Ohm -motstand, eksempler og treningstiltak løst

Han Ohm U ohmio er måleenheten for elektrisk motstand som tilhører det internasjonale systemet med enheter (SI), mye brukt i vitenskap og ingeniørfag. Dette ble utnevnt til ære for den tyske fysikeren Georg Simon Ohm (1789-1854).

Ohm var professor og forsker ved University of München, og blant hans mange bidrag til elektrisitet og magnetisme er definisjonen av motstand gjennom forholdet mellom spenningen og strømmen som en sjåfør går gjennom. 

Figur 1. Varierte motstander som utgjør en del av en krets. Kilde: Wikimedia Commons.

Dette forholdet er kjent som Ohms lov og uttrykkes vanligvis som: 

R = ΔV/i

Der R representerer elektrisk motstand, er ΔV spenningen i Volt (V) og jeg er strømmen i forsterkere (a), alle i enheter hvis.

Derfor tilsvarer 1 ohm, som også er betegnet om hverandre med den greske bokstaven ω, 1 v/a. Det betyr at hvis du etablerer en 1 V -spenning gjennom en viss driver, forårsaker den en strøm på 1 a, er motstanden til nevnte driver 1 Ω.

Elektrisk motstand er et veldig vanlig kretselement som brukes på mange måter å kontrollere strømmen på riktig måte, enten det er en del av en integrert eller individuelt.

[TOC]

Måling av elektrisk motstand

Figur 5. Georg Simon Ohm, hvis navn bærer enheten for motstand, ble født i Bayern i 1789 og ga store bidrag til elektrisitet, akustikk og forstyrrelse av lette bølger. Kilde: Wikimedia Commons.

Motstandene måles ved hjelp av et multimeter, en meter som kommer i analoge og digitale versjoner. De mest grunnleggende måler direkte spenninger og strømmer, men det er mer sofistikerte enheter med tilleggsfunksjoner. Når de brukes til å måle motstand, kalles de ohmetters eller ohmimeter. Denne enheten er veldig enkel å bruke:

Kan tjene deg: Poisson -koeffisient: koeffisient, formler, verdier, eksempler

- Den sentrale velgeren er plassert i posisjon til å måle motstand, og velge en av skalaene som er identifisert med ω -symbolet, i tilfelle instrumentet har mer enn ett mer enn en.

- Målemotstanden trekkes ut fra kretsen. Hvis ikke mulig, er strømforsyningen nødvendig for å slå av.

- Motstanden mellom instrumens tips eller sonder er plassert. Polaritet spiller ingen rolle.

- Verdien leses direkte på den digitale skjermen. Hvis instrumentet er analogt, har det en markert skala med ω -symbolet som leses fra høyre til venstre.

I følgende figur (nummer 2) vises et digitalt multimeter og dets sonder eller tips. Modellen har bare en skala for å måle motstand, indikert med en pil.

Figur 2. Digitalt multimeter. Kilde: Pixabay.

Ofte uttrykkes verdien av en kommersiell elektrisk motstand med en kode med fargede bånd i utlandet. For eksempel har motstandene på figur 1 røde, fiolette, gull, gule og grå bånd. Hver farge har en numerisk betydning som indikerer den nominelle verdien, som vil bli vist da.

Fargekode for motstand

I tabellen nedenfor vises de fargede kodene for motstander:

Tabell 1.

Når man tar i betraktning at det metalliske båndet er riktig, brukes koden som følger:

- De to første fargene fra venstre til høyre gir verdien av motstanden.

- Den tredje fargen indikerer kraften til 10 som den må multipliseres.

- Og den fjerde indikerer toleransen som produsenten har etablert.

Eksempler på motstandsverdier

La oss som et eksempel se motstanden i forgrunnen, til venstre for figur 1. Den fargede sekvensen som er vist er: grå, rød, rød, gull. Husk at gull- eller sølvbåndet må være riktig.

Kan tjene deg: Gauss lov

Det grå representerer 8, den røde er 2, multiplikatoren er rød og lik 10² = 100 og til slutt er toleranse gylden som symboliserer 5%. Derfor er motstanden verdt 82 x 100 Ω = 8200 Ω.

