Rezystory: czym są, rodzaje i ćwiczenia

Rezystory to urządzenia służące do kontroli przejścia prąd elektryczny w obwody elektryczne przez efekt dżula, który konwertuje Elektryczność w Energia cieplna.

Większość rezystorów wykonana jest z wysokiej jakości materiałów. opór elektryczny, i są one znane jako dielektryki. Te o stałej oporności elektrycznej są znane jako rezystory omowe.

Zobacz więcej: Rezonans: Zrozum, jak kubek może pęknąć na dźwięk krzyku

Czym są rezystory?

Są to elementy elektroniczne, które opierać się przy przejściu łańcuchelektryczny. Kiedy wstawimy rezystor do obwodu elektrycznego, a spadek natężenia prądu elektrycznegoco więcej, jego obecność wzdłuż drutu pociąga za sobą: redukcja lub upadek potencjał elektryczny.

Niektóre rezystory mogą zachować swoje odpornośćelektrycznystały, nawet w szerokim zakresie napięć elektrycznych, są one znane jako rezystory omowe.

Rezystory przekształcają energię elektryczną w energię cieplną w postaci ciepła.

1. prawo Ohma

Według 1st Prawo Ohma, a powód pomiędzy potencjałelektryczny i

łańcuchelektryczny tworzący się w oporniku omowym to zawszestały. W rezystorach omowych prąd elektryczny jest wprost proporcjonalny do przyłożonego napięcia elektrycznego i odwrotnie proporcjonalna do rezystancji elektrycznej, jak pokazano na tym rysunku, co daje wzór z pierwszego prawa od Ohma:

R – rezystancja elektryczna (Ω)

U – różnica potencjałów elektrycznych (V)

ja – prąd elektryczny (A)

ty rezystoryreal nie są one rezystancyjne dla żadnych pomiarów napięcia lub prądu, mają jednak stałą rezystancję elektryczną dla szerokiego zakresu tych pomiarów, jak pokazano na wykresie:

W reżimie pośrednich napięć i prądów elektrycznych powyższy rezystor jest omowy.

Drugie prawo Ohma

Zdolność rezystorów do sterowania przepływem prądu elektrycznego jest związana z ich odporność. To z kolei zależy od czynników geometrycznych, takich jak długość i powierzchniakrzyż rezystora, a także charakterystycznej ilości każdego materiału znanej jako oporność.

Innymi słowy, moduł rezystancji rezystora omowego nie zależy od potencjału elektrycznego przyłożonego do jego zacisków, ale od jego kształtu i materiału użytego do jego produkcji. Zrozum lepiej temat, przechodząc do naszego tekstu: Drugie prawo Ohma.

Rezystancja zależy od powierzchni, długości i rezystywności.

Formuła, której używamy do obliczyć opór elektryczny, jako funkcja parametrów geometrycznych, takich jak pole przekroju poprzecznego i długość rezystora, znane jako prawo drugiego oma, wygląda następująco:

R – rezystancja (Ω)

ρ – rezystywność (Ω.m)

L – długość (m)

TEN – powierzchnia przekroju (m²)

Oporność

Rezystywność (ρ) jest wielkością fizyczną, która zależy od czynników mikroskopowych i ma związek z każdym rodzajem materiału. Rezystywność materiałów przewodniki, podobnie jak srebro czy miedź, jest bardzo niska, ponieważ stawiają niewielki opór przy przepływie prądu elektrycznego. Inne materiały, takie jak guma, szkło i plastik, mają bardzo wysokie miary rezystywności.

Rodzaje rezystorów

Mogą się różnić w zależności od materiału, z którego zostały wyprodukowane, ponadto istnieją rezystory, które zmieniają rezystancję pod wpływem różnych czynników zewnętrznych.

Niektóre z nich są wrażliwe na zmiany temperatury i znane jako termorezystory. Oprócz nich istnieją takie, które reagują na zmiany jasności, znane jako fotorezystory. Istnieją również rezystory, które zmieniają rezystancję pod wpływem pola magnetycznego, są one magnetorezystory.

Kod kolorystyczny rezystorów

Ten kod jest używany do wizualnie reprezentować rezystancję elektryczną rezystorów, jak pokazano na rysunku:

K – 10³

M – 10⁶

Zgodnie z kodem koloru, dwapierwszyutwory wskaż dwacyfryinicjały oporu, podczas gdy trzecizasięg wskazuje wielokrotność (1, 10, 1000), że powinniśmy zwielokrotniać przez pierwsze dwie cyfry. TEN ostatni, ubiegły, zeszłyzasięg wskazuje czystość lub stopień tolerancja, procentowo, że pomiar rezystancji może odbiegać od teoretycznej wartości przypisanej do tego rezystora.

czytaćrównież:Jaka jest prędkość prądu elektrycznego?

