§41. Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление
Когда по проводнику проходит электрический ток, свободные электроны движутся под действием электрического поля. На своём пути они постоянно сталкиваются с ионами кристаллической решётки. Эти столкновения затрудняют движение электронов и создают электрическое сопротивление.
Экспериментальные исследования Георга Ома показали, что сопротивление проводника зависит от нескольких факторов:
- От длины проводника — чем он длиннее, тем больше сопротивление.
- От площади поперечного сечения — чем провод толще, тем меньше его сопротивление.
- От материала, из которого проводник изготовлен.
Эти зависимости объединены в формуле:
R = ρ · l / S,
где
R — сопротивление проводника,
ρ (ро) — удельное сопротивление материала,
l — длина проводника,
S — площадь поперечного сечения.
Удельное сопротивление
Удельное сопротивление показывает, каким будет сопротивление цилиндрического проводника длиной 1 метр и площадью сечения 1 м², если он изготовлен из определённого вещества.
Единицы измерения:
- Ом·м (если длина в метрах и сечение в м²),
- Ом·мм²/м (часто используется в технике).
Разные материалы имеют разные значения удельного сопротивления. Примеры:
| Материал | ρ (Ом·мм²/м) |
| Медь | 0,017 |
| Алюминий | 0,028 |
| Железо | 0,10 |
| Нихром | 1,1 |
| Фарфор | 10¹⁷ |
| Эбонит | 10²⁰ |
Вывод
- Проводники (медь, серебро, алюминий) имеют низкое удельное сопротивление, поэтому хорошо проводят ток.
- Диэлектрики (фарфор, эбонит) имеют огромное удельное сопротивление и практически не пропускают электрический ток.