Rintangan, contoh dan langkah latihan OHM diselesaikan

Dia ohm u ohmio adalah unit ukuran rintangan elektrik milik Sistem Unit Antarabangsa (SI), yang digunakan secara meluas dalam sains dan kejuruteraan. Ini dilantik sebagai penghormatan kepada ahli fizik Jerman Georg Simon Ohm (1789-1854).

OHM adalah seorang profesor dan penyelidik di University of Munich, dan antara banyak sumbangannya kepada elektrik dan magnet adalah definisi rintangan melalui hubungan antara voltan dan arus yang pemandu sedang melalui. 

Rajah 1. Rintangan bervariasi membentuk sebahagian daripada litar. Sumber: Wikimedia Commons.

Hubungan ini dikenali sebagai Undang -undang Ohm dan biasanya dinyatakan sebagai: 

R = ΔV/i

Di mana r mewakili rintangan elektrik, ΔV adalah voltan dalam volt (v) dan saya adalah arus dalam amps (a), semua dalam unit jika.

Oleh itu, 1 ohm, yang juga dilambangkan secara bergantian dengan huruf Yunani Ω, sama dengan 1 v/a. Ini bermakna jika menubuhkan voltan 1 v melalui pemacu tertentu, ia menyebabkan arus 1 a, rintangan pemandu tersebut adalah 1 Ω.

Rintangan elektrik adalah elemen litar yang sangat biasa yang digunakan dalam banyak cara untuk mengawal semasa, sama ada ia adalah sebahagian daripada bersepadu atau secara individu.

[TOC]

Pengukuran rintangan elektrik

Rajah 5. Georg Simon Ohm, yang namanya menanggung unit untuk rintangan, dilahirkan di Bavaria pada tahun 1789 dan memberikan sumbangan besar kepada elektrik, akustik dan gangguan gelombang cahaya. Sumber: Wikimedia Commons.

Rintangan diukur dengan bantuan multimeter, meter yang terdapat dalam versi analog dan digital. Asas yang paling mengukur voltan dan arus langsung, tetapi terdapat peranti yang lebih canggih dengan fungsi tambahan. Apabila digunakan untuk mengukur rintangan, mereka dipanggil ohmetters atau ohmimeters. Peranti ini sangat mudah digunakan:

Boleh melayani anda: pekali Poisson: pekali, formula, nilai, contoh

- Pemilih pusat diletakkan di kedudukan untuk mengukur rintangan, memilih salah satu skala yang dikenal pasti dengan simbol Ω, sekiranya instrumen mempunyai lebih dari satu lagi.

- Rintangan pengukuran diekstrak dari litar. Sekiranya tidak mungkin, bekalan kuasa diperlukan untuk mematikan.

- Rintangan antara petua atau probe instrumen diletakkan. Polariti tidak penting.

- Nilai dibaca secara langsung di skrin digital. Sekiranya instrumen itu analog, ia mempunyai skala yang ketara dengan simbol Ω yang dibaca dari kanan ke kiri.

Dalam angka berikut (nombor 2), multimeter digital dan probe atau petua ditunjukkan. Model ini hanya mempunyai satu skala untuk mengukur rintangan, ditunjukkan dengan anak panah.

Rajah 2. Multimeter digital. Sumber: Pixabay.

Lazimnya nilai rintangan elektrik komersial dinyatakan oleh kod jalur berwarna di luar negara. Sebagai contoh, rintangan Rajah 1 mempunyai band merah, ungu, emas, kuning dan kelabu. Setiap warna mempunyai makna berangka yang menunjukkan nilai nominal, seperti yang akan ditunjukkan pada masa itu.

Kod warna untuk rintangan

Dalam jadual berikut, kod berwarna untuk perintang muncul:

Jadual 1.

Mengambil kira bahawa jalur logam betul, kod itu digunakan seperti berikut:

- Dua warna pertama dari kiri ke kanan memberikan nilai rintangan.

- Warna ketiga menunjukkan kekuatan 10 yang mana ia mesti didarab.

- Dan keempat menunjukkan toleransi yang ditubuhkan oleh pengilang.

Contoh nilai rintangan

Sebagai contoh, mari kita lihat rintangan di latar depan, di sebelah kiri Rajah 1. Urutan berwarna yang ditunjukkan ialah: kelabu, merah, merah, emas. Ingat bahawa band emas atau perak mesti betul.

Boleh melayani anda: Undang -undang Gauss

Kelabu mewakili 8, merah adalah 2, pengganda berwarna merah dan sama dengan 10² = 100 dan akhirnya, toleransi adalah emas yang melambangkan 5%. Oleh itu rintangan bernilai 82 x 100 Ω = 8200 Ω.

Menjadi toleransi 5 %, bersamaan dengan ohm hingga: 8200 x (5/100) Ω = 410 Ω. Oleh itu nilai rintangan antara: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω dan 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Melalui kod berwarna terdapat nilai kilang nominal atau rintangan, tetapi untuk menentukan ukurannya, adalah perlu untuk mengukur rintangan dengan multimeter, seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Satu lagi contoh untuk rintangan angka berikut:

Rajah 3. Penggunaan kod warna dalam rintangan r. Sumber: Wikimedia Commons.

Kami mempunyai yang berikut untuk rintangan r: merah (= 2), violet (= 7), hijau (berlipat ganda dengan 10⁵), jadi rintangan r angka bernilai 27 x 10⁵ Ω. Band toleransi adalah perak: 27 x 10⁵ x (10/100) Ω = 27 x 10⁴ Ω. Cara untuk menyatakan hasil sebelumnya, bulat 27 x 10⁴ 30 x 10⁴, adalah:

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

Awalan yang paling banyak digunakan

Nilai -nilai yang boleh dimiliki oleh rintangan elektrik, yang sentiasa positif, berada dalam jarak yang sangat luas. Oleh itu, kuasa 10 digunakan untuk menyatakan nilai mereka, serta awalan. Seterusnya yang paling biasa:

Jadual 2.

Mengikut notasi ini, rintangan contoh sebelumnya ialah: (2.7 ± 0.3) MΩ.

Boleh melayani anda: konduktansi: formula, pengiraan, contoh, latihan

Rintangan konduktor

Rintangan dihasilkan dari pelbagai bahan dan merupakan ukuran pembangkang yang pemacu harus melewati arus, seperti yang diketahui, tidak semua bahan dilakukan dengan cara yang sama. Malah di antara bahan yang dianggap sebagai konduktor terdapat perbezaan.

Rintangan bergantung kepada beberapa ciri, yang paling penting:

- Geometri Pemandu: Panjang dan kawasan bahagian silang.

- Resistiviti Bahan: Menunjukkan pembangkang yang dibentangkan oleh bahan ke laluan semasa.

- Suhu: Resistivity dan rintangan meningkat dengan suhu, kerana sistem dalaman bahan berkurangan dan oleh itu pembawa semasa menghalang laluan mereka.

Untuk konduktor seksyen silang yang berterusan, pada suhu tertentu rintangan diberikan oleh:

R = ρ (ℓ/a)

Di mana ρ adalah resistiviti bahan pada suhu yang dipersoalkan, yang ditentukan secara eksperimen, ℓ adalah panjang konduktor dan A adalah kawasan silang -keratan.

Rajah 4. Rintangan konduktor. Sumber: Wikimedia Commons.

Latihan diselesaikan

Cari rintangan wayar tembaga 0.Jejari 32 mm dan panjang 15 cm, mengetahui bahawa ketahanan tembaga adalah 1.7 × 10^-8 Ω.m.

Penyelesaian

Oleh kerana resistiviti berada dalam unit sistem antarabangsa, yang paling sesuai adalah untuk mengekspresikan kawasan silang -keratan dan panjang di unit -unit ini, dan kemudian menggantikan bahagian sebelumnya:

Radio = 0.32 mm = 0.32 × 10^-3 m

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

ℓ = 15 cm = 15 x 10^-2 m

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

Rujukan

1. Figueroa, d. (2005). Siri: Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 5. Elektrostatik. Diedit oleh Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6^th. Ed Prentice Hall.
3. Resnick, r. (1999). Fizikal. Vol. 2. 3^Ra dalam bahasa Sepanyol. Syarikat Editorial Continental s.Ke. daripada c.V.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fizik universiti dengan fizik moden. 14^th. Ed. Jilid 2.
5. Serway, r., Jewett, J. (2018). Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 1. 10^ma. Ed. Pembelajaran Cengage.