שההתנגדות פרופורציונלית ישירות לאורך l של המוליך, כלומר ככל שאורך ארוך יותר, כך ההתנגדות גדולה יותר. הוא גם פרופורציונלי ביחס הפוך לשטח המוליך, ככל שככל שהשטח גדול יותר, כך המעבר של אלקטרונים קל יותר וכתוצאה מכך עמידות החומר נמוכה יותר.

חוק אוהם הראשון

התנגדות חשמלית יכולה להשתנות גם כאשר המתח והזרם של המוליך משתנים. הסיבה לכך היא שככל שעוצמת הזרם החשמלי גדולה יותר (i), כך הקושי שעומדים בפני מטענים להעביר אותם, כלומר, ההתנגדות פחותה. ההפרש הפוטנציאלי V בין קצות המוליך הוא פרופורציונלי לזרם העובר דרכו. ההתנגדות היא קבוע המידתיות ביניהם וניתן להגדיר אותה מחוק ה- Ohm הראשון כ:

R = ו
אני

חוק זה תקף רק לחומרים בעלי עמידות חשמלית מתמדת, המכונים נגדים אוהם.

אפקט ג'ול

כמה מכשירי חשמל בביתנו פועלים על סמך השימוש בהתנגדות חשמלית דרך מכשירים קטנים הנקראים נגדים, שתפקידם להפוך אנרגיה חשמלית לאנרגיה תֶרמִי. כמה מכשירי חשמל ביתיים המשתמשים בנגדים הם מקלחת, מגהץ, מייבש שיער, תנור חשמלי, גריל חשמלי, בין היתר.

כבר ראינו שהתנגדות חשמלית קשורה להתנגשות בין אטומים ואלקטרונים הנעים בתוך מוליכים. הלם זה גורם לעליית טמפרטורת המוליך, המאפיין תופעה הנקראת אפקט הג'ול, המשמשת בסיס להפעלת הנגדים.

מאת מריאן מנדס
בוגר פיזיקה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-resistencia-eletrica.htm