ตัวต้านทาน เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมทางเดินของ กระแสไฟฟ้า ใน วงจรไฟฟ้า ผ่าน จูลเอฟเฟคซึ่งแปลง ไฟฟ้า ใน พลังงานความร้อน.
ตัวต้านทานส่วนใหญ่ทำจากวัสดุคุณภาพสูง ความต้านทานไฟฟ้าและสิ่งเหล่านี้เรียกว่า ไดอิเล็กทริก. ตัวต้านทานที่มีความต้านทานไฟฟ้าคงที่เรียกว่าตัวต้านทานโอห์มมิก
ดูเพิ่มเติม: Resonance: ทำความเข้าใจว่าถ้วยจะแตกได้อย่างไรเมื่อได้ยินเสียงกรีดร้อง
ตัวต้านทานคืออะไร?
เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ ต่อต้าน ที่ทางเดินของ เชื่อมต่อไฟฟ้า. เมื่อเราใส่ตัวต้านทานเข้าไปในวงจรไฟฟ้า a ความเข้มของกระแสไฟฟ้าลดลงยิ่งกว่านั้นการมีอยู่ของมันตามเส้นลวดนั้นก่อให้เกิด การลดลงหรือลดลงของ ศักย์ไฟฟ้า.
ตัวต้านทานบางตัวสามารถเก็บ แนวต้านไฟฟ้าค่าคงที่แม้จะผ่านช่วงแรงดันไฟฟ้ากว้างๆ ก็ยังเป็นที่รู้จักกันในนาม ตัวต้านทานโอห์มมิก.
กฎข้อที่ 1 ของโอห์ม
ตามคห.1 กฎของโอห์ม, แ เหตุผล ระหว่าง ศักยภาพไฟฟ้า และ เชื่อมต่อไฟฟ้า ที่อยู่ในตัวต้านทานโอห์มมิกคือ เคยค่าคงที่ ในตัวต้านทานโอห์มมิก กระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ และ แปรผกผันกับความต้านทานไฟฟ้า ดังแสดงในรูปนี้ ซึ่งได้นำสูตรของกฎข้อที่ 1 จากโอห์ม:
R – ความต้านทานไฟฟ้า (Ω)
ยู – ความต่างศักย์ไฟฟ้า (V)
ผม – กระแสไฟฟ้า (A)
คุณ ตัวต้านทานจริง พวกมันไม่ใช่โอห์มมิกสำหรับการวัดแรงดันหรือกระแสใดๆ อย่างไรก็ตาม พวกมันมีความต้านทานไฟฟ้าคงที่สำหรับช่วงกว้างของการวัดเหล่านี้ ดังแสดงในกราฟ:
กฎข้อที่ 2 ของโอห์ม
ความสามารถของตัวต้านทานในการควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้านั้นสัมพันธ์กับพวกมัน ความต้านทาน ในทางกลับกันก็ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางเรขาคณิตเช่น ความยาว และ พื้นที่ข้าม ของตัวต้านทานและปริมาณเฉพาะของวัสดุแต่ละชนิดที่เรียกว่า ความต้านทาน.
กล่าวอีกนัยหนึ่ง โมดูลัสความต้านทานของตัวต้านทานโอห์มมิกไม่ได้ขึ้นอยู่กับศักย์ไฟฟ้าที่ใช้กับขั้ว แต่ขึ้นอยู่กับรูปร่างและวัสดุที่ใช้ในการผลิต เข้าใจหัวข้อได้ดีขึ้นโดยเข้าถึงข้อความของเรา: กฎข้อที่ 2 ของโอห์ม.
สูตรที่เราใช้สำหรับ คำนวณความต้านทานไฟฟ้าตามฟังก์ชันของพารามิเตอร์ทางเรขาคณิต เช่น พื้นที่หน้าตัดและความยาวของตัวต้านทาน ซึ่งเรียกว่ากฎของโอห์มที่ 2 คือ:
R – ความต้านทาน (Ω)
ρ – ความต้านทาน (Ω.m)
หลี่ – ความยาว (ม.)
THE – พื้นที่หน้าตัด (ตร.ม.)
