Тест по физике Расчет сопротивления проводника 8 класс
Тест по физике Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление для учащихся 8 класса с ответами. Тест состоит из 10 заданий с выбором ответа.
1. От каких факторов зависит сопротивление проводника?
1) Его размеров и силы тока в нем
2) Его длины и площади поперечного сечения
3) Длины, площади поперечного сечения проводника и напряжения на его концах
4) Длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен
2. Как сопротивление проводника зависит от его длины?
1) Чем больше длина проводника, тем больше его сопротивление
2) Чем больше длина проводника, тем меньше его сопротивление
3) Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине
4) Сопротивление проводника практически не зависит от его длины
3. Как сопротивление проводника зависит от площади его поперечного сечения?
1) Чем больше площадь поперечного сечения проводника, тем больше его сопротивление
3) Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения
4) Зависимость между сопротивлением и площадью поперечного сечения проводника практически отсутствует
4. Какая физическая величина характеризует зависимость сопротивления проводника от вещества, из которого он состоит?
1) Количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника
2) Сила тока в проводнике
3) Напряжение на концах проводника
4) Удельное электрическое сопротивление вещества
5. По какой формуле, зная длину, площадь поперечного сечения проводника и материал, из которого он изготовлен, можно рассчитать его сопротивление?
1) R = U/I
2) R = ρl/S
3) U = A/q
4) I = q/t
1) Алюминий; оно велико
2) Железо; оно мало
3) Серебро; оно имеет наименьшее значение
4) Ртуть; оно имеет наибольшее значение
7. Какой бы вы выбрали материал для изготовления нагревательного элемента кипятильника?
1) Никелин
2) Вольфрам
3) Константан
4) Алюминий
8. Определите сопротивление алюминиевого провода длиной 100 ми площадью поперечного сечения 2,8 мм2.
1) 10 Ом
2) 1 Ом
3) 2,8 Ом
4) 28 Ом
9. Рассчитайте удельное сопротивление меди, провод из которой длиной 500 ми площадью поперечного сечения 0,1 мм2 имеет сопротивление 85 Ом.
10. Найдите площадь поперечного сечения алюминиевого провода длиной 500 м, имеющего сопротивление 7 Ом.
1) 0,2 мм2
3) 4 мм2
4) 0,4 мм2
Ответы на тест по физике Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление
1-4
2-3
3-3
4-4
5-2
6-3
7-3
8-2
9-1
10-2
Тест Сопротивление (8 класс) по физике
Сложность: знаток.Последний раз тест пройден 23 часа назад.
Вопрос 1 из 10
От каких факторов зависит сопротивление проводника?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 78% ответили правильно
- 78% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Следующий вопросОтветитьВопрос 2 из 10
Как сопротивление проводника зависит от его длины?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 61% ответили правильно
- 61% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 3 из 10
Как сопротивление проводника зависит от площади его поперечного сечения?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 73% ответили правильно
- 73% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 4 из 10
Какая физическая величина характеризует зависимость сопротивления проводника от вещества, из которого он состоит?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 75% ответили правильно
- 75% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 5 из 10
По какой формуле, зная длину, площадь поперечного сечения проводника и материал, из которого он изготовлен, можно рассчитать его сопротивление?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 85% ответили правильно
- 85% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 6 из 10
Какое из приведенных ниже веществ наилучший проводник электричества? Какова особенность его удельного сопротивления?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 62% ответили правильно
- 62% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 7 из 10
Какой бы вы выбрали материал для изготовления нагревательного элемента кипятильника?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы ответили лучше 55% участников
- 45% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 8 из 10
Определите сопротивление алюминиевого провода длиной 100 ми площадью поперечного сечения 2,8 мм2
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 59% ответили правильно
- 59% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 9 из 10
Найдите площадь поперечного сечения алюминиевого провода длиной 500 м, имеющего сопротивление 7 Ом
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 60% ответили правильно
- 60% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 10 из 10
Проводники сопротивлением 20 Ом и 30 Ом соединены параллельно. Вычислите их общее сопротивление
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы ответили лучше 57% участников
- 43% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Ответить
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
ТОП-3 тестакоторые проходят вместе с этимРейтинг теста
Средняя оценка: 3.7. Всего получено оценок: 134.
А какую оценку получите вы? Чтобы узнать — пройдите тест.Урок 29. закон ома для участка цепи. соединения проводников — Физика — 10 класс
Физика, 10 класс
Урок 29. Закон Ома для участка цепи. Соединения проводников
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
- условия, необходимые для существования электрического тока;
- постоянный электрический ток;
- закон Ома для участка цепи;
- формула расчета сопротивления проводника с учетом свойств материала проводника и его геометрических размеров;
- типы соединений проводников и формулы расчета параметров электрической цепи для каждого типа.
Глоссарий по теме.
Сила тока I — скалярная величина, равная отношению заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени t, в течение которого шёл ток.
Постоянный ток — электрический ток, не изменяющийся со временем.
Последовательное соединение проводников.
Параллельное соединение проводников. При параллельном соединении концы проводников присоединены к одной и той же паре точек.
Смешанное соединение проводников — это такое соединение, когда в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.
Узел – это точка электрической цепи, где сходится не менее трех ветвей.
Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи, то есть противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением проводника.
Резистор или проводник — элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 335 – 340.
2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. — М.: Дрофа, 2009. – С. 105 – 109.
3. Элементарный учебник физики. Учебное пособие в 3 томах под редакцией академика Ландсберга Г.С.: Т.2. Электричество и магнетизм. – 12-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. С. 110 – 115.
4. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе. Пособие для учителей. Изд. 4-е, переработ. и доп. М. «Просвещение», 1972. С. 83 – 87.
5. Савельев И.В. Курс общей физики, том II. Электричество. М.: Изд. «Наука», 1970 г. С. 108.
Открытые электронные ресурсы:
http://kvant.mccme.ru/1979/02/elektrichestvo_ie_temperatura.htm
Теоретический материал для дополнительного изучения
Сложно представить нашу жизнь без электрического тока. Каждый день, не задумываясь, мы используем различные электрические приборы, в основе работы которых лежат простые и сложные электрические цепи. Какому закону подчиняются основные параметры электрических цепей? Как рассчитать эти цепи, чтобы приборы работали исправно?
Вы уже знаете, электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.
Для возникновения и существования электрического тока в проводнике необходимо:
- наличие свободных заряженных частиц;
- сила, действующая на них в определённом направлении, то есть наличие электрического поля в проводнике.
Различают следующие действия электрического тока:
- тепловое ;
- химическое ;
- магнитное .
Постоянный ток — электрический ток, у которого сила тока и направление не изменяются со временем.
Сила тока I равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:
За направление электрического тока условно выбрано направление движения положительно заряженных частиц, то есть в сторону, противоположную направлению движения электронов.
Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определённая зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов (напряжения) на концах проводника. Эту зависимость выражает, так называемая, вольт-амперная характеристика проводника.
Для широкого класса проводников (в т. ч. металлов ) при неизменной температуре справедлив закон Ома для участка цепи:
Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи:
Закон имеет простую форму, но доказать экспериментально его справедливость довольно трудно.
Закон Ома является основой всей электротехники постоянных токов. Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно.
Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Причиной электрического сопротивления является взаимодействие электронов при их движении по проводнику с ионами кристаллической решетки. Сопротивление проводника зависит от свойств материала проводника и его геометрических размеров.
Электрическое сопротивление металлов прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:
где величина ρ – удельное сопротивление проводника — величина, зависящая от рода вещества и его состояния (от температуры в первую очередь). Удельное сопротивление веществ приводятся в справочных таблицах.
Омметр – прибор для измерения сопротивления.
От источника тока энергия может быть передана по проводам к устройствам, потребляющим энергию. Для этого составляют электрические цепи различной сложности. Различают последовательное, параллельное, смешанное соединения проводников.
Последовательное соединение проводников.
При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом. Главная особенность последовательного соединения заключается в том, что через все проводники протекает одинаковый ток. Если через один проводник протекает ток определенной величины, то такой же ток протекает и через все остальные. Если хотя бы в одном проводнике отсутствует ток, то он обязательно отсутствует и во всех остальных. Напряжение на концах последовательно соединенных проводников складывается. Полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений всех проводников.Последовательное соединение | |
Физическая величина | Формула |
Сила тока | I = I1 = I2 |
Напряжение | U = U1 + U2 |
Сопротивление | R = R1 + R2 |
Параллельное соединение проводников. При параллельном соединении концы проводников присоединены к одной и той же паре точек.
Параллельное соединение | |
Физическая величина | Формула |
Сила тока | I = I1 + I2 |
Напряжение | U = U1 = U2 |
Сопротивление | |
Узел – это точка электрической цепи, где сходится не менее трех ветвей.
Узел обозначается на схеме жирной точкой в том месте, где ветви соединяются между собой.
Смешанное соединение проводников.
Смешанным соединением проводников называют такое соединение, при котором в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.
Метод эквивалентных преобразований заключается в том, что электрическую цепь или ее часть заменяют более простой по структуре электрической цепью. При этом токи и напряжения в непреобразованной части цепи должны оставаться неизменными, т.е. такими, какими они были до преобразования. В результате преобразований расчет цепи упрощается и часто сводится к элементарным арифметическим операциям.
Расчет сопротивления сложной цепи:
Рези́стор или проводник — пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.
Примеры и разбор решения заданий
1. Выберите один из 3 вариантов ответа:
При параллельном соединении проводников…
1) напряжение зависит от сопротивления на данном участке цепи
2) напряжение везде разное
3) напряжение везде одинаковое
Ответ: 3) напряжение везде одинаковое.
2. На участке цепи, изображенном на рисунке, сопротивление каждого из резисторов равно 24 Ом. Чему равно полное сопротивление участка при замкнутом ключе К?
Решение.
После замыкания ключа схема будет представлять собой параллельное соединение резистора с двумя последовательно соединенными резисторами.
Полное сопротивление участка при замкнутом ключе равно
(R+R)R/((R+R) + R) = 2R/3 = 16 Ом.
Ответ: 16 Ом.
Тест по Электронике и Электротехнике
Тест: G:\1 семестр Тест для 2 курса ЭМ с задачами.mtf
Тест по Электронике и Электротехнике
Автор: Посконин М.В.
Задание #1
Вопрос:
Под действием электрического поля молекулы диэлектрика …
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Поворачиваются или деформируются
2) Перемещаются к поверхности
3) Ни как не реагируют
4) Хаотично движутся
Задание #2
Вопрос:
При увеличении расстояния между обкладками конденсатора его электрическая емкость
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Уменьшается
2) Возрастает
3) Не изменяется
Задание #3
Вопрос:
При последовательном соединении
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) напряжение на каждом элементе одинковое
2) напряжение делится на каждый элемент
3) ток во всей цепи одинков
4) ток в цепи суммируется
Задание #4
Вопрос:
Для появления тока в цепи необходимо
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) напряжение
2) сопротивление
3) что бы цепь была замкнута
4) что бы выполнялись оба закона Кирхгофа
5) что бы в цепи отсутсвувало смешанное соединение элементов
Задание #5
Вопрос:
Устройство, состоящее из двух проводников любой формы, разделенных диэлектриком
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) электреты
2) источник
3) резисторы
4) реостаты
5) конденсатор
Задание #6
Вопрос:
Можно ли пользоваться компасом на Луне для ориентирования на местности?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Нельзя
2) Можно
3) Можно, но только на равнинах
4) Данных недостаточно что бы ответить
Задание #7
Вопрос:
Параллельное соединение отличается от последовательного
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) расчетом тока
2) расчетом напряжения
3) расчетом сопротивления
4) расчетом мощности
5) расчетом энергии
Задание #8
Вопрос:
Закон Ома для полной цепи:
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) I= U/R
2) U=U*I
3) U=A/q
4) I===…=
5) I= E/ (R+r)
Задание #9
Вопрос:
Контур это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) очертания предмета
2) замкнутый путь внутри цепи
3) прямогульники внутри электрической схемы
4) ничего из перечисленного
Задание #10
Вопрос:
Удельное сопротивление измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Ом*мм2/м
2) Ом/м
3) Ф/м
4) Ом*мм2
Задание #11
Вопрос:
Мощность в цепях постоянного тока находится как …
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) напряжение умножить на сопротивление
2) ток умножить на сопротивление
3) энергия умножить на сопротивление
4) ток в квадрате умножить на сопротивление
Задание #12
Вопрос:
Вещества, почти не проводящие электрический ток
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) диэлектрики
2) электреты
3) сегнетоэлектрики
4) пьезоэлектрический эффект
5) диод
Задание #13
Вопрос:
Представленный на рисунке прибор это
Изображение:
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) резистор
2) конденсатор
3) реостат
4) потенциометр
5) амперметр
Задание #14
Вопрос:
Сопротивление проводника зависит
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) от температуры
2) от рода металла проводника
3) от длины проводника
4) от площади поперечного сечения проводника
Задание #15
Вопрос:
Что такое электрическое поле?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) упорядоченное движение электрических зарядов
2) особый вид материи, существующий вокруг любого электрического заряда
3) упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике
4) беспорядочное движение частиц вещества
Задание #16
Вопрос:
Второй закон кирхгофа используется в случае
Выберите один из 2 вариантов ответа:
1) последовательного соединения
2) параллельного соединения
Задание #17
Вопрос:
Закон Джоуля — Ленца
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) работа производимая источникам, равна произведению ЭДС источника на заряд, переносимый в цепи
2) определяет зависимость между ЭДС источника питания, с внутренним сопротивлением.
пропорционален сопротивлению проводника в контуре алгебраической суммы
3) количество теплоты, выделяющейся в проводнике при прохождении по нему электрического тока, равно произведению квадрата силы тока на сопротивление проводника и время прохождения тока через проводник
4) прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна его сопротивлению
Задание #18
Вопрос:
Сила тока в электрической цепи 2 А при напряжении на его концах 5 В. Найдите сопротивление проводника
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) 10 Ом
2) 0,4 Ом
3) 2,5 Ом
4) 4 Ом
5) 0,2 Ом
Задание #19
Вопрос:
Сумма … входящих в узел равна сумме … выходящих из него.
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #20
Вопрос:
Первый закон кирхгофа используется в случае
Выберите один из 2 вариантов ответа:
1) последовательного соединения
2) параллельного соединения
Задание #21
Вопрос:
Ветвь это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Путь между двумя узлами
2) Часть схемы с одним элементом
3) Элемент цепи соотвествующий последовательному соединению
4) Все перечисленное
Задание #22
Вопрос:
При параллельном соединеии соединении
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) напряжение на каждом элементе одинковое
2) напряжение делится на каждый элемент
3) ток во всей цепи одинков
4) ток в цепи суммируется
Задание #23
Вопрос:
Узел это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) место соединений трех и более проводников
2) условное место объединения двух ветвей
3) элемент присуствующий при последовательном соединеии
4) все перечисленное
Задание #24
Вопрос:
В … контуре при последовательном соединении сумма падений напряжений равна ЭДС источника\
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #25
Вопрос:
Словосочетания «падение напряжения»
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) объясняет связь понятий напряжение с потенциал
2) объясняет силу тока в цепи
3) объясняет 1 закон Кирхгофа
4) ничего не объясняет
Задание #26
Вопрос:
Электрический ток — это …
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) графическое изображение элементов
2) это устройство для измерения ЭДС
3) упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике
4) беспорядочное движение частиц вещества
5) совокупность устройств предназначенных для использования электрического сопротивления
Задание #27
Вопрос:
Сопоставьте электрическую величину и единицы измерения
Укажите соответствие для всех 5 вариантов ответа:
1) А
2) Ом
3) В
4) Ф
5) Дж
__ I
__ R
__ U
__ C
__ E
Задание #28
Вопрос:
Какой прибор используется для измерения электрической мощности?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Амперметр
2) Вольтметр
3) Ваттметр
4) Омметр
Задание #29
Вопрос:
В диэлектриках
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Много свободных зарядов
2) Мало свободных зарядов
3) Нет свободных зарядов
4) Среди ответов нет верного
Задание #30
Вопрос:
ЭДС обозначается буквой
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) E
2) Q
3) F
4) Z
Задание #31
Вопрос:
Проводимость измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Сименсах
2) Фарадах
3) Генри
4) Омах
Задание #32
Вопрос:
Сопротивление полупроводника при повышении температуры
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Увеличивается
2) Уменьшается
3) Практически не изменяется
Задание #33
Вопрос:
Напряжение, возникающее между фазой и нейтралью, называют …
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #34
Вопрос:
Что называется трехфазной симметричной системой?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) совокупность переменных эдс (токов и напряжений) одной частоты и сдвинутых по фазе одна относительно другой, на какие — либо углы;
2) если амплитуды отдельных эдс равны и эдс сдвинуты по фазе друг относительно друга на углы равные 2π /m
3) отдельная цепь входящая в состав данной многофазной системы
4) система трех переменных эдс одной частоты и одинаковой амплитуды, сдвинутых по фазе одна относительно другой на 120 градусов
Задание #35
Вопрос:
Что называется фазой?
