Для школьников.
Вернёмся к рисунку, изображающему участок цепи (часть провода), подключенного к источнику постоянного напряжения.
Для существования на этом участке электрического тока, необходимо наличие внутри провода электрического поля, то есть разности потенциалов между концами участка.
Разность потенциалов (напряжение) на участке цепи измеряется вольтметром. Вольтметр - это тот же гальванометр ( см. предыдущую запись), градуированный на напряжение.
Опыт показывает, что сила тока на участке цепи пропорциональна напряжению между концами участка.
Если коэффициент пропорциональности между током и напряжением записать в виде
то получим уравнение
Это выражение называется законом Ома для участка цепи.
Из этого выражения следует, что чем больше
тем меньше ток при одном и том же напряжении
между концами участка. Поэтому
назвали электрическим сопротивлением или просто сопротивлением.
Сопротивление проводника означает помехи, которые встречают электроны при своём движении внутри проводника. Что это за помехи?
Чтобы ответить на этот вопрос, надо вспомнить о кристаллическом строении металлических проводников (см. https://dzen.ru/media/id/5d94a74bc31e4900b2f962ce/zaniatie-33-vzaimodeistvie-molekul-vescestva-agregatnye-sostoianiia-vescestva-sredniaia-dlina-svobodnogo-probega-molekul-gaza-5e81d6167efe4909b783daf2)
Кристаллическая решётка металла составлена из атомов металла (вернее из положительно заряженных ионов).
Объединяясь в кристаллическую решётку, атомы металла теряют валентные электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы, а оторвавшиеся от атомов электроны становятся свободными.
Они и создают электрический ток в проводнике.
Положительно заряженные ионы металла совершают колебательные движения около своих положений равновесия. Столкновение электронов при их движении в проводнике с ионами металла и есть помеха для направленного движения свободных электронов и причина электрического сопротивления проводников.
Сопротивление проводника зависит от размеров проводника (его длины, площади поперечного сечения, от материала, из которого изготовлен проводник)
Сопротивление проводника зависит и от его температуры. Чем выше температура, тем больше сопротивление проводника. Объясняется это следующим.
Такая зависимость сопротивления проводника от температуры подтверждается опытами.
На рисунке показана электрическая цепь, состоящая из батареи, амперметра и, намотанной в виде спирали, тонкой проволоки. Проволоку берут такой длины (такого сопротивления), чтобы стрелка амперметра отклонялась почти на всю шкалу. При нагревании проволоки показания амперметра уменьшаются, что указывает на увеличение сопротивления проводника при повышении его температуры.
На практике электрические цепи состоят не из одних проводов, а из разных соединённых между собою проводников.
Устройства, специально предназначенные для создания сопротивлений в электрической цепи, называются резисторами.
Итак, под сопротивлением проводников понимают помехи, встречающихся на пути направленно движущихся электронов. Чем больше сопротивление проводника, тем меньший ток в нём создаётся при том же напряжении между концами проводника.
Решите следующие задачи:
К.В. Рулёва, к. ф.-м. н., доцент. Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Спасибо.
Предыдущая запись: Занятие 56. Постоянный электрический ток. Сила тока. Плотность тока.
Следующая запись: Последовательное и параллельное соединения сопротивлений.
Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1.
Ссылки на занятия (статьи), начиная с электростатики, даны в конце Занятия 45.
