§ 36. Залежність опору провідника від його фізичних характеристик.

Тут ти дізнаєшся, що між опором провідників і їх фізичними характеристиками існують однозначні зв'язки.

Хто уважно розглядав електричні кола в побутових приладах чи в промислових установках, лінії електропередач, той помітив, що провідники виготовляють в основному з міді або алюмінія, а у відповідальних електронних схемах — навіть із золота. Це досить дорогі метали, а тому цікаво знати, чому інженери зупинили свою увагу саме на них.

Для цього проведемо дослід з вивчення електричних властивостей різних провідників. Спочатку візьмемо ніхромову дротину довжиною 2 м і виміряємо омметром її опір. Одержимо деяке значення опору R.

Розріжемо дротину на два рівних відрізка по 1 мі виміряємо опір одного з них. Омметр покаже опір вдвічі менший. Отже, зміна довжини провідника в кілька разів призводить до такого ж зменшення опору. Математичною мовою це буде як: опір провідника пропорціо-нальний довжині провідника І:

R-I

Складемо докупи два відрізка і з’єднаємо їх кінці. Отримаємо провідник, площа поперечного перерізу якого збільшилася удвічі. Виміряємо опір між кінцями отриманого провідника. Прилад покаже опір, вдвічі менший, ніж у попередньому випадку — X R. Збільшення площі поперечного перерізу S удвічі привело до зменшення опору удвічі. Тобто,

Повторивши досліди з сталевим провідником, отримаємо інші результати вимірювань, хоча залежності опору від довжини і площі поперечного переізу будуть такими ж.

З урахуванням отриманих залежностей можна записати формулу:

Висновок: опір провідника прямо про-порціональний його довжині, обернено пропорціональний площі поперечного перерізу і залежить від речовини, з якої виготовлений провідник.

Коефіцієнт р називається питомим опором речовини і для кожної речовини він індивідуальний. Його можна виміряти, маючи омметр та лінійку.

Питомий опір речовини показує, який опір матиме провідник з даної речовини, якщо його довжина дорівнює 1 м, а площа поперечного перерізу провідника дорівнює 1 мм².

Для всіх найпоширеніших речовин питомий опір виміряний і його значення можна знайти в таблицях. Наприклад, якщо для срібла питомий опір згідно з наведеною нижче таблицею дорівнює 1,6·IO ² Ом,мм²/м, то це означає, що провідник зі срібла довжиною 1 метр і площею поперечного перерізу 1 мм² має опір 1,6.10 ² Ом = 0,016 Ом.

Таблиця. Питомий електричний опір деяких речовин р · IO ² Ом,мм²/м при 20 C

Речо вина	Алю міній	Воль фрам	Кон стан тан	Ла тунь	Міль	Ніке лін	Ніх ром	Сталь	Срі бло
Пито мий опір

1.    У якої речовини найбільший питомий опір?

2.    У якої речовини найменший опір?

3.    Яку речовину потрібно взяти для виготовлення резистора з певним опором, щоб він мав найменші геометричні розміри?

4.    З якої речовини потрібно виготовити резистор, щоб його опір був найменшим з-поміж інших?

Задача. Який опір провідника з алюмічія, якщо його довжина 100 м і площа поперечного перерізу O_tS ммЧ

Завдання додому.

Електричний опір

Склади задачі за таблицею, розв’яжи їх і заповни порожні клітинки.

Речовина
Алюміній
Міді,
КоїІСТйІІТЯН
Сталь
Срібло

Вправи.

1.    Довжина одного провідника 20 см, а іншого — 1,4 м. Провідники виготовлені з одного й того ж металу і мають однакову площу поперечного перерізу. Який з цих провідників має більший опір і наскільки? (другий; 7 р.)

2.    Який опір мотка залізного дроту, довжина якого 200 м і площа поперечного перерізу 2 мм²? (ІООм).

3.    Котушка електричного приладу має опір 400 Ом, намотана дротом довжиною 80 м і має площу поперечного перерізу 0,10 мм². З якого металу виготовлено дріт? (0.50 Ом. мм²/м).

4.    Який опір має вольфрамова дротина поперечним перерізом 0,10 мм² і масою 7,72 г? (2,2 Ом).

5.    Мідну дротину опором 8 Ом нагріли і протягли через фільє-ру (отвір) так, що вона видовжилася удвічі. Яким став опір дроту після охолодження до попередньої температури ? (32 Ом).

Прочитай і з*ясуй, що ти знаєш.

1.    Як залежить опір однорідного провідника від його довжини?

2.    Як залежить опір однорідного провідника від площі поперечного перерізу?

3.    Яка фізична величина дозволяє в розрахунках врахувати речовину, з якої виготовлений провідник?

4.    Яка фізична сутність питомого опору речовини?

5.    Чому питомий опір речовини залежить від її виду?

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Савченко