SI egységek | ohm |
---|---|
Dimenzió | M · L 2 · T- 3 · I -2 |
Természet | Méret skaláris kiterjedt |
Szokásos szimbólum | R |
Link más méretekhez | U = R. I ( Ohm törvénye ) |
A villamos energia esetében az ellenállás kifejezés a következőket jelöli:
Az elektromos ellenállás tükrözi egy alkatrész azon tulajdonságát, hogy ellenálljon az elektromos áram áthaladásának (a villamos vezetékben bekövetkező veszteség egyik oka ). Gyakran említett levélben R és mértékegység az ohm (jele: Ω ). Összekapcsolódik az ellenállás és az elektromos vezetőképesség fogalmaival .
Az ellenállás felelős az energia hő formájában történő eloszlásáért . Ezt a tulajdonságot Joule-effektusnak hívják . Ez a hőtermelés néha kívánt hatás (fűtőellenállások), néha káros hatás (Joule veszteségek), de gyakran elkerülhetetlen.
A mérnökök egyik legnagyobb problémája, hogy a vezetőképesség és ennek fordítottja, az ellenállás nagyban függ a hőmérséklettől . Amikor egy elektromos áram áthalad egy dipóluson, ellenállása hevülést okoz, amely módosítja a hőmérsékletét, amely módosítja az ellenállását. A dipólus ellenállása ezért erősen függ a felhasználás körülményeitől.
Az ellenállás egyedülálló abban a tekintetben, hogy a ritka fizikai jellemzők egyike, amelynek értéktartománya a gyakorlatban is 0-tól ( szupravezetők ) + + ( tökéletes szigetelők ) terjedhet .
Amikor az egyik alanyok egy folyamatos potenciális különbség U , hogy egy tárgy (kifejezve V , V), egy olyan keringést okoz, az elektromos töltések által számszerűsített áram intenzitásától I (kifejezve amperben , A). Ha ez az intenzitás nem nulla, akkor az R ellenállás a potenciálkülönbség és az intenzitás aránya:
.Az ellenállást ohmban fejezzük ki , Ω. A dimenzióegyenlet a következő:
[R] = L 2 ⋅M⋅T -3 ⋅I -2 1 Ω = 1 m 2 ⋅kg⋅s -3 ⋅A -2Ha a mennyiségek nem folyamatosak, akkor ezt a törvényt a tényleges értékek figyelembevételével lehet alkalmazni .
Az Ohm-törvény azt feltételezi, hogy az ellenállás az objektum jellemzője, és független a potenciális különbségtől és az áram intenzitásától, ami csak néhány esetben igaz.
Homogén menetszerű vezető számára, adott hőmérsékleten , van egy összefüggés, amely lehetővé teszi az ellenállás kiszámítását az őt alkotó anyag és méretei szerint:
Feltételezések: Állandó rezsim (RP) és elhanyagolt B mágneses mező ( helyi Ohm-törvény használható).
Vegyünk egy L hosszúságú hengeret és egy S felületű hengeres referenciát, amely:
A fizikai probléma változatlansága az uθ szerinti forgatással, elhanyagolt élhatások és állandósult állapot (időfüggetlenség):
Szerint a töltés megmaradási egyenlet RP van , és ezért így a meghatározása div
Azonban j függ csak az x változó, ezért és ahonnan és integráció
Végül
arany RP-ben tehát
A helyi Ohm törvény szerint megkapjuk
Végül és
A hányados ekkor megadja nekünk az ellenállást
Az elektromos áram a töltések elmozdulása. Ezek a töltések lehetnek ionok vagy elektronok . A töltéshordozók tehát anyagrészecskék. Mozgásukat más anyagrészecskék akadályozhatják; ez különösen a sóoldatban lévő ionok esetében van , a Joule-effektus ekkor a súrlódás jelensége . A töltéseket az elektrosztatikus mező lokális változásai is lelassíthatják, ez különösen érvényes a szilárd anyagok elektromos vezetésére: ha a potenciálkülönbség globális elektromos teret szab, akkor a közeg heterogenitása helyi variációkat hoz létre. Különösen egy kristályban az atomok vagy ionok magjai pozitív töltések, amelyek vonzhatják vagy taszíthatják a mozgó töltéseket, és ezért lassíthatják azokat. Angolul néha ellenállást vagy anglicizmus ellenállást használnak. A nyelvvel való visszaélés miatt a dipólust ezért "ellenállásnak" is nevezték a gyakorlatban. Ezt a szótárak engedélyezik.
Ez egy elektronikus alkatrész, amely önként növeli az áramkör ellenállását (fizikai tulajdonságait). Jellemzi az arányosság a rajta átfolyó áram intenzitása és a kapcsa közötti feszültség között. A gyakorlatban ez a tulajdonság csak ellenőrzött körülbelül változása miatt az ellenállás a hőmérséklet a dipólus.
Megkülönböztetünk:
Az ohmos vezető a fent említett elektronikus alkatrészek („ellenállásoknak” vagy „ellenállásoknak” nevezett dipólusok) fizikai modellje . Az ohmos vezető egy dipólus, amely megfelel Ohm törvényének :
U = R⋅I,Az ellenállás jellemzőire jellemző görbe a referenciajel origóján áthaladó egyenes.
Néha a "tiszta ellenállás" vagy az "ideális ellenállás" kifejezéseket használják.
Szigorúan véve egyetlen dipól sem pontosan alkalmazza Ohm törvényét: az U = ƒ (I) görbe nem éppen egyenes, különösen az U vagy I erős variációi esetén. Az ohmos vezető olyan modell, amely lehetővé teszi a valódi dipólusok rögzített körülmények közötti leírását. .
Ezenkívül a fémes vezető ellenállása nem állandó. Különösen a hőmérséklettől függ; ezt jól megközelíti a kapcsolat:
R = R 0 (1 + a θ + b θ 2 )R 0-val egy hipotetikus ohmos vezető modellezi a vezető viselkedését, amely tökéletesen termosztált 0 K hőmérsékleten és θ a hőmérséklet K-ban .
Az ellenállás az impedancia speciális esete , pontosabban az R ellenállás a komplex Z impedancia valós része :
R = R e (Z)Az R ellenállás ohmos vezetője által fogyasztott teljesítmény, amely a Joule-effektust alkotja , kiszámítható az elektromos teljesítmény törvényéből.
P = UIIés Ohm törvénye
U = R⋅I.Ezért két esetünk van:
Az úgynevezett ellenállási társulási törvények szigorúan csak az ohmos vezetőkre vonatkoznak:
Ennek a kapcsolatnak az energetikai megfontolásokból történő gyors bemutatása lehetséges.
Tekintsük két ellenállás: R 1 és R 2 , párhuzamosan és szállított egy feszültségforrás. A szerelvény által fogyasztott teljesítmény megegyezik az egyes ellenállások által fogyasztott teljesítmények összegével, nevezetesen:
U-val az ellenállásokon átmenő feszültség effektív értéke.
Az egyenértékű ellenállásnak ugyanazt az energiát kell fogyasztania, mint ennek a készletnek, ezért:
Az egyszerűsítéssel párhuzamosan megtaláljuk az ellenállások asszociációs képletét.