Зависимость сопротивления проводников от физических условий

При замыкании электрической цепи, на зажимах которой име­ется разность потенциалов, возникает электрический ток. Свобод­ные электроны под влиянием электрических сил поля перемещаются вдоль проводника. В своем движении свободные электроны наталкиваются на атомы проводника и отдают им запас своей кинетиче­ской энергии.

Таким образом, электроны, проходя по проводнику, встречают сопротивление своему движению. При прохождении элект­рического тока через проводник последний нагревается.

Электрическим сопротивлением проводника ( оно обозначается латинской буквой R) обусловлено явление преобразования электри­ческой энергии в тепловую при прохождении электрического тока по проводнику.

За единицу сопротивления принят 1 Ом. (Ω).

Прибор, обладающий переменным электрическим сопротивле­нием и служащий для изменения тока в цепи, называется р е о с т а т о м. Как правило, реостат изготовляется из проволоки того или иного сопро­тивления, намотанной на изолирую­щем основании. Ползунок или рычаг реостата ставится в определенное по­ложение, в результате чего в цепь вводится нужное сопротивление.

Длинный проводник малого по­перечного сечения создает току большое сопротивление. Короткие проводники большого поперечного сечения оказывают току малое сопротивление.

Если взять два проводника из разного материала, но одинаковой длины и сечения, то проводники будут проводить ток по-разному. Это показывает, что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника.

Температура проводника тоже оказывает влияние на его сопро­тивление. С повышением температуры сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Только некоторые специальные металлические сплавы (манганин, константан, никелин и др.) с увеличением температуры своего со­противления почти не меняют.

Итак, мы видим, что электрическое сопротивление проводника зависит от длины проводника, поперечного сечения проводника, ма­териала проводника, температуры проводника.

При сравнении сопротивлений проводников из различных ма­териалов необходимо брать для каждого образца определенную длину и сечение. Тогда мы сможем судить о том, какой материал лучше или хуже проводит электрический ток.

Обычно проводимость обозначается буквой q.

Электрическая проводимость –величина обратная сопротивлению измеряется в сименсах.

q= 1/ R

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЙ,

НАПРЯЖЕНИЕ.

Чтобы электрический ток проходил по цепи продолжительное время, нужно непрерывно поддерживать разность потенциалов на полюсах источника напряжения, к которому присоединена электрическая цепь. Анало­гично этому, если соединить трубкой два сосуда с различ­ными уровнями воды, то вода будет переходить из одного сосуда в другой до тех пор, пока уровни в сосудах не сравняются. Поддерживая разность уровней в этих со­судах, можно добиться того, что движение воды по трубке между сосудами будет про­должаться непрерывно.

Внутри источника элек­трической энергии действует сила, которая должна непре­рывно поддерживать ток в цепи, т. е., иначе говоря, должна обеспечивать работу этого источника.

Причина, которая устанав­ливает и поддерживает раз­ность потенциалов на зажимах источника, вызывает ток в цепи, преодолевая ее внешнее 'и внутреннее сопротивления, называется электродвижущей силой (сокращенно э. д. с.) и обо­значается буквой Е.

 

Электродвижущая сила источников электрической энергии воз­никает под влиянием причин, специфических для каждого из них. В химических источниках электрической энергии (гальваниче­ских элементах, аккумуляторах) э. д. с. получается в результате химических реакций, в генераторах э. д. с. возникает вследствие электромагнитной индукции, в термоэлементах — за счет тепловой энергии.

Разность потенциалов, вызывающая прохождение тока через сопротивление участка электрической цепи, называется напря­жением между концами этого участ­ка. Электродвижущая сила и на­пряжение измеряются в вольтах. Для измерения э. д. с. и напря­жения служат особые приборы — вольтметры

 Чтобы измерить э. д. с. источника, необходимо вольтметр при­соединить к зажимам источника при разомкнутой внешней цепи. Для измерения напряжения на каком-либо участке элект­рической цепи вольтметр нужно включить параллельно к концам  этого участка.