Ηλεκτρική αντίσταση

Εισαγωγή

Όταν εισάγεται μια διαφορά δυναμικού σε ένα υλικό, τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να μετακινούνται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο στα θετικά ηλεκτρόδια, προκαλώντας τη ροή ρεύματος μέσω του υλικού. Ωστόσο, όταν τα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν, συγκρούονται με άλλα ηλεκτρόνια κατά μήκος της διαδρομής τους. Η κίνηση των ηλεκτρονίων εμποδίζεται από αυτές τις συγκρούσεις. Αυτό ορίζεται ως η αντίσταση του υλικού. Η ειδική αντίσταση του υλικού είναι ευεργετική στα ηλεκτρικά κυκλώματα. Η τιμή αντίστασης ενός υλικού επηρεάζεται από έναν συνδυασμό παραγόντων. Η τιμή της ειδικής αντίστασης ενός υλικού μας δίνει μια ιδέα για την ωμική του ικανότητα.

Ηλεκτρική αντίσταση

Σε μια δεδομένη θερμοκρασία, η ηλεκτρική ειδική αντίσταση ενός υλικού ορίζεται ως η αντίστασή του ανά μονάδα μήκους και ανά μονάδα επιφάνειας διατομής.

Η ειδική αντίσταση, συχνά γνωστή ως ηλεκτρική ειδική αντίσταση, είναι αντίθετη της ηλεκτρικής αγωγιμότητας ή μπορούμε να πούμε αντίστροφη της ηλεκτρικής αγωγιμότητας.

Η ειδική αντίσταση ενός υλικού είναι ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό που δείχνει πόσο καλά αντέχει ή άγει το ηλεκτρικό ρεύμα.

Οι αγωγοί είναι υλικά που μεταφέρουν εύκολα ηλεκτρικό ρεύμα και έχουν χαμηλή αντίσταση. Οι μονωτές είναι υλικά που δύσκολα αγώγουν τον ηλεκτρισμό και έχουν υψηλή αντίσταση.

Η ειδική αντίσταση διαφορετικών υλικών είναι σημαντική για την επιλογή υλικών για την ηλεκτρική καλωδίωση, καθώς και για αντιστάσεις, ολοκληρωμένα κυκλώματα και άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Η τιμή της ειδικής αντίστασης επηρεάζεται επίσης από τη θερμοκρασία του υλικού. Οι πίνακες ειδικής αντίστασης παρέχουν συνήθως τιμές στους 20° C. Η ειδική αντίσταση των μεταλλικών αγωγών αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αλλά η ειδική αντίσταση των ημιαγωγών, όπως ο άνθρακας και το πυρίτιο, μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.

Τύπος αντίστασης 

Παραγωγή

Η αντίσταση R είναι προφανώς ανάλογη με το μήκος του αγωγού. Δηλαδή, η αντίσταση αυξάνεται όσο αυξάνεται το μήκος του αγωγού.

Επομένως, αντίσταση R ∝ L    ——–    εξίσωση 1

Το R σχετίζεται αντιστρόφως με την περιοχή διατομής ενός δεδομένου αγωγού.

Αυτό σημαίνει ότι όταν αυξάνεται η περιοχή του αγωγού, η αντίσταση μειώνεται.

Αυτό σημαίνει ότι όταν αυξάνεται η περιοχή του αγωγού, η αντίσταση μειώνεται. Περισσότερη περιοχή αγωγού έχει ως αποτέλεσμα πιο αποτελεσματική ροή ηλεκτρικού ρεύματος μέσω μεγαλύτερης περιοχής, με αποτέλεσμα μείωση της αντίστασης.

Επομένως, R ∝ 1/A       ———-    εξίσωση  2

Από την εξίσωση 1 και την εξίσωση 2

R ∝ L/A

Ή, R =ρ L/A       εξίσωση  3

Από την εξίσωση 3 

ρ = RA/L

Το ρ (rho) είναι η ειδική αντίσταση του  υλικού.

