Elektriese Weerstand: Wat is dit?

Electrical4u

Veld: Basiese Elektriese

China

Wat is Elektriese Weerstand?

Weerstand (ook bekend as ohmse weerstand of elektriese weerstand) is 'n maatstaf van die teenstand teen stroombeweging in 'n elektriese sirkel. Weerstand word gemeet in ohms, gesymboliseer deur die Griekse letter omega (Ω).

Hoe groter die weerstand, hoe groter die barrière teen die stroombeweging.

Wanneer 'n potensiaalverskil aangebring word op 'n geleider, begin die stroom vloei, of die vry elektrone begin beweeg. Terwyl hulle beweeg, bots die vry elektrone met die atome en molekules van die geleider.

As gevolg van botsing of belemmering, word die tempo van die vloei van elektrone of elektriese stroom beperk. Daarom kan ons sê dat daar 'n teenstand teen die vloei van elektrone of stroom is. Dus, hierdie teenstand wat deur 'n stof aangebied word teen die vloei van elektriese stroom, word weerstand genoem.

Die weerstand van 'n geleidende materiaal word gevind om—

reguit eweredig aan die lengte van die materiaal
omgekeerd eweredig aan die kruisdoorsnee-area van die materiaal
hang af van die aard van die materiaal
Hang af van die temperatuur

Wiskundig kan die weerstand van 'n geleidende materiaal uitgedruk word as,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

Waar R = weerstand van die geleier is

$l$ = lengte van die geleier

a = dwarsdoorsnede-area van die geleier

$\rho$ = konstante van proporsionaliteit van die materiaal, bekend as spesifieke weerstand of resistiviteit van die materiaal

Definisie van 1 Ohm Weerstand

As 'n potensiaal van 1 volt toegepas word oor twee leidings van 'n geleier en as 'n stroom van 1 amper deur dit vloei, word die weerstand van daardie geleier een ohm genoem.

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \end{align*}$

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

Watter is elektriese weerstand gemeet in (eenhede)?

Elektriese weerstand word gemeet in (die SI-eenheid vir 'n weerstander) ohm, en Ω stel dit voor. Die eenheid ohm (Ω) is vernoem na die groot Duitse fisikus en wiskundige Georg Simon Ohm.

In die SI-stelsel is 'n ohm gelyk aan 1 volt per ampère. Dus,

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

Dit beteken dat weerstand ook in volt per ampère gemeet word.

Westers word oor 'n wyd verskeidenheid waardes vervaardig en gespesifiseer. Die eenheid ohm word normaalweg vir matige weerstandswaardes gebruik, maar groot en klein weerstandswaardes kan in milliohm, kiloohm, megaohm, ens. uitgedruk word.

Daarom word die afgeleide eenhede van weerspannings volgens hul waardes gemaak, soos in die tafel hieronder aangedui.

Unit Name	Abbreviation	Values in Ohm $(\Omega)$
Milli Ohm	$m\,\,\Omega$	$10^-^3\,\,\Omega$
Micro Ohm	$\micro\,\,\Omega$	$10^-^6\,\,\Omega$
Nano Ohm	$n\,\,\Omega$	$10^-^9\,\,\Omega$
Kilo Ohm	$K\,\,\Omega$	$10^3\,\,\Omega$
Mega Ohm	$M\,\,\Omega$	$10^6\,\,\Omega$
Giga Ohm	$G\,\,\Omega$	$10^9\,\,\Omega$

Afgeleide Eenheid van Weerstanden

Sinnebeeld vir Elektriese Weerstand

Daar is twee hoof skakelsinnebely ten einde elektriese weerstand.

Die mees algemene sinnebeeld vir 'n weerstand is 'n zig-zag lyn wat wyd in Noord-Amerika gebruik word. Die ander skakelsinnebeeld vir 'n weerstand is 'n klein reghoek wat wyd in Europa en Asië gebruik word, bekend as die internasionale weerstands-sinnebeeld.

