Основные электрические параметры и единицы измерения
Понятие об электрическом сопротивлении и проводимости
Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление. Свойство материала проводника препятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическим сопротивлением
.Двигаясь по проводнику (рассмотрим частный случай — металлический проводник), свободные электроны бесчисленное количество раз сталкиваются на своем пути с ионами в узлах кристаллической решетки проводника и взаимодействуют с другими электронами. Неизбежно часть их энергии превращается в тепловую. Различные металлические проводники, имеющие различное атомное строение, оказывают различное сопротивление электрическому току.
Сопротивление обозначается латинскими буквами
За единицу электрического сопротивления принят Ом. Ом есть сопротивление столба ртути высотой 106,3 см с поперечным сечением 1 мм² при температуре 0 °C. Если, например, электрическое сопротивление проводника составляет 4 Ом, то записывается это так:
Для измерения сопротивлений больших величин приняты единицы: килоОм (1 кОм = 1000 ОМ) и мегаОм (1 мОм = 1 000 000 Ом).
Чем больше сопротивление проводника, тем хуже он проводит электрический ток, и наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току пройти через проводник. Следовательно, для характеристики проводника (с точки зрения прохождения через него электрического тока) можно рассматривать не только его сопротивление, но и величину, обратную сопротивлению и называемую проводимостью.
Электрической проводимостью
называется способность материала пропускать через себя электрический ток.Так как проводимость есть величина, обратная сопротивлению, то и выражается она как
Измеряется проводимость в сименсах (См). 1 См = 1 Ом1.
Влияние материала проводника, его размеров и окружающей температуры на величину электрического сопротивления
. Сопротивление различных проводников зависит от материала, из которого они изготовлены. Для характеристики электрического сопротивления различных материалов введено понятие удельного сопротивления.Удельным сопротивлением
называется сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м². Удельное сопротивление обозначается буквой греческого алфавитаНапример, удельное сопротивление меди равно 0,017 Ом·мм²/м, то есть медный проводник длиной 1 м и сечением 1 мм² обладает сопротивлением 0,017 Ом. Удельное сопротивление алюминия равно 0,03, удельное сопротивление железа — 0,12, удельное сопротивление константана — 0,48, удельное сопротивление нихрома — 1–1,1. Из нихрома изготавливают нагревательные спирали.
Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, то есть чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление, и в то же время сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, то есть чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.