Сопротивление цилиндрического алюминиевого провода диаметром 1 мм

Сопротивление цилиндрического алюминиевого провода диаметром 1 мм

Сопротивление – основная электрическая характеристика проводника. Чем больше электрическое сопротивление при заданном напряжении, тем меньше сила тока в проводнике. Сопротивление характеризует степень противодействия проводника направленному движению по нему электрических зарядов.

Электрическое сопротивление зависит от геометрических размеров (l, S) и материала (ρ) проводника. Зависимость сопротивления от длины и площади проводника легко понять с помощью гидродинамической аналогии. Величиной, аналогичной электрическому заряду в гидродинамике, является масса жидкости. Сила тока подобна массе жидкости, перекачиваемой насосом в единицу времени. Сопротивление движению, которое испытывает вода, текущая по трубе, возрастает при увеличении длины трубы и уменьшении ее сечения (рис. 11). Соответственно, масса жидкости, перекачиваемая насосом в единицу времени по трубе 2, будет меньше, чем по трубе 1.

Формула, по которой можно вычислить сопротивление проводника имеет вид: R = ρ × , где ρ – удельное сопротивление проводника, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения проводника.

Единицей измерения сопротивления является 1 Ом. Названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома. Также открыл закон, который назван его именем.

Удельное сопротивление – скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади.

Чем больше удельное сопротивление материала проводника, тем больше его электрическое сопротивление. Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.

Единицей удельного сопротивления является Ом∙м. Удельное сопротивление является табличной величиной. Это значит, что значения удельного сопротивления различных веществ измерены и записаны в справочниках, где их и следует искать. В справочниках значения удельного сопротивления для различных веществ приведены при температуре 20 °С.

Качественное деление всех веществ по степени подвижности заряженных частиц на проводники, полупроводники и диэлектрики, определяется величиной удельного сопротивления.

Проводники: ρ -5 Ом∙м 5 Ом∙м; диэлектрики: ρ > 10 -5 Ом∙м.

Из формулы, по которой определяется сопротивление проводника можно увидеть, что изменение сопротивления возможно либо при изменении его длины (как в реостате), либо при различном составе и объеме (как в резисторе).

Резистором называют проводник с постоянным сопротивлением. Этот элемент широко используется в электрических приборах и микроэлектронике.

Задачи:

1. Найти сопротивление медной проволоки длиной 240 м и сечением 0,4 мм 2 . [10,2 Ом]

2. Какая масса меди требуется на изготовление электропровода длиной 1 км, чтобы его сопротивление составляло 10 Ом? Плотность меди 8,9∙10 3 кг/м 3 . [15,1 кг]

3. 3. Сопротивление цилиндрического алюминиевого провода диаметром 1 мм равно 4 Ом. Найдите его длину. [110 м]

4. Масса алюминиевого провода 270 г, а его сопротивление 2,8 Ом. Найдите его длину и площадь поперечного сечения. Плотность алюминия 2,7∙10 3 кг/м 3 . [100 м, 1 мм 2 ]

5. Длина цилиндрического медного провода в 10 раз больше, чем длина алюминиевого, а их массы одинаковы. Найдите отношение сопротивлений этих проводников. [60,7]

Читайте также:  Организация интернета на даче

6. Площади поперечных сечений и длины нихромовой и железной проволок одинаковы. Какая из них обладает большим сопротивлением; во сколько раз? (нихромовая, в 11 раз)

7. Площади поперечных сечений стальных проволок с одинаковыми длинами равны 0,5 мм 2 и 1 мм 2 . Какая из них обладает меньшим сопротивлением; во сколько раз? (сечением 1 мм 2 , в 20 раз)

8. Во сколько раз сопротивление стальной проволоки длиной 1 м больше сопротивления железной проволоки той же длины и такой же площади поперечного сечения? (в 1,5 раза)

9. Имеются две проволоки из одного и того же материала с одинаковой площадью поперечного сечения. Длина первой равна 20 см, второй 1 м. Сопротивление какой проволоки больше; во сколько раз? (второй, в 5 раз)

10. Алюминиевая и медная проволоки имеют равные массы и одинаковые площади поперечных сечений. Какая из проволок имеет большее сопротивление? (алюминиевая)

