Leiterwiderstandsmessung: R =U/I→ 1 Ohm = 1 V/1 A.

Der elektrische Widerstand (R) ist die Eigenschaft eines Stromkreises (Leiters), dem durch ihn fließenden elektrischen Strom zu widerstehen, gemessen bei konstante Spannung an seinen Enden durch das Verhältnis dieser Spannung zum Strom.

Die Natur des elektrischen Widerstands basiert auf elektronischen Konzepten der Struktur der Materie: dem „Verlust“ der geordneten Bewegung freier geladener Teilchen in einem Leiter während ihrer Wechselwirkung mit Ionen des Kristallgitters.

Abhängigkeit des elektrischen Widerstands eines Leiters von seiner Länge (Rheostaten), seinem Querschnitt und seinem Material. Spezifischer Widerstand des Leitermaterials: .

Frage: Warum hängt der Widerstand eines Leiters von seiner Länge, Querschnittsfläche und Material ab?

Für Draht = , wobei die spezifische elektrische Leitfähigkeit ist.

- (Ohmsches Gesetz in Differentialform) - stellt einen Zusammenhang zwischen Größen für jeden Punkt des Leiters her.

Demonstration der Abhängigkeit des Leiterwiderstands von seiner Temperatur (geringe Wärme). Temperaturkoeffizient des Widerstands.

Grenzen der Anwendbarkeit des Ohmschen Gesetzes.

IV. Aufgaben:

1. Bestimmen Sie die elektrische Ladung, die durch den Querschnitt eines Leiters mit einem Widerstand von 3 Ohm fließt, wenn die Spannung an den Enden des Leiters 20 s lang gleichmäßig von 2 V auf 4 V ansteigt.

2. Bestimmen Sie die Querschnittsfläche und Länge eines Aluminiumleiters, wenn sein Widerstand 0,1 Ohm und seine Masse 54 g beträgt.

Fragen:

1. Erklären Sie, dass der Widerstand eines Drahtes von seinem Material, seiner Länge und seiner Querschnittsfläche abhängt.

2. Wie schneidet man ein Stück Draht mit einem Widerstand von 5 Ohm ab?

3. Die Länge des Kupferdrahtes wurde durch Ziehen verdoppelt. Wie hat sich ihr Widerstand verändert?

4. Warum hängt der Widerstand der menschlichen Haut von ihrem Zustand, der Kontaktfläche, der angelegten Spannung und der Dauer des Stromflusses ab?

5. Ändert sich der Widerstand des Wolframfadens? elektrische Lampe Nennspannung 120 V, wenn Sie es an eine Stromquelle mit einer Spannung von 4 V anschließen?

6. Dammhöhe – elektrische Spannung, Wasserfluss aus dem Loch am Fuß des Damms – Strömungsstärke. Ist diese Analogie gut?

V. § 54 Bsp. 10 Nr. 3

1. Schlagen Sie einen Entwurf vor und berechnen Sie die Parameter eines Rheostaten (Drahtmaterial, Länge, Querschnittsfläche), dessen Widerstand bei einem maximalen elektrischen Strom von bis zu 2 A stufenlos von 0 bis 100 Ohm variiert werden kann.

2. Wie ändert sich der Widerstand eines Drahtes, wenn er gedehnt wird? Versuchen Sie, diesen Zusammenhang innerhalb der Grenzen elastischer Verformungen herzustellen. Schlagen Sie einen Entwurf vor und berechnen Sie die Parameter eines Geräts (Dehnmessstreifen) zur Messung mechanischer Spannungen.

Weitere Informationen: Der Tensoresistenzeffekt ist eine Änderung des Widerstands eines Materials während der Verformung.(Kürzlich hergestellte Materialien aus Aluminium und Silizium ändern ihre Widerstandsfähigkeit bei Stößen um fast das 900-fache).

3. Schlagen Sie einen Entwurf vor und beschreiben Sie ihn Elektrischer Schaltplan ein Gerät zur Bestimmung der Abhängigkeit des spezifischen Widerstands des Leiters von der Temperatur (evtl. mit einem Rheostat).