Stowarzyszenie rezystora

Chodzi o sposoby jak można połączyć ze sobą rezystory? wewnątrz obwodu elektrycznego. Istnieją trzy typy asocjacji: asocjacja szeregowa, asocjacja równoległa i mieszane stowarzyszenie, który zawiera rezystory połączone zarówno szeregowo, jak i równolegle.

stowarzyszenie seryjne

W nim podłączone są rezystory sekwencyjnie. W tej konfiguracji łańcuchelektryczny cierpi zmniejszenie jego intensywności, jednak prąd elektryczny przepływający przez każdy z rezystorów jest równy. Poniżej przedstawiamy wzór użyty do obliczenia równoważnej rezystancji skojarzenia szeregowego:

skojarzenie równoległe

Po połączeniu równoległym rezystory są poddane takiemu samemu potencjałowi elektrycznemu. Co więcej, prąd elektryczny, który przepływa przez każdy z nich, zmienia się w zależności od ich oporu. W tego typu stowarzyszeniach odpornośćrównowartość, obliczony według następnej formuły, zawsze będzie mniejszy niż najmniejszy opór.

czytaćrównież: Co to jest wytrzymałość dielektryczna i jaki jest jej związek z promieniami?

Gdy istnieją tylko dwa oporniki połączone równolegle, możliwe będzie obliczenie równoważnej rezystancji za pomocą tego wzoru:

Jeśli chcesz zagłębić się w relacje rezystorów, przeczytaj nasz tekst: Stowarzyszenia rezystorów.

Ćwiczenia rezystorowe

Pytanie 1) (UFPA) W Amazonce niedoświadczony rybak próbuje złapać poraque jedną ręką trzymając głowę ryby, a drugą ogon. Dlaczego to ryba elektryczna, zdolna do generowania między głową a ogonem różnicy potencjałów do 1500 V. Dla tej różnicy potencjałów rezystancja elektryczna ludzkiego ciała, mierzona między dwiema rękami, wynosi około 1000 Ω. Ogólnie rzecz biorąc, prąd stały o natężeniu 500 mA przechodzący przez klatkę piersiową wystarczy, aby spowodować migotanie komór i śmierć z powodu zatrzymania krążenia i oddychania. Korzystając z podanych wartości obliczamy, że prąd przepływający przez klatkę piersiową rybaka w stosunku do prądu wystarczającego do wywołania migotania komór wynosi:

a) jedna trzecia

b) połowa

c) równe

d) podwójny

e) potrójny

Szablon: litera e

Rozkład:

Na podstawie pierwszego prawa Ohma obliczymy prąd elektryczny, uwaga:

Stwierdzamy więc, że prąd elektryczny ma natężenie 1500 mA, czyli trzy razy więcej niż prąd 500 mA, więc poprawną alternatywą jest litera e.

Pytanie 2) (Enem PPL) Porażenie prądem to uczucie spowodowane przepływem prądu elektrycznego przez ciało. Konsekwencje szoku sięgają od zwykłego przerażenia po śmierć. Obieg ładunków elektrycznych zależy od rezystancji materiału. W przypadku ludzkiego ciała rezystancja ta waha się od 1000 Ω, gdy skóra jest mokra, do 100 000 Ω, gdy skóra jest sucha. Człowiek boso, myjąc dom wodą, zmoczył sobie nogi i przypadkowo nadepnął na goły drut, doznając wyładowania elektrycznego o napięciu 120 V.

Jakie jest maksymalne natężenie prądu elektrycznego, który przepływa przez ciało osoby?

a) 1,2 mA

b) 120 mA

c) 8,3 mA

d) 833 A

e) 120 kA

Szablon: Literka B

Rozkład:

Aby rozwiązać ćwiczenie, użyjemy pierwszego prawa Ohma, tak jak w poprzednim ćwiczeniu, aby znaleźć natężenie prądu elektrycznego:

W obliczeniach dokonaliśmy podziału pomiędzy napięciem elektrycznym a oporem elektrycznym, ostatecznie przepisaliśmy uzyskaną wartość zgodnie z zasadami notacja naukowa a także według przedrostki z SI. Robiąc to stwierdzamy, że właściwą alternatywą jest litera b.

Pytanie 3) (EEear) Wiedząc, że potencjalna różnica między chmurą a Ziemią, aby nastąpiło uderzenie pioruna, wynosi około 3,10⁸ V i że prąd elektryczny wytwarzany w tym przypadku wynosi około 1,10⁵ A, jaki jest średni opór powietrza w omach (Ω)?

a) 1000

b) 2000

c) 3000

d) 4000

Szablon: Litera C

Rozkład:

Wykorzystując wzór pierwszego prawa Ohma można otrzymać wartość rezystancji elektrycznej dzieląc napięcie przez prąd elektryczny:

Obliczenie wskazuje, że poprawną alternatywą jest litera c.

Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki