Elektriline vastus: Mida see on?

Electrical4u

Väli: Põhiline Elekter

China

Mis on elektriline vastus

Vastus (ka teada kui ohmi vastus või elektriline vastus) on mõõt viitavatele takistustele voolu voolamiseks elektrilises ringis. Vastus mõõdetakse omadega, mida tähistatakse kreeka tähega omega (Ω).

Mida suurem on vastus, seda suurem on takistus voolu voolamiseks.

Kui pingevahetust rakendatakse joonestikule, hakkab vool voolama, või vaba elektronid hakkavad liikuma. Liikudes, tabuvad vabad elektronid joonestiku aatomide ja molekulidega.

Tabumise või takistuse tõttu piiratakse elektronide või elektrivoolu voolamiskiirus. Seega, saame öelda, et on mingi vastand voolavaile elektronidele või voolule. Nii, see vastand, mille materjal pakkub elektrivoolu voolamisele, nimetatakse vastuseks.

Joonelejärgse materjali vastus leiame järgmisena—

võrdeliste suurusega materjali pikkusega
vastupidises suhte materjali ristlõikeala suurusega
sõltub materjali olemusest
Sõltub temperatuurist

Matemaatiliselt saab joonelejärgse materjali vastust väljendada nimega,

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

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

Kus R = johturi vastus

$l$ = johturi pikkus

a = johturi lõikepindala

$\rho$ = materjali proportsionaalsuse konstant, mida nimetatakse spetsiifiliseks vastuseks või vastupärasuseks materjalile

Ühe ohmi vastuse definitsioon

Kui johturi kahel kätele rakendatakse 1 voolu potentsiaal ja kui sel läbi tuleb 1 ampeeri vool, siis selle johturi vastus on üks ohm.

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

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

Mis mõõdetud elektriline vastus (ühikutes)?

Elektriline vastus mõõdetakse (SI ühik vastuse) ohmides, mis tähistatakse Ω. Ühiku ohm (Ω) on nimetatud suure saksamaa füüsiku ja matemaatiku Georg Simon Ohmi järgi.

SI süsteemis on üks ohm võrdne ühe voltiga amperit kohta. Seega,

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

Seetõttu mõõdetakse vastust ka voltide arvuna amperit kohta.

Vastused toodetakse ja määratakse laia väärtusvahemiku kohal. Ohmiühik kasutatakse tavaliselt mõõdikate vastuvastuse tähistamiseks, kuid suuri ja väikeseid vastuvastuse väärtusi võib väljendada milliohmides, kiloohmides, megaohmides jne.

Seega on vastuvastuste tuletatud ühikud koostatud nende väärtuste järgi, nagu allpool näidatud tabelis.

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	$G\,\,\Omega$	$10^9\,\,\Omega$

Vastuseadiku tuletud ühik

Elektrilise vastuse sümbol

Elektrilise vastuse jaoks kasutatakse kaks peamist silmitsümbolit.

Kõige levinum vastuseadiku sümbol on zigzagjoon, mida laialdaselt kasutatakse Põhja-Ameerikas. Teine vastuseadiku sümbol on väike ristkülik, mida laialdaselt kasutatakse Euroopas ja Aasias ning mida nimetatakse rahvusvaheliseks vastuseadiku sümboliks.

Vastuseadiku silmitsümbolid on näidatud järgmisel pildil.

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

Vastuse valem

Vastuse põhivalem on:

Vastuse, voltaga ja vooluga seotud suhe (Ohmi seadus)
Vastuse, võimu ja voltaga seotud suhe
Vastuse, võimu ja vooluga seotud suhe

Need suhted on kokku võetud järgmisel pildil.

Vastuse valem 1 (Ohmi seadus)

Ohmi seaduse kohaselt

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

Nii on vastavus ühenduse pinge ja voolu suhte.

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

Vastavuse valem 2 (Töö ja pinge)

Ülekanneeritud töö on ühenduse pinge ja elektrivoolu korrutis.

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

Nüüd asendame $I = \frac{V}{R}$ ülalolevasse võrrandisse, saame

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

Nii saame, et vastus on toitepinge ruudu ja võimu suhe. Matemaatiliselt,

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

Vastuse valem 3 (võim ja vool)

Teame, et $P = V * I$

Asendades $V = I *R$ eespool olevasse võrrandisse, saame

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

Nii saame, et vastus on võimsuse ja voolu ruudu suhe. Matemaatiliselt,

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

Alternatiivse ja pöördvoolu vastuse erinevus

On erinevus alternatiivse (AC) ja pöördvoolu (DC) vastuse vahel. Vaatame seda lühidalt.

Alternatiivse voolu (AC) vastus

Koguvastus (kaasa arvatud vastus, induktiivne reaktants ja kapatsiitiline reaktants) alternatiivses voolus nimetatakse impedantsiks. Seega, alternatiivse voolu vastust nimetatakse ka impedantsiks.

Vastus = Impedants, st,

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

Järgmine valem andestab AC põhja või impedantsi AC võrkudes,

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

DC põhi

DC suurus on konstantne, st DC võrkudes ei ole sagedust, seega on DC võrkudes kapatsiivne reaktants ja induktiivne reaktants null.

Seetõttu mängib rolli ainult juhtjõu või juhe vastandväärtus, kui see on allutatud DC tarnimisele.

Nii saame Ohmi seaduse järgi arvutada DC vastandväärtuse.

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

Mis on suurem: AC vastand või DC vastand?

DC vooltil ei ole nahkatehingut, sest DC toite sagedus on null. Seetõttu on AC vastus tugevam kui DC vastus nahkatehingu tõttu.

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

Tavaliselt on AC vastuse väärtus 1,6 korda suurem kui DC vastuse väärtus.

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

Elektriline vastus, soojenemine ja temperatuur

Elektriline vastus ja soojenemine

Kui elektrivool (vaba elektronide voog) läbib joont, tekib mõningane 'prits' liikuvate elektronide ja joone molekulide vahel. Selle pritsi nimetatakse elektriliseks vastuseks.

Nii, et elektriline energia, mis annetakse joonele, teisendatakse soojusena elektrilise vastuse tõttu. Seda nimetatakse elektrivoolu soojenemise efektiks, mida põhjustab elektriline vastus.

Näiteks, kui läbi joon läheb I amperit voolu vastusega R ohmit sekundides t aega, siis elektriline energia, mida antakse, on I2Rt džoule. See energia teisendatakse soojusena.

Seega,

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

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

Selle soojenemise efekt kasutatakse paljude soojendavate elektriseadmete tootmiseks, nagu näiteks elektriline soojur, elektriline tostik, elektriline keetja, elektriline sõlm, löömistööri, jne. Nende seadmete põhiline printsiip on sama, st kui elektrivool liigub suure vastupanuga (nimetatud soojenduselam), siis see nii toodab vajaliku soojuse.

Üks kõige levinumalt kasutatav nikkeli ja kroomi leguurium, nimetatud nichrome, omab vastupanu, mis on üle 50 korda suurem kui vaesu.

Temperatuuri mõju elektrilisele vastupangule

Kõigi materjalide vastupanus on mõjutatud temperatuuri muutustest. Temperatuuri muutuste mõju on erinev sõltuvalt materjalist.

Mette

Puhaste metallide (nt vask, alumiinium, hõbe jne) elektriline vastus tõuseb temperatuuri tõusuga. See vastuse suurenemine on oluline tavapärasel temperatuuride vahemikul. Seega, metallidel on positiivne temperatuurkordaja vastuses.

Ligandid

Ligandid (nt nikrohm, manganiin jne) elektriline vastus tõuseb ka temperatuuri tõusuga. See vastuse suurenemine on ebaregulaarne ja suhteliselt väike. Seega, ligandidel on madal positiivse temperatuurkordaja väärtus.

Poolsilindid, eraldajad ja elektrolüütid

Poolsilindide, eraldajate ja elektrolüütide elektriline vastus väheneb temperatuuri tõusuga. Kui temperatuur tõuseb, luuakse palju vabasid elektronit. Seega, elektrilise vastuse väärtus langed. Seega, sellisel materjalil on negatiivne temperatuurkordaja vastuses.

Levinud küsimused vastuse kohta

Inimese keha elektriline vastus

Inimese nahale vastus on kõrge, aga sisetoodete vastus on madal. Kui inimese keha on kuiv, on tema keskmine tõhus vastus kõrge, ja kui see on nime, siis vastus märkimisväärselt väheneb.

