Электроника. Радиотехника
Сопротивление

Электрический ток и сопротивление часть 1

 

Сопротивление, проводники, диэлектрики

(для начинающих)

Я долго не мог начать заполнение этого сайта контентом по той простой причине, что не мог выбрать, с чего начать). Не смотря на эту тавтологию, на протяжении довольно долгого периода времени передо мной стояла не разрешённая дилемма, писать ли о том, как возникает и рождается электричество на электростанциях, либо о структуре веществ, об атомах и электронах ( благодаря последним кстати электрический ток и передаётся), либо о замечательных открытиях великих ученых, благодаря которым горят электролампы и работают электроприборы.

Конечно начать изучение радиоэлектроники следует с понимания нескольких простых, но в тоже время особо важных физических явлений которые дают возможность получения электрического тока.

В последствии мы вернёмся к самым азам электроники, поговорим о том, что такое электричество, электрический ток. Рассмотрим такие явления, как электромагнитная индукция и электролиз.

Сейчас же возьмём за истину то, что существует такая сила, называемая электрическим током. Ток нельзя увидеть, но его можно измерить и управлять им. По этому я решил сначала написать не о процессах возникновения электричества, а о том, как работают те самые электро схемы и электроприборы, а уж потом вернуться к законам природы, порождающим это явление.

Электрический ток и сопротивление

Существует три основных величины измерения в электронике — это напряжение, сила тока и сопротивление. Именно на этих трёх китах построены все принципы и законы протекания тока в электросхемах и электроцепях.

О напряжении и силе тока поговорим позже, сейчас рассмотрим не менее важную характеристику, а именно сопротивление.

Все вещества в природе делятся на проводники и диэлектрики. Первые проводят электрический ток в той или иной степени, вторые его не проводят, не пропускают. Существуют конечно же и полу проводники, есть такое понятие, как сверхпроводимость, но это совсем другая тема.

Все металлы — это проводники, т.е. вещества, способные хорошо проводить электрический ток (медь, золото, алюминий).

Резина, стекло, пластик — это диэлектрики, которые не проводят электрический ток.

« на самом же деле и стекло и пластик и даже резина способны проводить ток, при условии, что напряжение его будет достаточно большим. В бытовой же техники и электронике это напряжение мало, для того, чтобы диэлектрик стал проводником»

Сопротивление, физическая величина, которая зависит от большей или меньшей способности проводника ( вещества ) проводить электрический ток.

Для удобства восприятия мы будем рассматривать процессы протекания тока в электро цепях по аналогии протекания воды в трубах.

Подобно тому, как течёт вода в трубопроводе, протекает электроток по проводам.

Как вода, текущая по трубопроводу, не встречающая на своём пути преград будет свободно совершать движение вперёд, так и ток,  не встречающий  преград будет совершать движение например по медному проводу.

Для того что бы вода свободно протекала по трубе необходимо как минимум соблюсти два условия:

Первое, труба должна быть полой, второе, диаметр этой трубы должен соответствовать тому, что бы суметь пропустить необходимое количество воды в единицу времени, ведь согласитесь, что по канализационной трубе за 1 секунду сможет пройти большее количество воды, чем через трубу водопроводную.

Все вещества, как нам известно состоят из атомов, атомы же этих веществ различны по своей структуре. Нам так же известно, что вещества обладают разной способностью пропускать через себя электрический ток. Именно из-за структурной особенности вещества последние и делятся на проводники и диэлектрики.

Проводники — например металлы, можно сравнить с трубой большого диаметра, вода (в аналогии электрический ток) не встречая на своем пути преград и препятствий будет спокойно протекать по такой трубе.

Диэлектрики — возьмем например резину, пускай она будет трубой такого же диаметра как и в первом случае, но току проходить по ней будет гораздо тяжелее, а все по тому, что структура резины отличается от структуры металлов. Внутри такая труба будет не полой, а состоять из тонких каналов, по которым воде,  в нашем случае электрическому току протекать тяжело, а иногда и попросту невозможно.

 

Сопротивление зависит от толщины проводника

Все довольно просто: чем диаметр трубы больше, тем свободней вода будет по этой трубе проходить. Чем толще провод (поперечное сечение), тем легче току протекать по этому проводу. Ток проходит по толстому проводу легко, по тонкому же тяжелее, от сюда следует вывод:

Чем толще поперечное сечение проводника, тем легче по нему протекает электрический ток. Другими словами: чем проводник толще, тем сопротивление его меньше, чем проводник тоньше, тем больше его сопротивление.

Сопротивление зависит от длинны проводника

Вода текущая по трубе так или иначе будет взаимодействовать со стенами этой трубы. Для того, чтобы вода совершала движение по трубам, необходима какая либо сила из вне, для того, что бы проталкивать воду в трубах, если брать в расчёт, что наш трубопровод проложен строго горизонтально.

Теперь давайте представим, что нам необходимо прогнать по десяти метровому трубопроводу 100 литров воды. Допустим для этого  двигателю необходимо сделать 100 оборотов. Теперь давайте прогоним то же количество воды по трубопроводу длинной не в 10 метров, в в 100 километров. Становится ясно, что двигатель сделает гораздо большее число оборотов, для того, что бы прогнать тоже количество воды по трубопроводу большей длинны.

Точно так же и электрическому току легче протекать по короткому провожу, нежели по длинному. Теперь становится ясно, что сопротивление проводника зависит не только от его толщины, но и от длинны.

Чем длиннее проводник, тем его сопротивление выше

Далее поговорим об особенностях проводников и диэлектриков, о структуре веществ, о том, благодаря чему по проводам протекает электрический ток, а так же узнаем о таких физических величинах, как сила тока и напряжение.

One comment

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *