Η ροή ηλεκτρονίων σε ένα υλικό παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Αυτά τα ηλεκτρόνια δεν ταξιδεύουν σε ευθεία διαδρομή αλλά πρέπει να υποστούν συγκρούσεις. Με βάση την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που επιτρέπει το υλικό να περάσει, όλα τα υλικά κατηγοριοποιούνται ως αγωγοί, Ημιαγωγοί και Μονωτές. Οι αγωγοί επιτρέπουν την ελεύθερη ροή ηλεκτρικής ενέργειας. Αλλά σε υλικά όπως ημιαγωγοί και μονωτές, ο ηλεκτρισμός βιώνει μια συγκεκριμένη δύναμη που αντιτίθεται στην ελεύθερη ροή ηλεκτρονίων. Αυτή η δύναμη ονομάζεται αντίσταση. Υπάρχουν διαφορετικοί νόμοι. Το υλικό του οποίου η ιδιότητα χρησιμοποιείται σε κύκλωμα είναι γνωστό ως Αντίσταση. Οι αντιστάσεις έρχονται με τη μορφή διαφόρων τύπων και διαφόρων υλικών. Διάφοροι περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν επίσης την αντίσταση των υλικών.
Τι είναι η αντίσταση;
Ορισμός: Είναι η δύναμη αντίθεσης που βιώνουν τα ρέοντα ηλεκτρόνια σε ορισμένες ουσίες. Αυτό αντιτίθεται στη ροή ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα υλικό. Όταν ένα ρεύμα ενός αμπέρ ρέει μέσω ενός υλικού που έχει πιθανή διαφορά ενός volt σε αυτό, τότε η αντίσταση αυτού του υλικού λέγεται ότι είναι ένα Ohm.
Ο βασικός νόμος για τη μέτρηση αυτού είναι ο νόμος του Ohm. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, το ρεύμα που ρέει σε ένα υλικό είναι αντιστρόφως ανάλογο με το υλικό του όταν η τάση είναι σταθερή. Αυτός ο νόμος εκφράζεται ως V = IR, όπου V είναι η διαφορά τάσης ή δυναμικού σε όλο το υλικό, I είναι το ρεύμα που ρέει μέσα από το υλικό και το R είναι η αντίσταση που προσφέρει το υλικό.
ο ΝΑΙ μονάδα αντίστασης αντιπροσωπεύεται από ένα ελληνικό σύμβολο Ω. Ορισμένα υλικά με τις ιδιότητές του χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά κυκλώματα. Αυτά τα υλικά είναι γνωστά ως Αντιστάσεις. Οι αντιστάσεις διατίθενται σε διάφορα σχήματα και τιμές. ο σύμβολο αντίστασης από μια αντίσταση δίνεται παρακάτω.
Σύμβολο αντίστασης
ο Τύπος αντίστασης για τον υπολογισμό του υλικού μπορεί να προέλθει από τον Νόμο του Ohm. Ως το ηλεκτρική αντίσταση ενός υλικού εξαρτάται από την τάση κατά μήκος του υλικού και το ρεύμα που ρέει μέσω του υλικού, ο τύπος για αυτό μπορεί να δοθεί καθώς η τάση πέφτει πέρα από το υλικό ανά μονάδα ρεύματος αμπέρ που ρέει μέσω αυτού. δηλ. R = V / I.
Στα ηλεκτρικά κυκλώματα συνεχούς ρεύματος, όταν το ρεύμα διπλασιάζεται, η αντίσταση μειώνεται στο μισό και αν διπλασιαστεί τότε το ρεύμα κόβεται στο μισό. Αυτός ο κανόνας μπορεί επίσης να φανεί στα ηλεκτρικά κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος χαμηλής συχνότητας, όπως τα οικιακά μας συστήματα. Η αύξηση της τιμής του δημιουργεί τη θερμότητα θερμαίνοντας έτσι το σύστημα και οδηγώντας σε ζημιά εάν δεν ελέγχεται τακτικά.
Στα ηλεκτρικά κυκλώματα όταν οι αντιστάσεις συνδέονται εν σειρά, η συνολική αντίσταση υπολογίζεται ως το άθροισμα όλων των μεμονωμένων αντιστάσεων. Για παράδειγμα, όταν οι τρεις αντιστάσεις με R1, R2 και R3 συνδέονται σε σειρά, τότε η συνολική αντίσταση του κυκλώματος δίνεται ως R = R1 + R2 + R3.
