როდესაც დახურულია ელექტრული წრე, რომლის ტერმინალებზე არის პოტენციური განსხვავება, წარმოიქმნება ელექტრული დენი. თავისუფალი ელექტრონები ელექტრული ველის ძალების გავლენის ქვეშ მოძრაობენ გამტარის გასწვრივ. მათი მოძრაობისას ელექტრონები ეჯახებიან გამტარის ატომებს და აძლევენ მათ კინეტიკური ენერგიის რეზერვს. ელექტრონების მოძრაობის სიჩქარე მუდმივად იცვლება: როდესაც ელექტრონები ეჯახებიან ატომებს, მოლეკულებს და სხვა ელექტრონებს, ის მცირდება, შემდეგ იზრდება ელექტრული ველის გავლენით და კვლავ მცირდება ახალი შეჯახებით. შედეგად, გამტარში დამყარებულია ელექტრონების ერთგვაროვანი ნაკადი წამში სანტიმეტრის რამდენიმე ფრაქციის სიჩქარით. შესაბამისად, ელექტრონები, რომლებიც გამტარში გადიან, ყოველთვის ხვდებიან წინააღმდეგობას მისი მხრიდან მოძრაობის მიმართ. როდესაც ელექტრული დენი გადის გამტარში, ეს უკანასკნელი თბება.

ელექტრული წინააღმდეგობა

გამტარის ელექტრული წინააღმდეგობა, რომელიც ლათინური ასოებით არის მითითებული რ, არის სხეულის ან საშუალების თვისება, გარდაქმნას ელექტრული ენერგია სითბურ ენერგიად, როდესაც მასში ელექტრული დენი გადის.

დიაგრამებში, ელექტრული წინააღმდეგობა მითითებულია, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1, ა.

ცვლადი ელექტრული წინააღმდეგობა, რომელიც ემსახურება წრეში დენის შეცვლას, ე.წ რეოსტატი. დიაგრამებში, რეოსტატები მითითებულია, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1, ბ. ზოგადად, რიოსტატი მზადდება ამა თუ იმ წინააღმდეგობის მავთულისგან, ჭრილობა საიზოლაციო ბაზაზე. რიოსტატის სლაიდერი ან ბერკეტი მოთავსებულია გარკვეულ მდგომარეობაში, რის შედეგადაც სასურველი წინააღმდეგობა შემოდის წრედში.

მცირე ჯვრის მონაკვეთის გრძელი გამტარი ქმნის მაღალ წინააღმდეგობას დენის მიმართ. დიდი კვეთის მოკლე გამტარებს აქვთ მცირე წინააღმდეგობა დენის მიმართ.

თუ ავიღებთ ორ გამტარს სხვადასხვა მასალისგან, მაგრამ ერთი და იგივე სიგრძისა და მონაკვეთის, მაშინ გამტარები დენს სხვადასხვა გზით გაატარებენ. ეს გვიჩვენებს, რომ გამტარის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია თავად გამტარის მასალაზე.

გამტარის ტემპერატურა ასევე გავლენას ახდენს მის წინააღმდეგობაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად მატულობს ლითონების წინააღმდეგობა, მცირდება სითხეებისა და ნახშირის წინააღმდეგობა. მხოლოდ ზოგიერთი სპეციალური ლითონის შენადნობები (მანგანინი, კონსტანტანი, ნიკელინი და სხვა) თითქმის არ ცვლის მათ წინააღმდეგობას ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

ამრიგად, ჩვენ ვხედავთ, რომ გამტარის ელექტრული წინააღმდეგობა დამოკიდებულია: 1) გამტარის სიგრძეზე, 2) გამტარის ჯვარედინი კვეთაზე, 3) გამტარის მასალაზე, 4) გამტარის ტემპერატურაზე.

წინააღმდეგობის ერთეული არის ერთი ომი. Om ხშირად აღინიშნება ბერძნული დიდი ასოთი Ω (ომეგა). ასე რომ, იმის ნაცვლად, რომ დაწეროთ "გამტარის წინააღმდეგობა არის 15 ohms", შეგიძლიათ უბრალოდ დაწეროთ: რ= 15Ω.
1000 ომს ქვია 1 კილოამ(1kΩ, ან 1kΩ),
1,000,000 ohms ეწოდება 1 მეგაოჰმი(1mgOhm, ან 1MΩ).

სხვადასხვა მასალისგან გამტარების წინააღმდეგობის შედარებისას აუცილებელია თითოეული ნიმუშისთვის გარკვეული სიგრძისა და მონაკვეთის აღება. მაშინ ჩვენ შევძლებთ ვიმსჯელოთ, რომელი მასალა ატარებს ელექტრო დენს უკეთესად თუ უარესად.

ვიდეო 1. დირიჟორის წინააღმდეგობა

სპეციფიკური ელექტრული წინააღმდეგობა

1 მ სიგრძის გამტარის წინააღმდეგობა ომებში, 1 მმ² ჯვრის მონაკვეთით ეწოდება წინააღმდეგობადა აღინიშნება ბერძნული ასოებით ρ (რო).

ცხრილი 1 მოცემულია ზოგიერთი გამტარის სპეციფიკური წინააღმდეგობები.

ცხრილი 1

სხვადასხვა გამტარების წინაღობა

ცხრილი გვიჩვენებს, რომ რკინის მავთულს, რომლის სიგრძეა 1 მ და ჯვარი მონაკვეთი 1 მმ², აქვს 0,13 ohms წინააღმდეგობა. 1 Ohm წინააღმდეგობის მისაღებად, თქვენ უნდა აიღოთ 7,7 მ ასეთი მავთული. ვერცხლს აქვს ყველაზე დაბალი წინაღობა. 1 Ohm წინააღმდეგობის მიღება შესაძლებელია 62,5 მ ვერცხლის მავთულის აღებით 1 მმ² ჯვრის კვეთით. ვერცხლი საუკეთესო გამტარია, მაგრამ ვერცხლის ღირებულება გამორიცხავს მის ფართო გამოყენებას. ცხრილში ვერცხლის შემდეგ მოდის სპილენძი: 1 მ სპილენძის მავთულის ჯვარი 1 მმ² აქვს წინააღმდეგობა 0,0175 ohms. 1 Ohm წინააღმდეგობის მისაღებად, თქვენ უნდა აიღოთ 57 მ ასეთი მავთული.

ქიმიურად სუფთა, გადამუშავების შედეგად მიღებული სპილენძი ფართოდ გამოიყენება ელექტროტექნიკაში მავთულის, კაბელების, ელექტრო მანქანებისა და მოწყობილობების გრაგნილების დასამზადებლად. ალუმინი და რკინა ასევე ფართოდ გამოიყენება გამტარებად.

გამტარის წინააღმდეგობა შეიძლება განისაზღვროს ფორმულით:

სადაც რ- დირიჟორის წინააღმდეგობა ohms-ში; ρ - გამტარის სპეციფიკური წინააღმდეგობა; ლარის გამტარის სიგრძე m-ში; ს- გამტარის განივი კვეთა მმ²-ში.

მაგალითი 1განსაზღვრეთ 200 მ რკინის მავთულის წინააღმდეგობა 5 მმ² კვეთით.

