Сопротивление проводника. Закон Ома

Электрическое сопротивление

Когда по проводнику течёт ток, заряженные частицы сталкиваются с частицами вещества и теряют часть энергии. Способность проводника препятствовать прохождению тока называют электрическим сопротивлением. Обозначается буквой R и измеряется в омах (Ом).

Один ом — это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении один вольт сила тока равна одному амперу.

От чего зависит сопротивление

Сопротивление проводника зависит от его материала, длины и площади поперечного сечения:

R = ρ · L / S

где ρ — удельное сопротивление материала, L — длина проводника, S — площадь поперечного сечения. Чем длиннее провод, тем больше сопротивление; чем толще провод, тем сопротивление меньше.

Закон Ома для участка цепи

Связь между силой тока, напряжением и сопротивлением установил немецкий учёный Георг Ом. Закон Ома для участка цепи звучит так: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна его сопротивлению.

I = U / R

где I — сила тока в амперах, U — напряжение в вольтах, R — сопротивление в омах.

Таблица величин

Разбор примера

К проводнику сопротивлением 20 ом приложили напряжение 60 вольт. Какова сила тока?

I = U / R = 60 / 20 = 3 А

Из закона Ома можно выразить и другие величины: U = I · R и R = U / I. Эти три формулы — рабочий инструмент при расчёте любых электрических цепей.

Удельное сопротивление

Величина ρ в формуле сопротивления называется удельным сопротивлением и зависит только от вещества проводника. Она показывает сопротивление проводника длиной один метр и площадью сечения один квадратный миллиметр. У металлов удельное сопротивление маленькое, поэтому из них делают провода. У серебра и меди оно наименьшее, а у нихрома — большое, поэтому из нихрома изготавливают нагревательные элементы.

Реостат

Чтобы плавно менять сопротивление в цепи, используют реостат. Передвигая ползунок, мы изменяем длину включённого проводника, а значит, и его сопротивление. Так регулируют силу тока, например меняют яркость лампы или скорость вращения двигателя.

Частые ошибки. Сопротивление проводника не зависит от приложенного напряжения и силы тока — оно определяется только материалом и размерами проводника. Деление R = U / I лишь позволяет вычислить сопротивление, но не означает, что оно меняется при изменении тока.

Кратко о главном

• Сопротивление R характеризует, насколько проводник мешает току; измеряется в омах.
• Оно зависит от материала, длины и сечения: R = ρ · L / S.
• Закон Ома для участка цепи: I = U / R.
• Из него следуют формулы U = I · R и R = U / I.