4. Messen Sie den spezifischen Widerstand von Wasser bei Raumtemperatur und Siedetemperatur.

„Direkte Erfahrungen sind immer selbstverständlich und man kann in kürzester Zeit davon profitieren.“

LABORARBEIT Nr. 3 „MESSUNG DES WIDERSTANDS VON LEITERMATERIAL“

ZIEL: Den Schülern beibringen, den spezifischen Widerstand von Leitermaterial mit einer bestimmten Genauigkeit zu messen.

Art der Lektion: Laborarbeit.

AUSRÜSTUNG: Stromquelle, Laboramperemeter und -voltmeter, Schlüssel, Rheostat, Schülerlineal, Leiter auf Block, Verbindungsdrähte, Messschieber (Mikrometer).

STUNDENPLAN: 1. Einführungsteil 1-2 Min

2. Einführungsbriefing 5 Min

3. Abschluss der Arbeiten 30 Minuten

4. Hausaufgabe 2-3 Min

II. Laboraufbaudiagramm auf einer Tafel. So messen Sie den Leiterwiderstand; Querschnittsfläche des Drahtes; Leiterlänge?

Relativer und absoluter Fehler bei der Widerstandsmessung:

III. Abschluss der Arbeiten.

Ohm'sches Gesetz.

I = U/ R

Dabei ist U die Spannung an den Enden des Abschnitts, I die Stromstärke und R der Widerstand des Leiters.

R=U/I

Diese Formeln gelten nur, wenn das Netzwerk nur auf Widerstand stößt.

Voraussetzung für die Bewegung elektrischer Ladungen in einem Leiter ist das Vorhandensein eines elektrischen Feldes darin, das durch spezielle sogenannte Geräte erzeugt und aufrechterhalten wird Aktuelle Quellen.

Die Hauptgröße, die eine Stromquelle charakterisiert, ist ihre elektromotorische Kraft.

Elektromotorische Kraft Quelle (abgekürzt EMF) ist eine skalare physikalische Größe, die die Arbeit externer Kräfte charakterisiert, die eine Potentialdifferenz an den Quellenanschlüssen (Polen) erzeugen können.

Es entspricht der Arbeit äußerer Kräfte, ein geladenes Teilchen mit positiver Einheitsladung von einem Pol der Quelle zum anderen zu bewegen, d. h.

Im SI wird EMF in Volt (V) gemessen, d. h. in den gleichen Einheiten wie die Spannung.

Externe Quellenkräfte sind Kräfte, die Ladungen in der Quelle trennen und dadurch eine Potentialdifferenz an ihren Polen erzeugen. Diese Kräfte können unterschiedlicher Natur sein, jedoch nicht elektrischer Natur (daher der Name) – mechanische Kräfte, die chemische Umgebung in der Batterie; Lichtstrom in Fotozellen.

Die Richtung der EMF ist die Richtung der erzwungenen Bewegung positiver Ladungen im Generator von Minus nach Plus unter dem Einfluss anderer als elektrischer Natur.

Der Innenwiderstand eines Generators ist der Widerstand der darin befindlichen Strukturelemente.

Wenn der Stromkreis in zwei Abschnitte unterteilt ist – extern, mit Widerstand R, und innerlich, mit Widerstand R, dann ist die EMF der Stromquelle gleich der Summe der Spannungen am externen und internen Abschnitt des Stromkreises:

Nach dem Ohmschen Gesetz wird die Spannung in jedem Abschnitt des Stromkreises durch die Größe des fließenden Stroms und seinen Widerstand bestimmt:

Seitdem, also

, (3)

diese. Die Spannung an den Polen der Quelle in einem geschlossenen Stromkreis hängt vom Verhältnis der Widerstände der inneren und äußeren Abschnitte des Stromkreises ab. Wenn ungefähr gleich U.

Elektrischer Wiederstand.

Die Eigenschaft eines Leitermaterials, den Durchgang durch dieses zu verhindern elektrischer Strom wird elektrischer Widerstand genannt.

Aus dem Ohmschen Gesetz: R = U / I

Die Einheit des elektrischen Widerstands ist 1 Ohm.

Ein Leiter hat einen Widerstand von 1 Ohm und führt bei einer Spannung von 1 V einen Strom von 1 A.

Der Kehrwert des Widerstands wird als elektrische Leitfähigkeit bezeichnet:

Die Einheit der Leitfähigkeit ist Siemens:

Der Kehrwert der spezifischen Leitfähigkeit wird als spezifischer Widerstand p bezeichnet, d. h.

