Ειδική αντίσταση σύρματος που χρησιμοποιεί γέφυρα μετρητή
Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσα από τα καλώδια, συναντούν κάποιου είδους εμπόδιο στο δρόμο τους. Η αντίσταση είναι η παρεμπόδιση ή εμπόδιο στη ροή του φορτίου. Όταν ένα ηλεκτρόνιο μετακινείται από ένα τερματικό σε ένα άλλο τερματικό, η διαδρομή του δεν είναι άμεση. Στην πραγματικότητα, είναι μια εκτροπή διαδρομής που περιλαμβάνει πολλές συγκρούσεις που βρέθηκαν με σταθερά άτομα μέσα στον αγωγό. Το ηλεκτρικό δυναμικό που δημιουργείται μεταξύ των δύο αγωγών διεγείρει το φορτίο, είναι η αντίσταση που το αποθαρρύνει ή το διακόπτει.
Ειδική αντίσταση
Η ειδική αντίσταση ή ειδική αντίσταση ενός υλικού ορίζεται ως η αντίσταση που προσφέρει ένα σύρμα 1 m του υλικού που έχει μήκος 30 cm. Υπάρχει στενή σύνδεση μεταξύ της αντίστασης και της ειδικής αντίστασης ενός υλικού. Η αντίσταση ενός καλωδίου είναι ανάλογη με την ειδική αντίσταση ή την ειδική αντίσταση του υλικού.
Η ηλεκτρική ειδική αντίσταση είναι η ηλεκτρική αντίσταση ανά μονάδα μήκους και μονάδας επιφάνειας διατομής σε μια δεδομένη θερμοκρασία και αντιπροσωπεύεται από ρ. Η ηλεκτρική αντίσταση αναφέρεται επίσης ως ειδική ηλεκτρική αντίσταση. Η μονάδα ηλεκτρικής ειδικής αντίστασης είναι ωμόμετρο.
Τύπος αντίστασης
Ο τύπος ειδικής αντίστασης χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ειδικής αντίστασης που δίνεται ως
Η ειδική αντίσταση του χοντρού σύρματος αυξάνεται και μειώνεται για το λεπτό σύρμα επειδή η περιοχή διατομής είναι μικρότερη για το λεπτό σύρμα. Η ειδική αντίσταση του σύρματος αυξάνεται όταν το μήκος του σύρματος μειώνεται. Η ειδική αντίσταση ή ειδική αντίσταση του σύρματος μειώνεται όταν αυξάνεται το μήκος του σύρματος.
Αντίσταση διάφορων υλικών
Υλικό με υψηλή ειδική αντίσταση έχει υψηλή αντίσταση και αντιστέκεται στη ροή ηλεκτρονίων. Και το υλικό με χαμηλή ειδική αντίσταση έχει χαμηλή αντίσταση και επομένως τα ηλεκτρόνια μπορούν να ρέουν ομαλά μέσα από το υλικό.
Για παράδειγμα, η ειδική αντίσταση του χαλκού και του αλουμινίου είναι χαμηλή. Οι καλοί αγωγοί έχουν χαμηλότερη αντίσταση. Η ειδική αντίσταση των μονωτών είναι υψηλή. Η ειδική αντίσταση των ημιαγωγών βρίσκεται μεταξύ της ειδικής αντίστασης των αγωγών και της ειδικής αντίστασης των μονωτών. Ο χρυσός είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και επομένως ο χρυσός έχει χαμηλή ειδική αντίσταση (ειδική αντίσταση).
Το γυαλί είναι ένας καλός μονωτήρας που δεν επιτρέπει τη ροή ηλεκτρονίων. Ως εκ τούτου, έχει υψηλή ειδική αντίσταση. Το πυρίτιο είναι ημιαγωγός και επομένως επιτρέπει μερικές κινήσεις ηλεκτρονίων. Η ειδική αντίσταση του πυριτίου είναι μεταξύ γυαλιού και χρυσού. Η ειδική αντίσταση ενός τέλειου αγωγού είναι μηδέν (0) και άπειρη για έναν τέλειο μονωτή.
Ειδική αντίσταση υλικών
Βολφράμιο =33,2
Χαλκός =10,8
Χρυσός =14,7
Καθαρός Σίδηρος =60,0
Μαγνήσιο =276
Ασήμι =9,8
Μετρική γέφυρα
Μια γέφυρα μετρητή ονομάζεται επίσης συρμάτινη γέφυρα ολίσθησης. Το Meter Bridge είναι ένα όργανο που λειτουργεί με βάση την αρχή της γέφυρας Wheatstone. Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της άγνωστης αντίστασης ενός αγωγού.