Εξίσωση

Από την παραγωγή πήραμε την εξίσωση της ειδικής αντίστασης που είναι

ρ = RA/L

Όπου, ρ =ειδική αντίσταση, R =αντίσταση , A =εμβαδόν διατομής, L =μήκος

Μονάδα αντίστασης

ρ = RA/L

ρ =ohm × (m2/m ) =ohm m

Η μονάδα αντίστασης S.I είναι ωμόμετρο (Ω⋅m)

Ταξινόμηση της ειδικής αντίστασης στα υλικά

Η θερμοκρασία έχει μεγάλη επίδραση σε αυτά τα υλικά. Όταν η θερμοκρασία ενός αγωγού αυξάνεται, αυξάνεται επίσης η ταχύτητα των ηλεκτρονίων που ταξιδεύουν μέσω των υλικών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα πολλές συγκρούσεις. Ως αποτέλεσμα, ο μέσος χρόνος σύγκρουσης των ηλεκτρονίων μειώνεται. Το υλικό έχει αντίστροφη σχέση με τον μέσο χρόνο σύγκρουσης ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα, καθώς μειώνεται ο μέσος χρόνος της σύγκρουσης, αυξάνεται η τιμή ειδικής αντίστασης του αγωγού.

Όταν η θερμοκρασία ενός ημιαγωγού υλικού αυξάνεται, σπάνε περισσότεροι ομοιοπολικοί δεσμοί. Ως αποτέλεσμα, ο αριθμός των δωρεάν φορέων φόρτισης στο υλικό αυξάνεται. Με την αύξηση των φορέων φορτίου, η αγωγιμότητα της ουσίας αυξάνεται, μειώνοντας την αντίσταση του υλικού ημιαγωγού.

Βοηθά στη σύγκριση διαφορετικών υλικών με βάση την ικανότητά τους να μεταφέρουν ηλεκτρισμό. Είναι το αντίστροφο της αγωγιμότητας. Οι αγωγοί έχουν υψηλή αγωγιμότητα και χαμηλή αντίσταση. Οι μονωτήρες έχουν υψηλή αντίσταση και χαμηλή αγωγιμότητα. Οι τιμές αντίστασης και αγωγιμότητας για ημιαγωγούς βρίσκονται στη μέση.

Χρωματική κωδικοποίηση αντίστασης

Τα χρώματα χρησιμοποιούνται για τη διάκριση της αξίας και της λειτουργίας των εξαρτημάτων και των καλωδίων.

Η χρωματική κωδικοποίηση αντίστασης χρησιμοποιεί χρωματιστές ζώνες για να προσδιορίσει αμέσως την τιμή αντίστασης και το ποσοστό ανοχής μιας αντίστασης, με το φυσικό μέγεθος της αντίστασης να υποδεικνύει την ονομαστική της ισχύ.

Όταν το σώμα της αντίστασης είναι αρκετά μεγάλο για να δείτε την εκτύπωση, όπως αντιστάσεις μεγάλης ισχύος, η τιμή αντίστασης, η ανοχή και η ονομαστική ισχύς εμφανίζονται συνήθως ως αριθμοί ή γράμματα στο σώμα της αντίστασης.

Ωστόσο, επειδή η εκτύπωση σε μια μικρότερη αντίσταση είναι πολύ μικρή για να φαίνεται, οι προδιαγραφές πρέπει να εμφανίζονται με άλλη μέθοδο.

Χρώμα	Ψηφίο	Πολλαπλασιαστής	Ανοχή (%)
Μαύρο	0	100(1)
Καφέ	1	101	1
Κόκκινο	2	102	2
Πορτοκαλί	3	103
Κίτρινο	4	104
Πράσινο	5	105	0,5
Μπλε	6	106	0,25
Βιολετί	7	107	0.1
Γκρι	8	108	0
Λευκό	9	109
Χρυσός		10-1	5
Ασημί		10-2	10
(κανένα)		0

Συμπέρασμα

Η ηλεκτρική ειδική αντίσταση είναι μια κρίσιμη ιδιότητα για τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά συστήματα. Οι μονωτές είναι ουσίες που έχουν υψηλή ηλεκτρική αντίσταση και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το σκοπό αυτό. Οτιδήποτε μπορεί να είναι εξαιρετικός αγωγός με χαμηλό βαθμό ηλεκτρικής αντίστασης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες εφαρμογές, από καλώδια έως ηλεκτρικές συνδέσεις και πολλά άλλα. Επιπλέον, διάφορες αντιστάσεις χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε είδους ηλεκτρικές συσκευές και μπορούμε να τις προσδιορίσουμε μοναδικά χρησιμοποιώντας χρωματικούς κωδικούς. Ελπίζουμε ότι αυτό το θέμα της αντίστασης είναι σαφές για εσάς.