Как найти сопротивления вольфрамовой проволоки

На этой странице сайта, в категории Физика размещен ответ на вопрос
1)Рассчитайте сопротивление вольфрамовой проволоки длиной 5 м и пло – щадью поперечного сечения 1, 1 мм 2 ?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся
5 – 9 классов. Чтобы получить дополнительную информацию по
интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории,
чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы
расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос,
который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс
позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.

Где:

• R – сопротивление в Омах,
• ρ – удельное сопротивление,
• l – длина в м,
• S – площадь поперечного сечения провода в мм2.

Калькулятор расчета сопротивления проводника.

Таблица удельных сопротивлений проводников. Таблица удельных сопротивлений металлов. Зависимость сопротивления металлов от температуры. Температурный коэффициент электрического сопротивления металлов α.

Зависимость сопротивления металлов от температуры. Температурный коэффициент сопротивления металлов.

 
Нажмите на изображение чтобы увеличить.

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление, одно из составляющих закона Ома, выражается в омах (Ом). Следует заметить, что электрическое сопротивление и удельное сопротивление — это не одно и то же. Удельное сопротивление является свойством материала, в то время как электрическое сопротивление — это свойство объекта.

Электрическое сопротивление резистора определяется сочетанием формы и удельным сопротивлением материала, из которого он сделан.

Например, проволочный резистор, изготовленный из длинной и тонкой проволоки имеет большее сопротивление, нежели резистор, сделанный из короткой и толстой проволоки того же металла.

В тоже время проволочный резистор, изготовленный из материала с высоким удельным сопротивлением, обладает большим электрическим сопротивлением, чем резистор, сделанный из материала с низким удельным сопротивлением. И все это не смотря на то, что оба резистора сделаны из проволоки одинаковой длины и диаметра.

В качестве наглядности можно провести аналогию с гидравлической системой, где вода прокачивается через трубы.

• Чем длиннее и тоньше труба, тем больше будет оказано сопротивление воде.
• Труба, заполненная песком, будет больше оказывать сопротивление воде, нежели труба без песка

Сопротивление провода

Величина сопротивления провода зависит от трех параметров: удельного сопротивления металла, длины и диаметра самого провода. Формула для расчета сопротивления провода:

где:
R — сопротивление провода (Ом)
ρ — удельное сопротивление металла (Ом.m)
L — длина провода (м)
А — площадь поперечного сечения провода (м2)

В качестве примера рассмотрим проволочный резистор из нихрома с удельным сопротивлением 1.10×10-6 Ом.м.  Проволока имеет длину 1500 мм и диаметр 0,5 мм. На основе этих трех параметров рассчитаем сопротивление провода из нихрома:

R=1,1*10^-6*(1,5/0,000000196) = 8,4 Ом

Нихром и константан часто используют в качестве материала для сопротивлений. Ниже в таблице вы можете посмотреть удельное сопротивление некоторых наиболее часто используемых металлов.

Свойства резистивных материалов

Удельное сопротивление металла зависит от температуры. Их значения приводится, как правило, для комнатной температуры (20°С). Изменение удельного сопротивления в результате изменения температуры характеризуется температурным коэффициентом.

Например, в термисторах (терморезисторах) это свойство используется для измерения температуры. С другой стороны, в точной электронике, это довольно нежелательный эффект.
Металлопленочные резисторы имеют отличные свойства температурной стабильности. Это достигается не только за счет низкого удельного сопротивления материала, но и за счет механической конструкции самого резистора.

Много различных материалов и сплавов используются в производстве резисторов. Нихром (сплав никеля и хрома), из-за его высокого удельного сопротивления и устойчивости к окислению при высоких температурах, часто используют в качестве материала для изготовления проволочных резисторов. Недостатком его является то, что его невозможно паять. Константан, еще один популярный материал, легко поддается пайке и имеет более низкий температурный коэффициент.

Источники: joyta.ru, dpva.ru

Условие задачи:

Определить сопротивление вольфрамовой нити электрической лампы при 24 °C, если она имеет сопротивление 484 Ом при температуре 2100 °C.

Задача №7.1.19 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

(t_1=24^circ) C, (R_2=484) Ом, (t_2=2100^circ) C, (R_1-?)

Решение задачи:

Известно, что зависимость сопротивления проводника от температуры описывается следующей формулой:

[R = {R_0}left( {1 + alpha t} right)]

Здесь (R) – искомое сопротивление при температуре (t), (R_0) – сопротивление при температуре (t_0) (в данном случае (t_0=0^circ) C), (alpha) – температурный коэффициент сопротивления, равный для вольфрама 0,0046 1/°C, (t) – температура (в градусах Цельсия), при которой нужно найти сопротивление проводника.

Известно, что сопротивление вольфрамового проводника при температуре (t_2) равно (R_2), а при температуре (t_1) равно (R_1), поэтому можем получить такую систему:

[left{ begin{gathered}
{R_1} = {R_0}left( {1 + alpha {t_1}} right) hfill \
{R_2} = {R_0}left( {1 + alpha {t_2}} right) hfill \
end{gathered} right.]

Верхнее равенство поделим на нижнее, тогда:

[frac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = frac{{1 + alpha {t_1}}}{{1 + alpha {t_2}}}]

Откуда можно легко выразить искомое сопротивление (R_1):

[{R_1} = {R_2}frac{{1 + alpha {t_1}}}{{1 + alpha {t_2}}}]

Посчитаем численный ответ этой задачи:

[{R_1} = 484 cdot frac{{1 + 0,0046 cdot 24}}{{1 + 0,0046 cdot 2100}} = 50,4;Ом]

Ответ: 50,4 Ом.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

7.1.18 Вольфрамовая нить электрической лампы при температуре 2000 C имеет сопротивление
7.1.20 Сопротивление медной проволоки при температуре 20 C равно 0,04 Ом
7.1.21 При нагревании металлического проводника от 0 до 250 C его сопротивление увеличилось