მაგალითი 2გამოთვალეთ 2 კმ ალუმინის მავთულის წინააღმდეგობა 2,5 მმ² ჯვრის მონაკვეთით.

წინააღმდეგობის ფორმულიდან შეგიძლიათ მარტივად განსაზღვროთ გამტარის სიგრძე, წინაღობა და ჯვარი მონაკვეთი.

მაგალითი 3რადიოს მიმღებისთვის აუცილებელია ნიკელის მავთულისგან 30 ohms წინააღმდეგობის გახვევა 0,21 მმ² ჯვრის მონაკვეთით. განსაზღვრეთ მავთულის საჭირო სიგრძე.

მაგალითი 4განსაზღვრეთ ნიქრომული მავთულის 20 მ-ის ჯვარი მონაკვეთი, თუ მისი წინაღობა არის 25 ohms.

მაგალითი 5მავთულს 0,5 მმ² ჯვრის მონაკვეთით და 40 მ სიგრძით აქვს 16 ohms წინააღმდეგობა. განსაზღვრეთ მავთულის მასალა.

გამტარის მასალა ახასიათებს მის წინააღმდეგობას.

წინაღობის ცხრილის მიხედვით ვხვდებით, რომ ტყვიას აქვს ასეთი წინააღმდეგობა.

ზემოთ ითქვა, რომ გამტარების წინააღმდეგობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. მოდით გავაკეთოთ შემდეგი ექსპერიმენტი. რამდენიმე მეტრი თხელი ლითონის მავთულის სპირალის სახით ვახვევთ და ამ სპირალს ვაქცევთ ბატარეის წრედ. წრეში დენის გასაზომად ჩართეთ ამპერმეტრი. სანთურის ალიში სპირალის გაცხელებისას ხედავთ, რომ ამმეტრის მაჩვენებლები შემცირდება. ეს გვიჩვენებს, რომ ლითონის მავთულის წინააღმდეგობა იზრდება გათბობასთან ერთად.

ზოგიერთი ლითონისთვის, 100 ° -ით გაცხელებისას, წინააღმდეგობა იზრდება 40 - 50% -ით. არის შენადნობები, რომლებიც ოდნავ ცვლის მათ წინააღმდეგობას სითბოსთან ერთად. ზოგიერთი სპეციალური შენადნობი თითქმის არ ცვლის წინააღმდეგობას ტემპერატურასთან. ლითონის გამტარების წინააღმდეგობა იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, პირიქით, მცირდება ელექტროლიტების (თხევადი გამტარების), ნახშირის და ზოგიერთი მყარი ნივთიერების წინააღმდეგობა.

ლითონების უნარი, შეცვალონ მათი წინააღმდეგობა ტემპერატურის ცვლილებებით, გამოიყენება წინააღმდეგობის თერმომეტრების ასაგებად. ასეთი თერმომეტრი არის პლატინის მავთულის ჭრილობა მიკას ჩარჩოზე. თერმომეტრის მოთავსებით, მაგალითად, ღუმელში და პლატინის მავთულის წინააღმდეგობის გაზომვით გათბობამდე და გახურების შემდეგ, შესაძლებელია ღუმელში ტემპერატურის დადგენა.

გამტარის წინააღმდეგობის ცვლილება, როდესაც ის გაცხელებულია, საწყისი წინააღმდეგობის 1 ომზე და 1 ° ტემპერატურაზე, ე.წ. წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტიდა აღინიშნება α ასოთი.

თუ ტემპერატურაზე ტ 0 დირიჟორის წინააღმდეგობა არის რ 0 და ტემპერატურაზე ტუდრის რ ტ, შემდეგ წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტი

Შენიშვნა.ამ ფორმულის გამოთვლა შესაძლებელია მხოლოდ გარკვეული ტემპერატურის დიაპაზონში (დაახლოებით 200°C-მდე).

ჩვენ ვაძლევთ α წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტის მნიშვნელობებს ზოგიერთი ლითონისთვის (ცხრილი 2).

ცხრილი 2

ტემპერატურის კოეფიციენტის მნიშვნელობები ზოგიერთი ლითონისთვის

წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტის ფორმულიდან ჩვენ განვსაზღვრავთ რ ტ:

რ ტ = რ 0 .

მაგალითი 6დაადგინეთ 200°C-მდე გაცხელებული რკინის მავთულის წინააღმდეგობა, თუ მისი წინააღმდეგობა 0°C-ზე იყო 100 ohms.

რ ტ = რ 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 ohms.

მაგალითი 7 15°C ტემპერატურის მქონე ოთახში პლატინის მავთულისგან დამზადებულ წინააღმდეგობის თერმომეტრს ჰქონდა 20 ohms წინააღმდეგობა. თერმომეტრი მოათავსეს ღუმელში და ცოტა ხნის შემდეგ გაზომეს მისი წინააღმდეგობა. აღმოჩნდა 29,6 ohms-ის ტოლი. განსაზღვრეთ ტემპერატურა ღუმელში.

ელექტრო გამტარობის

აქამდე გამტარის წინაღობა მიგვაჩნია დაბრკოლებად, რომელსაც გამტარი უზრუნველყოფს ელექტრო დენს. თუმცა, დენი მიედინება გამტარში. ამიტომ, გარდა წინაღობისა (დაბრკოლებებისა), გამტარს აქვს ელექტრული დენის, ანუ გამტარობის გატარების უნარიც.

რაც უფრო მეტი წინააღმდეგობა აქვს გამტარს, მით ნაკლებია გამტარობა, მით უარესად ატარებს ელექტრო დენს და პირიქით, რაც უფრო დაბალია გამტარის წინაღობა, მით მეტია გამტარობა, მით უფრო ადვილია დენი გადის გამტარში. მაშასადამე, გამტარის წინააღმდეგობა და გამტარობა ორმხრივი სიდიდეებია.

მათემატიკიდან ცნობილია, რომ 5-ის ორმხრივი არის 1/5 და პირიქით, 1/7-ის საპასუხო არის 7. ამიტომ, თუ გამტარის წინაღობა აღინიშნება ასოთი. რ, მაშინ გამტარობა განისაზღვრება როგორც 1/ რ. გამტარობა ჩვეულებრივ აღინიშნება ასო გ-ით.

ელექტრული გამტარობა იზომება (1/ohm) ან სიმენსში.

მაგალითი 8გამტარის წინააღმდეგობა არის 20 ohms. განსაზღვრეთ მისი გამტარობა.

Თუ რ= 20 Ohm, მაშინ

მაგალითი 9გამტარის გამტარობა არის 0.1 (1/ohm). განსაზღვრეთ მისი წინააღმდეგობა

თუ g \u003d 0.1 (1 / Ohm), მაშინ რ= 1 / 0.1 = 10 (ohm)

ფიზიკის კანონების უმეტესობა ემყარება ექსპერიმენტებს. ექსპერიმენტატორების სახელები უკვდავია ამ კანონების სათაურებში. ერთ-ერთი მათგანი იყო გეორგ ომ.

გეორგ ოჰმის ექსპერიმენტები

მან ექსპერიმენტების დროს დაადგინა ელექტროენერგიის ურთიერთქმედების შესახებ სხვადასხვა ნივთიერებებთან, მათ შორის ლითონებთან, ფუნდამენტური კავშირი სიმკვრივეს, ელექტრული ველის სიძლიერესა და ნივთიერების თვისებას შორის, რომელსაც ეწოდა "გამტარობა". ამ ნიმუშის შესაბამისი ფორმულა, სახელწოდებით "ოჰმის კანონი" არის შემდეგი:

j= λE , სადაც

• j- ელექტრული დენის სიმკვრივე;
• λ — სპეციფიკური გამტარობა, რომელსაც ასევე უწოდებენ "ელექტროგამტარობას";
• E- ელექტრული ველის სიძლიერე.

ზოგიერთ შემთხვევაში, ბერძნული ანბანის სხვა ასო გამოიყენება გამტარობის აღსანიშნავად - σ . სპეციფიკური გამტარობა დამოკიდებულია ნივთიერების ზოგიერთ პარამეტრზე. მის ღირებულებაზე გავლენას ახდენს ტემპერატურა, ნივთიერებები, წნევა, თუ ეს არის აირი და რაც მთავარია, ამ ნივთიერების სტრუქტურა. ომის კანონი დაცულია მხოლოდ ერთგვაროვანი ნივთიერებებისთვის.

უფრო მოსახერხებელი გამოთვლებისთვის გამოიყენება გამტარობის ორმხრივი. მას ეწოდა "რეზისტენტობა", რომელიც ასევე დაკავშირებულია იმ ნივთიერების თვისებებთან, რომელშიც მიედინება ელექტრული დენი, რომელიც აღინიშნება ბერძნული ასოებით. ρ და აქვს Ohm*m განზომილება. მაგრამ რადგან განსხვავებული თეორიული დასაბუთება გამოიყენება სხვადასხვა ფიზიკურ ფენომენზე, ალტერნატიული ფორმულები შეიძლება გამოყენებულ იქნას რეზისტენტობისთვის. ისინი წარმოადგენს ლითონების კლასიკური ელექტრონული თეორიის, ასევე კვანტური თეორიის ასახვას.

ფორმულები

ამ დამღლელი, ჩვეულებრივი მკითხველისთვის, ფორმულები ჩნდება ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა ბოლცმანის მუდმივა, ავოგადროს მუდმივა და პლანკის მუდმივა. ეს მუდმივები გამოიყენება გამოთვლებისთვის, რომლებიც ითვალისწინებენ ელექტრონების თავისუფალ გზას გამტარში, მათ სიჩქარეს თერმული მოძრაობის დროს, იონიზაციის ხარისხს, ნივთიერების კონცენტრაციას და სიმკვრივეს. ერთი სიტყვით, არასპეციალისტისთვის ყველაფერი საკმაოდ რთულია. იმისათვის, რომ არ იყოს უსაფუძვლო, შემდგომში შეგიძლიათ გაეცნოთ როგორ გამოიყურება ყველაფერი სინამდვილეში:

ლითონების მახასიათებლები

ვინაიდან ელექტრონების მოძრაობა დამოკიდებულია ნივთიერების ერთგვაროვნებაზე, ლითონის გამტარში დენი მიედინება მისი სტრუქტურის მიხედვით, რაც გავლენას ახდენს ელექტრონების განაწილებაზე დირიჟორში მისი არაერთგვაროვნების გათვალისწინებით. იგი განისაზღვრება არა მხოლოდ მინარევების ჩანართების არსებობით, არამედ ფიზიკური დეფექტებით - ბზარები, სიცარიელე და ა.შ. გამტარის არაჰომოგენურობა ზრდის მის წინაღობას, რაც განისაზღვრება მათიზენის წესით.

ეს მარტივი გასაგები წესი, ფაქტობრივად, ამბობს, რომ დენის მატარებელ გამტარში შეიძლება გამოიყოს რამდენიმე ცალკეული წინაღობა. და შედეგად მიღებული მნიშვნელობა იქნება მათი ჯამი. ტერმინები იქნება ლითონის კრისტალური გისოსის წინაღობა, მინარევები და გამტარის დეფექტები. ვინაიდან ეს პარამეტრი დამოკიდებულია ნივთიერების ბუნებაზე, შესაბამისი კანონზომიერებები განისაზღვრება მისი გაანგარიშებისთვის, მათ შორის შერეული ნივთიერებებისთვის.

იმისდა მიუხედავად, რომ შენადნობები ასევე ლითონებია, ისინი განიხილება ქაოტური სტრუქტურის მქონე ხსნარებად, ხოლო წინაღობის გამოსათვლელად მნიშვნელოვანია, თუ რომელი ლითონები შედის შენადნობის შემადგენლობაში. ძირითადად, ორკომპონენტიანი შენადნობების უმეტესობა, რომლებიც არ მიეკუთვნება გარდამავალ და იშვიათ მიწიერ ლითონებს, ექვემდებარება ნოდჰეიმის კანონის აღწერას.

ცალკე თემად განიხილება მეტალის თხელი ფენების წინაღობა. სავსებით ლოგიკურია ვივარაუდოთ ის ფაქტი, რომ მისი ღირებულება უნდა იყოს უფრო დიდი ვიდრე იმავე ლითონისგან დამზადებული ნაყარი გამტარი. მაგრამ ამავდროულად, ფილმისთვის შემოღებულია სპეციალური ფუქსის ემპირიული ფორმულა, რომელიც აღწერს წინააღმდეგობის და ფირის სისქის ურთიერთდამოკიდებულებას. გამოდის, რომ ფილმებში ლითონები ავლენენ ნახევარგამტარების თვისებებს.

და მუხტის გადაცემის პროცესზე გავლენას ახდენს ელექტრონები, რომლებიც მოძრაობენ ფირის სისქის მიმართულებით და ხელს უშლიან „გრძივი“ მუხტების მოძრაობას. ამავდროულად, ისინი აისახება ფირის გამტარის ზედაპირიდან და, ამრიგად, ერთი ელექტრონი ირხევა მის ორ ზედაპირს შორის საკმარისად დიდი ხნის განმავლობაში. წინააღმდეგობის გაზრდის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ფაქტორი არის გამტარის ტემპერატურა. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია წინააღმდეგობა. პირიქით, რაც უფრო დაბალია ტემპერატურა, მით უფრო დაბალია წინააღმდეგობა.

ლითონები არის ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ ყველაზე დაბალი წინაღობა ეგრეთ წოდებულ "ოთახის" ტემპერატურაზე. ერთადერთი არალითონი, რომელიც ამართლებს მის გამტარად გამოყენებას, არის ნახშირბადი. გრაფიტი, რომელიც მისი ერთ-ერთი სახეობაა, ფართოდ გამოიყენება მოცურების კონტაქტების დასამყარებლად. მას აქვს ისეთი თვისებების ძალიან წარმატებული კომბინაცია, როგორიცაა წინაღობა და მოცურების ხახუნის კოეფიციენტი. ამიტომ, გრაფიტი შეუცვლელი მასალაა საავტომობილო ჯაგრისებისა და სხვა მოცურების კონტაქტებისთვის. სამრეწველო მიზნებისთვის გამოყენებული ძირითადი ნივთიერებების წინააღმდეგობის მნიშვნელობები ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში.