11. Имеются два однородных проводника, однако один из них в 8 раз длиннее другого, а второй имеет вдвое большую площадь поперечного сечения. Какой из проводников обладает большим сопротивлением; во сколько раз? (длинный, в 16 раз)

12. Два куска железной проволоки имеют одинаковые массы. Длина одного из них в 10 раз больше длины другого. Какой кусок проволоки имеет большее сопротивление; во сколько раз? (длинный проводник, больше в 100 раз)

13. После протягивания проволоки через волочильный станок длина ее увеличилась в 3 раза. Как изменилось сопротивление этой проволоки? (увеличилось в 9 раз)

14. После протягивания проволоки через волочильный станок длина ее увеличилась в 4 раза. Каким стало сопротивление этой проволоки, если до волочения ее сопротивление было 20 Ом? (320 Ом)

15. Определите, каким сопротивлением обладают железный проводник длиной 10 м и медный проводник длиной 100 м, если площади поперечных сечений этих проводников равны 1 мм 2 . (1 Ом; 1,7 Ом)

16. Вычислите, каким сопротивлением обладает нихромовый проводник длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,75 мм 2 . (7,3 Ом)

На практике нередко приходится рассчитывать сопротивление различных проводов. Это можно сделать с помощью формул или по данным, приведенным в табл. 1.

Влияние материала проводника учитывается с помощью удельного сопротивления, обозначаемого греческой буквой ? и представляющего собой сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Наименьшим удельным сопротивлением ? = 0,016 Ом•мм2/м обладает серебро. Приведем среднее значение удельного со п ротивления некоторых проводников:

Серебро — 0,016 , Свинец — 0,21 , Медь — 0,017 , Никелин — 0,42 , Алюминий — 0,026 , Манганин — 0,42 , Вольфрам — 0,055 , Константан — 0,5 , Цинк — 0,06 , Ртуть — 0,96 , Латунь — 0,07 , Нихром — 1,05 , Сталь — 0,1 , Фехраль — 1,2 , Бронза фосфористая — 0,11 , Хромаль — 1,45 .

Читайте также:  Комплектация икс бокс 360

При различных количествах примесей и при разном соотношении компонентов, входящих в состав реостатных сплавов, удельное сопротивление может несколько измениться.

Сопротивление рассчитывается по формуле:

где R — сопротивление, Ом; удельное сопротивление, (Ом•мм2)/м; l — длина провода, м; s — площадь сечения провода, мм2.

Если известен диаметр провода d, то площадь его сечения равна:

Измерить диаметр провода лучше всего с помощью микрометра, но если его нет, то следует намотать плотно 10 или 20 витков провода на карандаш и измерить линейкой длину намотки. Разделив длину намотки на число витков, найдем диаметр провода.

Для определения длины провода известного диаметра из данного материала, необходимой для получения нужного сопротивления, пользуются формулой

Примечание. 1. Данные для проводов, не указанных в таблице, надо брать как некоторые средние значения. Например, для провода из никелина диаметром 0,18 мм можно приблизительно считать, что площадь сечения равна 0,025 мм2, сопротивление одного метра 18 Ом, а допустимый ток равен 0,075 А.

2. Для другого значения плотности тока данные последнего столбца нужно соответственно изменить; например, при плотности тока, равной 6 А/мм2, их следует увеличить в два раза.

Пример 1. Найти сопротивление 30 м медного провода диаметром 0,1 мм.

Решение. Определяем по табл. 1 сопротивление 1 м медного провода, оно равно 2,2 Ом. Следовательно, сопротивление 30 м провода будет R = 30•2,2 = 66 Ом.

Расчет по формулам дает следующие результаты: площадь сечения провода: s= 0,78•0,12 = 0,0078 мм2. Так как удельное сопротивление меди равно 0,017 (Ом•мм2)/м, то получим R = 0,017•30/0,0078 = 65,50м.

Пример 2. Сколько никелинового провода диаметром 0,5 мм нужно для изготовления реостата, имеющего сопротивление 40 Ом?

