Сопротивление проводников цепи


Для понимания, что же такое сопротивление, представим дорогу, по которой едут машины и давайте подумаем от чего зависит пропускная способность такой дороги, первое что приходит на ум - это качество дороги. Чем меньше ям и лучше асфальт, тем с более высокой скоростью можно ехать не испытывая особого напряжения. Качество дорожного покрытия это свойство дороги, у любого проводника есть такое же свойство и называется оно ρ (удельное сопротивление проводника)*

https://alexragulin.ru/img/lesson/54/54ad22840b5e8ad2d55b84135f7bc9c220210328114646.jpg

Так же пропускная способность дороги зависит числа полос, т.е. у дороги с 2 полосами пропускная способность ниже чем у дороги с 3 или 4 полосами, в рассматриваемой ситуации аналогичной величиной является S (площадь поперечного сечения проводника). Ну и последнее от чего зависит настроение водителя, это длина дороги, одно дело съездить в магазин на соседней улице, другое дело проехать МКАД по кругу, от этого зависит сопротивление водителя поездке


Теперь давайте переведем наши наглядные примеры на более грамотный язык. Сопротивление проводника зависит от удельного сопротивления(оно зависит от температуры и в справочниках дано значение при 20 градусах), длины проводника и площади поперечного сечения. Принятой единицей сопротивления является Ом

https://alexragulin.ru/img/lesson/f0/f08eb441a0794751bfa89699189471dd20210328114646.jpg

Для понимания, что же такое зависимость сопротивления от температуры, нужно представить деревья в парке, по которому Вы решили побегать. Для начала Вашей великой спортивной карьеры бегуна по пересеченной местности лучше всего подойдет лес с редкими посадками деревьев, так как чем чаще деревья посажены и в разнобой, то бегать сквозь эти заросли сложнее. Теперь представьте, что задача немного усложнилась и Вам теперь нужно не просто бежать мимо неподвижных деревьев, а нужно еще и уворачиваться от них, ведь они начинают двигаться.

Чем быстрее двигаются деревья в лесу, тем сложнее сквозь них бегать

Казалось бы в чем связь деревьев и сопротивления проводника, но это наглядная иллюстрация помогает лучше понять движение электронов сквозь кристаллическую решетку. Узлы кристаллической решетки - это наши деревья в парке, а ломовой электрон - это Вы, бегущий со световой скоростью.

Скорость электронов в проводнике меньше скорости улитки в 20 раз


Как же тогда ток движется со скоростью света, если ток это движение электронов, которые больше похоже на «эстонских» черепах, чем на водителей истребителя «СТЕЛС». Многие видели домино, которое раскладывают в виде прямой линии или замысловатых фигур, а потом роняют первую фигуру, за которой падает вторая и так далее.

Электрический ток это гребень волны падающих доминошек, а электрон это одна его частица.

Зачем у нас был пример с двигающимися деревьями? Ответ прост - при нагреве проводника, узлы его кристаллической решетки начинают колебаться и чем выше температура, тем выше амплитуда этих колебаний. Следовательно, электронам сложнее пройти сквозь такое препятствие, отсюда и получается, что при повышении температуры возрастает сопротивление проводника*. В обратном же варианте, для получения супер низкого сопротивления, один из способов - это снижение температуры или заморозка проводника.


* В проводниках чем выше температура, тем больше сопротивление, в полупроводниках и диэлектриках все наоборот
*Удельное сопротивление это свойство материала (например проводника), препятствовать прохождению тока, т.е. некий коэффициент, свойственных каждому веществу(например меди или алюминию), на который умножается отношение длины к площади сечения проводника

Комментарии и вопросы