Όταν οι αντιστάσεις συνδέονται παράλληλα, τότε η συνολική αντίσταση δίνεται ως το άθροισμα των αμοιβαίων αντιστάσεων. Για παράδειγμα, όταν οι τρεις αντιστάσεις με τιμές R1, R2 και R3 συνδέονται παράλληλα, η συνολική αντίσταση στο κύκλωμα δίνεται ως 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3.
Νόμοι τηςΑντίσταση
Η αντίσταση ενός υλικού ποικίλλει ανάλογα με τις ιδιότητες του υλικού και τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Οι νόμοι της αντίστασης παρέχουν τους τέσσερις παράγοντες στους οποίους εξαρτάται το υλικό.
Πρώτος νόμος
Ο Πρώτος Νόμος αναφέρει ότι 'το αγώγιμο υλικό είναι άμεσα ανάλογο με το μήκος του υλικού'. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, η αντίσταση του υλικού αυξάνεται με την αύξηση του μήκους του υλικού και μειώνεται με τη μείωση του μήκους του υλικού. δηλ.
R ∝ L —– (1)
Δεύτερος νόμος
Ο δεύτερος νόμος ορίζει ότι «το αγώγιμο υλικό είναι αντιστρόφως ανάλογο με την περιοχή διατομής του υλικού». Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, το υλικό του αυξάνεται με τη μείωση της περιοχής διατομής του αγωγού και μειώνεται με την αύξηση της περιοχής διατομής. Με αυτό, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ένα λεπτό σύρμα έχει μεγαλύτερη τιμή αντίστασης σε σύγκριση με ένα ευρύ σύρμα μεγαλύτερης διατομής. δηλ. R ∝ 1 / A —- (2).
Τρίτος νόμος
Ο τρίτος νόμος ορίζει ότι «το αγώγιμο υλικό εξαρτάται από τη φύση του υλικού». Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, η τιμή αντίστασης του υλικού ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του υλικού. Δύο σύρματα που αποτελούνται από διαφορετικά υλικά και έχουν το ίδιο μήκος και την εγκάρσια τομή θα έχουν διαφορετικές τιμές. Ορισμένα υλικά προσφέρουν καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα που έχουν μικρότερες τιμές.
Τέταρτος νόμος
Ο τέταρτος νόμος αναφέρει ότι «το αγώγιμο υλικό εξαρτάται από τη θερμοκρασία του». Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο όταν αυξάνεται η θερμοκρασία ενός μεταλλικού αγωγού, αυξάνεται επίσης η αξία του.
Από τον πρώτο, δεύτερο και τρίτο νόμο, η αντίσταση ενός υλικού μπορεί να δοθεί ως R ∝ L / Α
δηλ. R = ρL / A
όπου το ρ είναι γνωστό ως αντίσταση σταθερά ή το συντελεστής αντίστασης . Είναι επίσης γνωστό ως η ειδική αντίσταση του υλικού. Οι μονάδες του είναι Ohm-meter. Έτσι, γνωρίζοντας το μήκος, την εγκάρσια τομή και το υλικό του καλωδίου, μπορεί να υπολογιστεί.
Το ασήμι είναι ο καλύτερος αγωγός, αλλά λόγω του υψηλού κόστους του, δεν προτιμάται για οικιακά κυκλώματα. Για τις περισσότερες από τις οικιακές εφαρμογές, τα σύρματα χαλκού και αλουμινίου χρησιμοποιούνται καθώς είναι λιγότερο ακριβά και παρέχουν επίσης κατάλληλη αγωγιμότητα. Η αντίσταση υποδεικνύει την αγώγιμη ικανότητα του υλικού. Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει τις τιμές αντίστασης του υλικού. Ετσι αντίσταση εξαρτάται από την ηλεκτρονική δομή και τη θερμοκρασία του υλικού.
Το υλικό με λιγότερη αντίσταση προσφέρει καλή αγωγιμότητα. Οι αντιστάσεις είναι τα κοινά και ιδιαίτερα χρησιμοποιούμενα εξαρτήματα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Διατίθενται με διαφορετικές τιμές. Οι αντιστάσεις που διατίθενται στην αγορά φέρουν χρωματιστές ταινίες ή ταινίες. Η τιμή μιας αντίστασης μπορεί να είναι γνωστή χρησιμοποιώντας αυτά χρωματιστές ταινίες . Οι μονωτές είναι τα υλικά που έχουν την τιμή απεριόριστης αντίστασης, επομένως δεν ρέει ρεύμα μέσω ενός μονωτικού υλικού. Υπολογίστε την αντίσταση ενός ασημένιου σύρματος που έχει πιθανή διαφορά 500 βολτ και ρεύμα 12 αμπέρ ρέει μέσα από αυτό.