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) совокупность переменных эдс (токов и напряжений) одной частоты и сдвинутых по фазе одна относительно другой на какие — либо углы;
2) если амплитуды отдельных эдс равны и эдс сдвинуты по фазе друг относительно друга на углы равные 2π /m;
3) отдельная цепь входящая в состав многофазной системы
Задание #36
Вопрос:
В трехфазной системе токи равны при соединения типа …
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #37
Вопрос:
Угол сдвига фаз в трехфазной системе, в градусах, равен
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) 60
2) 120
3) 220
4) 360
5) Среди перечисленных вариантов нет правильного
Задание #38
Вопрос:
Напряжение, возникающее между двумя фазами, называют …
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #39
Вопрос:
Какова роль «нулевого» провода?
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) позволяет избежать неравномерного распределения энергии в фазах потребителя при неравномерной нагрузке
2) соединяет нулевые точки генератора и потребителя
3) нулевой провод нужен только при соединении «треугольник»
Задание #40
Вопрос:
Какое соединение называют «звезда»?
Выберите один из 2 вариантов ответа:
1) если фазные обмотки генератора или потребителя соединить так, чтобы концы обмоток были соединены в общую точку, а начала подсоединены к линейным проводам
2) если конец первой фазы соединить с началом второй фазы, конец второй фазы с началом третьей фазы, конец третьей фазы с началом первой фазы
Задание #41
Вопрос:
В трехфазной цепи напряжения равны при соединеии…
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #42
Вопрос:
Линейный ток равен 2,2 А. Рассчитать фазный ток, если симметричная нагрузка соединена звездой
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 2,2
2) 1,27
3) 3,8
4) 2,5
Задание #43
Вопрос:
Какое соединение называют «треугольник»?
Выберите один из 2 вариантов ответа:
1) если фазные обмотки генератора или потребителя соединить так, чтобы концы обмоток были соединены в общую точку, а начала подсоединены к линейным проводам
2) если конец первой фазы соединить с началом второй фазы, конец второй фазы с началом третьей фазы, конец третьей фазы с началом первой фазы
Задание #44
Вопрос:
Каковы достоинства трехфазной системы
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) простота эксплуатации
2) требуется меньшее сечение проводов
3) создание вращающего магнитного поля
4) получение различных напряжений в одной и той же системе
Задание #45
Вопрос:
При каком условии обмотки статора соединяются «звездой»?
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Uл=Uф
2) Uл=√3Uф
3) I=UR
Задание #46
Вопрос:
Единицы измерения индуктивности
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Тесла
2) Генри
3) Веберы
4) Фарады
Задание #47
Вопрос:
Чему равна частота переменного тока в РФ
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 60 Гц
2) 50 Гц
3) 50 радиан
4) 60 радиан
Задание #48
Вопрос:
На шкале прибора нанесен знак в виде пятиконечной звезды с цифрой 5 в центре. Что это означает?
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Максимально измеряемый ток равен 5 А
2) Максимально измеряемое напряжение равно 5000 В
3) Изоляция прибора выдерживает 5 кВ
Задание #49
Вопрос:
Конденсатор емкостью С подключен к источнику синусоидального тока. Как изменится ток в конденсаторе, если частоту синусоидального тока уменьшить в 3 раза
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Уменьшится в 3 раза
2) Увеличится в 3 раза
3) Останется неизменной
4) Ток в конденсаторе не зависит от синусоидального тока
Задание #50
Вопрос:
Измерением называется …
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) выбор технического средства, имеющего нормированные метрологические характеристики
2) операция сравнения неизвестного с известным
3) опытное нахождение значения физической величины с помощью технических средств
Задание #51
Вопрос:
Как классифицируются измерительные приборы по принципу действия?
Выберите один из 2 вариантов ответа:
1) Вольтметры, амперметры, ваттметры, омметры, частотомеры
2) Приборы магнитоэлектрической, электродинамической, электромагнитной и других систем
Задание #52
Вопрос:
По способу получения результата все измерения делятся на …
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) статические и динамические
2) прямые и косвенные
3) прямые, косвенные, совместные и совокупные
Задание #53
Вопрос:
Физическая величина — это …
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) объект измерения
2) величина, подлежащая измерению, измеряемая или измеренная в соответствии с основной целью измерительной задачи
3) одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них
Задание #54
Вопрос:
На шкале прибора нанесен знак, изображающий катушку с ферромагнитным сердечником. Какой это прибор?
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Амперметр
2) Прибор электромагнитной системы
3) Прибор переменного тока
Задание #55
Вопрос:
Метрология — это …
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) теория передачи размеров единиц физических величин
2) теория исходных средств измерений (эталонов)
3) наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности
Задание #56
Вопрос:
Буквой B обозначается
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) магнитный поток
2) индуктивность
3) магнитная проницаемость
4) индукция
Задание #57
Вопрос:
Буквой ψ обозначается
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) магнитная проницаемость
2) магнитный поток
3) потокосцепление
4) индуктивность
Задание #58
Вопрос:
Магнитный поток измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Веберах
2) Тесла
3) Генри
4) Ампер/метр
Задание #59
Вопрос:
Индукция измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Веберах
2) Тесла
3) Генри
4) Ампер/метр
Задание #60
Вопрос:
Индуктивность измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Веберах
2) Тесла
3) Генри
4) Ампер/метр
Задание #61
Вопрос:
Напряженность магнитного поля измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Веберах
2) Тесла
3) Генри
4) Ампер/метр
Задание #62
Вопрос:
Потокосцепление измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Веберах
2) Тесла
3) Генри
4) Джоулях
Задание #63
Вопрос:
В ВАРах измеряется
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Активная мощность
2) Реактивная мощность
3) Полная мощность
4) Выделенная на нагрев мощность
Задание #64
Вопрос:
В ВА измеряется
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Активная мощность
2) Реактивная мощность
3) Полная мощность
4) Выделенная на нагрев мощность
Задание #65
Вопрос:
В чем измеряется магнитодвижущая сила
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Амперы
2) Фарады
3) Джоули
4) Ньютоны
Задание #66
Вопрос:
Потокосцепление измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Тесла
2) Генри
3) Веберы
4) Фарады
Задание #67
Вопрос:
Q- это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) ЭДС
2) Реактивная мощность
3) Энергия
4) Полная мощность
Задание #68
Вопрос:
В чем измеряется магнитный поток
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Тесла
2) Генри
3) Веберы
4) Фарады
Задание #69
Вопрос:
Z- это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) ЭДС
2) Реактивная мощность
3) Энергия
4) Полное сопротивление
Задание #70
Вопрос:
Буквой Ф обозначается
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) магнитный поток
2) индукция
3) индуктивность
4) потокосцепление
5) среди перечисленных вариантов нет правильного
Задание #71
Вопрос:
X- это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) ЭДС
2) Реактивная мощность
3) Реактивное сопротивление
4) Полное сопротивление
Задание #72
Вопрос:
Энергия магнтиного поля измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Тесла
2) Джоулях
3) Ваттах
4) Фарадах
Задание #73
Вопрос:
Буквой L обозначается
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) магнитный поток
2) индукция
3) индуктивность
4) потокосцепление
5) среди перечисленных вариантов нет правильного
Задание #74
Вопрос:
Буквой D обозначается
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) магнитный поток
2) индукция
3) индуктивность
4) потокосцепление
5) среди перечисленных вариантов нет правильного
Задание #75
Вопрос:
P- это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) ЭДС
2) Активная мощность
3) Энергия
4) Полная мощность
Задание #76
Вопрос:
S- это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) ЭДС
2) Активная мощность
3) Энергия
4) Полная мощность
Задание #77
Вопрос:
Полная мощность измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) ВА
2) вар
3) Вт
4) Гн
Задание #78
Вопрос:
Единицы измерения реактивной мощности
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) ВА
2) вар
3) Вт
4) Гн
Задание #79
Вопрос:
Активная можность измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) ВА
2) вар
3) Вт
4) Гн
Задание #80
Вопрос:
Единицы измерения магнитной индукции
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Вб
2) Тл
3) Гн
4) дж
Задание #81
Вопрос:
В фарадах измеряется
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Индуктивность
2) Емкость
3) Индукция
4) Вихревые токи
Задание #82
Вопрос:
0,5 мкТл это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 0,000005 Тл
2) 0,0000005 Тл
3) 0,00005 Тл
4) 0,00000005 Тл
Задание #83
Вопрос:
12 мГн это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 12000 Гн
2) 0,00012 Гн
3) 0,012 Гн
4) 0,12 Гн
Задание #84
Вопрос:
Буквой I обозначается
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) проводимость
2) сопротивление
3) напряжение
4) ток
Задание #85
Вопрос:
Сопротивление измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Амперах
2) Омах
3) Вольтах
4) Сименсах
Задание #86
Вопрос:
Ток измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Амперах
2) Омах
3) Вольтах
4) Сименсах
Задание #87
Вопрос:
Напряжение измеряется в
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Амперах
2) Омах
3) Вольтах
4) Сименсах
Задание #88
Вопрос:
Буквой G обозначается
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) проводимость
2) сопротивление
3) напряжение
4) ток
Задание #89
Вопрос:
В ваттах измеряется
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Активная мощность
2) Реактивная мощность
3) Полная мощность
4) Выделенная на нагрев мощность
Задание #90
Вопрос:
rвн это …
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #91
Вопрос:
Проводимость измеряется в
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) Омах
2) Генри
3) Фарадах
4) Сименсах
5) Ом*м
Задание #92
Вопрос:
На схемах буквой S обозначаются
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Выключатели, переключатели, выключатели, срабатывающие от различных воздействий
2) Электромагнитные муфты, тормоза, патроны
3) Двигатели постоянного и переменного тока
4) Дискретные элементы защиты по току и напряжению, плавкие предохранители, разрядники
Задание #93
Вопрос:
На схемах буквой F обозначаются
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Выключатели, переключатели, выключатели, срабатывающие от различных воздействий
2) Электромагнитные муфты, тормоза, патроны
3) Двигатели постоянного и переменного тока
4) Дискретные элементы защиты по току и напряжению, плавкие предохранители, разрядники
Задание #94
Вопрос:
На схемах буквой M обозначаются
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Выключатели, переключатели, выключатели, срабатывающие от различных воздействий
2) Электромагнитные муфты, тормоза, патроны
3) Двигатели постоянного и переменного тока
4) Дискретные элементы защиты по току и напряжению, плавкие предохранители, разрядники
Задание #95
Вопрос:
На схемах буквой Y обозначаются
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Выключатели, переключатели, выключатели, срабатывающие от различных воздействий
2) Электромагнитные муфты, тормоза, патроны
3) Двигатели постоянного и переменного тока
4) Дискретные элементы защиты по току и напряжению, плавкие предохранители, разрядники
Задание #96
Вопрос:
HL — это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Прибор световой сигнализации
2) Прибор звуковой сигнализации
3) Контактор, магнитный пускатель
4) Выключатель кнопочный
Задание #97
Вопрос:
HA — это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Прибор световой сигнализации
2) Прибор звуковой сигнализации
3) Контактор, магнитный пускатель
4) Выключатель кнопочный
Задание #98
Вопрос:
KM — это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Прибор световой сигнализации
2) Прибор звуковой сигнализации
3) Контактор, магнитный пускатель
4) Выключатель кнопочный
Задание #99
Вопрос:
SB — это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Прибор световой сигнализации
2) Прибор звуковой сигнализации
3) Контактор, магнитный пускатель
4) Выключатель кнопочный
Задание #100
Вопрос:
Что такое С на рисунке?
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) варикап
2) динистор
3) конденсатор
4) трансформатор
Задание #101
Вопрос:
Укажите (числом) сколько трансфоматоров в схеме
Изображение:
Запишите число:
___________________________
Задание #102
Вопрос:
Буквой C cхеме обозначается
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) конденсатор
2) катушка
3) резистор
4) источник напряжения
5) трансформатор
Задание #103
Вопрос:
Буквой L cхеме обозначается
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) конденсатор
2) катушка
3) резистор
4) источник напряжения
5) трансформатор
Задание #104
Вопрос:
Укажите условное графическое обозначение резистора мощностью 0,5 Вт
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1)
2)
3)
Задание #105
Вопрос:
Выберете УГО, обозначающее резистор с мощностью 0,125 Вт
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1)
2)
3)
Задание #106
Вопрос:
Начало обмотки катушки индуктивности на схеме обозначается
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Буквой «L»
2) Буквой «Н»
3) Точкой
Задание #107
Вопрос:
Укажите мощность резистора, представленного на рисунке
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 0,05 Вт
2) 0,125 Вт
3) 0,5 Вт
4) 0,001 Вт
Задание #108
Вопрос:
Стрелка данного переменного резстора изображает
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Направление течения тока
2) Подвижный контакт токосъемника
3) Стрелка изображена неверно
4) К данному проводу подключается нулевой вывод трансформатора
Задание #109
Вопрос:
Пунктир на данном элменте означает
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) границу разделения элементов
2) механическую связь
3) УГО представлен неверно
4) Среди перечисленных вариантов не верного
Задание #110
Вопрос:
Таким изображением обозначают
Изображение:
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) конденсатор
2) конденсатор в цепи переменного тока
3) электролитический конденсатор
4) конденсатор в цепи постоянного тока
Задание #111
Вопрос:
Данное УГО
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Изображено неверно
2) Представляет собой электролитический конденсатор
3) Представляет собой конденсатор переменной емкости
4) Представляет собой проходной конденсатор
Задание #112
Вопрос:
На рисунке представленна катушка
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) как часть обомтки трансформатора
2) как элемент схемы гетеродина
3) многовыводная
4) перменной индуктивности
Задание #113
Вопрос:
Катушка 1 отличается от катушки 2
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Ничем
2) Материалом магнитопровода
3) наличием механической связи
4) Все ответы верны
Задание #114
Вопрос:
Какой элемент электричкой цепи изображен на рисунке?
Изображение:
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #115
Вопрос:
На рисунке показаны
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Нормальноразомкнутая и нормальнозамкнутая кнопки
2) Нормальноразомкнутый и нормальнозамкнутый контакты
3) Элемент схемы УПП
4) Среди перечисленных вариантов нет верного
Задание #116
Вопрос:
В схемах двигателей данна кнопка учавствует в роли
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Пусковой
2) Стоповой
3) Блокирующей
4) Не используется
Задание #117
Вопрос:
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) Резистор постоянный
2) Резистор переменный
3) Конденсатор постоянный
4) Конденсатор подстроечный
5) Катушка индуктивности с магнитпроводом
6) Катушка индуктивности без магнитопровода
Задание #118
Вопрос:
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) Резистор постоянный
2) Резистор переменный
3) Конденсатор постоянный
4) Конденсатор подстроечный
5) Катушка индуктивности с магнитпроводом
6) Катушка индуктивности без магнитопровода
Задание #119
Вопрос:
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) Резистор постоянный
2) Резистор переменный
3) Конденсатор постоянный
4) Конденсатор подстроечный
5) Катушка индуктивности с магнитпроводом
6) Катушка индуктивности без магнитопровода
Задание #120
Вопрос:
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) Резистор постоянный
2) Резистор переменный
3) Конденсатор постоянный
4) Конденсатор подстроечный
5) Катушка индуктивности с магнитпроводом
6) Катушка индуктивности без магнитопровода
Задание #121
Вопрос:
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) Резистор постоянный
2) Резистор переменный
3) Конденсатор постоянный
4) Конденсатор подстроечный
5) Катушка индуктивности с магнитпроводом
6) Катушка индуктивности без магнитопровода
Задание #122
Вопрос:
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) Резистор постоянный
2) Резистор переменный
3) Конденсатор постоянный
4) Конденсатор подстроечный
5) Катушка индуктивности с магнитпроводом
6) Катушка индуктивности без магнитопровода
Задание #123
Вопрос:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Контакт замыкающий
2) Контакт размыкающий
3) Штырь и гнездо
4) Вилка и розетка
Задание #124
Вопрос:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Контакт замыкающий
2) Контакт размыкающий
3) Штырь и гнездо
4) Вилка и розетка
Задание #125
Вопрос:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Контакт замыкающий
2) Контакт размыкающий
3) Штырь и гнездо
4) Вилка и розетка
Задание #126
Вопрос:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Контакт замыкающий
2) Контакт размыкающий
3) Штырь и гнездо
4) Вилка и розетка
Задание #127
Вопрос:
Укажите где на схеме находится конденсатор (любой)
Укажите место на изображении:
Задание #128
Вопрос:
Укажите где на схеме находится резистор (любой)
Укажите место на изображении:
Задание #129
Вопрос:
Укажите где на схеме находится разьемное соединение (любое)
Укажите место на изображении:
Задание #130
Вопрос:
Укажите где на схеме находится источник ЭДС (любой)
Укажите место на изображении:
Задание #131
Вопрос:
Буквой E в cхеме обозначается
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) конденсатор
2) катушка
3) резистор
4) источник напряжения
5) трансформатор
Задание #132
Вопрос:
Буквой R cхеме обозначается
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) конденсатор
2) катушка
3) резистор
4) источник напряжения
5) трансформатор
Задание #133
Вопрос:
Каким способом можно изменить полюса магнитного поля катушки с током?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Ввести в катушку сердечник
2) Изменить направление тока в катушке
3) Отключить источник тока
4) Увеличить силу тока
Задание #134
Вопрос:
По проволочному кольцу протекает ток. Укажите направление вектора магнитной индукции
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Вниз
2) Вверх
3) Направо
Задание #135
Вопрос:
При каком условии возникает магнитное поле появляется вокруг проводника?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Когда в проводнике возникает электрический ток
2) Когда проводник складывают вдвое
3) Когда проводник нагревают
4) Когда проводник движется
Задание #136
Вопрос:
Из катушки с током убрали железный сердечник. Как изменится картина магнитной индукции?
Изображение:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Густота магнитных линий многократно возрастет
2) Густота магнитных линий многократно уменьшится
3) Картина магнитных линий не изменится
Задание #137
Вопрос:
Как зависит сила взаимодействия между двумя заряженными тела от расстояния между ними
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) при увеличении растояния растет
2) при увеличении растояния уменьшается
3) не зависит
4) при увеличении расстояния падает значительно
Задание #138
Вопрос:
Чему равна емкость (в мкФ) конденсатора, если при увеличении его заряда на 30 мкКл разность потенциалов между пластинами увеличивается на 10 В?
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
5) 5
Задание #139
Вопрос:
На рисунке показано расположение магнитной стрелки. Как в точке А направлен вектор магнитной индукции?
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Вверх
2) Вниз
3) Направо
4) Налево
Задание #140
Вопрос:
Выберите рисунок, где изображено магнитное поле
Выберите один из 2 вариантов ответа:
1)
2)
Задание #141
Вопрос:
Что такое постоянный магнит?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Сильно намагниченное тело
2) Намагниченная сталь
3) Тело которое притягивает железные предметы
4) Тело, сохраняющее намагниченность долгое время
Задание #142
Вопрос:
Укажите фундаментальное свойство магнитного поля?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Его силовые линии всегда имеют источники: они начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных
2) Магнитное поле не имеет источников. Магнитных зарядов в природе нет
3) Его силовые линии всегда имеют источники: они начинаются на отрицательных зарядах и оканчиваются на положительных
4) Оно не существует в реальности
Задание #143
Вопрос:
… — аналог силы тока в магнитных цепях
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #144
Вопрос:
Сила индукционного тока зависит от
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) от скорости изменения магнитного поля
2) от скорости вращение катушки
3) от электромагнитного поля
4) от числа ее витков
Задание #145
Вопрос:
За счет чего образуется вращающее магнитное поле?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Трехфазная система ЭДС
2) Вихревые токи
3) Действие коллектора
4) Подключения обмотки возбуждения
Задание #146
Вопрос:
Как изменится напряжение на входных зажимах электрической цепи переменного тока с активным элементом, если параллельно исходному включить еще один элемент?
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Не изменится
2) Уменьшится
3) Увеличится
Задание #147
Вопрос:
Колебательный контур состоит из:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) конденсатора и резистора
2) конденсатора и лампы
3) конденсатора и катушки индуктивности
4) коденсатора и вольтметра
Задание #148
Вопрос:
В электрической цепи переменного тока, содержащей только активное сопротивление R, электрический ток.
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Отстает по фазе от напряжения на 900
2) Опережает по фазе напряжение на 900
3) Совпадает по фазе с напряжением
4) Независим от напряжения
Задание #149
Вопрос:
Если при неизменном действующем значении тока I уменьшить его частоту f в два раза, то действующее значение напряжения UC
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Увеличится в два раза
2) Не изменится
3) Уменьшится в два раза
Задание #150
Вопрос:
Укажите параметр переменного тока, от которого зависит индуктивное сопротивление катушки
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Действующее значение тока
2) Начальная фаза тока
3) Период переменного тока
4) Максимальное значение тока
Задание #151
Вопрос:
Как изменится сдвиг фаз между напряжением и током на катушке индуктивности, если оба её параметра (R и XL) одновременно увеличатся в два раза?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Уменьшится в два раза
2) Увеличится в два раза
3) Не изменится
4) Уменьшится в четыре раза
Задание #152
Вопрос:
Чему равен угол сдвига фаз между напряжением и током в емкостном элементе?
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) 0
2) 90°
3) -90°
Задание #153
Вопрос:
Реактивная нагрузка это …
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) нагрузка совершающая обратимые преобразования
2) нагрузка в виде ламп накаливания
3) нагрузка подключенная к генератору постоянного тока
4) нагрузка подключенная к генератору переменного тока
Задание #154
Вопрос:
При каком соотношении между хL и хС показание ваттметра будет максимальным?
Изображение:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) хL > хС
2) хL < хС
3) хL = хС
Задание #155
Вопрос:
Какое напряжение в цепях перменного тока эквивалентно напряжению в цепях постоянного тока
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Амплитудное
2) Мгновенное
3) Действующее
4) Эквивалентное
Задание #156
Вопрос:
Активная нагрузка это …
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) нагрузка совершающая необратимые преобразования
2) нагрузка в виде ламп накаливания
3) нагрузка подключенная к генератору постоянного тока
4) нагрузка подключенная к генератору переменного тока
Задание #157
Вопрос:
Угол сдвига фаз в однофазной системе, в градусах, равен
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) 60
2) 120
3) 220
4) 360
5) Среди перечисленных вариантов нет правильного
Задание #158
Вопрос:
Определить силу, действующую на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл со скоростью 200 м/с под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции.
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 0,21 Н
2) 0,021 Н
3) 0,1 Н
4) 2 Н
Задание #159
Вопрос:
… — величина, выражающее ползеное действие в цепях переменного тока.
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #160
Вопрос:
Конденсатор не проводит
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Постоянный ток
2) Переменный ток
3) Оба варианта верны
Задание #161
Вопрос:
Емкостное сопротивление конденсатора находится по формуле
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Хс=2πf
2) Xc=ωC
3) Xc=1/(2πfC)
Задание #162
Вопрос:
Суммарная емкость при последовательном соединеии конденсаторов.
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Увеличивается
2) Уменьшается
3) Не изменяется
Задание #163
Вопрос:
При частоте тока в 50 Гц, сколько раз меняется полярность за 1 секунду
Запишите число:
___________________________
Задание #164
Вопрос:
Проводник с током 0,5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл. Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 0,2 Н и перпендикулярно проводнику.
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) 0,04 м
2) 0,2 м
3) 0,4 м
4) 2 м
5) 0,04 м
Задание #165
Вопрос:
Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 3000 мА, расположенный под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) 0,03 Н
2) 300 Н
3) 5 Н
4) 0.3 Н
5) 3 Н
Задание #166
Вопрос:
В симметричной трехфазной цепи фазное напряжение 220 В, фазный ток 5 А, коэффициент мощности 0,8. Определить активную мощность.
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 1110 Вт
2) 1140 Вт
3) 1524 Вт
4) 880 Вт
Задание #167
Вопрос:
Проводник длиной 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого В=0,4 Тл. Сила тока в проводнике 8 А. Найдите работу, которая была совершена при перемещении проводника на 0,025 м по направлению действия силы Ампера.
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 0,012 Дж
2) 0,08 Дж
3) 0,12 Дж
4) 0,8 Дж
Задание #168
Вопрос:
Определить силу тока в проводнике длиной 2 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 0,48 Н.
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) 40 А
2) 4 А
3) 8 А
4) 10 А
5) 12 А
Задание #169
Вопрос:
Проводник длиной 20см с силой тока 50 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл. Какую работу совершит источник тока, если проводник переместится на 10 см перпендикулярно вектору магнитной индукции (вектор магнитной индукции перпендикулярен направлению тока в проводнике).
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 0,04 Дж
2) 0,02 Дж
3) 0,4 Дж
4) 0,2 Дж
Задание #170
Вопрос:
Алюминиевые проводники равной длины, но разного сечения (8 мм², 4 мм², 2 мм²) соединены последовательно. Какой из них выделит при прохождении в цепи электрического тока наибольшее количество теплоты?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Сечением 8 мм².
2) Сечением 2 мм².
3) Сечением 4 мм².
4) Они выделят равные количества теплоты.
Задание #171
Вопрос:
Определите сопротивление нити электрической лампы мощностью 100 Вт, если лампа рассчитана на напряжение 220 В
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) 570 Ом
2) 484 Ом
3) 523 Ом
4) 446 Ом
5) 625 Ом
Задание #172
Вопрос:
Отрезок одного и того же медного провода разной длины (1,5 м, 6 м, 3 м и 10 м) подключены к источнику тока последовательно. Какой из них выделит наибольшее количество теплоты? какой — наименьшее?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Длиной 10 м; 3 м.
2) Длиной 6 м; 3 м.
3) Длиной 10 м; 1,5 м.
4) Длиной 6 м; 1,5 м.
Задание #173
Вопрос:
Один и тот же проводник включают в электрической цепи, где в нем устанавливаются силы тока 1 А и 2 А. В какой цепи он выделит большее количество теплоты и во сколько раз?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Где I = 4А; в 2 раза.
2) Где I = 2А; в 2 раза.
3) Где I = 4А; в 4 раза.
4) Где I = 2А; в 4 раза.
Задание #174
Вопрос:
Ф=F/Rм
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Это уравнение закона ома для магнитных цепей
__ Это уравнение связи магнтиного потока и МДС
__ Rм — это аналог сопротивления для магнтиных цепей
__ F и Ф это одна и та же величина
Задание #175
Вопрос:
Укажите истинность или ложность заявлений приведенных ниже
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Электрическая мощность напрямую зависит от времени
__ Ток зависит от напряжения
__ Сопротивление показывает физические свойства матерала
__ Увеличение сечения провода приводит к увеличению сопротивления
Задание #176
Вопрос:
Приведите правильность утверждений
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Ток не может возникнуть без сопротивления в цепи
__ Основой напряжения является разность потенциалов
__ Кислотные аккумуляторы генерируют перменный ток, а щелочные постянный
__ Заземление для однофазных и трехфазный цепей делается общим
Задание #177
Вопрос:
Приведите првильность утверждений
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Конденсатор не пропускает перменный ток
__ Катушка не пропускает постянный ток
__ Колеабтельный контур работает от перменного тока
__ Резисторы в цепях перменного тока нужны для разрядки конденсаторов
Задание #178
Вопрос:
Приведите првильность утверждений
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Основой пережачи электроэнергии на расстояние явялется трехфазная система
__ Как правило используется соединение треугольником
__ Звезда используется только при симметричной нагрузке
__ Реактивная мощность исключается при работе трехфазных цепей
Ответы:
1) (1 б.) Верные ответы: 1;
2) (1 б.) Верные ответы: 2;
3) (1 б.) Верные ответы: 2; 3;
4) (1 б.) Верные ответы: 1; 2; 3;
5) (2 б.) Верные ответы: 5;
6) (1 б.) Верные ответы: 1;
7) (2 б.) Верные ответы: 1; 2; 3;
8) (2 б.) Верные ответы: 5;
9) (1 б.) Верные ответы: 2;
10) (1 б.) Верные ответы: 1;
11) (1 б.) Верные ответы: 4;
12) (2 б.) Верные ответы: 1;
13) (2 б.) Верные ответы: 3;
14) (2 б.) Верные ответы: 1; 2; 3; 4;
15) (1 б.) Верные ответы: 2;
16) (1 б.) Верные ответы: 1;
17) (2 б.) Верные ответы: 3;
18) (2 б.) Верные ответы: 3;
19) (1 б.) Верный ответ: «токов».
20) (1 б.) Верные ответы: 2;
21) (1 б.) Верные ответы: 1;
22) (1 б.) Верные ответы: 1; 4;
23) (1 б.) Верные ответы: 1;
24) (1 б.) Верный ответ: «замкнутом».
25) (1 б.) Верные ответы: 1;
26) (2 б.) Верные ответы: 3;
27) (3 б.) Верные ответы:
1;
2;
3;
4;
3;
28) (1 б.) Верные ответы: 3;
29) (1 б.) Верные ответы: 2;
30) (1 б.) Верные ответы: 1;
31) (1 б.) Верные ответы: 1;
32) (1 б.) Верные ответы: 2;
33) (1 б.) Верный ответ: «фазное».
34) (1 б.) Верные ответы: 4;
35) (1 б.) Верные ответы: 3;
36) (1 б.) Верный ответ: «звезда».
37) (1 б.) Верные ответы: 2;
38) (1 б.) Верный ответ: «линейное».
39) (1 б.) Верные ответы: 1;
40) (1 б.) Верные ответы: 1;
41) (1 б.) Верный ответ: «треугольником».
