OHM: PASIPRIEŠINIMO MATAVIMAI, PAVYZDŽIAI IR IŠSPRĘSTAS PRATIMAS - FIZINIS - 2025

Omų arba omų yra matavimo elektrinės varžos priklausančio Tarptautine vienetų sistema (SI) vienetas, plačiai naudojamas mokslo ir inžinerijos. Jis buvo pavadintas vokiečių fiziko Georgo Simono Ohmo (1789–1854) vardu.

Ohmas buvo Miuncheno universiteto profesorius ir tyrinėtojas, o tarp daugelio jo indėlių į elektrą ir magnetizmą yra atsparumo apibrėžimas per įtampos ir srovės ryšį per laidininką.

1 pav. Įvairūs rezistoriai, sudarantys grandinės dalį. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Šis santykis yra žinomas kaip Ohmo dėsnis ir paprastai išreiškiamas taip:

R = ΔV / I

Kai R reiškia elektrinę varžą, ΔV yra įtampa voltais (V), o I - srovė amperuose (A), visi SI vienetais.

Todėl 1 omas, kuris taip pat yra pakaitomis žymimas graikiška raide Ω, lygus 1 V / A. Tai reiškia, kad jei nustatant 1 V įtampą tam tikram laidininkui atsiranda 1 A srovė, to laidininko varža yra 1 Ω.

Elektrinė varža yra labai dažnas grandinės elementas, naudojamas įvairiais būdais tinkamai valdyti srovę, nesvarbu, ar tai yra integruotos grandinės dalis, ar atskirai.

Elektrinės varžos matavimas

5 pav. Georgas Simonas Ohmas, pavadintas atsparumo vienetu, gimė Bavarijoje 1789 m. Ir daug prisidėjo prie elektros, akustikos ir šviesos bangų trikdžių. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Atsparumas matuojamas naudojant multimetrą, skaitiklį, tiekiamą tiek su analogine, tiek su skaitmenine versija. Pačios paprasčiausios matuoja tiesioginę įtampą ir sroves, tačiau yra ir sudėtingesnių prietaisų, turinčių papildomų funkcijų. Kai jie naudojami atsparumui matuoti, jie vadinami ommetrais arba ommetrais. Šį įrenginį naudoti labai paprasta:

- Centrinis selektorius padėtas matuoti pasipriešinimą, pasirenkant vieną iš svarstyklių, žymimų simboliu Ω, jei prietaisas turi daugiau nei vieną.

- Išmatuojama varža ištraukiama iš grandinės. Jei tai neįmanoma, maitinimo šaltinis turi būti išjungtas.

- Atsparumas dedamas tarp instrumento galiukų ar zondų. Poliškumas nesvarbus.

- Vertė nuskaitoma tiesiogiai skaitmeniniame ekrane. Jei instrumentas yra analoginis, jo skalė pažymėta Ω simboliu, kuri skaitoma iš dešinės į kairę.

Kitame paveiksle (skaičius 2) parodytas skaitmeninis multimetras ir jo zondai ar antgaliai. Modelis turi vieną varžos matavimo skalę, pažymėtą rodykle.

2 pav. Skaitmeninis multimetras. Šaltinis: „Pixabay“.

Komercinės elektrinės varžos vertė dažnai išreiškiama spalvos juostos kodu jo išorėje. Pvz., 1 pav. Rezistoriai turi raudonas, violetines, auksines, geltonas ir pilkas juostas. Kiekviena spalva turi skaitinę reikšmę, nurodančią nominalią vertę, kaip bus parodyta žemiau.

Spalvų kodas rezistoriams

Šioje lentelėje pateikti rezistorių spalvų kodai:

1 lentelė.

Atsižvelgiant į tai, kad metalinė juosta yra dešinėje, kodas naudojamas taip:

- Pirmos dvi spalvos iš kairės į dešinę suteikia pasipriešinimo vertę.

- Trečioji spalva rodo 10 galią, kuria ji turi būti padauginta.

- O ketvirtasis nurodo gamintojo nustatytą toleranciją.

Rezistoriaus verčių pavyzdžiai

Kaip pavyzdį, pirmiausia pažvelkime į priešakyje esantį rezistorių, 1 paveikslo kairėje. Parodyta spalvų seka: pilka, raudona, raudona, auksinė. Atminkite, kad auksinė ar sidabrinė juosta turi būti dešinėje.

Pilka reiškia 8, raudona yra 2, daugiklis yra raudona ir lygi 10 ² = 100 ir galiausiai, leistinas nuokrypis yra auksas, kuris simbolizuoja 5%. Todėl varža yra 82 x 100 Ω = 8200 Ω.

5% paklaida, odais ji lygi: 8200 x (5/100) Ω = 410 Ω. Todėl varža yra tarp: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω ir 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Naudodami spalvų kodą turite nominaliąją arba gamyklinę varžos vertę, tačiau norint, kad matavimas būtų tikslus, reikia išmatuoti varžą multimetru, kaip paaiškinta anksčiau.

Kitas šio paveikslo atsparumo pavyzdys:

3 pav. Spalvos kodo naudojimas rezistoriuje R. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Rezistoriui R mes turime šias galimybes: raudona (= 2), violetinė (= 7), žalia (padauginkite iš 10 ⁵ ), taigi rezistorius R paveikslėlyje yra 27 x 10 ⁵ Ω. Tolerancijos juosta yra sidabrinė: 27 x 10 ⁵ x (10/100) Ω = 27 x 10 ⁴ Ω. Vienas iš būdų išreikšti aukščiau pateiktą rezultatą, apvalinant 27 x 10 ⁴ iki 30 x 10 ⁴ , yra:

Dažniausiai naudojami priešdėliai

Elektros varžos vertės, kurios visada yra teigiamos, yra labai plačios. Dėl šios priežasties 10 vertybių yra plačiai naudojamos išreikšti savo vertybes, taip pat priešdėlius. Čia yra labiausiai paplitę:

2 lentelė.

Pagal šį žymėjimą ankstesniame pavyzdyje varža yra: (2,7 ± 0,3) MΩ.

Laidininko atsparumas

Rezistoriai yra pagaminti iš skirtingų medžiagų ir tai yra opozicijos matas, kurį laidininkas turi praeiti per srovę, kaip žinoma, ne visos medžiagos elgiasi vienodai. Netgi tarp medžiagų, laikomų laidininkais, yra skirtumų.

Atsparumas priklauso nuo kelių savybių, iš kurių svarbiausia:

- laidininko geometrija: skerspjūvio ilgis ir plotas.

- Medžiagos atsparumas: rodo priešingumą, kurį medžiaga sukelia praeinant srovei.

- Temperatūra: atsparumas ir pasipriešinimas didėja didėjant temperatūrai, nes sumažėja vidinis medžiagos išdėstymas, todėl srovės nešiotojams trukdoma praeiti.

Pastovaus skerspjūvio laidininkui tam tikroje temperatūroje varža nurodoma:

R = ρ (ℓ / A)

Kai ρ yra medžiagos atsparumas minėtoje temperatūroje, kuri nustatoma eksperimentiniu būdu, ℓ yra laidininko ilgis, o A yra skerspjūvio plotas.

4 pav. Laidininko varža. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Pratimas išspręstas

Sužinokite, kad vario laido, kurio spindulys yra 0,32 mm ir 15 cm ilgio, varža, žinant, kad vario varža yra 1,7 × 10 ^-8 Ω.m.

Sprendimas

Atsižvelgiant į tai, kad atsparumas yra tarptautinės sistemos vienetais, tinkamiausias dalykas yra išreikšti skerspjūvio plotą ir ilgį šiuose vienetuose, o tada pakeisti ankstesnio skyriaus formulėje:

Spindulys = 0,32 mm = 0,32 × 10 ^-3 m

A = π ( ² spindulys ) = π (0,32 × 10 ^-3 m) ² = 3,22 x ^10–7 m ²

ℓ = 15 cm = 15 x 10 ^-2 m

R = ρ (ℓ / A) = 1,7 × 10 ^-8 Ω.mx (15 x 10 ^-2 m / 3,22 x 10 ^-7 m ² ) = 7,9 × 10 ^-3 Ω = 7,9 m-omų.

Nuorodos

1. Figueroa, D. (2005). Serija: Fizika mokslui ir inžinerijai. 5 tomas. Elektrostatika. Redagavo Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, D. 2006. Fizika: principai su taikymu. 6 ^-oji . Edas Prentice'o salė.
3. Resnick, R. (1999). Fizinis. T. 2. 3 ^-iasis ispanų kalba. „Compañía Continental SA de CV“
4. Searsas, Zemansky. 2016. Universiteto fizika su šiuolaikine fizika. 14 ^-oji . Ed. 2 tomas.
5. Serway, R., Jewett, J. (2018). Fizika mokslui ir inžinerijai. Tomas 1. 10 ^ma . Ed. Cengago mokymasis.