Сущность понятия «сопротивление»
Сопротивление - физическая величина, характеризующая среду (проводник), через которую протекает электрический ток.
С физической точки зрения сопротивление обусловлено тем, что заряженные частицы, перемещаясь от одного конца проводника к другому, сталкиваются с атомами его кристаллической решетки или другими элементарными частицами среды. Поэтому протекание тока в обычных условиях связано с выделением некоторого количества тепла за счет таких соударений, т.е. с потерями энергии.
При охлаждении проводников до сверхнизких температур в них возникает явление сверхпроводимости, когда сопротивление становится равным нулю.
Сопротивление зависит от следующих факторов:
- материал (например, сопротивление у вольфрама выше, чем у меди);
- геометрическая форма (чем длиннее проводник и тоньше его сечение - тем больше сопротивление);
- температура (чем она выше, тем больше сопротивление) и т.д.
Из закона Ома сопротивление можно выразить как
$R = \frac{U}{I}$,
где $U$ - напряжение, $I$ - сила тока.
Единица измерения сопротивления
В системе СИ сопротивление измеряется в Омах.
Единица измерения Ом названа в честь немецкого физика Георга Ома (1787 — 1854 гг.), внесшего большой вклад в развитие электротехники.
В систему СИ Ом был введен в 1960 году. В Российской Федерации действует ГОСТ 8.417-2002, в котором в качестве единицы измерения электрического сопротивления также указан Ом.
Ом - производная единица, равная сопротивлению проводника, по которому протекает ток силой 1 ампер вызывая падение напряжения на концах этого проводника 1 вольт. Вольт для СИ - внесистемная единица, поэтому Ом выражается через килограммы, секунды и амперы:
$Ом = \frac{м^2 \cdot кг}{с^3 \cdot А^2}$.
В системе «Сантиметр, грамм, секунда» (СГС) единица сопротивления не имеет собственного названия, равно как единицы силы тока и напряжения. Для пересчета сопротивления между системами СГС и СИ используется соотношение:
$1 ед. СГС = 9 \cdot 10^11 Ом$.
В системе СГСЭ и системе Гаусса сопротивление измеряется в статах. Стат представляет собой частное от деления напряжения, выраженного в статвольтах, на силу тока, выраженную в статамперах.
$1 stat \approx 8,99 \cdot 10^11 Ом$.
В системе СГСМ сопротивление измеряется в абомах (напряжение - в абвольтах, сила тока - в абамперах):
$1 abom = 1нОм = 10^{-9} Ом$.
Для измерения электрического сопротивления используют омметры - приборы, оснащенные собственными источниками тока. Современные приборы такого типа показывают результат измерения на электронных табло. Старые омметры показывали результат посредством механических стрелок, что менее практично, зато наглядно демонстрирует природу измеряемой величины.
Стрелка классического омметра прикреплена к вращающейся в постоянном магнитном поле токопроводящей подпружиненной рамке, при пропускании тока через которую возникает электромагнитная сила, взаимодействующая с магнитным полем. Чем больший течет ток через проводник, тем, сильнее отклоняется стрелка и, следовательно, меньше сопротивление. Поэтому показания на шкалах таких приборов часто отсчитывается не слева направо, а справа налево.
Рисунок 1. Шкала омметра (верхняя) с отсчетом величины справа налево. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
На практике часто используют кратные Ому единицы измерения - килоомы, мегаомы.
Для маркировки резисторов - электронных компонентов с заданным сопротивлением - применяется система цветных полосок, позволяющая не наносить на детали плохо читаемый мелкий текст.
Рисунок 2. Маркировка резисторов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