42) (1 б.) Верные ответы: 1;
43) (1 б.) Верные ответы: 2;
44) (1 б.) Верные ответы: 2; 3; 4;
45) (1 б.) Верные ответы: 2;
46) (1 б.) Верные ответы: 2;
47) (1 б.) Верные ответы: 2;
48) (1 б.) Верные ответы: 3;
49) (1 б.) Верные ответы: 1;
50) (1 б.) Верные ответы: 3;
51) (1 б.) Верные ответы: 2;
52) (1 б.) Верные ответы: 2;
53) (1 б.) Верные ответы: 3;
54) (1 б.) Верные ответы: 2;
55) (1 б.) Верные ответы: 3;
56) (1 б.) Верные ответы: 4;
57) (1 б.) Верные ответы: 3;
58) (1 б.) Верные ответы: 1;
59) (1 б.) Верные ответы: 2;
60) (1 б.) Верные ответы: 3;
61) (1 б.) Верные ответы: 4;
62) (1 б.) Верные ответы: 1;
63) (1 б.) Верные ответы: 2;
64) (1 б.) Верные ответы: 3;
65) (1 б.) Верные ответы: 1;
66) (1 б.) Верные ответы: 3;
67) (1 б.) Верные ответы: 2;
68) (1 б.) Верные ответы: 3;
69) (1 б.) Верные ответы: 4;
70) (1 б.) Верные ответы: 1;
71) (1 б.) Верные ответы: 3;
72) (1 б.) Верные ответы: 2;
73) (1 б.) Верные ответы: 3;
74) (1 б.) Верные ответы: 5;
75) (1 б.) Верные ответы: 2;
76) (1 б.) Верные ответы: 4;
77) (1 б.) Верные ответы: 1;
78) (1 б.) Верные ответы: 2;
79) (1 б.) Верные ответы: 3;
80) (1 б.) Верные ответы: 2;
81) (1 б.) Верные ответы: 2;
82) (1 б.) Верные ответы: 2;
83) (1 б.) Верные ответы: 3;
84) (1 б.) Верные ответы: 4;
85) (1 б.) Верные ответы: 2;
86) (1 б.) Верные ответы: 1;
87) (1 б.) Верные ответы: 3;
88) (1 б.) Верные ответы: 1;
89) (1 б.) Верные ответы: 1;
90) (2 б.) Верный ответ: «внутреннее сопротивление».
91) (1 б.) Верные ответы: 4;
92) (1 б.) Верные ответы: 1;
93) (1 б.) Верные ответы: 4;
94) (1 б.) Верные ответы: 3;
95) (1 б.) Верные ответы: 2;
96) (1 б.) Верные ответы: 1;
97) (1 б.) Верные ответы: 2;
98) (1 б.) Верные ответы: 3;
99) (1 б.) Верные ответы: 4;
100) (1 б.) Верные ответы: 3;
101) (1 б.): Верный ответ: 2.;
102) (1 б.) Верные ответы: 1;
103) (1 б.) Верные ответы: 2;
104) (1 б.) Верные ответы: 2;
105) (1 б.) Верные ответы: 2;
106) (1 б.) Верные ответы: 3;
107) (1 б.) Верные ответы: 1;
108) (1 б.) Верные ответы: 2;
109) (1 б.) Верные ответы: 2;
110) (1 б.) Верные ответы: 3;
111) (1 б.) Верные ответы: 3;
112) (1 б.) Верные ответы: 3;
113) (1 б.) Верные ответы: 2;
114) (1 б.) Верный ответ: «Трансформатор».
115) (1 б.) Верные ответы: 2;
116) (1 б.) Верные ответы: 1;
117) (1 б.) Верные ответы: 1;
118) (1 б.) Верные ответы: 2;
119) (1 б.) Верные ответы: 3;
120) (1 б.) Верные ответы: 4;
121) (1 б.) Верные ответы: 5;
122) (1 б.) Верные ответы: 6;
123) (1 б.) Верные ответы: 1;
124) (1 б.) Верные ответы: 2;
125) (1 б.) Верные ответы: 3;
126) (1 б.) Верные ответы: 4;
127) (2 б.) Верные ответы:
128) (2 б.) Верные ответы:
129) (2 б.) Верные ответы:
130) (2 б.) Верные ответы:
131) (1 б.) Верные ответы: 4;
132) (1 б.) Верные ответы: 3;
133) (1 б.) Верные ответы: 2;
134) (1 б.) Верные ответы: 2;
135) (1 б.) Верные ответы: 1;
136) (1 б.) Верные ответы: 2;
137) (1 б.) Верные ответы: 4;
138) (1 б.) Верные ответы: 3;
139) (1 б.) Верные ответы: 3;
140) (1 б.) Верные ответы: 1;
141) (1 б.) Верные ответы: 4;
142) (1 б.) Верные ответы: 2;
143) (1 б.) Верный ответ: «Магнитный поток».
144) (1 б.) Верные ответы: 1; 4;
145) (1 б.) Верные ответы: 1;
146) (1 б.) Верные ответы: 1;
147) (1 б.) Верные ответы: 3;
148) (1 б.) Верные ответы: 3;
149) (1 б.) Верные ответы: 1;
150) (1 б.) Верные ответы: 3;
151) (1 б.) Верные ответы: 3;
152) (1 б.) Верные ответы: 3;
153) (1 б.) Верные ответы: 1;
154) (1 б.) Верные ответы: 3;
155) (1 б.) Верные ответы: 3;
156) (1 б.) Верные ответы: 1;
157) (1 б.) Верные ответы: 5;
158) (2 б.) Верные ответы: 1;
159) (1 б.) Верный ответ: «коэфициент мощности».
160) (1 б.) Верные ответы: 1;
161) (1 б.) Верные ответы: 3;
162) (1 б.) Верные ответы: 2;
163) (1 б.): Верный ответ: 100.;
164) (2 б.) Верные ответы: 1;
165) (2 б.) Верные ответы: 4;
166) (2 б.) Верные ответы: 4;
167) (2 б.) Верные ответы: 1;
168) (2 б.) Верные ответы: 2;
169) (2 б.) Верные ответы: 1;
170) (2 б.) Верные ответы: 2;
171) (2 б.) Верные ответы: 2;
172) (2 б.) Верные ответы: 3;
173) (2 б.) Верные ответы: 4;
174) (3 б.) Верные ответы:
Да;
Да;
Да;
Нет;
175) (3 б.) Верные ответы:
Нет;
Да;
Да;
Нет;
176) (3 б.) Верные ответы:
Да;
Да;
Нет;
Да;
177) (3 б.) Верные ответы:
Нет;
Нет;
Да;
Нет;
178) (3 б.) Верные ответы:
Да;
Нет;
Нет;
Нет;
Конец
Как зависит сопротивление металлического проводника от температуры
Практически в электротехнике выло выявлено, что с увеличением температуры сопротивление проводников из металла возрастает, а с понижением уменьшается. Для всех проводников из металла это изменение сопротивления почти одинаково и в среднем равно 0,4% на 1°С.
Если быть точным, то на самом деле при изменении температуры проводника изменяется его удельное сопротивление, которое имеет следующую зависимость:
где ρ и ρ, R и R — соответственно удельные сопротивления и сопротивления проводника при температурах t и 0°С (шкала Цельсия), α — температурный коэффициент сопротивления, [α] = град -1 .
Изменение удельного сопротивления проводника приводит к изменения самого сопротивления, что видно из следующего выражения:
Зная электронную теорию строения вещества можно дать следующее объяснение увеличению сопротивления металлических проводников с повышением температуры. При увеличении температуры проводник получает тепловую энергию, которая несомненно передается всем атомам вещества, в результате чего .возрастает их тепловое движение. Увеличившееся тепловое движение атомов создает большее сопротивление направленному движению свободных электронов (увеличивается вероятность столкновения свободных электронов с атомами), от этого и возрастает сопротивление проводника.
С понижением температуры направленное движение электронов облегчается (уменьшается возможность столкновения свободных электронов с атомами), и сопротивление проводника уменьшается. Этим объясняется интересное явление — сверхпроводимость металлов. Сверхпроводимость, т. е. уменьшение сопротивления металлов до нуля, наступает при огромной отрицательной температуре —273° С, называемой абсолютным нулем. При температуре абсолютного нуля атомы металла как бы застывают на месте, совершенно не препятствуя движению электронов.
График звисимости сопротивления металлического проводника от температуры представлен на рисунке 1.
Рисунок 1. График зависимости удельного сопротивления металлического проводника от температуры
Необходимо сказать, что сопротивление электролитов и полупроводников (уголь, селен и другие) с увеличением температуры уменьшается.
Температурная зависимость сопротивления электролита объясняется также в основном изменением удельного сопротивления,однако всегда температурный коэффициент сопротивления — α
Поэтому кривая зависимости сопротивленя электролита от температуры имеет вид, представленый на рисунке 2.
Рисунок 1. График зависимости удельного сопротивления электролита от температуры
Ддя полупроводников характер изменения удельного сопротивления от температуры будет схож с таковым для элетролитов.
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
«Физика — 10 класс»
Какую физическую величину называют сопротивлением
От чего и как зависит сопротивление металлического проводника?
Различные вещества имеют разные удельные сопротивления. Зависит ли сопротивление от состояния проводника? от его температуры? Ответ должен дать опыт.
Если пропустить ток от аккумулятора через стальную спираль, а затем начать нагревать её в пламени горелки, то амперметр покажет уменьшение силы тока. Это означает, что с изменением температуры сопротивление проводника меняется.
Если при температуре, равной 0 °С, сопротивление проводника равно R, а при температуре t оно равно R, то относительное изменение сопротивления, как показывает опыт, прямо пропорционально изменению температуры t:
Коэффициент пропорциональности α называют температурным коэффициентом сопротивления.
Температурный коэффициент сопротивления — величина, равная отношению относительного изменения сопротивления проводника к изменению его температуры.
Он характеризует зависимость сопротивления вещества от температуры.
Температурный коэффициент сопротивления численно равен относительному изменению сопротивления проводника при нагревании на 1 К (на 1 °С).
Для всех металлических проводников коэффициент α > 0 и незначительно меняется с изменением температуры. Если интервал изменения температуры невелик, то температурный коэффициент можно считать постоянным и равным его среднему значению на этом интервале температур. У чистых металлов
У растворов электролитов сопротивление с ростом температуры не увеличивается, а уменьшается. Для них α -1 .
При нагревании проводника его геометрические размеры меняются незначительно. Сопротивление проводника меняется в основном за счёт изменения его удельного сопротивления. Можно найти зависимость этого удельного сопротивления от температуры, если в формулу (16.1) подставить значения Вычисления приводят к следующему результату:
где ΔТ — изменение абсолютной температуры.
Так как а мало меняется при изменении температуры проводника, то можно считать, что удельное сопротивление проводника линейно зависит от температуры (рис. 16.2).
Увеличение сопротивления можно объяснить тем, что при повышении температуры увеличивается амплитуда колебаний ионов в узлах кристаллической решётки, поэтому свободные электроны сталкиваются с ними чаще, теряя при этом направленность движения. Хотя коэффициент а довольно мал, учёт зависимости сопротивления от температуры при расчёте параметров нагревательных приборов совершенно необходим. Так, сопротивление вольфрамовой нити лампы накаливания увеличивается при прохождении по ней тока за счёт нагревания более чем в 10 раз.
У некоторых сплавов, например у сплава меди с никелем (Константин), температурный коэффициент сопротивления очень мал: α ≈ 10 -5 К -1 ; удельное сопротивление Константина велико: ρ ≈ 10 -6 Ом • м. Такие сплавы используют для изготовления эталонных резисторов и добавочных резисторов к измерительным приборам, т. е. в тех случаях, когда требуется, чтобы сопротивление заметно не менялось при колебаниях температуры.
Существуют и такие металлы, например никель, олово, платина и др., температурный коэффициент которых существенно больше: α ≈ 10 -3 К -1 . Зависимость их сопротивления от температуры можно использовать для измерения самой температуры, что и осуществляется в термометрах сопротивления.
На зависимости сопротивления от температуры основаны и приборы, изготовленные из полупроводниковых материалов, — термисторы. Для них характерны большой температурный коэффициент сопротивления (в десятки раз превышающий этот коэффициент у металлов), стабильность характеристик во времени. Номинальное сопротивление термисторов значительно выше, чем у металлических термометров сопротивления, оно обычно составляет 1, 2, 5, 10, 15 и 30 кОм.
Обычно в качестве основного рабочего элемента термометра сопротивления берут платиновую проволоку, зависимость сопротивления которой от температуры хорошо известна. Об изменениях температуры судят по изменению сопротивления проволоки, которое можно измерить.Такие термометры позволяют измерять очень низкие и очень высокие температуры, когда обычные жидкостные термометры непригодны.
Сверхпроводимость.
Сопротивление металлов уменьшается с уменьшением температуры. Что произойдёт при стремлении температуры к абсолютному нулю?
В 1911 г. голландский физик X. Камерлинг-Оннес открыл замечательное явление — сверхпроводимость. Он обнаружил, что при охлаждении ртути в жидком гелии её сопротивление сначала меняется постепенно, а затем при температуре 4,1 К очень резко падает до нуля (рис. 16.3).
Явление падения до нуля сопротивления проводника при критической температуре называется сверхпроводимостью.
Открытие Камерлинг-Оннеса, за которое в 1913 г. ему была присуждена Нобелевская премия, повлекло за собой исследования свойств веществ при низких температурах. Позже было открыто много других сверхпроводников.
Сверхпроводимость многих металлов и сплавов наблюдается при очень низких температурах — начиная примерно с 25 К. В справочных таблицах приводятся температуры перехода в сверхпроводящее состояние некоторых веществ.
Температура, при которой вещество переходит в сверхпроводящее состояние, называется критической температурой.
Критическая температура зависит не только от химического состава вещества, но и от структуры самого кристалла. Например, серое олово имеет структуру алмаза с кубической кристаллической решёткой и является полупроводником, а белое олово обладает тетрагональной элементарной ячейкой и является серебристо-белым, мягким, пластичным металлом, способным при температуре, равной 3,72 К, переходить в сверхпроводящее состояние.
У веществ в сверхпроводящем состоянии были отмечены резкие аномалии магнитных, тепловых и ряда других свойств, так что правильнее говорить не о сверхпроводящем состоянии, а об особом, наблюдаемом при низких температурах состоянии вещества.
Если в кольцевом проводнике, находящемся в сверхпроводящем состоянии, создать ток, а затем удалить источник тока, то сила этого тока не меняется сколь угодно долго. В обычном же (несверхпроводящем) проводнике электрический ток в этом случае прекращается.
Сверхпроводники находят широкое применение. Так, сооружают мощные электромагниты со сверхпроводящей обмоткой, которые создают магнитное поле на протяжении длительных интервалов времени без затрат энергии. Ведь выделения тепла в сверхпроводящей обмотке не происходит.
Однако получить сколь угодно сильное магнитное поле с помощью сверхпроводящего магнита нельзя. Очень сильное магнитное поле разрушает сверхпроводящее состояние. Такое поле может быть создано и током в самом сверхпроводнике. Поэтому для каждого проводника в сверхпроводящем состоянии существует критическое значение силы тока, превысить которое, не нарушая сверхпроводящего состояния, нельзя.
Сверхпроводящие магниты используются в ускорителях элементарных частиц, магнитогидродинамических генераторах, преобразующих механическую энергию струи раскалённого ионизованного газа, движущегося в магнитном поле, в электрическую энергию.
Объяснение сверхпроводимости возможно только на основе квантовой теории. Оно было дано лишь в 1957 г. американскими учёными Дж. Бардиным, Л. Купером, Дж. Шриффером и советским учёным, академиком Н. Н. Боголюбовым.
В 1986 г. была открыта высокотемпературная сверхпроводимость. Получены сложные оксидные соединения лантана, бария и других элементов (керамики) с температурой перехода в сверхпроводящее состояние около 100 К. Это выше температуры кипения жидкого азота при атмосферном давлении (77 К).
Высокотемпературная сверхпроводимость в недалёком будущем приведёт наверняка к новой технической революции во всей электротехнике, радиотехнике, конструировании ЭВМ. Сейчас прогресс в этой области тормозится необходимостью охлаждения проводников до температур кипения дорогого газа — гелия.
Физический механизм сверхпроводимости довольно сложен. Очень упрощённо его можно объяснить так: электроны объединяются в правильную шеренгу и движутся, не сталкиваясь с кристаллической решёткой, состоящей из ионов. Это движение существенно отличается от обычного теплового движения, при котором свободный электрон движется хаотично.