Μια γέφυρα μετρητή είναι ένας τύπος Wheatstone που χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα για τη μέτρηση μιας άγνωστης ηλεκτρικής αντίστασης με την εξισορρόπηση δύο σκελών του κυκλώματος γέφυρας, όπου ένα από τα σκέλη περιέχει ένα άγνωστο στοιχείο.
Ο Samuel Hunter Christie σχεδίασε μια γέφυρα μετρητή το 1833 και στη συνέχεια βελτιώθηκε και απλοποιήθηκε το 1823 από τον Sir Charles Wheatstone. Τα ψηφιακά πολύμετρα, στις μέρες μας, προσφέρουν τον ευκολότερο τρόπο μέτρησης της αντίστασης. Η γέφυρα Wheatstone μπορεί ακόμα να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση των τιμών αντίστασης φωτός γύρω από το εύρος milliohm.
Αντίσταση σύρματος που χρησιμοποιεί γέφυρα μετρητή
Τα ακόλουθα βήματα πρέπει να ακολουθούνται κατά τον προσδιορισμό της αντίστασης ενός σύρματος χρησιμοποιώντας μια γέφυρα μετρητή.
Ένα καλώδιο γνωστού μήκους L συνδέεται σε ένα από τα κενά (P) μια αντίθετη γέφυρα και ένα κουτί αντίστασης είναι εγκατεστημένο στο άλλο διάκενο (Q).
Το κύκλωμα ολοκληρώνεται με μια μπαταρία (B), έναν ρεοστάτη (Rh), ένα κλειδί (K) και ένα γαλβανόμετρο (G).
Το μήκος ισορροπίας (l) προσδιορίζεται κλείνοντας το πλήκτρο K και στιγμιαία ενεργοποιώντας το γαλβανόμετρο μέχρι να δώσει μηδενική παραμόρφωση (σημείο μηδέν).
Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την έκφραση για τη γέφυρα μετρητή ισορροπίας.
Εδώ,
r =ακτίνα σύρματος και υπολογίζεται με χρήση μετρητή βιδών
L =το μήκος του σύρματος υπολογίζεται με μια κλίμακα
Σφάλμα
Τα πιο σημαντικά συστηματικά σφάλματα σε αυτό το πείραμα βασίζονται στο
- Εφέ θέρμανσης
- Τελικές διορθώσεις, οι οποίες εισάγονται λόγω της αλλαγής της μηδενικής κλίμακας στα σημεία Α και Β
- Τυχαία αντίσταση σε P και Q
- Και επίσης, σφάλματα που προκαλούνται από τη μη ομοιομορφία του καλωδίου γέφυρας του μετρητή.
Συμπέρασμα
Η ηλεκτρική ειδική αντίσταση είναι η ηλεκτρική αντίσταση ανά μονάδα μήκους και μονάδα εμβαδού διατομής σε μια δεδομένη θερμοκρασία και αντιπροσωπεύεται από ρ.
Ο τύπος ειδικής αντίστασης χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ειδικής αντίστασης που δίνεται ως
Το μαγνητικό πεδίο στον άξονα του κυκλικού βρόχου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας το νόμο biot savart. Ο μαθηματικός τύπος για τον υπολογισμό του μαγνητικού πεδίου σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο σημείο στον άξονα του κυκλικού βρόχου ακτίνας a και ρεύματος που μεταφέρει το I, σε ένα σημείο P μακριά από αυτό σε απόσταση x δίνεται από:
Η ειδική αντίσταση του χοντρού σύρματος αυξάνεται και μειώνεται για το λεπτό σύρμα επειδή η περιοχή διατομής είναι μικρότερη για το λεπτό σύρμα.
Οι καλοί αγωγοί έχουν χαμηλότερη αντίσταση.
Η ειδική αντίσταση των μονωτών είναι υψηλή.
Η ειδική αντίσταση των ημιαγωγών βρίσκεται μεταξύ της ειδικής αντίστασης των αγωγών και της ειδικής αντίστασης των μονωτών.
Το Meter Bridge είναι ένα όργανο που λειτουργεί με βάση την αρχή της γέφυρας Wheatstone.
Η γέφυρα μετρητή χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της άγνωστης αντίστασης ενός αγωγού.
Χρησιμοποιώντας την έκφραση για τη γέφυρα μετρητή ισορροπίας.