Ein Temperaturanstieg geht mit einer Zunahme der chaotischen thermischen Bewegung von Materieteilchen einher, was zu einer Zunahme der Kollisionen von Elektronen mit ihnen führt und die geordnete Bewegung von Elektronen erschwert.

Widerstand ist ein Widerstand.

Methode der Knotenpotentiale.

Beispiel 2.7.4.

Bestimmen Sie die Werte und Richtungen der Ströme in den Zweigen mit der Methode der Knotenpotentiale für den Stromkreis in Abb. 2.7.4 wenn:

E1=108 V; E2=90 V; Ri1=2 Ohm; Ri2=1 Ohm; R1=28 Ohm; R2=39 Ohm; R3=60 Ohm.

Lösung.

Wir ermitteln die Ströme in den Zweigen.

Zwei-Knoten-Methode.

Eine der gebräuchlichsten Methoden zur Berechnung elektrischer Schaltkreise ist Zwei-Knoten-Methode.Diese Methode wird verwendet, wenn die Kette nur zwei Knoten enthält

Methode Schleifenströme.

Der Aktionsalgorithmus ist wie folgt:

Gemäß dem zweiten Kirchhoffschen Gesetz bezüglich der Schleifenströme stellen wir Gleichungen für alle unabhängigen Schleifen auf. Gehen Sie beim Schreiben einer Gleichheit davon aus, dass die Richtung der Umgehung des Stromkreises, für den die Gleichung erstellt wird, mit der Richtung des Stromkreisstroms dieses Stromkreises übereinstimmt. Es ist auch zu berücksichtigen, dass in benachbarten Zweigen zweier Stromkreise zwei Stromkreise fließen, die zu zwei Stromkreisen gehören. Der Spannungsabfall an den Verbrauchern in solchen Abzweigen muss von jedem Strom separat erfasst werden.

Wir legen willkürlich die Richtung der realen Ströme aller Zweige fest und bezeichnen sie. Echte Ströme müssen so gekennzeichnet sein, dass sie nicht mit Konturströmen verwechselt werden können. Um reale Ströme zu nummerieren, können Sie einzelne arabische Ziffern (I1, I2, I3 usw.) verwenden.

Bei der algebraischen Summation ohne Vorzeichenwechsel wird ein Schleifenstrom genommen, dessen Richtung mit der akzeptierten Richtung des realen Zweigstroms übereinstimmt. Andernfalls wird der Schleifenstrom mit minus eins multipliziert.

Ein Beispiel für die Berechnung einer komplexen Schaltung mit der Schleifenstrommethode.

Reis. 1. Elektrischer Schaltplan als Beispiel für die Berechnung nach der Schleifenstrommethode

Lösung. Um einen komplexen Schaltkreis mit dieser Methode zu berechnen, reicht es aus, zwei Gleichungen entsprechend der Anzahl der unabhängigen Schaltkreise aufzustellen. Wir richten die Schleifenströme im Uhrzeigersinn und bezeichnen sie mit I11 und I22 (siehe Abbildung 1).

Gemäß dem zweiten Kirchhoffschen Gesetz zu Schleifenströmen stellen wir die Gleichungen auf:

Wir lösen das System und erhalten Schleifenströme I11 = I22 = 3 A.

Positiv ist anzumerken, dass bei der Schleifenstrommethode im Vergleich zur Lösung nach den Kirchhoffschen Gesetzen die Lösung eines Gleichungssystems niedrigerer Ordnung erforderlich ist. Mit dieser Methode ist es jedoch nicht möglich, die tatsächlichen Ströme der Zweige sofort zu bestimmen.

Ohm'sches Gesetz.

Gemäß dem Ohmschen Gesetz für einen bestimmten Abschnitt eines Stromkreises ist die Stromstärke in einem Abschnitt des Stromkreises direkt proportional zur Spannung an den Enden des Abschnitts und umgekehrt proportional zum Widerstand.