Kuiva tingimustes on inimese keha poolt pakkuda olev tõhus vastus 100 000 ohmit, ja nime või katkesta nahast oludes vähendub vastus 1000 ohmiini.

Kui inimese nahale jõuab kõrgepingeline elektriline energia, siis see kiiresti murdab inimese nahka, ja keha poolt pakkuda olev vastus väheneb 500 ohmiini.

Õhukeste elektriline vastus

Teadame, et mis tahes materjali elektriline vastus sõltub selle materjali vastupanuvõimsusest või spetsiifilisest vastustikusest. Õhukeste vastupanuvõimsus või spetsiifiline vastus on umbes $10^6$ kuni $10^1^5$ $\Omega-m$ 200 C.

Õhukeste elektriline vastus mõõdab õhu võimet vastata elektrivoolule. Õhukeste vastus on tulemus objekti eespoolse pinnaga ja õhuhüpoteegide kokkupõrgetest. Kaks peamist tegurit, mis mõjutavad õhukeste suurust, on objekti kiirus ja objekti lõikepindala.

Õhu murdmine või dielektriline tugevus on 21,1 kV/cm (RMS) või 30 kV/cm (tipp), mis tähendab, et õhk pakub elektrilist vastust kuni 21,1 kV/cm (RMS) või 30 kV/cm (tipp). Kui õhus olev elektrostaatiline pingeline ületab 21,1 kV/cm (RMS), toimub õhu murdmine; seega võime öelda, et õhukeste vastus läheb nulliks.

Vee elektriline vastus

Vee spetsiifiline vastus või vastupanuvõimsus mõõdab vee võimet vastata elektrivoolule, mis sõltub lahustatud soolade konsentratsioonist vees.

Puhast vett iseloomustab kõrgem spetsiifiline vastus või vastupanuvõimsus, kuna see ei sisalda ionite. Kui soolad lahkuvad puhas vee, tekivad vabad ionid. Need ionid saavad juhtida elektrivoolu, seega langes vastus.

Vesi, mis sisaldab kõrget konsentratsiooni lahustatud soolaid, omab madalamat spetsiifilist vastust või vastupanuvõimsust ja vastupidi. Allpool olev tabel näitab erinevate veinide vastupanuvõimsuse väärtusi.

Vesi tüübid	Tundlikkus Ohm-m $(\Omega-m)$
Puhane vesi	20 000 000
Merevesi	20-25
Küttevesi	500 000
Sademavesi	20 000
Jõgi vesi	200
Joogivesi	2 kuni 200
Deioniseeritud vesi	180 000

Vähi vastus

Vask on hea juhtiv, seega tal on madal vastuse väärtus. Vasku poolt pakkuda olev loomulik vastus nimetatakse vasku spetsiifiliseks vastuseks või vasku vastuseaduseks.

Vasku spetsiifiline vastus või vastuseadus on $1.68 * 10^-^8\,\,\Omega-m$ .

Mis on nimi nähtusele, kui elektriline vastus on null?

Kui elektriline vastus on null, siis seda nähtust nimetatakse superjuhtivuseks.

Ohmi seaduse kohaselt,

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

Kui elektriline vastus, st R = 0, siis,

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

Seega, lõpmatult suur vool virtub joonest, kui selle vastus on null; seda nähtust nimetatakse superjuhtivuseks.

Võime öelda, et kui elektriline vastus on null, siis selle läbivooluvõime on lõpmatu.

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

Kuidas mõjutab vastavusvõime vastust?

Kui teame, et juhtiva materjali vastus võib väljendada nii:

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

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

kus R = juhtija vastus

$l$ = juhtija pikkus

a = juhtiviku ristlõikeala

$\rho$ = materjali võrdelise konstandina tuntud spetsiifiline vastus või materjali vastupanuvõime

Kui nüüd $l = 1\,\,m , a = 1\,\,m^2$ siis

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

Nii et materjali spetsiifiline vastus või vastupanuvõime on vastus, mille pakkub materjal ühikpikkuse ja ühikristlõikealaga.

Me teame, et igal juhtivikul on erinev spetsiifiline vastus või vastupanuvõime; seega sõltub vastuse väärtus juhtiviku pikkusest ja alast, mida kasutatakse.

Allikas: Electrical4u

Autoriõigused: Austa originaali, heade artiklite jaoks on väärt jagamist, kui on tekkimas autoriõiguste rikutus, siis pöörduge meile.