Електрични отпор

Из Википедије, слободне енциклопедије
A 75-омски отпорник

Отпор је мера којом се мери степен отпора неког објекта проласку електричне струје. Јединица за мерење отпора, према СИ систему, је ом. Реципрочна вредност је проводљивост која се мери у сименсима.

Отпор је карактеристика објекта или материје да се супротставља протоку електричне струје.

R = \frac{U}{I}

где је

R отпор, изражава се омима.
U разлика потенцијала, напон, који се изражава у волтима.
I је струја која пролази кроз објекат, изражава се у амперима.

Отпор зависи од природе и врсте материјала као и геометрије проводног тела. Постоји такође зависност отпора од температуре проводника. За већину материјала не постоји значајна зависност отпора од струје кроз отпорник, у широком опсегу напона и струја.

Губици у отпорнику[уреди]

Када струја, I, пролази кроз објект са отпором, R, електрична енергија се претвара у топлоту

P = {I^{2} \cdot R} \,

где је

P снага изражена у ватима
I струја изражена у амперима
R отпор изражен у омима

Овај ефекат има примену у нпр. грејању на електричну енергију, али је непожељан у преносу електричне енергије односно представља губитак.

Суперпроводност је појава при којој се дешава проток струје без практично мерљивог отпора односно губитака.

Отпорност проводника[уреди]

Отпор једносмерној струји[уреди]

Пошто је густина струје равномерна по пресеку проводника, отпорност R једносмерној струји коју пружа проводник једнаког попречног пресека се може израчунати помоћу формуле

R = {l \cdot \rho \over S} \,

где је

l дужина тела проводника, у метрима
S је површина попречног пресека, у квадратним метрима
ρ (грчко ро) је специфична отпорност материјала, у омметрима. Специфична отпорност је особина материјала, мера којом се материјал одупире протоку електричне струје.

Мада ниједан реалан отпорник нема у потпуности равномерну густину струје целом дужином у сваком попречном пресеку, из практичних разлога прихватамо ову формулу као добру апроксимацију за дуги танак проводник, какве су све жице.

Отпор наизменичној струји[уреди]

У случају тока струје високих фреквенција кроз проводник долази до одступања од равномерне густине струје кроз попречни пресек. То изазива ефективно смањење површине попречног пресека као споредни ефекат. Узрок овој појави је површински ефекат струја високе фреквенције. Ово је исправно приметио Никола Тесла код истраживања ефеката струја високих фреквенција које претежно теку површином. Тако је изазивао пажњу хватајући голом руком жицу под високим напоном (али и високом фреквенцијом), а другом руком држећи сијалицу која засветли.

Узрок отпорности[уреди]

Пошто на проводност материјала утичу разни физички и хемијски процеси, то се и узрок проводности, а такође и отпорности, разликује међу разним материјалима.

Отпорност у металима[уреди]

Метали су такви материјали који су састављени од атома смештених у правилне кристалне решетке чије су везе остварене електронима у спољашњој љусци, а који нису чврсто везани за матичне атоме. Такви електрони су онда присутни у међуатомском простору у облику електронског облака, слабо везане и лако покретљиве масе носилаца наелектрисања. Ови електрони чине да је метал проводник. Када се појави разлика потенцијала електричног поља (напон) тада се електрони крећу кроз проводник под утицајем сила електричног поља.

Кретање електрона кроз метал је ометено постојањем кристалне решетке кроз коју електрони треба да теку. Ова врста трења је у ствари електрични отпор. Уколико је попречни пресек кроз који тече струја већи, то је и свеукупни отпор мањи, јер је већа количина електрона која је носилац наелектрисања. Уколико је проводник дужи то је и ово „трење“, електрични отпор, веће.

Спољашње везе[уреди]

Викиостава
Викимедијина остава има још мултимедијалних датотека везаних за: Електрични отпор