Die skakelsinnebeeld vir weerstand word in die onderstaande beeld getoon.

企业微信截图_17099630627029.png 企业微信截图_17099630544755.png

Formule vir Elektriese Weerstand

Die basiese formule vir weerstand is:

Die verhouding tussen Weerstand, Spanning en Stroom (Ohm se Wet)
Die verhouding tussen Weerstand, Krag en Spanning
Die verhouding tussen Weerstand, Krag en Stroom

Hierdie verhoudings word in die onderstaande beeld opgesom.

Weerstand Formule 1 (Ohm se Wet)

Volgens Ohm se wet

$\begin{align*} V = I * R \end{align*}$

Dus is weerstand die verhouding van voorspanning en stroom.

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \,\,\Omega \end{align*}$

Weerstandformule 2 (Krag en Spanning)

Die oorgedraaide krag is die produk van voorspanning en elektriese stroom.

$\begin{align*} P = V * I \end{align*}$

Stel nou $I = \frac{V}{R}$ in die bostaande vergelyking, dan kry ons,

$\begin{align*} P = \frac{V^2}{R} \end{align*}$

Dus kry ons dat weerstand die verhouding is van die kwadraat van die voorsieningspanning en krag. Wiskundig gesproke,

$\begin{align*} R = \frac{V^2}{P} \,\,\Omega \end{align*}$

Weerstandformule 3 (Krag en Stroom)

Ons weet dat, $P = V * I$

Stel $V = I *R$ in die bo-vereenvoudigde vergelyking, dan kry ons,

$\begin{align*} P = I^2 * R \end{align*}$

Dus, ons kry weerstand as die verhouding van krag en die vierkant van die stroom. Wiskundig,

$\begin{align*} R = \frac{P}{I^2} \,\, \Omega \end{align*}$

Verskil tussen AC en DC Weerstand

Daar is 'n verskil tussen AC weerstand en DC weerstand. Laat ons dit kort bespreek.

AC Weerstand

Die algehele weerstand (insluitend weerstand, induktiewe reaksie, en kapasitiewe reaksie) in AC-sirkels word impedans genoem. Dus, AC weerstand word ook impedans genoem.

Weerstand = Impedans d.w.s.,

$\begin{align*} R = Z \end{align*}$

Die volgende formule gee die waarde van AC-weerstand of impedansie van AC-sirkels,

$\begin{align*} R_A_C = \sqrt{R^2 + (X_L-X_C)^2} \,\, \Omega \end{align*}$

DC-weerstand

Die grootte van DC is konstant, d.w.s. daar is geen frekwensie in DC-sirkels; dus kapasitiewe reaksie en induktiewe reaksie in DC-sirkels is nul.

Daarom speel slegs die weerstandswaarde van die geleier of draad 'n rol wanneer dit aan 'n DC-bron blootgestel word.

Dus kan ons, volgens Ohm se wet, die waarde van DC-weerstand bereken.

$\begin{align*} R_D_C = \frac{V}{I} \,\, \Omega \end{align*}$

Watter een is meer AC-weerstand of DC-weerstand?

Daar is geen vel-effek in DC-sirkels omdat die frekwensie in 'n DC-toevoer nul is. Daarom is die AC-weerstand meer as die DC-weerstand as gevolg van vel-effekte.

$\begin{align*} R_A_C = R_D_C \end{align*}$

Gewoonlik is die waarde van AC-weerstand 1,6 keer die waarde van DC-weerstand.

$\begin{align*} R_A_C = 1.6 * R_D_C \end{align*}$

Elektriese Weerstand, Verwarming en Temperatuur

Elektriese Weerstand en Verwarming

Wanneer elektriese stroom (d.w.s. die vloei van vry elektrone) deur 'n geleider gaan, is daar 'n sekere 'wrywing' tussen die bewegende elektrone en die molekules van die geleider. Hierdie wrywing word as elektriese weerstand verwys.

Dus, word die elektriese energie wat aan die geleider gegee word, omgeset na warmte as gevolg van wrywing of elektriese weerstand. Dit staan bekend as die verwarmings-effek van 'n elektriese stroom wat deur elektriese weerstand geproduseer word.

As 'n voorbeeld, as 'n stroom van I amperes deur 'n geleider met weerstand R ohms vir t sekondes vloei, is die gegee elektriese energie I2Rt joules. Hierdie energie word in die vorm van hitte omgeskakel.

Dus,

$\begin{align*} Heat \,\, produced \,\,(H) = I^2 * R * t \,\, joules \end{align*}$

$\begin{align*} = \frac{I^2 * R * t}{4.186} \,\, calories \end{align*}$

Hierdie verhitteffek word gebruik om baie verhittende elektriese toerusting te vervaardig soos 'n elektriese verhitter, elektriese broodrooster, elektriese ketel, elektriese ysijser, soldeeris, ens. Die basiese beginsel van hierdie toerusting is dieselfde, d.w.s. wanneer 'n elektriese stroom deur 'n hoë weerstand (genoem 'n verhitelement) vloei, word dus die benodigde hitte geproduseer.

Een van die mees algemeen gebruikte legering van nikkel en krom genaamd nichrome het 'n weerstand van meer as 50 keer daardie van koper.

Effek van temperatuur op elektriese weerstand

Die weerstand van alle materiaal word beïnvloed deur 'n verandering in temperatuur. Die effek van die temperatuurverandering is anders afhangende van die materiaal.

Metalles

Die elektriese weerstand van puur metale (bv. koper, aluminiun, silwer, ens.) neem toe met 'n toename in temperatuur. Hierdie toename in weerstand is groot vir die normale temperatuurbereik. Dus het metale 'n positiewe temperatuurkoëffisiënt van weerstand.

Legieringe

Die elektriese weerstand van legieringe (bv. nichroom, manganien, ens.) neem ook toe met 'n toename in temperatuur. Hierdie toename in weerstand is onreëlmatig en relatief klein. Dus het legieringe 'n lae waarde van 'n positiewe temperatuurkoëffisiënt van weerstand.

Semi-geleiers, isolerders & elektrolite

Die elektriese weerstand van semi-geleiers, isolerders & elektrolite neem af met 'n toename in temperatuur. Wanneer die temperatuur verhoog word, word baie vry elektrone geskep. Dus is daar 'n daling in die waarde van elektriese weerstand. Dus het sulke materiaal 'n negatiewe temperatuurkoëffisiënt van weerstand.

Algemene vrae oor weerstand

Elektriese weerstand van die menslike liggaam

Die weerstand van die menslike vel is hoog, maar die interne liggaamweerstand is laag. Wanneer die menslike liggaam droog is, is sy gemiddelde effektiewe weerstand hoog, en wanneer dit nat is, verminder die weerstand aansienlik.

Onder droë omstandighede bied die menslike liggaam 'n effektiewe weerstand van 100 000 ohms, en onder nat omstandighede of gebreekte vel, word die weerstand verminder tot 1000 ohms.

As hoëspanningselektriese energie in die menslike vel kom, breek dit vinnig die menslike vel af, en word die weerstand wat deur die liggaam gebied word, verminder tot 500 ohms.

Elektriese Weerstand van Lug

Ons weet dat die elektriese weerstand van enige materiaal afhang van die spesifieke weerstand of resistiwiteit van daardie materiaal. Die spesifieke weerstand of resistiwiteit van lug is ongeveer $10^6$ tot $10^1^5$ $\Omega-m$ by 200 C.

Die elektriese weerstand van lug is 'n maatstaf vir die vermoë van lug om 'n elektriese stroom te weerstaan. Lugweerstand is die gevolg van botsings tussen die voorste oppervlak van die objek en lugmolekules. Die twee hooffaktore wat die hoeveelheid lugweerstand beïnvloed, is die spoed van die objek en die kruisdoorsnee-area van die objek.