Das Grundgesetz der Elektrotechnik, mit dem man elektrische Schaltkreise studieren und berechnen kann, ist das Ohmsche Gesetz, das den Zusammenhang zwischen Strom, Spannung und Widerstand herstellt. Es ist notwendig, sein Wesen klar zu verstehen und es bei der Lösung praktischer Probleme richtig anwenden zu können. In der Elektrotechnik werden häufig Fehler gemacht, weil das Ohmsche Gesetz nicht richtig angewendet werden kann.

Das Ohmsche Gesetz für einen Schaltungsabschnitt besagt: Der Strom ist direkt proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand.

Wenn Sie die in einem Stromkreis wirkende Spannung mehrmals erhöhen, erhöht sich der Strom in diesem Stromkreis um den gleichen Betrag. Und wenn Sie den Widerstand des Stromkreises mehrmals erhöhen, verringert sich der Strom um den gleichen Betrag. Je höher der Druck und je weniger Widerstand das Rohr der Bewegung des Wassers entgegensetzt, desto größer ist auch der Wasserdurchfluss im Rohr.

Um das Ohmsche Gesetz mathematisch am einfachsten auszudrücken, wird angenommen, dass Der Widerstand eines Leiters, in dem bei einer Spannung von 1 V ein Strom von 1 A fließt, beträgt 1 Ohm.

Die Stromstärke in Ampere lässt sich immer ermitteln, indem man die Spannung in Volt durch den Widerstand in Ohm dividiert. Deshalb Ohmsches Gesetz für einen Schaltungsabschnitt wird durch die folgende Formel geschrieben:

I = U/R.

Magisches Dreieck

Jeder Abschnitt oder jedes Element eines Stromkreises kann anhand von drei Merkmalen charakterisiert werden: Strom, Spannung und Widerstand.

So verwenden Sie das Ohmsche Dreieck: Schließen Sie den gewünschten Wert. Die anderen beiden Symbole geben die Formel für die Berechnung an. Übrigens nennt man das Ohmsche Gesetz nur eine Formel aus dem Dreieck – diejenige, die die Abhängigkeit des Stroms von Spannung und Widerstand widerspiegelt. Die anderen beiden Formeln sind zwar ihre Konsequenzen, haben aber keine physikalische Bedeutung.

Mit dem Ohmschen Gesetz durchgeführte Berechnungen für einen Abschnitt eines Stromkreises sind korrekt, wenn die Spannung in Volt, der Widerstand in Ohm und der Strom in Ampere ausgedrückt werden. Wenn mehrere Maßeinheiten für diese Größen verwendet werden (z. B. Milliampere, Millivolt, Megaohm usw.), sollten diese in Ampere, Volt bzw. Ohm umgerechnet werden. Um dies zu betonen, wird die Formel des Ohmschen Gesetzes für einen Abschnitt eines Stromkreises manchmal so geschrieben:

Ampere = Volt/Ohm

Sie können den Strom auch in Milliampere und Mikroampere berechnen, während die Spannung in Volt und der Widerstand in Kiloohm bzw. Megaohm ausgedrückt werden sollte.

Weitere Artikel zum Thema Elektrizität in einer einfachen und zugänglichen Präsentation:

Die Berechnung der Spannung mithilfe des Ohmschen Gesetzes kann anhand des folgenden Beispiels veranschaulicht werden. Lassen Sie einen Strom von 5 mA durch einen Abschnitt eines Stromkreises mit einem Widerstand von 10 kOhm fließen und Sie müssen die Spannung in diesem Abschnitt bestimmen.

Multiplizieren I = 0,005 A bei R -10000 Ohm, wir erhalten eine Spannung von 5 0 V. Das gleiche Ergebnis könnten wir erhalten, indem wir 5 mA mit 10 kOhm multiplizieren: U = 50 V

In elektronischen Geräten wird der Strom normalerweise in Milliampere und der Widerstand in Kiloohm ausgedrückt. Daher ist es sinnvoll, diese Maßeinheiten bei Berechnungen nach dem Ohmschen Gesetz zu verwenden.

Das Ohmsche Gesetz berechnet auch den Widerstand, wenn Spannung und Strom bekannt sind. Die Formel für diesen Fall lautet wie folgt: R = U/I.

Der Widerstand ist immer ein Verhältnis von Spannung zu Strom. Wenn die Spannung mehrmals erhöht oder verringert wird, erhöht oder verringert sich der Strom um die gleiche Anzahl. Das Verhältnis von Spannung zu Strom, gleich dem Widerstand, bleibt unverändert.