ზეგამტარობა

აირების გათხევადების შესაბამის ტემპერატურაზე, ანუ თხევადი ჰელიუმის ტემპერატურამდე, რომელიც არის - 273 გრადუსი ცელსიუსი, წინააღმდეგობა მცირდება თითქმის სრულ გაქრობამდე. და არა მხოლოდ კარგი ლითონის გამტარები, როგორიცაა ვერცხლი, სპილენძი და ალუმინი. თითქმის ყველა ლითონი. ასეთ პირობებში, რომელსაც ზეგამტარობას უწოდებენ, ლითონის სტრუქტურას არ აქვს ინჰიბიტორული ეფექტი ელექტრული ველის მოქმედებით მუხტების მოძრაობაზე. ამიტომ, ვერცხლისწყალი და ლითონების უმეტესობა ხდება სუპერგამტარები.

მაგრამ, როგორც გაირკვა, შედარებით ცოტა ხნის წინ, XX საუკუნის 80-იან წლებში, კერამიკის ზოგიერთ სახეობას ასევე აქვს სუპერგამტარობის უნარი. და ამისთვის არ გჭირდებათ თხევადი ჰელიუმის გამოყენება. ასეთ მასალებს უწოდებენ მაღალტემპერატურულ ზეგამტარებს. თუმცა, რამდენიმე ათეული წელი უკვე გავიდა და მაღალი ტემპერატურის გამტარების დიაპაზონი მნიშვნელოვნად გაფართოვდა. მაგრამ ასეთი მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარი ელემენტების მასობრივი გამოყენება არ შეინიშნება. ზოგიერთ ქვეყანაში, ერთჯერადი დანადგარები გაკეთდა ჩვეულებრივი სპილენძის გამტარების ჩანაცვლებით მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარებით. მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარობის ნორმალური რეჟიმის შესანარჩუნებლად საჭიროა თხევადი აზოტი. და ეს ძალიან ძვირი ტექნიკური გადაწყვეტაა.

მაშასადამე, ბუნების მიერ სპილენძსა და ალუმინზე მინიჭებული წინაღობის დაბალი ღირებულება, კვლავ აქცევს მათ შეუცვლელ მასალებს ელექტრული დენის სხვადასხვა გამტარების წარმოებისთვის.

ბევრს სმენია ოჰმის კანონის შესახებ, მაგრამ ყველამ არ იცის რა არის ეს. სწავლა იწყება სასკოლო კურსით ფიზიკაში. უფრო დეტალურად გაიარეთ ფიზიკური ფაკულტეტი და ელექტროდინამიკა. ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ეს ცოდნა გამოადგება ჩვეულებრივი ერისკაცისთვის, მაგრამ ეს აუცილებელია ზოგადი განვითარებისთვის, ვიღაცისთვის კი მომავალი პროფესიისთვის. მეორეს მხრივ, ელექტროენერგიის, მისი სტრუქტურის, სახლის მახასიათებლების შესახებ ძირითადი ცოდნა დაგეხმარებათ გააფრთხილოთ თავი უბედურებისგან. გასაკვირი არ არის, რომ ოჰმის კანონს ელექტროენერგიის ფუნდამენტურ კანონს უწოდებენ. სახლის ოსტატს უნდა ჰქონდეს ცოდნა ელექტროენერგიის სფეროში, რათა თავიდან აიცილოს ზედმეტი ძაბვა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დატვირთვის გაზრდა და ხანძარი.

ელექტრული წინააღმდეგობის კონცეფცია

კავშირი ელექტრული წრედის ძირითად ფიზიკურ სიდიდეებს შორის - წინააღმდეგობა, ძაბვა, დენის სიძლიერე აღმოაჩინა გერმანელმა ფიზიკოსმა გეორგ სიმონ ომმა.

გამტარის ელექტრული წინააღმდეგობა არის მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს მის წინააღმდეგობას ელექტრული დენის მიმართ.სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ელექტრონების ნაწილი გამტარზე ელექტრული დენის მოქმედებით ტოვებს თავის ადგილს ბროლის ბადეში და მიდის გამტარის დადებით პოლუსზე. ზოგიერთი ელექტრონი რჩება გისოსში და აგრძელებს ბრუნვას ბირთვის ატომის გარშემო. ეს ელექტრონები და ატომები ქმნიან ელექტრულ წინააღმდეგობას, რომელიც ხელს უშლის გამოთავისუფლებული ნაწილაკების მოძრაობას.

ზემოაღნიშნული პროცესი გამოიყენება ყველა ლითონისთვის, მაგრამ მათში წინააღმდეგობა სხვადასხვა გზით ხდება. ეს განპირობებულია ზომის, ფორმის, მასალის განსხვავებით, საიდანაც შედგება დირიჟორი. შესაბამისად, ბროლის გისოსის ზომებს არათანაბარი ფორმა აქვს სხვადასხვა მასალისთვის, შესაბამისად, ელექტრული წინააღმდეგობა მათში დენის მოძრაობის მიმართ არ არის იგივე.

ამ კონცეფციიდან გამომდინარეობს ნივთიერების წინაღობის დეფინიცია, რომელიც ინდივიდუალური მაჩვენებელია თითოეული ლითონისთვის ცალკე. ელექტრული წინაღობა (ER) არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც აღინიშნება ბერძნული ასო ρ და ხასიათდება ლითონის უნარით, ხელი შეუშალოს მასში ელექტროენერგიის გავლას.

სპილენძი არის მთავარი მასალა დირიჟორებისთვის

ნივთიერების წინაღობა გამოითვლება ფორმულით, სადაც ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია ელექტრული წინააღმდეგობის ტემპერატურული კოეფიციენტი. ცხრილი შეიცავს სამი ცნობილი ლითონის წინაღობის მნიშვნელობებს ტემპერატურის დიაპაზონში 0-დან 100°C-მდე.

თუ ავიღებთ რკინის წინაღობის ინდექსს, როგორც ერთ-ერთ ხელმისაწვდომ მასალას, 0,1 Ohm-ის ტოლი, მაშინ 1 Ohm-ს დასჭირდება 10 მეტრი. ვერცხლს აქვს ყველაზე დაბალი ელექტრული წინააღმდეგობა, მისი 1 Ohm მაჩვენებლისთვის გამოვა 66,7 მეტრი. მნიშვნელოვანი განსხვავებაა, მაგრამ ვერცხლი არის ძვირადღირებული ლითონი, რომელიც ფართოდ არ გამოიყენება. შესრულების თვალსაზრისით შემდეგი არის სპილენძი, სადაც 1 ომს 57,14 მეტრი სჭირდება. მისი ხელმისაწვდომობის, ვერცხლთან შედარებით ღირებულების გამო, სპილენძი ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული მასალაა ელექტრო ქსელებში გამოსაყენებლად. სპილენძის მავთულის დაბალი წინაღობა ან სპილენძის მავთულის წინააღმდეგობა შესაძლებელს ხდის სპილენძის გამტარის გამოყენებას მეცნიერების, ტექნოლოგიის ბევრ დარგში, ასევე სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო მიზნებში.