Надо надеяться, что удастся создать сверхпроводники и при комнатной температуре. Генераторы и электродвигатели станут исключительно компактными (уменьшатся в несколько раз) и экономичными. Электроэнергию можно будет передавать на любые расстояния без потерь и аккумулировать в простых устройствах.
Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский
Электрический ток в различных средах — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика
§ 60. Зависимость сопротивления от температуры
Частицы проводника (молекулы, атомы, ионы), не участвующие в образовании тока, находятся в тепловом движении, а частицы, образующие ток, одновременно находятся в тепловом и в направленном движениях под действием электрического поля. Благодаря этому между частицами, образующими ток, и частицами, не участвующими в его образовании, происходят многочисленные столкновения, при которых первые отдают часть переносимой ими энергии источника тока вторым. Чем больше столкновений, тем меньше скорость упорядоченного движения частиц, образующих ток. Как видно из формулы I = enνS, снижение скорости приводит к уменьшению силы тока. Скалярная величина, характеризующая свойство проводника уменьшать силу тока, называется сопротивлением проводника. Из формулы закона Ома сопротивление Ом — сопротивление проводника, в котором получается ток силой в 1 а при напряжении на концах проводника в 1 в.
Сопротивление проводника зависит от его длины l, поперечного сечения S и материала, который характеризуется удельным сопротивлением Чем длиннее проводник, тем больше за единицу времени столкновений частиц, образующих ток, с частицами, не участвующими в его образовании, а поэтому тем больше и сопротивление проводника. Чем меньше поперечное сечение проводника, тем более плотным потоком идут частицы, образующие ток, и тем чаще их столкновения с частицами, не участвующими в его образовании, а поэтому тем больше и сопротивление проводника.
Под действием электрического поля частицы, образующие ток, между столкновениями движутся ускоренно, увеличивая свою кинетическую энергию за счет энергии поля. При столкновении с частицами, не образующими ток, они передают им часть своей кинетической энергии. Вследствие этого внутренняя энергия проводника увеличивается, что внешне проявляется в его нагревании. Рассмотрим, изменяется ли сопротивление проводника при его нагревании.
Рис. 81. Зависимость сопротивления металлов от температуры
В электрической цепи имеется моток стальной проволоки (струна, рис. 81, а). Замкнув цепь, начнем нагревать проволоку. Чем больше мы ее нагреваем, тем меньшую силу тока показывает амперметр. Ее уменьшение происходит от того, что при нагревании металлов их сопротивление увеличивается. Так, сопротивление волоска электрической лампочки, когда она не горит, приблизительно 20 ом, а при ее горении (2900° С) — 260 ом. При нагревании металла увеличивается тепловое движение электронов и скорость колебания ионов в кристаллической решетке, в результате этого возрастает число столкновений электронов, образующих ток, с ионами. Это и вызывает увеличение сопротивления проводника * . В металлах несвободные электроны очень прочно связаны с ионами, поэтому при нагревании металлов число свободных электронов практически не изменяется.
* ( Исходя из электронной теории, нельзя вывести точный закон зависимости сопротивления от температуры. Такой закон устанавливается квантовой теорией, в которой электрон рассматривается как частица, обладающая волновыми свойствами, а движение электрона проводимости через металл — как процесс распространения электронных волн, длина которых определяется соотношением де Бройля.)
Опыты показывают, что при изменении температуры проводников из различных веществ на одно и то же число градусов сопротивление их изменяется неодинаково. Например, если медный проводник имел сопротивление 1 ом, то после нагревания на 1°С он будет иметь сопротивление 1,004 ом, а вольфрамовый — 1,005 ом. Для характеристики зависимости сопротивления проводника от его температуры введена величина, называемая температурным коэффициентом сопротивления. Скалярная величина, измеряемая изменением сопротивления проводника в 1 ом, взятого при 0° С, от изменения его температуры на 1° С, называется температурным коэффициентом сопротивления α. Так, для вольфрама этот коэффициент равен 0,005 град -1 , для меди — 0,004 град -1 . Температурный коэффициент сопротивления зависит от температуры. Для металлов он с изменением температуры меняется мало. При небольшом интервале температур его считают постоянным для данного материала.
Выведем формулу, по которой рассчитывают сопротивление проводника с учетом его температуры. Допустим, что R — сопротивление проводника при 0°С, при нагревании на 1°С оно увеличится на αR, а при нагревании на t° — на αRt° и становится R = R + αRt°, или
Зависимость сопротивления металлов от температуры учитывается, например при изготовлении спиралей для электронагревательных приборов, ламп: длину проволоки спирали и допускаемую силу тока рассчитывают по их сопротивлению в нагретом состоянии. Зависимость сопротивления металлов от температуры используется в термометрах сопротивления, которые применяются для измерения температуры тепловых двигателей, газовых турбин, металла в доменных печах и т. д. Этот термометр состоит из тонкой платиновой (никелевой, железной) спирали, намотанной на каркас из фарфора и помещенной в защитный футляр. Ее концы включаются в электрическую цепь с амперметром, шкала которого проградуирована в градусах температуры. При нагревании спирали сила тока в цепи уменьшается, это вызывает перемещение стрелки амперметра, которая и показывает температуру.
Величина, обратная сопротивлению данного участка, цепи, называется электрической проводимостью проводника (электропроводностью). Электропроводность проводника Чем больше проводимость проводника, тем меньше его сопротивление и тем лучше он проводит ток. Наименование единицы электропроводности Проводимость проводника сопротивлением 1 ом называется сименс.
При понижении температуры сопротивление металлов уменьшается. Но есть металлы и сплавы, сопротивление которых при определенной для каждого металла и сплава низкой температуре резким скачком уменьшается и становится исчезающе малым — практически равным нулю (рис. 81, б). Наступает сверхпроводимость — проводник практически не обладает сопротивлением, и раз возбужденный в нем ток существует долгое время, пока проводник находится при температуре сверхпроводимости (в одном из опытов ток наблюдался более года). При пропускании через сверхпроводник тока плотностью 1200 а /мм 2 не наблюдалось выделения количества теплоты. Одновалентные металлы, являющиеся наилучшими проводниками тока, не переходят в сверхпроводящее состояние вплоть до предельно низких температур, при которых проводились опыты. Например, в этих опытах медь охлаждали до 0,0156°К, золото — до 0,0204° К. Если бы удалось получить сплавы со сверхпроводимостью при обычных температурах, то это имело бы огромное значение для электротехники.
Согласно современным представлениям, основной причиной сверхпроводимости является образование связанных электронных пар. При температуре сверхпроводимости между свободными электронами начинают действовать обменные силы, отчего электроны образуют связанные электронные пары. Такой электронный газ из связанных электронных пар обладает иными свойствами, чем обычный электронный газ — он движется в сверхпроводнике без трения об узлы кристаллической решетки.
Задача 24. Для изготовления спиралей электрической плитки мастерская получила моток нихромозой проволоки, на бирке которой было написано: «Масса 8,2 кг,Λ диаметр 0,5 мм«. Определить, сколько спиралей можно изготовить из этой проволоки, если сопротивление спирали, не включенной в сеть, должно быть 22 ома. Плотность нихрома 8200 кг /м 3 .
Отсюда где S = πr 2 ; S = 3,14*0,0625 мм 2 ≈ 2*10 -7 м 2 .
Масса проволоки m = ρ1V, или m = ρ1lS, отсюда
Отв.: n = 1250 спиралей.
Задача 25. При температуре 20° С вольфрамовая спираль электрической лампочки имеет сопротивление 30 ом; при включении ее в сеть постоянного тока с напряжением 220 в по спирали идет ток 0,6 а. Определить температуру накала нити лампочки и напряженность стационарного электрического поля в нити лампы, если ее длина 550 мм.
Сопротивление спирали при горении лампы определим из формулы закона Ома для участка цепи:
тогда
Напряженность стационарного поля в нити лампы
Расчёт сопротивления проводника. Реостаты
На прошлых уроках мы с вами говорили об электрическом сопротивлении. Давайте с вами вспомним, что это физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока. Введя новую величину — сопротивление, мы с вами до сих пор не ответили на один очень важный вопрос: от каких факторов зависит сопротивление проводника?
Анализируя природу электрического сопротивления, можно высказать предположение, что сопротивление зависит от длины и толщины проводника, а также материала, из которого он изготовлен.
Как обычно, проверим справедливость этой гипотезы на опыте. Для этого используем цепь из источника тока, амперметра и панели с исследуемыми проводниками. На панели имеются укреплённая вверху проволока из нихрома (специальный сплав, из которого изготовляют спирали нагревательных приборов) с клеммами подключения на концах и в середине. Ниже неё, посередине панели, располагаются два других нихромовых проводника сложены вместе. А в нижней части укреплена железная проволока такого же диаметра, как и верхние нихромовые. Для удобства поочерёдного включения левые концы всех проволок соединены друг с другом и к ним подведён один из проводов источника. Дотрагиваясь поочерёдно другим проводом, идущим от источника, до точек В, С, D и E мы можем включать в цепь любой из проводников.
Из чего можно сделать первый вывод: сопротивление проводника прямо пропорционально его длине.
Затем сравним силу тока в первом измерении (то есть в нихромовом проводе полной длины) с силой тока в двойном проводе, который имеет такую же длину, но обладает вдвое большим сечением.
Как видно, при удвоении сечения сила тока возросла вдвое, то есть при большем сечении (в два раза) сопротивление меньше также в два раза, что приводит нас к выводу о том, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения.
Для чего в установке нижний, железный, провод вы, наверняка, уже догадались: он по длине и сечению одинаков с верхним, но изготовлен из другого материала.
Включив его в цепь, мы увидим резкое увеличение силы тока, то есть его проводимость гораздо больше, чем у нихромового проводника, а, следовательно, меньше сопротивление. Отсюда делаем третий вывод: сопротивление проводника зависит от вещества, из которого он изготовлен.
Теперь мы с вами получили возможность вывести формулу для расчёта сопротивления проводника. Не трудно понять, что в её правой части будет три члена: длина — в числителе (прямая пропорциональность), площадь поперечного сечения — в знаменателе (обратная пропорциональность) и, конечно же, специальный коэффициент, отражающий проводящие свойства вещества.
Таким образом, сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от материала проводника:
Коэффициент ρ, стоящий в формуле, называют удельным сопротивлением вещества. Иными словами, это характеристика не конкретного рассматриваемого проводника, а именно вещества, из которого он изготовлен. Она равна сопротивлению проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2.
В СИ удельное сопротивление измеряется в Ом-м. Так как на практике длину проводников измеряют обычно в метрах, а площадь поперечного сечения в квадратных миллиметрах, то удельное сопротивление удобно записывать в виде:
Значения удельного сопротивления для различных веществ представлены в таблице:
Смысл приведённых в таблице удельных сопротивлений прост. Если для нихрома значение удельного сопротивления равно 1,1 ∙ 10−6, то это значит, что нихромовый проводник длиной 1 м и поперечным сечением в 1 мм2 обладает сопротивлением 1,1 Ом.
Будьте внимательны и всегда смотрите на единицу удельного сопротивления, когда пользуетесь табличными данными.
Значения удельного сопротивления веществ приведены для температуры 20 оС, так как сопротивление проводников зависит от температуры (с чем вы более подробно познакомитесь в старших классах). Отметим лишь то, что при повышении температуры удельное сопротивление возрастает, а при понижении уменьшается.
Так сенсацией начала ХХ в. стало открытие явления сверхпроводимости. Оно заключается в том, что при очень сильном охлаждении (примерно до −270 оС и ниже) сопротивление некоторых металлов резко снижалось до нуля. При этом сверхпроводящие металлы не нагревались даже при очень большой силе тока в них.
Очень часто на практике приходится менять силу тока в цепи, плавно увеличивая или уменьшая её.
Изменить силу тока можно, меняя сопротивление цепи. Приборы, которые позволяют сделать это плавно, называются реостатами.
Продемонстрировать принцип работы реостата можно с помощью обычной проволоки, желательно никелиновой или нихромовой, так как они обладают большим удельным сопротивлением.
При включении в цепь такой проволоки один контакт неподвижен, а другой — может перемещаться вдоль проволоки. Амперметр показывает, как меняется сила тока в цепи при перемещении подвижного контакта. Очевидно, что чем больше часть проволоки, включённая в цепь, тем больше сопротивление проволоки и, следовательно, тем меньше сила тока в цепи.
На практике применяют самые разнообразные реостаты. Но общее для всех реостатов — это использование длинной проволоки с большим удельным сопротивлением.
Давайте рассмотрим поподробнее ползунковый реостат, с которым вы будете работать на уроках. Его внешний вид и условное обозначение на схемах представлены на рисунке.
В этом реостате никелиновая проволока, покрытая тонким слоем окалины, намотана на керамический цилиндр. Окалина позволяет изолировать витки друг от друга. По расположенному вверху металлическому стержню может перемещаться ползунок. Контакты ползунка прижаты к виткам обмотки, и в результате трения слой окалины под контактами стирается. Электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него — в стержень, на конце которого находится зажим. Другой зажим соединён с одним из концов обмотки. Таким образом, ток проходит от одного зажима до другого через витки обмотки, число которых можно менять в зависимости от положения ползунка.
Пример решения задачи.
Задача. При подключении к источнику тока с напряжением 6 В никелинового проводника поперечным сечением 0,3 мм2 по нему прошёл ток силой 0,3 А. Какова длина проводника?
Глава 21. Электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца
Для решения задач ЕГЭ на постоянный ток надо знать определения тока, напряжения, сопротивления, закон Ома для участка цепи и замкнутой цепи, закон Джоуля-Ленца, а также уметь находить эквивалентные сопротивления простейших электрически цепей. Рассмотрим эти вопросы.
Электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц. Силой тока в некотором сечении проводника называется отношение заряда , протекшего через это сечение за интервал времени , к этому интервалу времени
(21.1) |
Чтобы в проводнике тек электрический ток, в проводнике должно быть электрическое поле, или, другими словами, потенциалы различных точек проводника должны быть разными. Но при движении электрических зарядов по проводнику потенциалы различных точек проводника будут выравниваться (см. гл. 19). Поэтому для протекания тока в течение длительного времени на каких-то участках цепи необходимо обеспечить движение зарядов в направлении противоположном полю. Такое движение может быть обеспечено только силами неэлектрической природы, которые в этом контексте принято называть сторонними. В гальванических элементах («батарейках») сторонние силы возникают в результате электрохимических превращений на границах электродов и электролита. Эти превращения обеспечивают перемещение заряда противоположно направлению поля, поддерживая движение зарядов по замкнутому пути.
Сила тока в однородном участке проводника пропорциональна напряженности электрического поля внутри проводника. А поскольку напряженность поля внутри проводника связана с разностью потенциалов его концов (или электрическим напряжением на проводнике ), то
(21.2) |
Коэффициент пропорциональности , который принято записывать в знаменатель формулы (21.2), является характеристикой проводника и называется его сопротивлением. В результате формула (21.2) принимает вид
(21.3) |
Формула (21.3) называется законом Ома для однородного участка цепи, а сам участок цепи часто называют резистором (от английского слова resistance — сопротивление).
Если проводник является однородным и имеет цилиндрическую форму (провод), то его сопротивление пропорционально длине и обратно пропорционально площади сечения
(21.4) |
где коэффициент пропорциональности зависит только от материала проводника и называется его удельным сопротивлением.