Die Formel zur Widerstandsbestimmung ist nicht so zu verstehen, dass der Widerstand eines gegebenen Leiters vom Abfluss und der Spannung abhängt. Es ist bekannt, dass es von der Länge, der Querschnittsfläche und dem Material des Leiters abhängt. Von Aussehen Die Formel zur Bestimmung des Widerstands ähnelt der Formel zur Berechnung des Stroms, es gibt jedoch einen grundlegenden Unterschied zwischen ihnen.

Der Strom in einem bestimmten Abschnitt des Stromkreises hängt wirklich von der Spannung und dem Widerstand ab und ändert sich, wenn sich diese ändern. Und der Widerstand eines bestimmten Abschnitts des Stromkreises ist ein konstanter Wert, unabhängig von Spannungs- und Stromänderungen, aber gleich dem Verhältnis dieser Werte.

Wenn in zwei Abschnitten eines Stromkreises derselbe Strom fließt und die an sie angelegten Spannungen unterschiedlich sind, ist klar, dass der Abschnitt, an den die höhere Spannung angelegt wird, einen entsprechend größeren Widerstand hat.

Und wenn unter dem Einfluss der gleichen Spannung in zwei verschiedenen Abschnitten des Stromkreises unterschiedliche Ströme fließen, dann fließt der kleinere Strom immer in dem Abschnitt mit dem größeren Widerstand. All dies ergibt sich aus der Grundformulierung des Ohmschen Gesetzes für einen Stromkreisabschnitt, d. h. aus der Tatsache, dass je größer der Strom, desto größer die Spannung und desto geringer der Widerstand.

Anhand des folgenden Beispiels zeigen wir die Widerstandsberechnung nach dem Ohmschen Gesetz für einen Stromkreisabschnitt. Sie müssen den Widerstand des Abschnitts ermitteln, durch den ein Strom von 50 mA bei einer Spannung von 40 V fließt. Wenn wir den Strom in Ampere ausdrücken, erhalten wir I = 0,05 A. Teilen Sie 40 durch 0,05 und stellen Sie fest, dass der Widerstand 800 Ohm beträgt.

Das Ohmsche Gesetz lässt sich anschaulich als sogenanntes Gesetz darstellen Strom-Spannungs-Kennlinien. Wie Sie wissen, ist eine direkte proportionale Beziehung zwischen zwei Größen eine Gerade, die durch den Ursprung verläuft. Eine solche Abhängigkeit wird üblicherweise als linear bezeichnet.

In Abb. Abbildung 2 zeigt als Beispiel ein Diagramm des Ohmschen Gesetzes für einen Abschnitt eines Stromkreises mit einem Widerstand von 100 Ohm. Die horizontale Achse stellt die Spannung in Volt und die vertikale Achse den Strom in Ampere dar. Die Skalierung von Strom und Spannung ist frei wählbar. Eine gerade Linie wird so gezeichnet, dass für jeden Punkt das Verhältnis von Spannung zu Strom 100 Ohm beträgt. Wenn beispielsweise U = 50 V, dann I = 0,5 A und R = 50: 0,5 = 100 Ohm.

Reis. 2. Ohmsches Gesetz (Volt-Ampere-Kennlinie)

Der Graph des Ohmschen Gesetzes für negative Strom- und Spannungswerte hat das gleiche Aussehen. Dies zeigt an, dass der Strom im Stromkreis in beide Richtungen gleichmäßig fließt. Je größer der Widerstand, desto weniger Strom wird bei gegebener Spannung erhalten und desto flacher ist die Gerade.

Als Geräte werden Geräte bezeichnet, bei denen die Strom-Spannungs-Kennlinie eine Gerade durch den Koordinatenursprung ist, d. h. der Widerstand konstant bleibt, wenn sich die Spannung oder der Strom ändert lineare Geräte. Es werden auch die Begriffe lineare Schaltkreise und lineare Widerstände verwendet.

