مقاومت الکتریکی: چیست؟(نماد ، فرمول ، مقاومت AC در مقابل DC)

مقاومت (همچنین به عنوان مقاومت اهمی یا مقاومت الکتریکی شناخته می شود) اندازه گیری مخالفت با جریان جریان در یک مدار الکتریکی است. مقاومت در اهم اندازه گیری می شود ، که توسط نامه یونانی امگا (ω) نماد می شود.

مقاومت بزرگتر ، مانع در برابر جریان جریان بیشتر می شود.

هنگامی که اختلاف بالقوه برای یک هادی اعمال می شود ، جریان شروع می شود ، یا الکترون های آزاد شروع به حرکت می کنند. در حین حرکت ، الکترون های آزاد با اتمها و مولکول های هادی برخورد می کنند.

به دلیل برخورد یا انسداد ، سرعت جریان الکترون یا جریان الکتریکی محدود می شود. از این رو ، می توان گفت که با جریان الکترون ها یا جریان مخالفت می کند. بنابراین ، این مخالفت که توسط یک ماده به جریان جریان الکتریکی ارائه می شود ، مقاومت نامیده می شود.

• به طور مستقیم با طول مواد متناسب است
• معکوس متناسب با سطح مقطع مواد
• بستگی به ماهیت مواد دارد
• بستگی به دما دارد

از نظر ریاضی ، مقاومت یک ماده رسانا را می توان بیان کرد ،

جایی که r = مقاومت هادی

= طول هادی

A = سطح مقطعی هادی

= ثابت متناسب بودن مواد معروف به مقاومت خاص یا مقاومت ماده

تعریف مقاومت 1 اهم

اگر پتانسیل 1 ولت در دو سرب یک هادی اعمال شود و اگر جریان 1 آمپر از طریق آن جریان یابد ، گفته می شود که مقاومت آن هادی یک اهم است.

مقاومت الکتریکی در (واحدها) اندازه گیری می شود؟

مقاومت الکتریکی در (واحد SI برای مقاومت) اهم اندازه گیری می شود ، و Ω آن را نشان می دهد. واحد اهم (Ω) به نام افتخار فیزیکدان و ریاضیدان بزرگ آلمانی جورج سیمون اوم نامگذاری شده است.

در سیستم SI ، اهم برابر با 1 ولت در هر آمپر است. بدین ترتیب،

بنابراین ، مقاومت نیز در ولت در هر آمپر اندازه گیری می شود.

مقاومتها در طیف گسترده ای از مقادیر تولید و مشخص می شوند. واحد اهم معمولاً برای مقادیر مقاومت متوسط استفاده می شود ، اما مقادیر مقاومت عظیم و کوچک را می توان در Milliohm ، Kilouhm ، Megaohm و غیره بیان کرد.

نماد مقاومت الکتریکی

دو نماد اصلی مدار وجود دارد که برای مقاومت الکتریکی استفاده می شود.

رایج ترین نماد برای یک مقاومت ، یک خط زیگ زاگ است که به طور گسترده در آمریکای شمالی مورد استفاده قرار می گیرد. نماد مدار دیگر برای یک مقاومت یک مستطیل کوچک است که به طور گسترده در اروپا و آسیا مورد استفاده قرار می گیرد و به آن نماد مقاومت بین المللی گفته می شود.

نماد مدار برای مقاومت در تصویر زیر نشان داده شده است.

فرمول مقاومت برقی

1. رابطه بین مقاومت ، ولتاژ و فعلی (قانون اهم)
2. رابطه بین مقاومت ، قدرت و ولتاژ
3. رابطه بین مقاومت ، قدرت و جریان

این روابط در تصویر زیر خلاصه شده است.

فرمول مقاومت 1 (قانون اهم)

مطابق قانون اهم

بنابراین ، مقاومت نسبت ولتاژ عرضه و جریان است.

مثال

همانطور که در مدار زیر نشان داده شده است ، یک ولتاژ تأمین 24 ولت است و جریان جریان از طریق مقاومت ناشناخته 2 است. مقدار ناشناخته مقاومت را تعیین کنید.

راه حل:

طبق قانون اهم ،

بنابراین ، ما با استفاده از معادله مقدار مقاومت ناشناخته را دریافت می کنیم.

مقاومت فرمول 2 (قدرت و ولتاژ)

قدرت منتقل شده محصول ولتاژ عرضه و جریان الکتریکی است.

اکنون ، معادله فوق را که می گیریم قرار دهید ،

بنابراین ، ما مقاومت می کنیم که نسبت مربع ولتاژ و قدرت تأمین است. از نظر ریاضی،

مثال

همانطور که در مدار زیر نشان داده شده است ، ولتاژ تأمین 24 ولت در یک لامپ 48 W اعمال می شود ، مقاومت ارائه شده توسط یک لامپ 48 W را تعیین کنید.