Если участок цепи представляет собой несколько последовательно соединенных однородных проводников с сопротивлениями (см. рисунок), то сила тока через каждый проводник будет одинаковой , электрическое напряжение на всем участке цепи равно сумме напряжений на каждом проводнике , а эквивалентное сопротивление всего участка равно сумме сопротивлений отдельных проводников
(21.4) |
Если участок цепи представляет собой несколько однородных проводников с сопротивлениями , соединенных параллельно (см. рисунок), то электрическое напряжение на каждом проводнике будет одинаковым , ток через участок будет равен сумме токов, текущих через каждый проводник , а величина, обратная эквивалентному сопротивлению всего участка, равно сумме обратных сопротивлений отдельных проводников
(21.5) |
Рассмотрим теперь закон Ома для замкнутой электрической цепи. Пусть имеется замкнутая электрическая цепь, состоящая из источника сторонних сил с внутренним сопротивлением и внешнего сопротивления . Пусть при прохождении заряда через источник сторонние силы совершают работу . Электродвижущей силой источника (часто используется аббревиатура ЭДС) называется отношение работы сторонних сил к заряду
(21.6) |
В этом случае сила тока в цепи равна
(21.7) |
Формула (21.7) называется законом Ома для замкнутой электрической цепи.
При прохождении электрического тока через участок цепи электрическое поле совершает работу (часто эту работу называют работой тока, хотя термин этот не очень точный). Очевидно, вся эта работа превращается в тепло. Поэтому если через участок цепи прошел заряд , где — сила тока в цепи, — время, то количество выделившейся теплоты равно
(21.8) |
(для получения последнего и предпоследнего равенств использован закон Ома для участка цепи). Формулы (21.8) называются законом Джоуля-Ленца. Из формулы (21.8) следует, что количество выделившейся при протекании электрического тока теплоты линейно зависит от времени наблюдения. Поэтому отношение
(21.9) |
которое называется мощностью тока, не зависит от времени наблюдения. Формулу (21.9) также называют законом Джоуля-Ленца.
Рассмотрим теперь задачи.
Структура металла кратко обсуждалась в гл. 16: положительно заряженные ионы расположены в узлах кристаллической решетки, образовавшиеся в результате диссоциации валентные электроны могут свободно перемещаться по проводнику (свободные электроны). Они и осуществляют проводимость металла (задача 21.1.1 — ответ 2).
Согласно определению (21.1) находим среднюю силу тока в канале молнии (задача 21.1.2)
(ответ 2).
Если за 1 мин через сечение проводника протекает заряд 60 Кл (задача 21.1.3), то сила тока в этом проводнике равна А. Применяя далее к этому проводнику закон Ома для участка цепи, получаем В (ответ 2).
По закону Ома для участка цепи имеем для силы тока через участок цепи после изменения его сопротивления и электрического напряжения на нем (задача 21.1.4)
Таким образом, сила тока уменьшилась в 4 раза (ответ 3).
Согласно закону Ома для участка цепи сопротивление — это коэффициент пропорциональности между напряжением на этом участке и силой тока в нем. Поэтому в задаче 21.1.5 имеем, например, используя крайнюю точку графика
(ответ 2). Из-за линейной зависимости тока от напряжения вычисления можно было выполнить и по другим точкам графика, ответ был бы таким же.
Согласно формуле (21.4) имеем для первой проволоки в задаче 21.1.6
где — удельное сопротивление меди, — длина проводника, — его радиус. Для медной проволоки с вдвое большей длиной и втрое бóльшим радиусом сечения имеем
(ответ 3).
Как следует из формулы (21.4) при двукратном уменьшении длины проводника вдвое уменьшается его сопротивление. Поэтому из закона Ома для участка цепи (21.3) заключаем, что при двукратном уменьшении напряжения на проводнике и двукратном уменьшении его длины (задача 21.1.7) сила тока в проводнике не изменится (ответ 4).
В задаче 21.1.8 следует использовать закон Ома для замкнутой электрической цепи (21.7). Имеем
где — ЭДС источника, — сопротивлении е внешней цепи, — сопротивление источника (ответ 1).
В задаче 21.1.9 следует применить закон Ома для замкнутой электрической цепи (21.7) к какому-нибудь значению внешнего сопротивления, по графику найти силу тока в цепи, а затем и ЭДС источника. Проще всего применить закон Ома к случаю . Из графика находим силу тока . Поэтому
где — внутреннее сопротивление источника (ответ 3).
Из формулы (21.9) следует, что при фиксированном сопротивлении участка цепи увеличение электрического напряжения в 2 раза (задача 21.1.10) приведет к увеличению мощности тока в 4 раза (ответ 2).
В задаче 21.2.1 удобно использовать вторую из формул (21.9) . Имеем Вт (ответ 3).
Часто школьники не могут ответить на такой вопрос: из формулы для мощности тока следует, что мощность линейно растет с ростом сопротивления, а из формулы — убывает с ростом сопротивления. А как же в действительности мощность зависит от сопротивления? Давайте разберемся в этом вопросе на примере задачи 21.2.2. Конечно, оба предложенных «решения» неправильны: в них молчаливо предполагалось, что сила тока, текущего через это сопротивление, или напряжение на этом сопротивлении не зависят от его величины. А на самом деле эти величины от сопротивления зависят, причем эти зависимости могут быть разными для разных источников тока. Внутреннее сопротивление бытовых электрических сетей очень мало. В этом случае из законов Ома для замкнутой цепи и участка цепи (21.7), (21.3) следует, что напряжение на любом элементе, включенном в такую сеть, не зависит от сопротивления этого элемента и равно номинальному напряжению сети . Поэтому из формулы заключаем, что мощность, которая выделяется на таком элементе обратно пропорциональна его сопротивлению (ответ 3). Отметим, что из проведенного рассуждения следует, что выделяемая мощность будет очень большой (опасная в быту ситуация!) для малого сопротивления внешнего участка цепи, т.е. в случае короткого замыкания, которого, таким образом, необходимо избегать.
Если бы внутреннее сопротивление источника было бы много больше внешнего сопротивления, ток в цепи определялся бы, главным образом, внутренним сопротивлением источника, а от внешнего сопротивления зависел бы слабо. В этом случае мощность тока была бы прямо пропорциональна сопротивлению участка цепи.
Как обсуждалось в решении предыдущей задачи, сопротивление элемента, работающего в бытовой электросети равно , где — номинальная мощность данного элемента, — напряжение в сети. Поэтому отношение сопротивлений ламп мощностью Вт и Вт, рассчитанных на работу в одной и той же бытовой электрической сети (задача 21.2.3) равно
(ответ 2).
Поскольку резисторы в задаче 21.2.4 соединены последовательно, то сила тока в них одинакова. Поэтому из закона Ома для участка цепи заключаем, что
(ответ 2).
При параллельном соединении ламп (задача 21.2.5) напряжение на них одинаково (см. введение к настоящей главе). Поэтому из закона Ома для участка цепи следует, что
(ответ 1).
Рассматриваемый в задаче 21.2.6 участок представляет собой два последовательных соединенных элемента, один из которых есть резистор 6 Ом, второй — два таких же резистора, соединенных параллельно. По правилам сложения сопротивлений находим эквивалентное сопротивление второго участка
а затем и эквивалентное сопротивление всей цепи
(ответ 3).
При разомкнутом ключе сопротивление участка цепи, данного в задаче 21.2.7, можно найти как в предыдущей задаче , где — сопротивление каждого резистора. Если ключ замкнут, то цепь сводится к одному резистору (т.к. параллельно двум резисторам включается проводник с пренебрежимо малым сопротивлением). Поэтому в этом случае сопротивление цепи равно . Таким образом, сопротивление второй цепи составляет две трети от сопротивления первой (ответ 1).
Как обсуждалось в решении задачи 21.2.2, сопротивление элемента номинальной мощности , работающего в бытовой электросети равна
где В — напряжение сети. Из этой формулы следует, что чем больше номинальная мощность элемента, тем меньше должно быть его сопротивление. Если две лампы накаливания включены последовательно (задача 21.2.8), то сила тока в них одинакова и отношение мощностей тока в этих лампах равно отношению их сопротивлений. Отсюда следует, что отношение реально выделяемых в лампах мощностей и обратно отношению номинальных мощностей этих ламп:
(ответ 2).
Работа, совершаемая электрическим полем в проводнике при протекании по нему электрического тока, превращается в энергию тока, которая затем превращается в тепловую энергию. Поэтому работу поля можно найти из закона Джоуля-Ленца. Для работы поля за время получаем . Из этой формулы находим сопротивление проводника в задаче 21.2.9 —
(ответ 1).
Поскольку при последовательном соединении резисторов ток через каждый из них одинаков, из закона Джоуля-Ленца (22.8) заключаем, что из двух сопротивлений и (задача 21.2.10; см. рисунок) наибольшей будет мощность тока на сопротивлении , из двух сопротивлений и — на сопротивлении . Сравним мощности тока на этих сопротивлениях. Учитывая, что при параллельном соединении элементов электрическое напряжение на каждом элементе одинаковое, а при последовательном — складываются значения сопротивлений, получим из законов Ома для верхнего и нижнего участков цепи и закона Джоуля-Ленца
где — электрическое напряжение, приложенное ко всей цепи. Поскольку то в представленной схеме наибольшая мощность будет выделяться на сопротивлении (ответ 2).
открытых учебников | Сиявула
Математика
Наука
- Читать онлайн
Учебники
Английский
класс 7А
Марка 7Б
Класс 7 (вместе A и B)
Африкаанс
Граад 7А
Граад 7Б
Граад 7 (A en B saam)
Пособия для учителя
- Читать онлайн
Учебники
Английский
класс 8A
марка 8Б
Оценка 8 (вместе A и B)
Африкаанс
Граад 8А
Граад 8Б
Граад 8 (A en B saam)
Пособия для учителя
- Читать онлайн
Учебники
Английский
Марка 9А
Марка 9Б
Оценка 9 (вместе A и B)
Африкаанс
Граад 9А
Граад 9Б
Граад 9 (A en B saam)
Пособия для учителя
- Читать онлайн
Учебники
Английский
класс 4A
класс 4Б
Класс 4 (вместе A и B)
Африкаанс
Граад 4А
Граад 4Б
Граад 4 (A en B saam)
Пособия для учителя
- Читать онлайн
Учебники
Английский
Марка 5А
Марка 5Б
Оценка 5 (комбинированные A и B)
Африкаанс
Граад 5А
Граад 5Б
Граад 5 (A en B saam)
Пособия для учителя
- Читать онлайн
Учебники
Английский
класс 6А
класс 6Б
Класс 6 (вместе A и B)
Африкаанс
Граад 6А
Граад 6Б
Граад 6 (A en B saam)
Пособия для учителя
Наша книга лицензионная
Эти книги не просто бесплатные, они также имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (брендированные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:
CC-BY-ND (фирменные версии)
Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий.Вы можете делать ксерокопии, распечатывать и распространять их сколько угодно раз. Вы можете скачать их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственным ограничением является то, что вы не можете адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, спонсорские логотипы и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Непортированный.
Узнайте больше о спонсорстве и партнерстве с другими организациями, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.
CC-BY (версии без марочного знака)
Эти небрендированные версии одного и того же контента доступны для вас, чтобы вы могли делиться ими, адаптировать, трансформировать, модифицировать или дополнять их любым способом, с единственным требованием — дать соответствующую оценку Siyavula. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution 3.0 Unported.
Удельное сопротивление | Физика проводников и изоляторов
Расчет сопротивления проводов
Номинальная допустимая нагрузка проводника — это грубая оценка сопротивления, основанная на потенциальной опасности возникновения пожара по току.Однако мы можем столкнуться с ситуациями, когда падение напряжения, вызванное сопротивлением проводов в цепи, вызывает другие проблемы, кроме предотвращения возгорания. Например, мы можем проектировать схему, в которой напряжение на компоненте является критическим и не должно опускаться ниже определенного предела. В этом случае падение напряжения из-за сопротивления провода может вызвать техническую проблему, будучи в пределах безопасных (пожарных) пределов допустимой нагрузки:
Если нагрузка в приведенной выше схеме не выдерживает напряжения ниже 220 В при напряжении источника 230 В, тогда нам лучше убедиться, что проводка не упадет более чем на 10 вольт по пути.Если считать как питающие, так и обратные проводники этой цепи, это оставляет максимально допустимое падение в 5 вольт по длине каждого провода. Используя закон Ома (R = E / I), мы можем определить максимально допустимое сопротивление для каждого отрезка провода:
Мы знаем, что длина каждого куска провода составляет 2300 футов, но как определить величину сопротивления для определенного размера и длины провода? Для этого нам понадобится другая формула:
Эта формула связывает сопротивление проводника с его удельным сопротивлением (греческая буква «ро» (ρ), которая похожа на строчную букву «p»), его длиной («l») и поперечным сечением. площадь сечения («А»).Обратите внимание, что с переменной длины в верхней части дроби значение сопротивления увеличивается по мере увеличения длины (аналогия: труднее протолкнуть жидкость через длинную трубу, чем через короткую) и уменьшается по мере увеличения площади поперечного сечения ( аналогия: жидкость легче течет по толстой трубе, чем по тонкой). Удельное сопротивление является константой для типа рассчитываемого материала проводника.
Удельное сопротивление нескольких проводящих материалов можно найти в следующей таблице.Внизу таблицы мы находим медь, уступающую только серебру по низкому удельному сопротивлению (хорошей проводимости):
Удельное сопротивление при 20 градусах Цельсия
| Материал | Элемент / Сплав | (Ом-смил / фут) | (мкОм-см) |
|---|---|---|---|
| нихром | Сплав | 675 | 112,2 |
| Нихром V | Сплав | 650 | 108,1 |
| Манганин | Сплав | 290 | 48.21 |
| Константан | Сплав | 272,97 | 45,38 |
| Сталь * | Сплав | 100 | 16,62 |
| Платина | Элемент | 63,16 | 10,5 |
| Утюг | Элемент | 57,81 | 9,61 |
| Никель | Элемент | 41,69 | 6,93 |
| цинк | Элемент | 35.49 | 5,90 |
| молибден | Элемент | 32,12 | 5,34 |
| Вольфрам | Элемент | 31,76 | 5,28 |
| Алюминий | Элемент | 15,94 | 2,650 |
| Золото | Элемент | 13,32 | 2,214 |
| Медь | Элемент | 10,09 | 1.678 |
| Серебро | Элемент | 9,546 | 1,587 |
* = Стальной сплав с содержанием железа 99,5%, углерода 0,5%
Обратите внимание, что значения удельного сопротивления в приведенной выше таблице даны в очень странной единице «Ом-см-мил / фут» (Ом-см-мил / фут). Эта единица указывает, какие единицы мы должны использовать в формуле сопротивления ( R = ρl / A). В этом случае эти значения удельного сопротивления предназначены для использования, когда длина измеряется в футах, а площадь поперечного сечения измеряется в круглых милах.
Метрической единицей измерения удельного сопротивления является ом-метр (Ом-м) или ом-сантиметр (Ом-см), при этом 1,66243 x 10 -9 Ом-метров на Ом-см-мил / фут (1,66243 x 10 ). -7 Ом-см на Ом-см-дюйм). В столбце таблицы Ом-см цифры фактически масштабированы как мкОм-см из-за их очень малых величин. Например, железо указано как 9,61 мкОм-см, что может быть представлено как 9,61 x 10 -6 Ом-см.
При использовании единицы измерения удельного сопротивления Ом-метр в формуле R = ρl / A длина должна быть в метрах, а площадь — в квадратных метрах.При использовании единицы Ω-сантиметр (Ω-см) в той же формуле длина должна быть в сантиметрах, а площадь — в квадратных сантиметрах.
Все эти единицы измерения удельного сопротивления действительны для любого материала (Ом-см / фут, Ом-м или Ом-см). Однако можно предпочесть использовать Ом-см-мил / фут при работе с круглым проводом, площадь поперечного сечения которого уже известна в круглых милах. И наоборот, при работе с шиной нестандартной формы или изготовленной по индивидуальному заказу шиной, вырезанной из металлической заготовки, где известны только линейные размеры длины, ширины и высоты, более подходящими могут быть единицы измерения удельного сопротивления Ом-метр или Ом-см.
Решение
Возвращаясь к нашей примерной схеме, мы искали провод с сопротивлением 0,2 Ом или меньше на длине 2300 футов. Предполагая, что мы собираемся использовать медный провод (самый распространенный тип производимого электрического провода), мы можем настроить нашу формулу следующим образом:
Алгебраически решая относительно A, мы получаем значение 116035 круговых милов. Ссылаясь на нашу таблицу размеров сплошных проводов, мы обнаруживаем, что провод «двойной длины» (2/0) с длиной 133 100 см является достаточным, тогда как следующий меньший размер, «одинарный провод» (1/0) с длиной 105 500 см слишком мал. .Имейте в виду, что ток в нашей цепи составляет скромные 25 ампер. Согласно нашей таблице допустимой токовой нагрузки для медных проводов на открытом воздухе, достаточно провода калибра 14 (если речь идет о , а не , вызывающем пожар). Однако с точки зрения падения напряжения провод 14-го калибра был бы совершенно неприемлемым.
Ради интереса, давайте посмотрим, как провод 14 калибра повлияет на характеристики нашей силовой цепи. Глядя на нашу таблицу размеров проводов, мы обнаруживаем, что проволока калибра 14 имеет площадь поперечного сечения 4 107 круглых милов.Если мы по-прежнему используем медь в качестве материала для проволоки (хороший выбор, если только мы не действительно богаты и можем позволить себе 4600 футов серебряной проволоки 14-го калибра!), То наше удельное сопротивление все равно будет 10,09 Ом-см-мил / фут. :
Помните, что это 5,651 Ом на 2300 футов медного провода калибра 14, и что у нас есть два участка по 2300 футов во всей цепи, поэтому каждый кусок провода в цепи имеет сопротивление 5,651 Ом:
Наше общее сопротивление проводов цепи равно 2 умноженным на 5.651 или 11,301 Ом. К сожалению, это , что на больше сопротивления, чтобы обеспечить ток в 25 ампер при напряжении источника 230 вольт. Даже если бы сопротивление нагрузки было 0 Ом, сопротивление нашей проводки 11,301 Ом ограничило бы ток цепи до 20,352 ампер! Как видите, «небольшое» сопротивление провода может иметь большое значение в характеристиках схемы, особенно в силовых цепях, где токи намного выше, чем обычно встречаются в электронных схемах.
Давайте рассмотрим пример проблемы сопротивления для отрезка сборной шины, изготовленной по индивидуальному заказу.Предположим, у нас есть кусок сплошного алюминиевого стержня шириной 4 см, высотой 3 см и длиной 125 см, и мы хотим рассчитать сквозное сопротивление по длине (125 см). Во-первых, нам нужно определить площадь поперечного сечения стержня:
Нам также необходимо знать удельное сопротивление алюминия в единицах измерения, соответствующих данному применению (Ом-см). Из нашей таблицы удельных сопротивлений мы видим, что это 2,65 x 10 -6 Ом-см. Установив нашу формулу R = ρl / A, мы имеем:
Как видите, из-за большой толщины шины имеет очень низкое сопротивление по сравнению со стандартными размерами проводов, даже при использовании материала с большим удельным сопротивлением.
Процедура определения сопротивления шины принципиально не отличается от процедуры определения сопротивления круглого провода. Нам просто нужно убедиться, что площадь поперечного сечения рассчитана правильно и что все единицы соответствуют друг другу, как должны.
ОБЗОР:
- Сопротивление проводника увеличивается с увеличением длины и уменьшается с увеличением площади поперечного сечения, при прочих равных условиях.
- Удельное сопротивление («ρ») — это свойство любого проводящего материала, показатель, используемый для определения сквозного сопротивления проводника данной длины и площади в этой формуле: R = ρl / A
- Удельное сопротивление материалов указывается в единицах Ом-см / фут или Ом-метр (метрическая система).Коэффициент преобразования между этими двумя единицами составляет 1,66243 x 10 -9 Ом-метров на Ом-см-дюйм / фут или 1,66243 x 10 -7 Ом-см на Ом-см-дюйм / фут.
- Если падение напряжения в цепи критично, перед выбором сечения проводов необходимо произвести точный расчет сопротивления проводов.
СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:
Как измерить сопротивление проводника
AutoQuiz редактирует Джоэл Дон, менеджер сообщества ISA в социальных сетях.
Сегодняшний вопрос викторины по автоматизации исходит из программы сертификации ISA Certified Automation Professional. Сертификация ISA CAP обеспечивает непредвзятую, стороннюю, объективную оценку и подтверждение навыков профессионала в области автоматизации. Экзамен CAP ориентирован на направление, определение, проектирование, разработку / применение, развертывание, документацию и поддержку систем, программного обеспечения и оборудования, используемых в системах управления, производственных информационных системах, системной интеграции и операционном консультировании.Щелкните эту ссылку для получения дополнительной информации о программе CAP. Следующий вопрос исходит из руководства CAP, Performance Domain III, System Design, Design, укажите и закупите оборудование / программное обеспечение, используемое в системе .
Какое сопротивление 1000 футов (304,8 метра) медного провода (удельное сопротивление = 10,37) при площади поперечного сечения 10370 см (5,255 квадратных миллиметра) и температуре провода 20 ° C? (Учитывая R = r L / A)
a) 1 Ом
b) 2 Ом
c) 10 Ом
d) 100 Ом
e) ничего из вышеперечисленного
Круглый мил (см) — единица площади, равная площади круга диаметром один дюйм.«Мил — одна тысячная дюйма.
В США Национальный электротехнический кодекс использует круглую милю для определения размеров проводов, превышающих 4/0 AWG.
Сопротивление длины L (фут) проводника можно определить, используя удельное сопротивление и площадь поперечного сечения A (см · мил), используя уравнение R = r L / A.
Удельное сопротивление (r) выражается в единицах (Ом • смил) / фут.
Вопрос дает температуру проволоки, потому что сопротивление металла увеличивается с увеличением температуры.20 ° C — стандартная температура, и эта информация гарантирует, что температура не имеет значения.
Ответ , 1 Ом, правильно.
Ссылка: Томас А. Хьюз, Программируемые контроллеры , ISA Press.
Что такое сопротивление? | Fluke
Сопротивление — это мера сопротивления току в электрической цепи.
Сопротивление измеряется в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом). Ом назван в честь Георга Симона Ома (1784-1854), немецкого физика, изучавшего взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.Ему приписывают формулировку закона Ома.
Все материалы в некоторой степени сопротивляются току. Они попадают в одну из двух широких категорий:
- Проводники: Материалы с очень низким сопротивлением, в которых электроны могут легко перемещаться. Примеры: серебро, медь, золото и алюминий.
- Изоляторы: Материалы, обладающие высоким сопротивлением и ограничивающие поток электронов. Примеры: резина, бумага, стекло, дерево и пластик.
Измерения сопротивления обычно проводятся для определения состояния компонента или цепи.
- Чем выше сопротивление, тем меньше ток. Если он слишком высокий, одной из возможных причин (среди многих) может быть повреждение проводов из-за горения или коррозии. Все проводники выделяют определенное количество тепла, поэтому перегрев часто связан с сопротивлением.
- Чем меньше сопротивление, тем больше ток. Возможные причины: повреждение изоляторов из-за влаги или перегрева.
Многие компоненты, такие как нагревательные элементы и резисторы, имеют фиксированное значение сопротивления.Эти значения часто печатаются на паспортных табличках компонентов или в руководствах для справки.
Когда указывается допуск, измеренное значение сопротивления должно находиться в пределах указанного диапазона сопротивления. Любое значительное изменение значения фиксированного сопротивления обычно указывает на проблему.
«Сопротивление» может звучать отрицательно, но в электричестве его можно использовать с пользой.
Примеры: Ток должен с трудом проходить через маленькие катушки тостера, достаточный для выделения тепла, которое подрумянивает хлеб.Лампы накаливания старого образца заставляют ток течь через такие тонкие нити, что возникает свет.
Невозможно измерить сопротивление в рабочей цепи. Соответственно, специалисты по поиску и устранению неисправностей часто определяют сопротивление, измеряя напряжение и ток и применяя закон Ома:
E = I x R
То есть, вольт = амперы x Ом. R означает сопротивление в этой формуле. Если сопротивление неизвестно, формулу можно преобразовать в R = E / I (Ом = вольт, деленный на амперы).
Примеры: В цепи электрического нагревателя, как показано на двух рисунках ниже, сопротивление определяется путем измерения напряжения и тока цепи с последующим применением закона Ома.
Пример нормального сопротивления цепи Пример повышенного сопротивления цепиВ первом примере полное нормальное сопротивление цепи, известное опорное значение, составляет 60 Ом (240 ÷ 4 = 60 Ом). Сопротивление 60 Ом может помочь определить состояние цепи.
Во втором примере, если ток в цепи составляет 3 ампера вместо 4, сопротивление цепи увеличилось с 60 Ом до 80 Ом (240 ÷ 3 = 80 Ом).Увеличение общего сопротивления на 20 Ом может быть вызвано неплотным или грязным соединением или обрывом катушки. Секции с разомкнутой катушкой увеличивают общее сопротивление цепи, что снижает ток.
Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.
Сопротивление проводника — Учебный материал для IIT JEE
СопротивлениеЕсли «V» — разность потенциалов между двумя выводами проводника, а «i» — ток через него, тогда
В / i = Постоянная = R
«R» называется сопротивлением материала.
Увеличение значения R приводит к уменьшению значения «i».
Количественное определение: Сопротивление — это сопротивление проводника протеканию через него электричества.
Количественное определение: Сопротивление проводника определяется как отношение разности потенциалов между двумя концами проводника к току, протекающему по нему.
Если i = 1, R = V.
Сопротивление проводника также можно определить как разность потенциалов на двух концах проводника, необходимую для пропускания через него единичного электрического тока.
Концепция сопротивления
Каждый проводник содержит большое количество свободных электронов. Когда между двумя концами проводника прикладывается разность потенциалов, внутри материала проводника создается электрическое поле. Свободный электрон (являющийся отрицательно заряженной частицей) испытывает силу из-за этого поля, которое ускоряет его от более высокой к более низкой потенциальной стороне. После достижения некоторой скорости он сталкивается с другими свободными электронами материала и теряет приобретенную энергию.Он, опять же, ускоряется и многократно проходит через описанный выше процесс. Таким образом, движение электрона нельзя назвать свободным. Он испытывает сопротивление поступательному движению. Это сопротивление называется электрическим сопротивлением.
Единицы R : —
(а) В S.I: — 1 Ом = 1 вольт / 1 ампер
Сопротивление проводника называется «Ом», если через него протекает ток в 1 ампер при разности потенциалов 1 вольт на его концах.
(b) В системе C.G.S: —
1 статом = 1 статвольт / 1 статамп
Сопротивление проводника составляет 1 статот, если через него протекает ток 1 статампа при разности потенциалов 1 статвольт на его концах.
1 АбОм = 1 Абвольт / 1 Абампер
Считается, что сопротивление проводника составляет 1 Ом, если через него протекает ток силой 1 А при разности потенциалов 1 А на его концах.
(c) Соотношение между ом и статом: —
1 Ом = 1 вольт / 1 ампер
= [(1/300) статвольт] / [(310 9 ) статамп]
Таким образом, 1 Ом = (1/9 × 10 11 ) статом
(d) Соотношение между ом и абом: —
1 Ом = 1 вольт / 1 ампер
1 Ом = [10 8 abvolt] / [(1/10) abamp]
Таким образом, 1 Ом = 10 9 abohm
Сопротивление в серии
Считается, что сопротивления подключены последовательно, если через все они протекает одинаковый ток.Рассмотрим сопротивления R 1 , R 2 и R 3 , соединенные последовательно друг с другом, как показано на рисунке. Пусть через них протекает ток «i». Если V 1 , V 2 и V 3 — разность потенциалов
V 1 = iR 1 , V 2 = iR 2 и V 3 = iR 3 на каждом сопротивлении, R — сопротивление комбинации, общая разность потенциалов «V» во всем комбинация
В = iR
Поскольку V = V 1 + V 2 + V 3
Итак, iR = iR 1 + iR 2 + iR 3
или iR = i ( 1 + 2 + 3 )
или R = 1 + R 2 + R 3
Таким образом, если несколько сопротивлений соединены последовательно друг с другом, общее сопротивление комбинации будет равно сумме их отдельных сопротивлений.
Сопротивление параллельно
Считается, что сопротивления подключены параллельно, если через них протекают разные токи, которые впоследствии добавляются. Рассмотрим ряд сопротивлений R 1 , R 2 и R 3 , подключенных параллельно друг другу. Ток «i» делится на три части и протекает через каждое из этих сопротивлений, как показано на рисунке. Если «V» — это разность потенциалов комбинации, тогда
V = i 1 R 1 = i 2 R 2 = i 3 R 3
или i 1 = V / R 1 , i 2 = V / R 2 , i 3 = V / R 3
Если R — сопротивление комбинации, то
i = V / R
Поскольку i = i 1 + i 2 + i 3
Итак, V / R = V / R 1 + V / R 2 + V / R 3
или V / R = V (1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 )
1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3
Таким образом, если несколько сопротивлений соединены параллельно, величина, обратная сопротивлению комбинации, равна сумме обратных величин их отдельных сопротивлений.
Изменение сопротивления в зависимости от температуры
Сопротивление проводника зависит от температуры. Если «R 0 » и «R t » являются его сопротивлением при 0 ° C и t ° C соответственно, то
R t = R 0 (1 + αt)
или, R t = R 0 + R 0 αt
R 0 αt = R t — R 0
Итак, α = R т — R 0 / R 0 т
Где «α» называется температурным коэффициентом сопротивления.
Температурный коэффициент сопротивления определяется как изменение сопротивления проводника на единицу сопротивления при повышении температуры на градус Цельсия.
Единица S.I. — C -1 .
(a) Для всех металлов и большинства сплавов ‘α’ положительно, т.е. их сопротивление возрастает с повышением их температуры.
Когда вещество нагревается, его электроны начинают более энергично колебаться и чаще подвергаются столкновениям. Большее количество столкновений означает большее сопротивление.Следовательно, сопротивление увеличивается с повышением температуры.
Значение «α» больше для металлов и меньше для сплавов. Поэтому металлы показывают большее изменение сопротивления по сравнению со сплавами при нагревании. Это основная причина, по которой сплавы используются в ящиках сопротивления, а металлы используются в конструкции термометров сопротивления.
(b) Такие вещества, как углерод и полупроводники, обладают отрицательным значением «α». Их сопротивление уменьшается с повышением температуры.
Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию
Удельное сопротивление
Если «V» — разность потенциалов между двумя выводами проводника, а «i» — ток через него, то
В / i = Постоянная = R
«R» называется сопротивлением материала.
i = V / R
Увеличение значения R приводит к уменьшению значения «i».
Таким образом, сопротивление — это сопротивление, оказываемое проводником потоку электричества через него.
Из закона Ома
R = (мл / нАэ 2 ) (1 /)… … (1)
Как видно из уравнения (1), сопротивление «R» проводника зависит от следующих факторов:
(a) Длина проводника l:
R l
То есть сопротивление проводника напрямую зависит от его длины.
Когда разность потенциалов приложена к двум концам, свободные электроны перемещаются от конца с более низким потенциалом к концу с более высоким потенциалом.В этом процессе они сталкиваются друг с другом и замедляются. Большая длина проводника приводит к большему количеству столкновений, что приводит к большему торможению и, следовательно, большему сопротивлению.
(б) Площадь поперечного сечения «А»:
R∝1 / А
Сопротивление проводника обратно пропорционально его площади поперечного сечения.
Для проводника, имеющего большую площадь поперечного сечения, большее количество свободных электронов пересекает это сечение проводника за одну секунду, тем самым давая большой ток.Большой ток означает меньшее сопротивление.
Объединяя два фактора вместе, получаем
R∝ л / А
или, R = l / A
Здесь «» — удельное сопротивление или удельное сопротивление материала.