წინააღმდეგობის მნიშვნელობა

წინააღმდეგობის მნიშვნელობა არ არის მუდმივი, ის იცვლება შემდეგი ფაქტორების მიხედვით:

• Ზომა. რაც უფრო დიდია გამტარის დიამეტრი, მით მეტ ელექტრონს გადის ის საკუთარ თავში. ამიტომ, რაც უფრო მცირეა მისი ზომა, მით მეტია წინააღმდეგობა.
• სიგრძე. ელექტრონები გადიან ატომებში, ამიტომ რაც უფრო გრძელია მავთული, მით მეტი ელექტრონები უნდა იმოგზაურონ მათში. გაანგარიშებისას აუცილებელია მავთულის სიგრძის, ზომის გათვალისწინება, რადგან რაც უფრო გრძელი, თხელია მავთული, მით მეტია მისი წინაღობა და პირიქით. გამოყენებული აღჭურვილობის დატვირთვის გამოთვლამ შეიძლება გამოიწვიოს მავთულის გადახურება და ხანძარი.
• ტემპერატურა. ცნობილია, რომ ტემპერატურულ რეჟიმს დიდი მნიშვნელობა აქვს ნივთიერებების სხვადასხვაგვარად ქცევაზე. მეტალი, ისევე როგორც სხვა არაფერი, ცვლის თავის თვისებებს სხვადასხვა ტემპერატურაზე. სპილენძის წინაღობა პირდაპირ დამოკიდებულია სპილენძის წინააღმდეგობის ტემპერატურულ კოეფიციენტზე და იზრდება გაცხელებისას.
• კოროზია. კოროზიის წარმოქმნა მნიშვნელოვნად ზრდის დატვირთვას. ეს ხდება გარემოზე ზემოქმედების, ტენიანობის, მარილის, ჭუჭყის და ა.შ. გამოვლინების გამო. რეკომენდებულია ყველა კავშირის, ტერმინალის, გადახვევის იზოლირება და დაცვა, გარე აღჭურვილობის დაცვის დაყენება, დაზიანებული მავთულის, შეკრების, შეკრების დროული შეცვლა.

წინააღმდეგობის გაანგარიშება

გამოთვლები კეთდება სხვადასხვა დანიშნულებისა და გამოყენების ობიექტების დიზაინის დროს, რადგან თითოეული მათგანის სიცოცხლისუნარიანობა გამოწვეულია ელექტროენერგიით. ყველაფერი გათვალისწინებულია, განათების მოწყობილობებიდან ტექნიკურად რთულ აღჭურვილობამდე. სახლში, ასევე სასარგებლო იქნება გაანგარიშების გაკეთება, განსაკუთრებით თუ დაგეგმილია გაყვანილობის შეცვლა. კერძო საცხოვრებლის მშენებლობისთვის აუცილებელია დატვირთვის გამოთვლა, წინააღმდეგ შემთხვევაში ელექტრული გაყვანილობის "ხელოსნობის" შეკრებამ შეიძლება გამოიწვიოს ხანძარი.

გაანგარიშების მიზანია ყველა გამოყენებული მოწყობილობის გამტარების საერთო წინააღმდეგობის დადგენა მათი ტექნიკური პარამეტრების გათვალისწინებით. იგი გამოითვლება ფორმულით R=p*l/S, სადაც:

R არის გამოთვლილი შედეგი;

p არის წინაღობის ინდექსი ცხრილიდან;

l არის მავთულის სიგრძე (გამტარი);

S არის მონაკვეთის დიამეტრი.

ერთეულები

ფიზიკური სიდიდეების ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI) ელექტრული წინააღმდეგობა იზომება ომში (Ohm). SI სისტემის მიხედვით წინაღობის გაზომვის ერთეული უდრის ნივთიერების ისეთ წინაღობას, რომლის დროსაც ერთი მასალისგან დამზადებული გამტარი 1 მ სიგრძით 1 კვ. მ აქვს წინააღმდეგობა 1 Ohm. 1 ომ/მ-ის გამოყენება სხვადასხვა ლითონებთან მიმართებაში ნათლად არის ნაჩვენები ცხრილში.

რეზისტენტობის მნიშვნელობა

წინაღობასა და გამტარობას შორის ურთიერთობა შეიძლება ჩაითვალოს ორმხრივად. რაც უფრო მაღალია ერთი გამტარის ინდექსი, მით უფრო დაბალია მეორის ინდექსი და პირიქით. ამიტომ, ელექტროგამტარობის გაანგარიშებისას გამოიყენება გაანგარიშება 1/r, რადგან X-ის საპასუხო რიცხვი არის 1/X და პირიქით. კონკრეტული მაჩვენებელი აღინიშნება ასო გ-ით.

ელექტროლიტური სპილენძის უპირატესობები

დაბალი წინაღობა (ვერცხლის შემდეგ), როგორც უპირატესობა, სპილენძი შეზღუდული არ არის. მას აქვს თავისი მახასიათებლებით უნიკალური თვისებები, კერძოდ პლასტიურობა, მაღალი მოქნილობა. ამ თვისებების წყალობით, მაღალი სისუფთავის ელექტროლიტური სპილენძი იწარმოება კაბელების წარმოებისთვის, რომლებიც გამოიყენება ელექტრო ტექნიკაში, კომპიუტერულ ტექნოლოგიაში, ელექტრო ინდუსტრიაში და საავტომობილო ინდუსტრიაში.

წინააღმდეგობის ინდექსის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე

ტემპერატურის კოეფიციენტი არის მნიშვნელობა, რომელიც უდრის მიკროსქემის ნაწილის ძაბვის ცვლილებას და ლითონის წინაღობა ტემპერატურის ცვლილების შედეგად. ლითონების უმეტესობა ტემპერატურის მატებასთან ერთად გაზრდის წინააღმდეგობას კრისტალური მედის თერმული ვიბრაციების გამო. სპილენძის წინააღმდეგობის ტემპერატურული კოეფიციენტი გავლენას ახდენს სპილენძის მავთულის სპეციფიკურ წინააღმდეგობაზე და 0-დან 100°C-მდე ტემპერატურაზე არის 4,1 10−3 (1/კელვინი). ვერცხლისთვის, ამ ინდიკატორს იმავე პირობებში აქვს 3.8 მნიშვნელობა, ხოლო რკინისთვის - 6.0. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს სპილენძის გამტარად გამოყენების ეფექტურობას.

ნივთიერებებს და მასალებს, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტრული დენის გატარება, ეწოდება გამტარები. დანარჩენი კლასიფიცირდება როგორც დიელექტრიკები. მაგრამ არ არსებობს სუფთა დიელექტრიკები, ისინი ასევე ატარებენ დენს, მაგრამ მისი ღირებულება ძალიან მცირეა.

მაგრამ დირიჟორები დენს სხვაგვარად ატარებენ. ჯორჯ ომის ფორმულის მიხედვით, გამტარში გამავალი დენი წრფივი პროპორციულია მასზე დაყენებული ძაბვის სიდიდისა და უკუპროპორციულია სიდიდისა, რომელსაც წინააღმდეგობა ეწოდება.