راه حل:

با توجه به فرمول ،

بنابراین ، ما مقاومت ارائه شده توسط لامپ 48 W را با استفاده از معادله دریافت می کنیم.

مقاومت فرمول 3 (قدرت و جریان)

معادله فوق را که می گیریم قرار دهید ،

بنابراین ، ما مقاومت می کنیم ، نسبت قدرت و مربع جریان است. از نظر ریاضی،

مثال

همانطور که در مدار زیر نشان داده شده است ، جریان از طریق لامپ 20 W 2 A. است. مقاومت ارائه شده توسط یک لامپ 20 W را تعیین می کند.

راه حل:

با توجه به فرمول ،

بنابراین ، مقاومت ارائه شده توسط لامپ 20 W را با استفاده از معادله دریافت می کنیم.

تفاوت بین مقاومت AC و DC

بین مقاومت AC و مقاومت DC تفاوت وجود دارد. بیایید به طور خلاصه در مورد این موضوع بحث کنیم.

مقاومت AC

مقاومت کلی (از جمله مقاومت ، واکنش القایی و واکنش پذیری خازنی) در مدارهای AC امپدانس نامیده می شود. از این رو ، مقاومت AC نیز امپدانس نامیده می شود.

مقاومت = امپدانس یعنی ،

فرمول زیر مقدار مقاومت AC یا امپدانس مدارهای AC را نشان می دهد ،

مقاومت DC

بزرگی DC ثابت است ، یعنی هیچ فرکانس در مدارهای DC وجود ندارد. از این رو واکنش خازنی و واکنش القایی در مدارهای DC صفر است.

بنابراین ، فقط مقدار مقاومت هادی یا سیم هنگام قرار گرفتن در معرض منبع DC بازی می شود.

بنابراین ، طبق قانون Ohm ، ما می توانیم مقدار مقاومت DC را محاسبه کنیم.

کدام یک مقاومت AC بیشتر یا مقاومت DC است؟

در مدارهای DC هیچ اثر پوستی وجود ندارد زیرا فرکانس موجود در منبع DC صفر است. از این رو ، مقاومت AC بیشتر با مقاومت DC به دلیل اثرات پوستی مقایسه می شود.

معمولاً مقدار مقاومت AC 1. 6 برابر مقدار مقاومت DC است.

مقاومت الکتریکی ، گرمایش و دما

مقاومت الکتریکی و گرمایش

هنگامی که جریان الکتریکی (به عنوان مثال ، جریان الکترون های آزاد) از یک هادی عبور می کند ، بین الکترونهای متحرک و مولکول های هادی "اصطکاک" وجود دارد. این اصطکاک به عنوان مقاومت الکتریکی گفته می شود.

بنابراین ، انرژی الکتریکی تأمین شده به هادی به دلیل اصطکاک یا مقاومت الکتریکی به گرما تبدیل می شود. این به عنوان اثر گرمایش جریان الکتریکی تولید شده توسط مقاومت الکتریکی شناخته می شود.

به عنوان مثال ، اگر من آمپرس از طریق یک هادی از مقاومت R برای ثانیه T جریان داشته باشم ، انرژی الکتریکی تأمین شده من 2 ژول است. این انرژی به شکل گرما تبدیل می شود.

این اثر گرمایش برای تولید بسیاری از وسایل الکتریکی گرمایشی مانند بخاری برقی ، توستر برقی ، کتری برقی ، آهن برقی ، آهن لحیم کاری و غیره استفاده می شود.(به نام یک عنصر گرمایش) ، بنابراین گرمای لازم را تولید می کند.

یکی از آلیاژهای نیکل و کروم به نام Nichrome بیش از 50 برابر مس است.

تأثیر دما بر مقاومت الکتریکی

مقاومت همه مواد تحت تأثیر تغییر دما قرار دارد. تأثیر تغییر دما بسته به ماده متفاوت است.

فلزات

مقاومت الکتریکی فلزات خالص (به عنوان مثال ، مس ، آلومینیوم ، نقره و غیره) با افزایش دما افزایش می یابد. این افزایش مقاومت برای محدوده طبیعی درجه حرارت زیاد است. بنابراین ، فلزات دارای ضریب دمای مثبت مقاومت هستند.

آلیاژ

مقاومت الکتریکی آلیاژها (به عنوان مثال ، نیکروم ، مانگانین و غیره) نیز با افزایش دما افزایش می یابد. این افزایش مقاومت نامنظم و نسبتاً ناچیز است. بنابراین ، آلیاژها از ضریب دمای مثبت مقاومت برخوردار هستند.

نیمه هادی ها ، عایق ها و الکترولیت ها

مقاومت الکتریکی نیمه هادی ها، عایق ها و الکترولیت ها با افزایش دما کاهش می یابد. با افزایش دما، تعداد زیادی الکترون آزاد ایجاد می شود. بنابراین، مقدار مقاومت الکتریکی کاهش می یابد. بنابراین، چنین ماده ای دارای ضریب مقاومت دمایی منفی است.