Если l = 1, A = 1, то R =.
Таким образом, удельное сопротивление материала численно равно сопротивлению проводника, состоящего из материала единичной длины и единичной площади поперечного сечения.
В качестве альтернативы, оно также численно равно сопротивлению между двумя противоположными гранями единичного куба, сделанного из этого материала.
Итак, единица будет,
Ом м 2 / м = Омметр
Единицы измерения удельного сопротивления — омметры.
Изменение удельного сопротивления в зависимости от температуры
Удельное сопротивление металлического проводника почти всегда увеличивается с повышением температуры. При повышении температуры ионы проводника колеблются с большей амплитудой, что повышает вероятность столкновения движущегося электрона с ионом. Это препятствует дрейфу электронов и, следовательно, току.В небольшом диапазоне температур удельное сопротивление металла может быть представлено линейной зависимостью
, где r o — удельное сопротивление при эталонной температуре T o , а r (T) — удельное сопротивление при температуре T. a называется температурным коэффициентом удельного сопротивления и имеет размеры ( o C) -1. .
Однако температурная зависимость r при низких температурах нелинейна, как показано на рисунке ниже.
Изоляторы
В случае изоляторов удельное сопротивление почти экспоненциально увеличивается с понижением температуры и стремится к бесконечности, когда температура приближается к 0 К.Удельное сопротивление ρ 0 и ρ t при 0ºC и tºC соответственно связаны соотношением
ρ t = ρ 0 e -E g / kT … … (1)
Где «E g » — это положительная энергия изолятора, а «k» — постоянная Больцмана. В зависимости от значения E г вещество ведет себя как изолятор или как полупроводник.
Для E g <1 эВ значение «ρ» при комнатной температуре не очень велико.Следовательно, вещество действует как полупроводник. Для E g > 1 эВ значение ρ при комнатной температуре велико. Таким образом, вещество действует как изолятор.
Поскольку количество электронов на см 3 материала изменяется обратно пропорционально удельному сопротивлению,
н1 / л
Таким образом, из уравнения (1) n t = n 0 e -E g / kT
Здесь n 0 имеет значение порядка 10 28 m -3 .
|
Проблема (JEE Main)
Резистор сопротивления R подключен к ячейке внутреннего сопротивления 5.Значение R варьируется от 1 до 5. Мощность, потребляемая R,
(а) постоянно увеличивается
(б) непрерывно убывает
(c) сначала уменьшается, затем увеличивается
(d) сначала увеличивается, затем уменьшается
Раствор:
Когда внешнее сопротивление R = внутреннее сопротивление или 5, мощность, потребляемая r, является максимальной. Следовательно, на основании вышеизложенного мы заключаем, что вариант (а) верен.
Вопрос 1
Удельное сопротивление провода зависит от
(А) длина
(B) материал
(C) площадь поперечного сечения
(D) ничего из вышеперечисленного.
Вопрос 2
Когда n сопротивлений, каждое из которых имеет значение r, подключены параллельно, то результирующее сопротивление равно x. Когда эти n сопротивлений соединены последовательно, общее сопротивление составляет
.(А) nx
(B) номер
(В) номер по запросу
(Д) № 2 х.
Вопрос 3
Сопротивление провода среднеквадратичное. Провод растягивается вдвое, тогда его сопротивление в Ом составляет
.(А) р / 2
(В) 4 р
(К) 2 р
(Д) р / 4
Вопрос 4
Элемент электронагревателя изготовлен из стали
(А) медь
(Б) сталь
(C) углерод
(D) нихром.
Вопрос 5
В резисторах два провода рядом друг с другом в противоположном направлении намотаны таким образом, чтобы
? (А) дает большую механическую прочность.
? (Б) увеличить сопротивление.
? (В) сделать его более стабильным.
? (D) уменьшить индукцию катушки.
| 1 квартал | Q.2 | Q.3 | В.4 | Q.5 |
б | г | б | г | д |
Связанные ресурсы
Чтобы узнать больше, купите учебные материалы по Current Electricity, включая учебные заметки, заметки о пересмотре, видеолекции, решенные вопросы за предыдущий год и т.Также поищите здесь дополнительные учебные материалы по физике.
Resistivity and Resistance — University Physics Volume 2
Теперь рассмотрим сопротивление провода или компонента. Сопротивление — это мера того, насколько сложно пропустить ток через провод или компонент. Сопротивление зависит от удельного сопротивления. Удельное сопротивление является характеристикой материала, используемого для изготовления провода или другого электрического компонента, тогда как сопротивление является характеристикой провода или компонента.
Чтобы рассчитать сопротивление, рассмотрите участок проводящего провода с площадью поперечного сечения A , длиной L и удельным сопротивлением. Батарея подключается к проводнику, обеспечивая разность потенциалов на нем ((рисунок)). Разность потенциалов создает электрическое поле, пропорциональное плотности тока, согласно.
Величина электрического поля на участке проводника равна напряжению, деленному на длину,, а величина плотности тока равна току, деленному на площадь поперечного сечения. Используя эту информацию и вспомнив что электрическое поле пропорционально удельному сопротивлению и плотности тока, мы можем видеть, что напряжение пропорционально току:
Единицей измерения сопротивления является ом,.Для заданного напряжения чем выше сопротивление, тем ниже ток.
Резисторы
Обычным компонентом электронных схем является резистор. Резистор можно использовать для уменьшения протекания тока или обеспечения падения напряжения. (Рисунок) показывает символы, используемые для резистора в принципиальных схемах цепи. Два обычно используемых стандарта для принципиальных схем предоставлены Американским национальным институтом стандартов (ANSI, произносится как «AN-см.») И Международной электротехнической комиссией (IEC).Обе системы обычно используются. Мы используем стандарт ANSI в этом тексте для его визуального распознавания, но отметим, что для более крупных и сложных схем стандарт IEC может иметь более четкое представление, что упрощает чтение.
Обозначения резистора, используемого в принципиальных схемах. (а) символ ANSI; (б) символ IEC.
Зависимость сопротивления материала и формы от формы
Резистор можно смоделировать как цилиндр с площадью поперечного сечения A и длиной L , сделанный из материала с удельным сопротивлением ((Рисунок)).Сопротивление резистора составляет.
Модель резистора в виде однородного цилиндра длиной L и площадью поперечного сечения A . Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению трубы потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление. Чем больше его площадь поперечного сечения A , тем меньше его сопротивление.
Наиболее распространенным материалом для изготовления резистора является углерод. Углеродная дорожка намотана на керамический сердечник, к нему прикреплены два медных провода.Второй тип резистора — это металлопленочный резистор, который также имеет керамический сердечник. Дорожка сделана из материала оксида металла, который имеет полупроводниковые свойства, аналогичные углеродным. Опять же, в концы резистора вставляются медные провода. Затем резистор окрашивается и маркируется для идентификации. Резистор имеет четыре цветные полосы, как показано на (Рисунок).
Многие резисторы имеют вид, показанный на рисунке выше. Четыре полосы используются для идентификации резистора. Первые две цветные полосы представляют первые две цифры сопротивления резистора.{5} \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {Ω} Ошибка пакета inputenc: символ Юникода ± (U + 00B1) начальный текст: … ext {Ω} \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {±} Файл завершился при сканировании использования \ text @. Экстренная остановка..
Сопротивления варьируются от многих порядков. Некоторые керамические изоляторы, например те, которые используются для поддержки линий электропередач, имеют сопротивление или более. Сухой человек может иметь сопротивление руки к ноге, тогда как сопротивление человеческого сердца составляет около.Кусок медного провода большого диаметра длиной в метр может иметь сопротивление, а сверхпроводники вообще не имеют сопротивления при низких температурах. Как мы видели, сопротивление связано с формой объекта и материалом, из которого он состоит.
Плотность тока, сопротивление и электрическое поле для токонесущего провода. Рассчитайте плотность тока, сопротивление и электрическое поле медного провода длиной 5 м и диаметром 2,053 мм (калибр 12), по которому течет ток 0,5 м.
СтратегияМы можем рассчитать плотность тока, сначала найдя площадь поперечного сечения провода, которая есть, и определение плотности тока. Сопротивление можно найти, используя длину провода, площадь и удельное сопротивление меди, где. Удельное сопротивление и плотность тока можно использовать для определения электрического поля.
Решение Сначала мы рассчитываем плотность тока:
Сопротивление провода
Наконец, мы можем найти электрическое поле:
Значение Судя по этим результатам, неудивительно, что медь используется для проводов, пропускающих ток, потому что сопротивление довольно мало.Обратите внимание, что плотность тока и электрическое поле не зависят от длины провода, но напряжение зависит от длины.
Сопротивление объекта также зависит от температуры, поскольку оно прямо пропорционально. Мы знаем, что для цилиндра L и A не сильно изменяются с температурой, R имеет ту же температурную зависимость, что и (Исследование Из коэффициентов линейного расширения видно, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, поэтому влияние температуры на L и A примерно на два порядка меньше, чем на
— это температурная зависимость сопротивления объекта, где — исходное сопротивление (обычно принимается равным R — сопротивление после изменения температуры. Цветовой код показывает сопротивление резистора при температуре.
Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление ((Рисунок)). Один из наиболее распространенных термометров основан на термисторе, полупроводниковом кристалле с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для определения его температуры. Устройство небольшое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.
Эти знакомые термометры основаны на автоматическом измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.
Проверьте свои знания Тензодатчик — это электрическое устройство для измерения деформации, как показано ниже. Он состоит из гибкой изолирующей основы, поддерживающей рисунок из проводящей фольги. Сопротивление фольги изменяется по мере растяжения основы. Как меняется сопротивление тензодатчика? Влияет ли тензодатчик на изменение температуры?
Рисунок фольги растягивается по мере растяжения основы, а дорожки фольги становятся длиннее и тоньше.Поскольку сопротивление рассчитывается как, сопротивление увеличивается по мере того, как дорожки из фольги растягиваются. При изменении температуры меняется и удельное сопротивление дорожек фольги, изменяя сопротивление. Один из способов борьбы с этим — использовать два тензодатчика, один используется в качестве эталона, а другой — для измерения деформации. Два тензодатчика поддерживаются при постоянной температуре
Сопротивление коаксиального кабеля Длинные кабели иногда могут действовать как антенны, улавливая электронные помехи, которые являются сигналами от другого оборудования и приборов.Коаксиальные кабели используются во многих случаях, когда требуется устранение этого шума. Например, их можно найти дома через кабельное телевидение или другие аудиовизуальные соединения. Коаксиальные кабели состоят из внутреннего проводника с радиусом, окруженного вторым, внешним концентрическим проводником с радиусом ((Рисунок)). Пространство между ними обычно заполнено изолятором, например полиэтиленовым пластиком. Между двумя проводниками возникает небольшой ток радиальной утечки. Определите сопротивление коаксиального кабеля длиной L .
Коаксиальные кабели состоят из двух концентрических жил, разделенных изоляцией. Они часто используются в кабельном телевидении или других аудиовизуальных средствах связи.
Стратегия Мы не можем использовать уравнение напрямую. Вместо этого мы смотрим на концентрические цилиндрические оболочки толщиной dr и интегрируем.
Решение Мы сначала находим выражение для dR , а затем интегрируем от до,
Значение Сопротивление коаксиального кабеля зависит от его длины, внутреннего и внешнего радиусов, а также удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника.Поскольку это сопротивление не бесконечно, между двумя проводниками возникает небольшой ток утечки. Этот ток утечки приводит к ослаблению (или ослаблению) сигнала, передаваемого по кабелю.
Проверьте свое понимание Сопротивление между двумя проводниками коаксиального кабеля зависит от удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника, длины кабеля, а также внутреннего и внешнего радиуса двух проводников. Если вы разрабатываете коаксиальный кабель, как сопротивление между двумя проводниками зависит от этих переменных?
Чем больше длина, тем меньше сопротивление.Чем больше удельное сопротивление, тем выше сопротивление. Чем больше разница между внешним радиусом и внутренним радиусом, то есть чем больше соотношение между ними, тем больше сопротивление. Если вы пытаетесь максимизировать сопротивление, выбор значений для этих переменных будет зависеть от приложения. Например, если кабель должен быть гибким, выбор материалов может быть ограничен.
Калькулятор сопротивления провода
Этот калькулятор сопротивления провода может быстро вычислить электрические свойства конкретного провода — его сопротивление и проводимость.Сопротивление описывает, насколько сильно данный кабель препятствует прохождению электрического тока, а проводимость измеряет способность провода проводить его. С ними также связаны две физические величины — удельное электрическое сопротивление и электропроводность. Прочитав приведенный ниже текст, вы, например, узнаете, как можно оценить сопротивление провода, используя формулу сопротивления (так называемый закон Пуйе).
В настоящее время одним из наиболее часто используемых проводников является медь, которую можно найти почти в каждом электрическом устройстве.Прочтите, если вы хотите узнать, что такое проводимость меди и удельное сопротивление меди, а также какие единицы удельного сопротивления и единицы проводимости использовать. Вы также можете рассчитать падение напряжения на конкретном проводе — в этом случае попробуйте наш калькулятор падения напряжения!
Единицы удельного сопротивления и электропроводности
Удельное сопротивление ρ , в отличие от сопротивления, является внутренним свойством материала. Это значит, что неважно, толстая или тонкая проволока, длинная или короткая.Удельное сопротивление всегда будет одинаковым для конкретного материала, а единицы удельного сопротивления — «омметр» ( Ом * м ). Чем выше удельное сопротивление, тем труднее протекать току через провод. Вы можете проверить наш калькулятор скорости дрейфа, чтобы узнать, насколько быстро проходит электричество.
С другой стороны, у нас есть проводимость σ , которая строго связана с удельным сопротивлением. В частности, он определяется как обратное: σ = 1 / ρ . Как и удельное сопротивление, это внутреннее свойство материала, но единицы проводимости — «сименс на метр» ( См / м ).Электрический ток может плавно течь через провод, если проводимость высокая.
В некоторых материалах при очень низких температурах мы можем наблюдать явление, называемое сверхпроводимостью. Сопротивление в сверхпроводнике резко падает до нуля, и, таким образом, проводимость приближается к бесконечности. Можно сказать, что это идеальный дирижер. Сверхпроводимость также связана с левитацией, которую мы описали в нашем калькуляторе магнитной проницаемости.
Формула проводимости и формула сопротивления
И проводимость, и сопротивление зависят от геометрических размеров провода.В нашем калькуляторе сопротивления проводов используется следующая формула сопротивления:
R = ρ * L / A
где
-
R— сопротивление в Ом, -
ρ— удельное сопротивление материала в Ом * м, -
L— длина провода, -
A— площадь поперечного сечения провода.
Вы также можете использовать этот калькулятор сопротивления проводов для оценки проводимости, так как:
G = σ * A / L
где
-
G— проводимость в сименсах (S), -
σ— проводимость в См / м, -
LиAсохраняют то же значение.
В расширенном режиме вы можете напрямую изменять значения удельного сопротивления ρ и проводимости σ . Комбинируя два приведенных выше уравнения с соотношением ρ = 1 / σ , мы получаем аналогичную связь между сопротивлением и проводимостью:
R = 1 / G
Вы уже рассчитали сопротивление вашего провода? Попробуйте наш калькулятор последовательных резисторов и параллельный калькулятор резисторов, чтобы узнать, как можно рассчитать эквивалентное сопротивление различных электрических цепей.
Электропроводность меди и удельное сопротивление меди
Такие материалы, как медь и алюминий, имеют низкий уровень удельного сопротивления, что делает эти материалы идеальными для производства электрических проводов и кабелей. Вы должны помнить, что сопротивление (и, следовательно, проводимость) зависит от температуры. В нашем калькуляторе сопротивления проводов мы перечислили некоторые материалы, которые вы можете выбрать, чтобы узнать их удельное сопротивление и проводимость при 20 ° C.