Решение. По табл. 1 определяем сопротивление 1 м этого провода: R= 2,12 Ом: Поэтому, чтобы изготовить реостат сопротивлением 40 Ом, нужен провод, длина которого l= 40/2,12=18,9 м.

Проделаем тот же расчет по формулам. Находим площадь сечения провода s= 0,78•0,52 = 0,195 мм2. А длина провода будет l = 0,195•40/0,42 = 18,6 м.

Устанавливая рекомендуемое программное обеспечение вы соглашаетесь
с лицензионным соглашением Яндекс.Браузера и настольного ПО Яндекса .

Описание презентации по отдельным слайдам:

Сопротивление проводника Физика 11 класс

Сопротивление проводника – основная электрическая характеристика проводника. Ранее полученная формула Показывает, что сопротивление зависит от геометрических свойств (l-длины, S-площади) и материала проводника (n,t) Объясним эту зависимость на разных моделях.

Гидродинамическая аналогия. 2 3 4 Таблицааналогий Заряд,q Масса,m Силатока,I Массапроходящая через трубу в 1 с

Молекулярная модель Сначала вспомним как ведут себя свободные электроны в проводнике в отсутствии напряжения и при наличии его.

Молекулярная модель Следующий фрагмент демонстрирует зависимость сопротивления от площади

Молекулярная модель Следующий фрагмент демонстрирует зависимость сопротивления от длины проводника

Удельное сопротивление Воспользуемся еще раз формулой сопротивления

Удельное сопротивление Перепишем формулу сопротивления Единица измерения удельного сопротивления Ом∙м

Читайте также:  Готовим лозу винограда к зиме

Сопротивление проводника Из формулы видно что изменять величину сопротивления можно следующими способами: 1) меняя длину проводника. Приборы использующие этот принцип называются — реостат

Сопротивление проводника 2) меняя материал проводника. Проводники такого типа обладают постоянным сопротивлением и называются – резисторами (от лат. Resisto – сопротивляюсь.

Найдите сопротивление медной проволоки длиной 240 м и сечением 0,4 мм2 Задача 1. Дано: R-?

Сколько килограммов меди требуется на изготовление электропровода длиной 1 км, чтобы его сопротивление составляло 10 Ом? Плотность меди 8,9∙103 кг/ м3 Задача 2. Дано: m-? -масса необходимой меди, α-плотность Подставим полученное выражение для объема в формулу массы

Сопротивление цилиндрического алюминиевого проводника диаметром 1 мм равно 4 Ом. Найдите его длину. Задача 3. Дано: L-? Решение сводится к нахождению площади. Из условия понятно, что это площадь круга.

Масса алюминиевого провода 270 г, а его сопротивление 2,8 Ом. Найдите его длину и площадь поперечного сечения. Плотность алюминия 2,7*103 кг/м3 Задача 4. Дано: L-? S-?

Вычисления Задача 4. Дано: L-? S-?

Длина цилиндрического медного провода в 10 раз больше, чем длина алюминиевого, а их массы одинаковы. Найдите отношение сопротивлений этих проводников. Задача 5. Дано: Получим общую формулу связывающую сопротивление проводника и массу где α-обозначим плотность Тогда для каждого проводника соответственно

Длина цилиндрического медного провода в 10 раз больше, чем длина алюминиевого, а их массы одинаковы. Найдите отношение сопротивлений этих проводников. Задача 5. Дано: Вычисления Сопротивление медного проводника в данном случае в 200 раз больше алюминиевого

https://phet.colorado.edu/sims/html/resistance-in-a-wire/latest/resistance-in-a-wire_en.html Полезная ссылка можно использовать для закрепления

Устанавливая рекомендуемое программное обеспечение вы соглашаетесь
с лицензионным соглашением Яндекс.Браузера и настольного ПО Яндекса .

  • Пивень Юрий АлексеевичНаписать 2263 28.07.2017

Номер материала: ДБ-614438

Устанавливая рекомендуемое программное обеспечение вы соглашаетесь
с лицензионным соглашением Яндекс.Браузера и настольного ПО Яндекса .

    28.07.2017 2171
    28.07.2017 313
    28.07.2017 1169
    28.07.2017 854
    28.07.2017 374
    28.07.2017 381

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector