Zakoni otpornosti i jedinica za otpornost
Otpornost ili koeficijent otpornosti
Otpornost ili koeficijent otpornosti je osobina materije, zbog koje materija pruža otpor toku struje kroz nju. Otpornost ili koeficijent otpornosti bilo koje materije lako se može izračunati pomoću formule izvedene iz Zakona o otpornosti.
Zakoni o otpornosti
Otpornost bilo koje materije zavisi od sledećih faktora,
Dužina materije.
Površina preseka materije.
Priroda materijala materije.
Temperatura materije.
Postoje uglavnom četiri (4) zakona o otpornosti, iz kojih se otpornost ili specifična otpornost bilo koje materije lako može odrediti.
Prvi zakon o otpornosti
Otpornost materije je direktno proporcionalna dužini materije. Električna otpornost R materije je
Gde je L dužina materije.
Ako se dužina materije poveća, put koji elektroni pređu se takođe povećava. Ako elektroni putuju duže, sudaraju se više, i kao posledica broj elektrona koji prođu kroz materiju postaje manji; stoga struja kroz materiju opada. Drugim rečima, otpornost materije raste sa povećanjem dužine materije. Ova relacija je takođe linearna.
Drugi zakon o otpornosti
Otpornost materije je obrnuto proporcionalna površini preseka materije. Električna otpornost R materije je
Gde je A površina preseka materije.
Struja kroz bilo koju materiju zavisi od broja elektrona koji prođu kroz presek materije po jedinici vremena. Dakle, ako je presek materije veći, onda može proći više elektrona kroz presek. Prolaženje više elektrona kroz presek po jedinici vremena dovodi do veće struje kroz materiju. Za fiksni napon, veća struja znači manju električnu otpornost i ova relacija je linearna.
Otpornost
Kombinovanjem ovih dva zakona dobijamo,
Gde je ρ (rho) konstanta proporcionalnosti i poznata kao otpornost ili specifična otpornost materijala vodilac ili materije. Sada, ako stavimo L = 1 i A = 1 u jednačinu, dobijamo, R = ρ. To znači da je otpornost materijala jedinične dužine sa jediničnom površinom preseka jednaka njegovoj otpornosti ili specifičnoj otpornosti. Otpornost materijala može se alternativno definisati kao električna otpornost između suprotnih strana kocke jediničnog zapremine tog materijala.
Treći zakon o otpornosti
Otpornost materije je direktno proporcionalna otpornosti materijala od kojeg je materija izrađena. Otpornost svih materijala nije ista. Zavisi od broja slobodnih elektrona, veličine atoma materijala, vrste vezanja u materijalu i mnogih drugih faktora strukture materijala. Ako je otpornost materijala visoka, otpor koji materija pruža je takodje visok i obrnuto. Ova relacija je takođe linearna.
Četvrti zakon o otpornosti
Temperatura materije takođe utiče na otpor koji materija pruža. To je zato što toplotna energija dovodi do veće međuatomske vibracije u metale, a stoga elektroni imaju više prepreka tokom svoje migracije od kraja niže potencijalne energije do kraja više potencijalne energije. Stoga, u metalnim materijalima, otpornost raste sa povećanjem temperature. Ako je materija nemetalna, sa povećanjem temperature, više kovalentnih veza se prekida, što dovodi do više slobodnih elektrona u materijalu. Stoga, otpornost pada sa porastom temperature.
Zbog toga navođenje otpornosti bilo koje materije bez navođenja njene temperature je besmisleno.
Jedinica za otpornost
Jedinica za otpornost može se lako odrediti iz njene jednačine
Jedinica za otpornost je Ω – m u MKS sistemu i Ω – cm u CGS sistemu, a 1 Ω – m = 100 Ω – cm.
Spisak otpornosti različitih često korišćenih materijala