წინააღმდეგობის გაზომვის ერთეულს ეწოდა Ohm იმ მეცნიერის პატივსაცემად, რომელმაც აღმოაჩინა ეს ურთიერთობა. მაგრამ აღმოჩნდა, რომ სხვადასხვა მასალისგან დამზადებულ დირიჟორებს, რომლებსაც აქვთ იგივე გეომეტრიული ზომები, აქვთ განსხვავებული ელექტრული წინააღმდეგობა. ცნობილი სიგრძისა და ჯვრის მონაკვეთის გამტარის წინააღმდეგობის დასადგენად შემოიღეს წინაღობის კონცეფცია - კოეფიციენტი, რომელიც დამოკიდებულია მასალაზე.

შედეგად, ცნობილი სიგრძისა და ჯვრის მონაკვეთის გამტარის წინააღმდეგობა ტოლი იქნება

რეზისტენტობა ეხება არა მხოლოდ მყარ მასალებს, არამედ სითხეებსაც. მაგრამ მისი ღირებულება ასევე დამოკიდებულია წყაროს მასალის მინარევებისაგან ან სხვა კომპონენტებზე. სუფთა წყალი არ ატარებს ელექტროენერგიას, არის დიელექტრიკი. მაგრამ ბუნებაში არ არის გამოხდილი წყალი, ის ყოველთვის შეიცავს მარილებს, ბაქტერიებს და სხვა მინარევებს. ეს კოქტეილი არის ელექტრული დენის გამტარი სპეციფიკური წინააღმდეგობით.

ლითონებში სხვადასხვა დანამატების შეყვანით მიიღება ახალი მასალები - შენადნობები, რომლის წინაღობა განსხვავდება ორიგინალური მასალისგან, მაშინაც კი, თუ მასში პროცენტული დამატება უმნიშვნელოა.

წინააღმდეგობა ტემპერატურის მიმართ

მასალების სპეციფიკური წინააღმდეგობა მოცემულია საცნობარო წიგნებში ოთახის ტემპერატურასთან ახლოს (20 °C) ტემპერატურისთვის. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მასალის წინააღმდეგობა იზრდება. Რატომ ხდება ეს?

მასალის შიგნით ელექტრო დენი გადის თავისუფალი ელექტრონები. ელექტრული ველის მოქმედებით ისინი შორდებიან თავიანთ ატომებს და მოძრაობენ მათ შორის ამ ველის მიერ მოცემული მიმართულებით. ნივთიერების ატომები ქმნიან კრისტალურ გისოსს, რომლის კვანძებს შორის მოძრაობს ელექტრონების ნაკადი, რომელსაც ასევე უწოდებენ "ელექტრონულ გაზს". ტემპერატურის ზემოქმედებით მედის კვანძები (ატომები) ირხევა. თავად ელექტრონები ასევე არ მოძრაობენ სწორი ხაზით, არამედ რთული ბილიკის გასწვრივ. ამავე დროს, ისინი ხშირად ეჯახებიან ატომებს, ცვლის მოძრაობის ტრაექტორიას. დროის გარკვეულ მომენტებში ელექტრონებს შეუძლიათ მოძრაობდნენ ელექტრული დენის მიმართულების საპირისპირო მიმართულებით.

ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება ატომური ვიბრაციების ამპლიტუდა. მათთან ელექტრონების შეჯახება უფრო ხშირად ხდება, ელექტრონების ნაკადის მოძრაობა შენელდება. ფიზიკურად ეს გამოიხატება წინააღმდეგობის გაზრდით.

ტემპერატურაზე წინააღმდეგობის დამოკიდებულების გამოყენების მაგალითია ინკანდესენტური ნათურის მოქმედება. ვოლფრამის ძაფს, რომლისგანაც მზადდება ძაფი, აქვს დაბალი წინაღობა ჩართვის მომენტში. ჩართვის მომენტში დენის მატება სწრაფად ათბობს მას, წინაღობა იზრდება და დენი მცირდება, ხდება ნომინალური.

იგივე პროცესი ხდება ნიქრომის გამათბობელ ელემენტებთან. აქედან გამომდინარე, შეუძლებელია მათი მუშაობის რეჟიმის გამოთვლა ცნობილი განივი მონაკვეთის ნიქრომული მავთულის სიგრძის განსაზღვრით საჭირო წინააღმდეგობის შესაქმნელად. გამოთვლებისთვის საჭიროა გაცხელებული მავთულის სპეციფიკური წინააღმდეგობა, ხოლო საცნობარო წიგნები იძლევა მნიშვნელობებს ოთახის ტემპერატურისთვის. ამრიგად, ნიქრომული სპირალის საბოლოო სიგრძე რეგულირდება ექსპერიმენტულად. გამოთვლები განსაზღვრავს სავარაუდო სიგრძეს და მორგებისას ძაფი თანდათან მცირდება განყოფილების მიხედვით.

წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტი

მაგრამ არა ყველა მოწყობილობაში, გამტარების წინააღმდეგობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე სასარგებლოა. გაზომვის ტექნოლოგიაში მიკროსქემის ელემენტების წინააღმდეგობის ცვლილება იწვევს შეცდომას.

მასალის წინააღმდეგობის ტემპერატურაზე დამოკიდებულების რაოდენობრივად დასადგენად, შემოღებულია კონცეფცია წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტი (TCR). ის გვიჩვენებს, რამდენად იცვლება მასალის წინააღმდეგობა, როდესაც ტემპერატურა იცვლება 1°C-ით.

ელექტრონული კომპონენტების წარმოებისთვის - რეზისტორები, რომლებიც გამოიყენება საზომი აღჭურვილობის სქემებში, გამოიყენება დაბალი TCR-ის მქონე მასალები. ისინი უფრო ძვირია, მაგრამ მოწყობილობის პარამეტრები არ იცვლება გარემოს ტემპერატურის ფართო დიაპაზონში.

მაგრამ ასევე გამოიყენება მაღალი TCR-ის მქონე მასალების თვისებები. ზოგიერთი ტემპერატურის სენსორის მოქმედება ემყარება იმ მასალის წინააღმდეგობის ცვლილებას, საიდანაც მზადდება საზომი ელემენტი. ამისათვის თქვენ უნდა შეინარჩუნოთ სტაბილური მიწოდების ძაბვა და გაზომოთ დენი, რომელიც გადის ელემენტს. მოწყობილობის მასშტაბის დაკალიბრებით, რომელიც ზომავს დენს, საცნობარო თერმომეტრის მიხედვით, მიიღება ელექტრონული ტემპერატურის მრიცხველი. ეს პრინციპი გამოიყენება არა მხოლოდ გაზომვებისთვის, არამედ გადახურების სენსორებისთვისაც. მოწყობილობის გათიშვა არანორმალური მუშაობის რეჟიმების შემთხვევაში, რაც იწვევს ტრანსფორმატორების გრაგნილების ან დენის ნახევარგამტარული ელემენტების გადახურებას.