ความต้านทาน
ความต้านทาน (ρ) เป็นปริมาณทางกายภาพที่ ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางจุลทรรศน์และสัมพันธ์กับวัสดุแต่ละประเภท. ความต้านทานของวัสดุ ตัวนำเช่นเดียวกับเงินหรือทองแดง มีค่าต่ำมากเนื่องจากมีความต้านทานเพียงเล็กน้อยต่อทางเดินของกระแสไฟฟ้า วัสดุอื่นๆ เช่น ยาง แก้ว และพลาสติก มีความต้านทานสูงมาก
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
ประเภทของตัวต้านทาน
พวกมันอาจแตกต่างกันไปตามวัสดุที่ผลิต นอกจากนี้ยังมีตัวต้านทานที่เปลี่ยนความต้านทานเมื่ออยู่ภายใต้สารภายนอกที่แตกต่างกัน
บางชนิดไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและเรียกว่า known เทอร์โมรีซิสเตอร์ นอกจากนั้น ยังมีสิ่งที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความส่องสว่างที่เรียกว่า ตัวต้านทานแสง นอกจากนี้ยังมีตัวต้านทานที่เปลี่ยนความต้านทานเมื่ออยู่ภายใต้สนามแม่เหล็ก พวกมันคือ ตัวต้านทานแม่เหล็ก
รหัสสีของตัวต้านทาน
รหัสนี้ใช้สำหรับ เป็นตัวแทนทางสายตา ความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทาน ดังแสดงในรูป:
K – 10³
เอ็ม – 106
ตามรหัสสี สองก่อนแทร็ค ระบุ สองตัวเลขชื่อย่อ ของการต่อต้านในขณะที่ ที่สามพิสัย บ่งบอกถึง หลายรายการ (1, 10, 1000) ที่เราควร คูณ โดยสองหลักแรก THE ล่าสุดพิสัย บ่งบอกถึง ความบริสุทธิ์ หรือระดับของ ความอดทน เป็นเปอร์เซ็นต์ที่การวัดความต้านทานอาจเบี่ยงเบนไปจากค่าทางทฤษฎีที่กำหนดให้กับตัวต้านทานนั้น
อ่านยัง:ความเร็วของกระแสไฟฟ้าคืออะไร?
สมาคมตัวต้านทาน
มันเกี่ยวกับวิธีการ วิธีการเชื่อมต่อตัวต้านทานซึ่งกันและกัน each ภายในวงจรไฟฟ้า การเชื่อมโยงมีสามประเภท: การเชื่อมโยงแบบอนุกรม การเชื่อมโยงแบบขนาน และ สมาคมผสมซึ่งมีตัวต้านทานต่อทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน
สมาคมซีเรียล
ในนั้นตัวต้านทานเชื่อมต่ออยู่ ตามลำดับ. ในการกำหนดค่านี้ เชื่อมต่อไฟฟ้า ทนทุกข์ทรมาน ลดความเข้มลงอย่างไรก็ตาม กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัวมีค่าเท่ากัน ด้านล่าง เราแสดงสูตรที่ใช้คำนวณความต้านทานที่เท่ากันของความสัมพันธ์แบบอนุกรม:
ความสัมพันธ์แบบคู่ขนาน
เมื่อเชื่อมต่อแบบขนาน ตัวต้านทานจะเป็น มีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน. นอกจากนี้ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านแต่ละกระแสไฟฟ้าจะแปรผันตามความต้านทาน ในสมาคมประเภทนี้ แนวต้านเทียบเท่าซึ่งคำนวณโดยสูตรถัดไป จะน้อยกว่าแนวต้านที่น้อยที่สุดเสมอ
อ่านยัง: ความเป็นฉนวนคืออะไรและมีความสัมพันธ์กับรังสีอย่างไร?
เมื่อมีตัวต้านทานเพียงสองตัวที่เชื่อมโยงขนานกัน จะสามารถคำนวณความต้านทานที่เท่ากันโดยใช้สูตรนี้:
หากคุณต้องการเจาะลึกความสัมพันธ์ของตัวต้านทาน โปรดอ่านข้อความของเรา: สมาคมตัวต้านทาน.
แบบฝึกหัดตัวต้านทาน
คำถามที่ 1) (UFPA) ในแม่น้ำอเมซอน ชาวประมงที่ไม่มีประสบการณ์พยายามจับพอร์คจับหัวปลาด้วยมือข้างหนึ่งและอีกข้างจับหาง เหตุใดปลาไฟฟ้าที่สามารถสร้างได้ระหว่างหัวกับหางจึงมีความต่างศักย์สูงถึง 1500 โวลต์ สำหรับความต่างศักย์นี้ ความต้านทานไฟฟ้าของร่างกายมนุษย์ ซึ่งวัดจากมือทั้งสองข้าง จะอยู่ที่ประมาณ 1,000 Ω โดยทั่วไป 500 mA ของกระแสตรงที่ไหลผ่านหน้าอกของบุคคลนั้นเพียงพอที่จะทำให้เกิดภาวะหัวใจห้องล่างเต้นผิดปกติและเสียชีวิตจากภาวะหัวใจหยุดเต้น โดยใช้ค่าที่กล่าวถึง เราคำนวณว่ากระแสที่ไหลผ่านอกของชาวประมง สัมพันธ์กับกระแสที่เพียงพอที่จะทำให้เกิดภาวะมีกระเป๋าหน้าท้องคือ:
ก) หนึ่งในสาม
ข) ครึ่งหนึ่ง
ค) เท่ากับ
ง) สองเท่า
จ) ทริปเปิ้ล
คำติชม: จดหมาย e
ความละเอียด:
ตามกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม เราจะคำนวณกระแสไฟฟ้า หมายเหตุ:
ดังนั้นเราจึงพบว่ากระแสไฟฟ้ามีความเข้ม 1500 mA ซึ่งมากกว่ากระแส 500 mA ถึงสามเท่า ดังนั้นทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร e
คำถามที่ 2) (ศัตรู PPL) ไฟฟ้าช็อตเป็นความรู้สึกที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกาย ผลที่ตามมาจากความตกใจง่าย ๆ จนถึงความตาย การไหลเวียนของประจุไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความต้านทานของวัสดุ สำหรับร่างกายมนุษย์ ความต้านทานนี้มีตั้งแต่ 1,000 Ω เมื่อผิวหนังเปียก ถึง 100,000 Ω เมื่อผิวหนังแห้ง คนเท้าเปล่าล้างบ้านด้วยน้ำ ทำให้เท้าเปียกและบังเอิญเหยียบลวดเปล่า โดยบังเอิญ ไฟฟ้าตกที่แรงดันไฟฟ้า 120 V
กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านร่างกายมีความเข้มสูงสุดเท่าใด
ก) 1.2 mA
ข) 120 mA
ค) 8.3 mA
ง) 833 A
จ) 120 kA
คำติชม: ตัวอักษร B
ความละเอียด:
ในการแก้แบบฝึกหัด เราจะใช้กฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม ดังที่เราทำในแบบฝึกหัดที่แล้ว เพื่อค้นหาความเข้มของกระแสไฟฟ้า:
ในการคำนวณ เราได้แบ่งระหว่างแรงดันไฟฟ้ากับความต้านทานไฟฟ้า ในที่สุด เราก็เขียนค่าที่ได้รับตามกฎของ สัญกรณ์วิทยาศาสตร์ และยังเป็นไปตาม คำนำหน้า ของ SI. โดยการทำเช่นนี้เราพบว่าทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร b
คำถามที่ 3) (EEar) โดยรู้ว่าความต่างศักย์ระหว่างก้อนเมฆกับโลก ที่จะเกิดสายฟ้าฟาดจะอยู่ที่ประมาณ 3.108 V และกระแสไฟฟ้าที่ผลิตในกรณีนี้มีค่าประมาณ 1.105 A ความต้านทานอากาศเฉลี่ยเป็นโอห์ม (Ω) คืออะไร?
ก) 1,000
ข) 2000
ค) 3,000
ง) 4,000
คำติชม: ตัวอักษร C
ความละเอียด:
การใช้สูตรของกฎของโอห์มข้อแรก สามารถรับค่าความต้านทานไฟฟ้าได้โดยการหารแรงดันไฟฟ้าด้วยกระแสไฟฟ้า:
การคำนวณระบุว่าทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร c
โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์