سوالات متداول در مورد مقاومت

مقاومت الکتریکی بدن انسان

مقاومت پوست بدن انسان زیاد است اما مقاومت درونی بدن کم است. هنگامی که بدن انسان خشک است، میانگین مقاومت موثر آن بالا است، و هنگامی که مرطوب است، مقاومت به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

در شرایط خشک، مقاومت موثر ارائه شده توسط بدن انسان 100000 اهم است و در شرایط مرطوب یا پوست شکسته، مقاومت به 1000 اهم کاهش می یابد.

اگر انرژی الکتریکی ولتاژ بالا وارد پوست انسان شود، به سرعت پوست انسان را تجزیه می کند و مقاومت ارائه شده توسط بدن به 500 اهم کاهش می یابد.

مقاومت الکتریکی هوا

می دانیم که مقاومت الکتریکی هر ماده به مقاومت یا مقاومت ویژه آن ماده بستگی دارد. مقاومت یا مقاومت ویژه هوا در حدود 20 درجه سانتیگراد است.

مقاومت الکتریکی هوا معیار توانایی هوا در مقاومت در برابر جریان الکتریکی است. مقاومت هوا نتیجه برخورد بین سطح اصلی جسم و مولکول های هوا است. دو عامل اصلی که بر میزان مقاومت هوا تأثیر می گذارند، سرعت جسم و سطح مقطع جسم هستند.

قدرت شکست یا دی الکتریک هوا 21. 1 کیلوولت بر سانتی متر (RMS) یا 30 کیلو ولت بر سانتی متر (پیک) است، که به این معنی است که هوا مقاومت الکتریکی تا 21. 1 کیلوولت بر سانتی متر (RMS) یا 30 کیلو ولت بر سانتی متر (پیک) ارائه می دهد. اگر تنش الکترواستاتیک در هوا از 21. 1 کیلوولت بر سانتی متر (RMS) فراتر رود، تجزیه هوا رخ می دهد. بنابراین می توان گفت که مقاومت هوا صفر می شود.

مقاومت الکتریکی آب

مقاومت یا مقاومت ویژه آب معیار توانایی آب در مقاومت در برابر جریان الکتریکی است که به غلظت نمک های محلول در آب بستگی دارد.

آب خالص دارای ارزش بالاتری از مقاومت یا مقاومت ویژه است زیرا حاوی هیچ یونی نیست. هنگامی که نمک ها در آب خالص حل می شوند، یون های آزاد تولید می شوند. این یون ها می توانند جریان الکتریکی را هدایت کنند. بنابراین مقاومت کاهش می یابد.

آب با غلظت بالایی از نمک های محلول دارای مقاومت یا مقاومت ویژه پایینی خواهد بود و بالعکس. جدول زیر مقدار مقاومت را برای انواع مختلف آب نشان می دهد.

مقاومت الکتریکی مس

مس یک هادی خوب است. از این رو ارزش مقاومت کمی دارد. مقاومت طبیعی ارائه شده توسط مس به عنوان مقاومت خاص یا مقاومت مس شناخته می شود.

مقدار مقاومت خاص یا مقاومت مس است.

وقتی مقاومت الکتریکی صفر است ، این پدیده را چه می نامید؟

هنگامی که مقاومت الکتریکی صفر است ، به این پدیده ابررسانا می گویند.

طبق قانون اهم ،

اگر مقاومت الکتریکی یعنی ، r = 0 ،

از این رو ، اگر مقاومت آن هادی صفر باشد ، جریان بی نهایت از طریق هادی جریان می یابد. این پدیده به عنوان ابررسانا شناخته می شود.

همچنین می توانیم بگوییم که اگر مقاومت الکتریکی صفر باشد ، دارای هدایت بی نهایت است.

مقاومت چگونه بر مقاومت تأثیر می گذارد؟

همانطور که می دانیم ، مقاومت یک ماده رسانا می تواند بیان شود ،

جایی که r = مقاومت هادی

= طول هادی

A = سطح مقطعی هادی

= ثابت متناسب بودن مواد معروف به مقاومت خاص یا مقاومت ماده

بنابراین ، مقاومت خاص یا مقاومت یک ماده ، مقاومت ارائه شده توسط طول واحد و سطح مقطع واحد از مواد است.

ما می دانیم که هر ماده رسانا دارای ارزش متفاوتی از مقاومت یا مقاومت خاص است. بنابراین ، مقدار مقاومت به طول و مساحت مواد رسانا مورد استفاده بستگی دارد.

Electrical4U به تدریس و به اشتراک گذاری همه موارد مرتبط با مهندسی برق و الکترونیک اختصاص یافته است.