გამოიყენება ელექტროტექნიკაში და ელემენტებში, რომლებიც ცვლის მათ წინააღმდეგობას არა გარემოს ტემპერატურისგან, არამედ მათში არსებული დენისგან - თერმისტორები. მათი გამოყენების მაგალითია ტელევიზორებისა და მონიტორების კათოდური სხივების მილების გაფუჭების სისტემები. ძაბვის გამოყენებისას, რეზისტორის წინააღმდეგობა მინიმალურია, დენი გადადის დემაგნიტიზაციის კოჭში. მაგრამ იგივე დენი ათბობს თერმისტორის მასალას. მისი წინააღმდეგობა იზრდება, მცირდება დენი და ძაბვა კოჭზე. და ასე - მის სრულ გაქრობამდე. შედეგად, სინუსოიდური ძაბვა შეუფერხებლად კლებადი ამპლიტუდით გამოიყენება კოჭზე, რაც ქმნის იმავე მაგნიტურ ველს მის სივრცეში. შედეგი არის ის, რომ მილის ძაფის გაცხელებისას ის უკვე დემაგნიტიზებულია. და საკონტროლო წრე რჩება ჩაკეტილ მდგომარეობაში, სანამ მოწყობილობა არ გამორთულია. შემდეგ თერმისტორები გაცივდებიან და მზად იქნებიან ხელახლა სამუშაოდ.

სუპერგამტარობის ფენომენი

რა მოხდება, თუ მასალის ტემპერატურა შემცირდება? წინაღობა შემცირდება. არსებობს ზღვარი, რომლითაც ტემპერატურა იკლებს, ე.წ აბსოლუტური ნული. Ეს არის - 273°С. ამ ტემპერატურის ლიმიტის ქვემოთ არ ხდება. ამ მნიშვნელობისას, ნებისმიერი გამტარის წინაღობა ნულის ტოლია.

აბსოლუტურ ნულზე კრისტალური მედის ატომები წყვეტენ ვიბრაციას. შედეგად, ელექტრონული ღრუბელი მოძრაობს მედის კვანძებს შორის მათთან შეჯახების გარეშე. მასალის წინააღმდეგობა ხდება ნულის ტოლი, რაც ხსნის უსასრულოდ დიდი დენების მიღების შესაძლებლობას მცირე ჯვარედინი მონაკვეთების გამტარებლებში.

სუპერგამტარობის ფენომენი ახალ ჰორიზონტს ხსნის ელექტროტექნიკის განვითარებისთვის. მაგრამ ჯერ კიდევ არსებობს სირთულეები, რომლებიც დაკავშირებულია სახლში ულტრა დაბალი ტემპერატურის მიღებასთან, რომელიც აუცილებელია ამ ეფექტის შესაქმნელად. როდესაც პრობლემები მოგვარდება, ელექტროტექნიკა განვითარების ახალ საფეხურზე გადავა.

წინააღმდეგობის მნიშვნელობების გამოყენების მაგალითები გამოთვლებში

ჩვენ უკვე გავეცანით გათბობის ელემენტის წარმოებისთვის ნიქრომის მავთულის სიგრძის გაანგარიშების პრინციპებს. მაგრამ არის სხვა სიტუაციები, როდესაც საჭიროა მასალების წინაღობის ცოდნა.

გაანგარიშებისთვის დამიწების მოწყობილობის სქემებიგამოიყენება ტიპიური ნიადაგების შესაბამისი კოეფიციენტები. თუ გრუნტის მარყუჟის მდებარეობაზე ნიადაგის ტიპი უცნობია, მაშინ სწორი გამოთვლებისთვის წინასწარ იზომება მისი წინაღობა. ასე რომ, გაანგარიშების შედეგები უფრო ზუსტია, რაც გამორიცხავს მიკროსქემის პარამეტრების რეგულირებას წარმოების დროს: ელექტროდების რაოდენობის დამატება, რაც იწვევს დამიწების მოწყობილობის გეომეტრიული ზომების ზრდას.

მათი აქტიური წინააღმდეგობის გამოსათვლელად გამოიყენება მასალების სპეციფიკური წინააღმდეგობა, საიდანაც მზადდება საკაბელო ხაზები და ავტობუსები. მომავალში, მასთან ერთად ნომინალური დატვირთვის მიმდინარეობით გამოითვლება ძაბვის მნიშვნელობა ხაზის ბოლოს. თუ მისი ღირებულება არასაკმარისი აღმოჩნდა, მაშინ გამტარების ჯვარი კვეთები წინასწარ იზრდება.

ელექტრული წინააღმდეგობის და გამტარობის კონცეფცია

ნებისმიერ სხეულს, რომლის მეშვეობითაც ელექტრული დენი მიედინება, მას აქვს გარკვეული წინააღმდეგობა. გამტარი მასალის თვისებას, რათა თავიდან აიცილოს მასში ელექტრული დენის გავლა, ელექტრული წინააღმდეგობა ეწოდება.

ელექტრონული თეორია ამ გზით ხსნის ლითონის გამტარების ელექტრული წინააღმდეგობის არსს. გამტარის გასწვრივ მოძრაობისას თავისუფალი ელექტრონები გზაზე უთვალავჯერ ხვდებიან ატომებსა და სხვა ელექტრონებს და მათთან ურთიერთქმედებისას აუცილებლად კარგავენ ენერგიის ნაწილს. ელექტრონები განიცდიან, როგორც ეს იყო, წინააღმდეგობას მათი მოძრაობის მიმართ. სხვადასხვა ლითონის გამტარებს, რომლებსაც აქვთ განსხვავებული ატომური სტრუქტურა, აქვთ განსხვავებული წინააღმდეგობა ელექტრული დენის მიმართ.

ზუსტად იგივე ხსნის თხევადი გამტარებისა და აირების წინააღმდეგობას ელექტრული დენის გავლის მიმართ. ამასთან, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ამ ნივთიერებებში არა ელექტრონები, არამედ მოლეკულების დამუხტული ნაწილაკები ხვდებიან წინააღმდეგობას მათი მოძრაობის დროს.

წინააღმდეგობა აღინიშნება ლათინური ასოებით R ან r.

ომი მიიღება როგორც ელექტრული წინააღმდეგობის ერთეული.

Ohm არის ვერცხლისწყლის სვეტის წინააღმდეგობა 106,3 სმ სიმაღლით 1 მმ2 ჯვრის მონაკვეთით 0 ° C ტემპერატურაზე.

თუ, მაგალითად, დირიჟორის ელექტრული წინააღმდეგობა არის 4 ohms, მაშინ იწერება შემდეგნაირად: R \u003d 4 ohms ან r \u003d 4 ohms.

დიდი მნიშვნელობის წინააღმდეგობის გასაზომად მიიღება ერთეული, რომელსაც ეწოდება მეგომი.

ერთი მეგი უდრის მილიონ ომს.

რაც უფრო დიდია გამტარის წინაღობა, მით უფრო ცუდად ატარებს ის ელექტრო დენს და, პირიქით, რაც უფრო დაბალია გამტარის წინაღობა, მით უფრო ადვილია ელექტრული დენი ამ გამტარში გავლა.