Es gibt auch Geräte, bei denen sich der Widerstand ändert, wenn sich Spannung oder Strom ändern. Dann wird der Zusammenhang zwischen Strom und Spannung nicht nach dem Ohmschen Gesetz, sondern auf komplexere Weise ausgedrückt. Bei solchen Geräten ist die Strom-Spannungs-Kennlinie keine gerade Linie, die durch den Koordinatenursprung verläuft, sondern entweder eine Kurve oder eine gestrichelte Linie. Diese Geräte werden als nichtlinear bezeichnet.

Gedächtnisdiagramm für das Ohmsche Gesetz

Wir beginnen mit der Veröffentlichung von Materialien im neuen Abschnitt „“ und werden im heutigen Artikel über grundlegende Konzepte sprechen, ohne die keine Diskussion stattfinden kann elektronisches Gerät oder Diagramme. Wie Sie vielleicht schon erraten haben, meine ich Strom, Spannung und Widerstand😉 Darüber hinaus werden wir das Gesetz, das das Verhältnis dieser Größen bestimmt, nicht ignorieren, aber ich werde nicht voreilig sein, lasst uns schrittweise vorgehen.

Beginnen wir also mit dem Konzept Stromspannung.

Stromspannung.

A-Priorat Stromspannung ist die Energie (oder Arbeit), die aufgewendet wird, um eine positive Ladungseinheit von einem Punkt mit niedrigem Potenzial zu einem Punkt mit hohem Potenzial zu bewegen (d. h. der erste Punkt hat im Vergleich zum zweiten ein negativeres Potenzial). Aus dem Physikkurs erinnern wir uns, dass das Potential eines elektrostatischen Feldes eine skalare Größe ist, die dem Verhältnis der potentiellen Energie einer Ladung im Feld zu dieser Ladung entspricht. Schauen wir uns ein kleines Beispiel an:

Im Raum herrscht ein konstantes elektrisches Feld, dessen Intensität gleich ist E. Betrachten Sie zwei weit entfernte Punkte D gegenseitig. Die Spannung zwischen zwei Punkten ist also nichts anderes als die Potentialdifferenz an diesen Punkten:

Vergessen Sie dabei nicht den Zusammenhang zwischen der elektrostatischen Feldstärke und der Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten:

Und als Ergebnis erhalten wir eine Formel, die Stress und Anspannung verbindet:

In der Elektronik wird bei der Betrachtung verschiedener Schaltkreise die Spannung immer noch als Potentialdifferenz zwischen Punkten betrachtet. Dementsprechend wird deutlich, dass die Spannung in einem Stromkreis ein Konzept ist, das mit zwei Punkten im Stromkreis verbunden ist. Das heißt, zum Beispiel ist „Spannung in einem Widerstand“ nicht ganz korrekt. Und wenn sie irgendwann von Spannung sprechen, dann meinen sie die Potentialdifferenz zwischen diesem Punkt und "Erde". So gelangten wir reibungslos zu einem weiteren wichtigen Konzept im Studium der Elektronik, nämlich dem Konzept "Erde":) Hier ist es also "Erde" In Stromkreisen wird am häufigsten der Punkt mit Nullpotential betrachtet (d. h. das Potential dieses Punktes ist gleich 0).

Lassen Sie uns noch ein paar Worte zu den Einheiten sagen, die zur Charakterisierung der Menge beitragen Stromspannung. Die Maßeinheit ist Volt (V). Wenn wir uns die Definition des Spannungsbegriffs ansehen, können wir leicht verstehen, dass man eine große Ladung bewegen muss 1 Anhänger zwischen Punkten mit einer Potentialdifferenz 1 Volt, ist es notwendig, gleich Arbeit zu leisten 1 Joule. Damit scheint alles klar zu sein und wir können weitermachen 😉

Und als nächstes haben wir noch ein weiteres Konzept, nämlich aktuell.

Strom, Stromstärke in einem Stromkreis.

Was ist es elektrischer Strom?

Denken wir darüber nach, was passieren würde, wenn geladene Teilchen, zum Beispiel Elektronen, unter den Einfluss eines elektrischen Feldes geraten... Stellen Sie sich einen Leiter vor, an den ein bestimmtes Stromspannung:

Aus der Richtung der elektrischen Feldstärke ( E) können wir daraus schließen, dass title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="16" width="60" style="vertical-align: -4px;"> (вектор напряженности всегда направлен в сторону уменьшения потенциала). На каждый электрон начинает действовать сила:!}

Wobei e die Ladung des Elektrons ist.

