电阻:它是什么?(符号,公式,交流电阻与直流电阻)

什么是电阻

什么是电阻?

电阻(也称为欧姆电阻或电阻)是对电阻的一种度量当前的在电路中流动。电阻的测量单位是欧姆,以希腊字母欧米茄(Ω)表示。

电阻越大,电流流动越大。

潜在的差异施加到导体上,电流开始流动,或者自由电子开始移动。当运动时,自由电子与原子和分子碰撞导体

由于碰撞或阻碍,电子或电流的流动速度受到限制。因此,我们可以说,电子或电流的流动存在着一些阻力。因此,一种物质对电流的这种阻力叫做电阻。

导电材料的电阻为-

  • 与材料的长度成正比
  • 与材料的横截面积成反比
  • 取决于材料的性质
  • 这取决于温度

在数学上,可以表达导电材料的电阻,

\ begin {align *} r \ propto \ frac {l} {a} \ neg {align *}

\ begin {align *} r = \ rho \ frac {l} {a} \,\,\ oomga \ neg {align *}

其中R =导体的电阻

L.导体的长度

A =导体的横截面积

\ρ=物质的比例常数特定电阻或电阻率物质

1欧姆电阻的定义

如果一个潜在的在导体的两个引线上施加1伏,如果1个Ampere流过它,则据说该导体的电阻是一个欧姆。

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

\ begin {align *} 1 \,\,ohm = \ frac {1 \,\,vold} {1 \,\,安培} \ end {alpion *}

1欧姆电阻

电阻的单位是什么?

电阻在(SI单位对于一个电阻器)欧姆,ω表示它。单位欧姆(ω)被评为伟大的德国物理学家和Mathematician Georg Simon欧姆的荣誉。

在SI系统中,欧姆等于每安培1伏。因此,

\ begin {align *} 1 \,\,ohm = \ frac {1 \,\,vold} {1 \,\,安培} \ end {alpion *}

因此,在每安培中的伏特中也测量电阻。

电阻器在各种值范围内制造并指定。单位欧姆通常用于适度的电阻值,但巨大和小的电阻值可以毫欧姆,千克,兆文等表示。

因此,根据其值进行电阻器的衍生单元,如下表所示。

单位名称 缩写 在欧姆值(\ω)
毫欧姆 m \,\,\ oomega 10 ^ - ^ 3 \ \ \ω
微欧姆 \微\ \ \ω 10 ^ - ^ 6 \ \ \ω
纳米欧姆 n \ \ \ω 10 ^ - ^ 9 \ \ \ω
公斤欧姆 k \,\,\ \ omega 10 ^ 3 \ \ \ω
大型欧姆 M \ \ \ω 10 ^ 6 \ \ \ω
Giga欧姆 G \ \ \ω 10 ^ 9 \,\,\ \ omega
导出的电阻单位

电阻的符号

电阻有两种主要的电路符号。

电阻的最常见符号是一种广泛应用于北美的Zig-ZAG线。电阻的其他电路符号是欧洲和亚洲广泛使用的小矩形,称为国际电阻符号。

电阻器的电路符号如下图所示。

电阻的符号

电阻公式

阻力的基本公式为:

  1. 电阻,电压和电流之间的关系(欧姆的法律
  2. 阻力之间的关系,力量,电压
  3. 电阻、功率和电流之间的关系

这些关系总结在下面的图像中。

阻力公式traingle

抵抗公式1(欧姆法)

根据欧姆定律

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

因此,电阻是电源电压和电流的比率。

\{对齐*}开始R = \压裂{V}{我}\ \ \ω\最终{对齐*}

欧姆定律中的电阻

例子

如下电路所示,电源电压为24v,流过未知电阻的电流为2a。测定电阻的未知值。

示例1


解决方案:

鉴于数据:V = 24\,\,V\,\,, i = 2\,\, a

根据欧姆定律,

\ begin {aligne *} \ begin {split} r = \ frac {v} {i} \\ = \ frac {24} {2} {2} {2} {2} \\ r = 12 \,\,\ omega \ neg {split} \ neg{对齐*}

因此,我们得到了未知的阻力价值12 \,\,\ \ omega通过使用方程式。

公式2(功率与电压)

传输的功率是电源电压和电流的乘积。

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

现在,把R I = \压裂{V} {}在上面的等式中,我们得到了,

\ begin {align *} p = \ frac {v ^ 2} {r} \ end {align *}

因此,我们得到电阻是电源电压与功率的平方之比。数学上,

\{对齐*}开始R = \压裂,{V ^ 2} {P} \ \ \ω\最终{对齐*}

例子

如下面的电路所示,在48W灯上施加电源电压为24V,确定由48W灯提供的电阻。

示例2

解决方案:

鉴于数据:V = 24\,\,V\,\,, p = 48\,\, w

根据公式,

{对齐*}\ \开始开始{分裂}R = \压裂{V ^ 2} {P } \\   = \ 压裂{24 * 24}{48}\ \ R = 12 \ \ \ω\最终结束{分裂}\{对齐*}

由此,我们得到48w灯提供的电阻为12 \,\,\ \ omega通过使用方程式。

电阻式3(功率和电流)

我们知道,p = v * i

V = I * r在上面的等式中,我们得到了,

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

因此,我们得到电阻是功率与电流的平方之比。数学上,

{对齐*}R = \ \开始压裂{P}{我^ 2}\,\ \ω\最终{对齐*}

例子

如图所示,通过20w灯的电流为2a。确定20w灯提供的电阻。

示例3

解决方案:

鉴于数据:I = 2\,\, a \,\,, p = 20\,\, w

根据公式,

{对齐*}\ \开始开始{分裂}R = \压裂{P}{我^ 2 } \\   = \ 压裂{20}{2 * 2}\ \ = \压裂{20}{4}\ \ R = 5 \ \ \ω\最终结束{分裂}\{对齐*}

由此,我们得到20w灯提供的电阻为5 \ \ \ω通过使用方程式。

交流和直流电阻之差

交流电阻和直流电阻之间存在差异。让我们简要讨论这一点。

AC抵抗

整体电阻(包括电阻、感抗,电容电抗)在交流电路中被称为阻抗.因此,交流电阻也称为阻抗。

电阻=阻抗,

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

下面的公式给出交流电路的交流电阻或阻抗的值,

{对齐*}R_A_C = \ \开始√6 {R ^ 2 + (X_L-X_C) ^ 2} \, \ \ω\最终{对齐*}

直流抵抗

直流电的大小是恒定的,也就是说,没有频率在直流电路中;因此,直流电路中的电容电抗和电感电抗为零。

因此,当直流供电时,只有导体或导线的电阻值起作用。

因此,根据欧姆定律,我们可以计算直流电阻的值。

\{对齐*}开始R_D_C = \压裂{V}{我}\ \ \ω\最终{对齐*}

哪一个更具交流电阻或直流电阻?

没有集肤效应因为直流电源的频率为零。因此,由于集肤效应,交流电阻比直流电阻更大。

\ begin {align *} r_a_c = r_d_c \ neg {align *}

通常交流电阻值是直流电阻值的1.6倍。

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

电阻,加热和温度

电阻和加热

当电流(即自由电子的流动)通过导体时,在移动的电子和导体分子之间会有一些“摩擦”。这种摩擦称为电阻。

就这样电能由于摩擦或电阻的作用,供给导体的热量被转化成热量。这被称为电阻产生的电流热效应。

例如,如果I安培通过电阻为R欧姆的导体,持续t秒,所提供的电能为I2Rt焦耳。这种能量转化成热的形式。

因此,

\{对齐*}开始热\ \,产生\ \,(H) = I ^ 2 * R * t \ \,焦耳\{对齐*}

{对齐*}= \ \开始压裂{I ^ 2 * R * t},{4.186} \ \,卡路里\{对齐*}结束

这种加热效果用于制造许多加热电器,例如电加热器、电烤面包机、电水壶、电熨斗、烙铁等。这些器具的基本原理是相同的,即当电流通过一个高电阻(称为加热元件)时,它就会产生所需的热量。

最常用的镍和铬称为镍铬物的合金具有50多倍的铜。

温度对电阻的影响

所有材料的电阻都受温度变化的影响。温度变化的效果因材料的不同而不同。

金属

纯金属(如铜、铝、银等)的电阻随温度升高而增大。在正常的温度范围内,电阻的增加是很大的。因此,金属具有正电荷电阻温度系数

合金

合金(如镍铬合金、锰酸合金等)的电阻也随温度的升高而增加。这种阻力的增加是不规则的,而且相对较小。因此,合金具有较低的正电阻温度系数。

半导体,绝缘体和电解质

的电阻半导体绝缘体&电解质随温度的增加而降低。随着温度的增加,产生许多自由电子。因此,电阻值下降。因此,这种材料具有负温度的电阻系数。

关于抵抗力的常见问题

人体的电阻

人体皮肤的阻力高,但体内的阻力低。人体干燥时,其平均有效阻力高,潮湿时,阻力大幅降低。

在干燥条件下,人体提供的有效电阻为100,000欧姆,在潮湿条件下或皮肤破损时,电阻降至1000欧姆。

如果高压电能进入人体皮肤,就会迅速分解人体皮肤,人体提供的电阻就会降低到500欧姆。

电阻空气

我们知道任何材料的电阻都取决于该材料的电阻率或比电阻。周围空气的电阻率或比电阻10 ^ 610 ^ 1 ^ 5\ Omega-m在200.C。

空气的电阻是对空气抵抗电流能力的测量。空气阻力是物体的主导表面与空气分子碰撞的结果。影响空气阻力的两个主要因素是物体的速度和物体的横截面积。

空气的击穿或介电强度为21.1 kV/cm (RMS)或30 kV/cm(峰值),这意味着空气提供高达21.1 kV/cm (RMS)或30 kV/cm(峰值)的电阻。如果空气中的静电应力超过21.1 kV/cm (RMS),就会发生空气击穿;因此,我们可以说空气阻力为零。

水的电阻

水的电阻率或电阻率是对水抵抗电流能力的测量,它取决于水中溶解的盐的浓度。

纯净水由于不含任何离子而具有较高的电阻率或电阻率。当盐在纯水中溶解时,就会产生游离离子。这些离子可以导电;因此阻力减小。

具有高浓度溶解的盐的水将具有低比电阻或电阻率,反之亦然。下表显示了不同类型水的电阻率的值。

水的类型 欧姆-M的电阻率(\ omega-m)
纯水 20000000年
海水 20-25
蒸馏水 500,000.
雨水 20,000
河水 200
喝水 2到200
去离子水 180,000

铜的电阻

铜是一个好的导体;因此它具有低的电阻值。铜所提供的自然耐药被称为铜的比电阻或电阻率。

铜的电阻率或电阻率为1.68 * 10 ^ - ^ 8 \ \ \ Omega-m

电阻为零的现象叫什么?

当电阻为零时,这种现象称为超导性。

根据欧姆定律,

\ begin {aligne *} i = \ frac {v} {r} \ end {align *}

如果是电阻,则,r = 0然后,

{对齐*}I = \ \开始压裂{V}{0} ={对齐*}\ infty \结束

因此,如果导体的电阻为零,流过导体的电流将是无限的;这种现象被称为超导性。

我们也可以说,如果电阻为零,它的电导是无限的。

{对齐*}G = \ \开始压裂{1}{R} = \压裂{1}{0}={对齐*}\ infty \结束

电阻率如何影响电阻?

如我们所知,导电材料的电阻可以表示为

\ begin {align *} r \ propto \ frac {l} {a} \ neg {align *}

\ begin {align *} r = \ rho \ frac {l} {a} \,\,\ oomga \ neg {align *}

其中R =导体的电阻

L.导体的长度

A =导体的横截面积

\ρ=材料的比例常数称为材料的比电阻或电阻率

现在,如果l = 1 \,\,m,a = 1 \,\,m ^ 2然后

R = rho \end{align*}

因此,材料的特定电阻或电阻率是由单元长度和单元的横截面积提供的电阻。

我们知道,每个导电材料都有不同的特定电阻或电阻率值;因此,电阻值取决于所用的导电材料的长度和面积。

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