'n Ineenstorting of dielektriese sterkte van lug is 21.1 kV/cm (RMS) of 30 kV/cm (piek), wat beteken dat lug elektriese weerstand bied tot 21.1 kV/cm (RMS) of 30 kV/cm (piek). As die elektrostatische spanning in die lug bo 21.1 kV/cm (RMS) gaan, vind 'n ineenstorting van lug plaas; dus kan ons sê dat lugweerstand nul word.

Elektriese Weerstand van Water

Die spesifieke weerstand of resistiwiteit van water is 'n maatstaf vir die vermoë van water om 'n elektriese stroom te weerstaan, wat afhang van die koncentrasie van opgeloste sout in die water.

Puur water het 'n hoër waarde van spesifieke weerstand of resistiwiteit omdat dit geen ionne bevat nie. Wanneer sout in puur water oplos, word vrye ionne geproduseer. Hierdie ionne kan 'n elektriese stroom geleidelik; dus verminder die weerstand.

Water met 'n hoë koncentrasie van opgeloste sout sal 'n lae spesifieke weerstand of resistiwiteit hê en vice versa. Die tabel hieronder wys die waarde van resistiwiteit vir verskillende tipes water.

Tipes van water	Weerstand in Ohms-m $(\Omega-m)$
Suiwer Water	20,000,000
See water	20-25
Destilleerde Water	500,000
Reënwater	20,000
Rivierwater	200
Drinkwater	2 tot 200
Gedestilleerde Water	180,000

Elektriese Weerstand van Koper

Koper is 'n goeie geleier; daarom het dit 'n lae weerstandswaarde. Die natuurlike weerstand wat deur koper aangebied word, staan bekend as die spesifieke weerstand of weerstandskoëffisiënt van koper.

Die waarde van die spesifieke weerstand of weerstandskoëffisiënt van koper is $1.68 * 10^-^8\,\,\Omega-m$ .

Hoe Noem Jy die Verskynsel Wanneer Elektriese Weerstand Nul Is?

Wanneer die elektriese weerstand nul is, word hierdie verskynsel supergeleidigheid genoem.

Volgens Ohm se wet,

$\begin{align*} I = \frac{V}{R} \end{align*}$

As die elektriese weerstand, d.w.s., R = 0, dan

$\begin{align*} I = \frac{V}{0} = \infty \end{align*}$

Dus, 'n oneindige stroom wat deur die geleier vloei as die weerstand van die geleier nul is; hierdie verskynsel word supergeleidigheid genoem.

Ons kan ook sê dat as die elektriese weerstand nul is, dit oneindige geleidbaarheid het.

$\begin{align*} G = \frac{1}{R} = \frac{1}{0} = \infty \end{align*}$

Hoe Beïnvloed Weerstandswaarde Weerstand?

Soos ons weet, kan die weerstand van 'n geleidend materiaal uitgedruk word as,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

Waar R = weerstand van die geleider

$l$ = lengte van die geleider

a = dwarsdoorsnede van die geleider

$\rho$ = konstante van proporsionaliteit van die materiaal, bekend as spesifieke weerstand of weerspanning van die materiaal

As $l = 1\,\,m , a = 1\,\,m^2$ dan

$\begin{align*} R = \rho \end{align*}$

Dus, spesifieke weerstand of weerspanning van 'n materiaal is die weerstand wat deur 'n eenheid lengte en eenheid dwarsdoorsnede van die materiaal gebied word.

Ons weet dat elke geleidende materiaal 'n verskillende waarde van spesifieke weerstand of weerspanning het; dus, die weerstandswaarde hang af van die lengte en area van die geleidende materiaal wat gebruik word.

Bron: Electrical4u

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels is waardoor gedeel word, as daar inbreuk is verwys na verwydering.