Und da das Elektron ein negativ geladenes Teilchen ist, ist der Kraftvektor in die entgegengesetzte Richtung zur Richtung des Feldstärkevektors gerichtet. Unter dem Einfluss von Kraft erhalten Teilchen neben der chaotischen Bewegung auch eine Richtungsbewegung (Geschwindigkeitsvektor V in der Abbildung). Als Ergebnis entsteht elektrischer Strom 🙂

Strom ist die geordnete Bewegung geladener Teilchen unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes.

Der wichtige Punkt ist, dass davon ausgegangen wird, dass Strom von einem Punkt mit einem positiveren Potenzial zu einem Punkt mit einem negativeren Potenzial fließt, auch wenn sich das Elektron in die entgegengesetzte Richtung bewegt.

Als Ladungsträger können nicht nur Elektronen fungieren. In Elektrolyten und ionisierten Gasen beispielsweise ist der Stromfluss hauptsächlich mit der Bewegung von Ionen verbunden, bei denen es sich um positiv geladene Teilchen handelt. Dementsprechend fällt die Richtung des auf sie wirkenden Kraftvektors (und gleichzeitig des Geschwindigkeitsvektors) mit der Richtung des Vektors zusammen E. Und in diesem Fall entsteht kein Widerspruch, da der Strom genau in die Richtung fließt, in die sich die Teilchen bewegen :)

Um den Strom in einem Stromkreis abzuschätzen, haben sie sich eine Größe wie die Stromstärke ausgedacht. Also, aktuelle Stärke (ICH) ist eine Größe, die die Bewegungsgeschwindigkeit einer elektrischen Ladung an einem Punkt charakterisiert. Die Einheit des Stroms ist Ampere. Die Stromstärke im Leiter ist gleich 1 Ampere, wenn wegen 1 Sekunde Ladung fließt durch den Querschnitt des Leiters 1 Anhänger.

Wir haben die Konzepte bereits behandelt Strom und Spannung Lassen Sie uns nun herausfinden, wie diese Größen zusammenhängen. Und dafür müssen wir untersuchen, was es ist Leiterwiderstand.

Leiter-/Stromkreiswiderstand.

Der Begriff " Widerstand“ spricht schon für sich 😉

Also, Widerstand– physikalische Größe, die die Eigenschaften eines zu behindernden Leiters charakterisiert ( widerstehen) der Durchgang von elektrischem Strom.

Betrachten Sie einen langen Kupferleiter l mit einer Querschnittsfläche gleich S:

Der Leiterwiderstand hängt von mehreren Faktoren ab:

Der spezifische Widerstand ist ein Tabellenwert.

Die Formel, mit der Sie den Widerstand eines Leiters berechnen können, lautet wie folgt:

Für unseren Fall wird es gleich sein 0,0175 (Ohm * mm²/m)– spezifischer Widerstand von Kupfer. Sei die Länge des Leiters 0,5 m, und die Querschnittsfläche ist gleich 0,2 qm mm. Dann:

Wie Sie anhand des Beispiels bereits verstanden haben, ist die Maßeinheit Widerstand Ist Ohm 😉

MIT Leiterwiderstand Alles ist klar, es ist Zeit, die Beziehung zu studieren Spannung, Strom und Stromkreiswiderstand.

Und hier kommt uns das Grundgesetz aller Elektronik zu Hilfe - Ohm'sches Gesetz:

Der Strom in einem Stromkreis ist direkt proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand des betreffenden Abschnitts des Stromkreises.

Betrachten wir den einfachsten Stromkreis:

Wie aus dem Ohmschen Gesetz hervorgeht, hängen Spannung und Strom in einem Stromkreis wie folgt zusammen:

Die Spannung sei 10 V und der Stromkreiswiderstand 200 Ohm. Dann wird der Strom im Stromkreis wie folgt berechnet:

Wie Sie sehen, ist alles nicht schwierig :)

Vielleicht beenden wir hier den heutigen Artikel. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und bis bald! 🙂

WennICH - aktuelle Stärke,U - Spannung, aR - Widerstand also

ICH =

Dieses Gesetz istName des Ohmschen Gesetzes , benannt nach dem Wissenschaftler, der es entdeckt hat.

Oft ist es notwendig, den Strom in einem Stromkreis zu regulieren. Zu diesem Zweck werden spezielle Geräte namens Rheostate verwendet. Bei einem Rheostat wird ein Draht aus einem Material mit hohem Widerstand um einen Keramikzylinder gewickelt. Oberhalb der Wicklung befindet sich ein Metallstab, entlang dem sich der Kontakt bewegen kann. Der Kontakt wird gegen die Wicklung gedrückt; Wenn es sich bewegt, ändert sich die Länge der Wicklung, durch die der Strom fließt, und dementsprechend der Widerstand des Rheostaten. Der Rheostat und sein Symbol in den Diagrammen sind in Abbildung 17 dargestellt.

Ohmsches Gesetz für einen vollständigen Stromkreis

Lass es ZeitT Durch den Querschnitt des Leiters fließt eine elektrische LadungQ. Dann lässt sich die Arbeit äußerer Kräfte beim Bewegen einer Ladung wie folgt schreiben:

Ast = q.

Nach der Definition von Strom

q = Es.

Deshalb

Ast = Es .

Bei der Durchführung dieser Arbeiten an den internen und externen Abschnitten des Stromkreises, deren WiderstandR UndR Dabei wird etwas Wärme freigesetztQ . Nach dem Joule-Lenz-Gesetz ist es gleich:

Q = I Rt + I r.

Nach dem Energieerhaltungssatz

A = Q.

Somit,

= IR + ICH R.

Das Produkt aus Strom und Widerstand eines Abschnitts eines Stromkreises wird oft als Spannungsabfall über diesem Abschnitt bezeichnet. Somit ist die EMF gleich der Summe der Spannungsabfälle im internen und externen Abschnitt des geschlossenen Stromkreises. Typischerweise wird dieser Ausdruck so geschrieben:

ICH = /( R + R ).

Diese Abhängigkeit wurde von G. Ohm experimentell ermittelt und wird als Ohmsches Gesetz bezeichnet komplette Kette und liest sich so:

Die Stromstärke in einem kompletten Stromkreis ist direkt proportional zur EMK der Stromquelle und umgekehrt proportional zum Gesamtwiderstand des Stromkreises.

Bei offenem Stromkreis entspricht die EMK der Spannung an den Quellenanschlüssen und kann daher mit einem Voltmeter gemessen werden.

F214. Nukleare Streitkräfte

Der Kern enthält Protonen, die eine gegenseitige Coulomb-Abstoßung erfahren, und Neutronen. Die Stabilität von Kernen, die unter dem Einfluss der Coulomb-Abstoßungskräfte nicht auseinanderfliegen, weist darauf hin, dass in den Kernen bestimmte Anziehungskräfte, sogenannte Kernkräfte, wirken. Kernkräfte können keine gewöhnlichen Coulomb-Wechselwirkungskräfte sein. Die Coulomb-Wechselwirkung zwischen einem Proton und einem Proton ist auf Abstoßung reduziert, aber zwischen einem Neutron und einem Proton oder einem Neutron und einem Neutron fehlt sie. Elektrische Kräfte hängen von der Ladung ab und sind im Vergleich zu Kernkräften klein. Auch die Schwerkraft kann die Teilchen im Kern nicht halten, weil sie zu klein sind. Beispielsweise ist die Gravitationswechselwirkung zweier Protonen 1036-mal geringer als ihre Coulomb-Wechselwirkung. Die Kräfte der magnetischen Wechselwirkung können nicht als Kernkräfte wirken. Berechnungen „zeigen, dass die Energie“ der magnetischen Wechselwirkung, zum Beispiel eines Protons und eines Neutrons im Kern eines Deuteriumatoms |H, etwa 0,1 MeV beträgt, was viel weniger ist als die Bindungsenergie der Nukleonen im Kern (2,2 MeV). ).

All dies deutet darauf hin, dass Kernkräfte nicht auf elektrische, magnetische oder Gravitationskräfte reduziert werden können, sondern eine bestimmte Art von Kraft darstellen.

Die Wechselwirkung zwischen Nukleonen in einem Kern ist ein Beispiel für starke Wechselwirkungen – Wechselwirkungen durch Kernkräfte.