OHM: PRETESTĪBAS MĒRĪJUMI, PIEMĒRI UN ATRISINĀTS VINGRINĀJUMS - FIZISKĀ - 2025

Omi vai omi ir mērvienība elektriskās pretestības, kas pieder starptautiskā mērvienību sistēma (SI), plaši izmanto zinātnē un inženierzinātnēs. Tas tika nosaukts vācu fiziķa Georga Saimona Oma (1789-1854) vārdā.

Ohms bija Minhenes Universitātes profesors un pētnieks, un starp viņa daudzajiem ieguldījumiem elektrībā un magnētikā ir pretestības definīcija caur attiecībām starp spriegumu un strāvu caur vadītāju.

1. attēls. Dažādi rezistori, kas veido ķēdes daļu. Avots: Wikimedia Commons.

Šīs attiecības ir pazīstamas kā Ohma likums, un tās parasti izsaka šādi:

R = ΔV / I

Kur R apzīmē elektrisko pretestību, ΔV ir spriegums voltos (V), un I ir strāva ampēros (A), visi SI vienībās.

Tāpēc 1 oms, ko arī apzīmē ar grieķu burtu Ω, ir vienāds ar 1 V / A. Tas nozīmē, ka, ja sprieguma noteikšana 1 V pāri noteiktam vadītājam rada strāvu 1 A, šī vadītāja pretestība ir 1 Ω.

Elektriskā pretestība ir ļoti izplatīts ķēdes elements, ko daudzos veidos izmanto, lai pareizi kontrolētu strāvu neatkarīgi no tā, vai tā ir daļa no integrētās shēmas vai atsevišķi.

Elektriskās pretestības mērīšana

5. attēls. Georgs Simons Ohms, kurš nosaukts pēc pretestības vienības, dzimis Bavārijā 1789. gadā un devis lielu ieguldījumu elektrības, akustikas un gaismas viļņu traucējumu ietekmē. Avots: Wikimedia Commons.

Pretestību mēra, izmantojot multimetru, skaitītāju, kas pieejams gan analogā, gan digitālā versijā. Visvienkāršākie mēra tiešo spriegumu un strāvu, taču ir arī sarežģītākas ierīces ar papildu funkcijām. Ja tos izmanto pretestības mērīšanai, tos sauc par ommetriem vai ommetriem. Šo ierīci ir ļoti vienkārši lietot:

- Centrālo selektoru novieto pretestības mērīšanas pozīcijā, izvēloties vienu no svariem, kas apzīmēti ar simbolu Ω, ja instrumentam ir vairāk nekā viens.

- Mēramo pretestību iegūst no ķēdes. Ja tas nav iespējams, strāvas padeve ir jāizslēdz.

- Pretestība ir novietota starp instrumenta galiem vai zondi. Polaritātei nav nozīmes.

- vērtību nolasa tieši uz digitālā displeja. Ja instruments ir analogs, tam ir mērogs, kas apzīmēts ar simbolu that, kuru nolasa no labās uz kreiso pusi.

Nākamajā attēlā (skaitlis 2) ir parādīts digitālais multimetrs un tā zondes vai gali. Modelim ir viena pretestības mērīšanas skala, kas apzīmēta ar bultiņu.

2. attēls. Digitālais multimetrs. Avots: Pixabay.

Bieži vien komerciālās elektriskās pretestības vērtību izsaka ar krāsu joslas kodu tā ārpusē. Piemēram, rezistoriem 1. attēlā ir sarkanas, purpursarkanas, zelta, dzeltenas un pelēkas joslas. Katrai krāsai ir skaitliska nozīme, kas norāda nominālo vērtību, kā tiks parādīts zemāk.

Krāsu kods rezistoriem

Šajā tabulā parādīti rezistoru krāsu kodi:

1. tabula.

Ņemot vērā, ka metāla josla atrodas labajā pusē, kodu lieto šādi:

- Pirmās divas krāsas no kreisās uz labo dod pretestības vērtību.

- Trešā krāsa norāda 10 jaudu, ar kuru tā jāpareizina.

- un ceturtais apzīmē ražotāja noteikto pielaidi.

Rezistora vērtību piemēri

Kā piemēru vispirms apskatīsim pretestību priekšplānā pa kreisi no 1. attēla. Parādītā krāsu secība ir pelēka, sarkana, sarkana, zelta. Atcerieties, ka zelta vai sudraba joslai jābūt labajā pusē.

Pelēks apzīmē 8, sarkans ir 2, reizinātājs ir sarkans un ir vienāds ar 10 ² = 100, un, visbeidzot, pielaide ir zeltam, kas simbolizē 5%. Tāpēc pretestība ir 82 x 100 Ω = 8200 Ω.

Tā kā pielaide ir 5%, tas ir ekvivalents ekvivalentam: 8200 x (5/100) Ω = 410 Ω. Tāpēc pretestības vērtība ir starp: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω un 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Izmantojot krāsu kodu, jums ir pretestības nominālā vai rūpnīcas vērtība, bet, lai mērīšana būtu precīza, jums ir jāizmēra pretestība ar multimetru, kā paskaidrots iepriekš.

Vēl viens šāda attēla pretestības piemērs:

3. attēls. Krāsu koda izmantošana rezistorā R. Avots: Wikimedia Commons.

Rezistoru R raksturo šādi: sarkans (= 2), violets (= 7), zaļš (reiziniet ar 10 ⁵ ), tāpēc rezistors R attēlā ir 27 x 10 ⁵ Ω. Pielaides josla ir sudraba: 27 x 10 ⁵ x (10/100) Ω = 27 x 10 ⁴ Ω. Viens veids, kā izteikt iepriekšminēto rezultātu, noapaļojot 27 x 10 ⁴ līdz 30 x 10 ⁴ , ir:

Visbiežāk izmantotie prefiksi

Elektriskās pretestības vērtības, kas vienmēr ir pozitīvas, ir ļoti plašā diapazonā. Šī iemesla dēļ 10 vērtību plaši izmanto, lai izteiktu savas vērtības, kā arī priedēkļus. Šeit ir visizplatītākās:

2. tabula.

Saskaņā ar šo apzīmējumu iepriekšējā parauga pretestība ir: (2,7 ± 0,3) MΩ.

Diriģenta pretestība

Rezistori ir izgatavoti no dažādiem materiāliem, un tas ir pretestības mērs, kas diriģentam jāiziet caur strāvu, kā zināms, ne visi materiāli rīkojas vienādi. Pat starp materiāliem, ko uzskata par vadītājiem, pastāv atšķirības.

Pretestība ir atkarīga no vairākām īpašībām, no kurām svarīgākās ir:

- Diriģenta ģeometrija: šķērsgriezuma garums un laukums.

- Materiāla pretestība: norāda uz pretestību, ko materiāls rada strāvas caurlaidībai.

- Temperatūra: pretestība un pretestība palielinās līdz ar temperatūras paaugstināšanos, jo materiāla iekšējā kārtība samazinās un līdz ar to tiek kavēta strāvas nesēju caurlaide.

Pastāvīga šķērsgriezuma vadītājam noteiktā temperatūrā pretestību nosaka ar:

R = ρ (ℓ / A)

Kur ρ ir materiāla pretestība attiecīgajā temperatūrā, ko nosaka eksperimentāli, ℓ ir vadītāja garums, un A ir šķērsgriezuma laukums.

4. attēls. Diriģenta pretestība. Avots: Wikimedia Commons.

Vingrinājums atrisināts

Atrodiet vara stieples pretestību 0,32 mm rādiusā un 15 cm garumā, zinot, ka vara pretestība ir 1,7 × 10 ^-8 Ω.m.

Risinājums

Ņemot vērā, ka pretestība ir starptautiskās sistēmas vienībās, vispiemērotākais ir izteikt šķērsgriezuma laukumu un garumu šajās vienībās un pēc tam aizstāt ar iepriekšējās sadaļas formulu:

Rādiuss = 0,32 mm = 0,32 × 10 ^-3 m

A = π (rādiuss ² ) = π (0,32 × 10 ^-3 m) ² = 3,22 x 10 ^-7 m ²

ℓ = 15 cm = 15 x 10 ^-2 m

R = ρ (ℓ / A) = 1,7 × 10 ^-8 Ω.mx (15 x 10 ^-2 m / 3,22 x 10 ^-7 m ² ) = 7,9 × 10 ^-3 Ω = 7,9 m-omi.

Atsauces

1. Figueroa, D. (2005). Sērija: Fizika zinātnei un inženierijai. 5. sējums. Elektrostatika. Rediģēja Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, D. 2006. Fizika: principi un pielietojumi. 6 ^th . Eds Prentice Hall.
3. Resniks, R. (1999). Fiziskā. Vol. 2 3 ^rd spāņu valodā. Compañía Continental SA de CV
4. Sīrs, Zemanskis. 2016. Universitātes fizika ar moderno fiziku. 14 ^th . Ed. 2. sējums.
5. Servejs, R., Jewett, J. (2018). Fizika zinātnei un inženierijai. Sējums 1. 10 ^ma . Ed. Cengage mācīšanās.