Å være 5 %-toleransen, er den ekvivalent i ohms til: 8200 x (5/100) ω = 410 Ω. Derfor er motstandsverdien mellom: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω og 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Gjennom den fargede koden er det den nominelle eller motstandsfabrikkverdien, men for å spesifisere tiltaket er det nødvendig å måle motstanden med multimeteret, som forklart før.

Et annet eksempel for motstanden til følgende figur:

Figur 3. Bruk av fargekode i en motstand r. Kilde: Wikimedia Commons.

Vi har følgende for motstand R: rød (= 2), fiolett (= 7), grønn (multipliser med 10⁵), så motstanden R på figuren er verdt 27 x 10⁵ Ω. Toleransebåndet er sølv: 27 x 10⁵ x (10/100) ω = 27 x 10⁴ Ω. En måte å uttrykke det forrige resultatet, avrunding 27 x 10⁴ A 30 x 10⁴, er:

R = (27 ± 3) × 10⁵ Ω = (2.7 ± 0.3) × 10⁶ Ω 

De fleste brukte prefikser

Verdiene som en elektrisk motstand kan ha, som alltid er positive, er i et veldig bredt område. Derfor brukes kreftene til 10 til å uttrykke sine verdier, så vel som prefikser. Neste mest vanlig:

Tabell 2.

I følge denne notasjonen er motstanden til det forrige eksemplet: (2.7 ± 0.3) MΩ.

Kan tjene deg: konduktans: formler, beregning, eksempler, øvelser

Dirigentmotstand

Motstandene er produsert av forskjellige materialer og er et mål på opposisjonen som sjåføren har til passering av strømmen, som kjent, ikke alle materialer opptrer på samme måte. Selv blant materialene som anses som ledere er det forskjeller.

Motstanden avhenger av flere egenskaper, og er den viktigste:

- Drivergeometri: Lengde og område av tverrsnittet.

- Materiell resistivitet: indikerer opposisjonen presentert av materialet til passering av strømmen.

- Temperatur: Resistivitet og motstand øker med temperaturen, siden det indre systemet til materialet avtar og dermed hindrer de nåværende bærerne deres passasje.

For en konstant tverrsnittsleder, ved en gitt temperatur er motstanden gitt av:

R = ρ (ℓ/a)

Der ρ er resistiviteten til materialet ved den aktuelle temperaturen, som bestemmes eksperimentelt, er ℓ ℓ.

Figur 4. Dirigentmotstand. Kilde: Wikimedia Commons.

Trening løst

Finn motstanden til en 0 kobbertråd.32 mm radius og 15 cm lang, vel vitende om at kobberresistivitet er 1.7 × 10^-8 Ω.m.

Løsning

Siden resistiviteten er i enheter av det internasjonale systemet, er det mest passende å uttrykke det krysseseksjonsområdet og lengden i disse enhetene, og deretter erstatte den foregående delen:

Radio = 0.32 mm = 0.32 × 10^-3 m

A = π (radio²) = π (0.32 × 10^-3 m)² = 3.22 x 10^-7 m²

ℓ = 15 cm = 15 x 10^-2 m

R = ρ (ℓ/a) = 1.7 × 10^-8 Ω.m x (15 x 10^-2 m / 3.22 x 10^-7 m² ) = 7.9 × 10^-3 Ω = 7.9 m-ohm.

Referanser

1. Figueroa, d. (2005). Serier: Fysikk for vitenskap og ingeniørfag. Volum 5. Elektrostatikk. Redigert av Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6^th. Ed Prentice Hall.
3. Resnick, r. (1999). Fysisk. Vol. 2. 3^ra på spansk. Continental Editorial Company s.TIL. Av c.V.
4. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysikk med moderne fysikk. 14^th. Ed. Volum 2.
5. Serway, r., Jewett, J. (2018). Fysikk for vitenskap og ingeniørfag. Volum 1. 10^ma. Ed. Cengage Learning.