მაშასადამე, დირიჟორის დასახასიათებლად (მასში ელექტრული დენის გავლის თვალსაზრისით), შეიძლება განიხილოს არა მხოლოდ მისი წინააღმდეგობა, არამედ წინააღმდეგობის ურთიერთდამოკიდებულებაც და ეწოდება გამტარობა.

ელექტრო გამტარობისმასალის უნარს, გაიაროს ელექტრული დენი თავის შიგნით, ეწოდება.

იმის გამო, რომ გამტარობა არის წინააღმდეგობის ორმხრივი, ის გამოიხატება როგორც 1/R, გამტარობა აღინიშნება ლათინური ასოთი g.

გამტარი მასალის, მისი ზომების და გარემოს ტემპერატურის გავლენა ელექტრული წინააღმდეგობის მნიშვნელობაზე

სხვადასხვა გამტარების წინააღმდეგობა დამოკიდებულია მასალაზე, საიდანაც ისინი მზადდება. სხვადასხვა მასალის ელექტრული წინააღმდეგობის დასახასიათებლად შემოიღეს ე.წ. წინაღობის კონცეფცია.

წინააღმდეგობაარის გამტარის წინააღმდეგობა 1 მ სიგრძისა და 1 მმ2 განივი ფართობით. რეზისტენტობა აღინიშნება ბერძნული ასო p. თითოეულ მასალას, საიდანაც მზადდება გამტარი, აქვს საკუთარი წინაღობა.

მაგალითად, სპილენძის წინაღობა არის 0,017, ანუ სპილენძის გამტარს 1 მ სიგრძისა და 1 მმ2 განივი განყოფილებაში აქვს 0,017 ohms წინააღმდეგობა. ალუმინის წინაღობა არის 0,03, რკინის წინაღობა 0,12, კონტანტანის წინაღობა 0,48, ნიქრომის წინაღობა 1-1,1.

გამტარის წინააღმდეგობა პირდაპირპროპორციულია მის სიგრძეზე, ანუ რაც უფრო გრძელია გამტარი, მით მეტია მისი ელექტრული წინააღმდეგობა.

გამტარის წინაღობა უკუპროპორციულია მისი კვეთის ფართობთან, ანუ რაც უფრო სქელია გამტარი, მით ნაკლებია მისი წინაღობა და პირიქით, რაც უფრო თხელია გამტარი, მით მეტია მისი წინააღმდეგობა.

ამ ურთიერთობის უკეთ გასაგებად, წარმოიდგინეთ ორი წყვილი კომუნიკაციური ჭურჭელი, ერთ წყვილს აქვს თხელი დამაკავშირებელი მილი, ხოლო მეორეს აქვს სქელი. ნათელია, რომ როდესაც ერთ-ერთი ჭურჭელი (თითოეული წყვილი) ივსება წყლით, მისი გადასვლა სხვა ჭურჭელში სქელი მილის მეშვეობით ბევრად უფრო სწრაფად მოხდება, ვიდრე თხელი მილით, ანუ სქელი მილი ნაკლებ წინააღმდეგობას გაუწევს ნაკადს. წყალი. ანალოგიურად, ელექტრული დენი უფრო ადვილად გადის სქელ გამტარში, ვიდრე თხელში, ანუ პირველი მას მეორეზე ნაკლებ წინააღმდეგობას უწევს.

გამტარის ელექტრული წინააღმდეგობა უდრის იმ მასალის სპეციფიკურ წინააღმდეგობას, საიდანაც მზადდება ეს გამტარი, გამრავლებული გამტარის სიგრძეზე და გაყოფილი დირიჟორის განივი კვეთის ფართობზე.:

R = R l / S,

სად - R - გამტარის წინააღმდეგობა, ohm, l - დირიჟორის სიგრძე m-ში, S - დირიჟორის განივი კვეთის ფართობი, მმ 2.

მრგვალი გამტარის განივი ფართობიგამოითვლება ფორმულით:

S = π d 2 / 4

სადაც პ - მუდმივი მნიშვნელობა უდრის 3,14; d არის გამტარის დიამეტრი.

ასე რომ, დირიჟორის სიგრძე განისაზღვრება:

l = S R / p ,

ეს ფორმულა შესაძლებელს ხდის განისაზღვროს გამტარის სიგრძე, მისი კვეთა და წინაღობა, თუ ცნობილია ფორმულაში შემავალი სხვა რაოდენობები.

თუ საჭიროა დირიჟორის განივი ფართობის დადგენა, მაშინ ფორმულა მცირდება შემდეგ ფორმამდე:

S = R l / R

იგივე ფორმულის გარდაქმნით და ტოლობის ამოხსნით p-სთან მიმართებაში, ვპოულობთ გამტარის წინაღობას:

რ = R S / ლ

ბოლო ფორმულა უნდა იქნას გამოყენებული იმ შემთხვევებში, როდესაც ცნობილია გამტარის წინააღმდეგობა და ზომები, ხოლო მისი მასალა უცნობია და, უფრო მეტიც, რთულია გარეგნულად განსაზღვრა. ამისათვის აუცილებელია გამტარის წინაღობის დადგენა და ცხრილის გამოყენებით მოიძიოთ ასეთი წინაღობის მქონე მასალა.

კიდევ ერთი მიზეზი, რომელიც გავლენას ახდენს გამტარების წინააღმდეგობაზე, არის ტემპერატურა.

დადგენილია, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად ლითონის გამტარების წინააღმდეგობა იზრდება და კლებასთან ერთად მცირდება. წმინდა ლითონის გამტარებისთვის წინააღმდეგობის ეს ზრდა ან შემცირება თითქმის იგივეა და საშუალოდ 0.4% 1°C-ზე. თხევადი გამტარების და ნახშირის წინააღმდეგობა მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

მატერიის სტრუქტურის ელექტრონული თეორია იძლევა შემდეგ ახსნას მეტალის გამტარების წინააღმდეგობის გაზრდისთვის ტემპერატურის მატებასთან ერთად. გაცხელებისას გამტარი იღებს თერმულ ენერგიას, რომელიც აუცილებლად გადაეცემა ნივთიერების ყველა ატომს, რის შედეგადაც იზრდება მათი მოძრაობის ინტენსივობა. ატომების გაზრდილი მოძრაობა ქმნის მეტ წინააღმდეგობას თავისუფალი ელექტრონების მიმართული მოძრაობის მიმართ, რის გამოც იზრდება გამტარის წინააღმდეგობა. ტემპერატურის დაქვეითებით, უკეთესი პირობები იქმნება ელექტრონების მიმართული მოძრაობისთვის და მცირდება გამტარის წინააღმდეგობა. ეს ხსნის საინტერესო ფენომენს - ლითონების ზეგამტარობა.

ზეგამტარობა, ანუ ლითონების წინააღმდეგობის დაქვეითება ნულამდე, ხდება უზარმაზარ უარყოფით ტემპერატურაზე - 273 ° C, რომელსაც აბსოლუტურ ნულს უწოდებენ. აბსოლუტური ნულის ტემპერატურაზე ლითონის ატომები თითქოს ადგილზე იყინება, ელექტრონების მოძრაობას საერთოდ არ აფერხებს.