Глава 7. Электрический ток

§ 53. Расчёт сопротивления проводника. Реостаты

Что называют электрическим сопротивлением проводника?

1. Анализируя природу электрического сопротивления, можно высказать предположение, что сопротивление зависит от длины и толщины (площади поперечного сечения) проводника, а также материала, из которого он изготовлен.

Проверим на опыте справедливость этой гипотезы.

Соберём цепь, изображённую на рисунке 178. На специальной панели закреплены различные проводники. К источнику тока будем по очереди подключать эти проводники и сравнивать значения силы тока, которые покажет в каждом случае демонстрационный амперметр. Будем подключать исследуемые проводники, например, в такой последовательности:

1) никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины;

2) никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины;

3) никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины.

Соберём цепь

Учитывая, что напряжение в цепи постоянно (показания вольтметра не меняются), и отмечая с помощью амперметра значение силы тока в каждом случае, можно убедиться в правильности высказанного предположения.

Таким образом мы обнаружим, что сопротивление проводников увеличивается с увеличением их длины и уменьшается при увеличении толщины проводников; сопротивление никелиновой проволоки меньше, чем такого же размера проволоки из нихрома.

Зависимость сопротивления проволочного проводника от его размеров и материала, из которого он изготовлен, впервые исследовал Ом. Он установил, что

сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от материала проводника.

Эту зависимость можно записать так:

сопротивление проводника

где l — длина проводника, S — площадь его поперечного сечения, ρ — величина, характеризующая материал, из которого сделан проводник. Эта величина, называемая удельным сопротивлением проводника, равна сопротивлению проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

2. Пользуясь формулой для расчёта сопротивления проводника, можно определить единицу удельного сопротивления:

единицу удельного сопротивления

Поскольку единица сопротивления 1 Ом, длины 1 м и площади 1 м², то единицей удельного сопротивления будет:

удельного сопротивления

Часто площадь поперечного сечения измеряют в мм², поэтому в справочниках значения удельного сопротивления приводятся таком-же в Будьте внимательны и всегда смотрите на единицу удельного сопротивления, когда пользуетесь табличными данными.

Продолжение >>>