Слайд 1Электрическое сопротивление проводников
Слайд 2Цель урока:
Изучить новую физическую величину – электрическое сопротивление.
Выявить зависимость сопротивления
проводника от его длины, площади поперечного сечения и рода материала.
Слайд 3Проведем опыт
Соберем электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных источника тока,
амперметра, лампы и ключа.
При замыкании цепи лампочка начинает ярко
светить, а амперметр показывает некоторое значение силы тока.
Слайд 4Далее
1.Подключим последовательно с лампочкой никелиновую проволоку.
2.Вместо никелиновой проволоки включим
в цепь такую же по размерам проволоку из нихрома.
3.
Включим катушку с большим числом витков тонкой медной проволоки.
Слайд 5Что видим?
В первом случае лампочка светит более тускло, а сила
тока в цепи уменьшается.
Во втором случае лампочка светит совсем
тускло, а амперметр показывает еще меньшую силу тока.
В третьем случае лампочка светит тускло, а сила тока становится меньше.
Слайд 6О чем же говорит этот опыт?
Как видно, включение последовательно
с лампочкой дополнительных проводников приводит к уменьшению силы тока в
цепи.
Слайд 7Электрическое сопротивление
это свойство проводников ограничивать силу
тока в цепи, т. е. противодействовать электрическому току, называют электрическим
сопротивлением.
.
Ом Георг Симон
(1787-1854 гг.) немецкий физик
Обозначение: R.
Единица измерения:
1 Ом
Слайд 8Единица измерения сопротивления
За единицу сопротивления в международной системе единиц (СИ)
принимают 1 Ом - сопротивление такого проводника, в котором при
напряжении на концах 1 вольт сила тока равна 1 амперу.
Кратко это записывают так:
1 Ом=1 В / 1А
Слайд 9Применяют и другие единицы сопротивления:
миллиом (мОм),
килоом (кОм),
мегаом (МОм).
1 мОм =0,001 Ом; 1 кОм = 1000 Ом; 1
МОм = 1000 000 Ом.
Слайд 10В чем причина сопротивления?
Электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки металла.
При этом замедляется упорядоченное движение электронов и сквозь поперечное сечение
проводника проходит за 1 с меньшее их число. Соответственно уменьшается и переносимый электронами за 1 с заряд, т. е. уменьшается сила тока.
Слайд 12Опыты говорят не только о том, что проводники обладают сопротивлением,
но и о том, что сопротивление разных проводников разное.
Слайд 13Вывод....
Таким образом, каждый проводник как бы противодействует электрическому току, оказывает
ему сопротивление.
Слайд 14Экспериментальное исследование
Выясним, как зависит сила тока от:
длины проводника;
площади поперечного сечения
(толщины) проводника;
материала, из которого изготовлен проводник.
Слайд 15Будем изменять длину проводника
Измеряем силу тока и напряжение в первом
случае, затем при увеличении длины проводника в два раза, а
затем при увеличении длины в три раза и в четыре раза
Слайд 16Зависимость сопротивления проводника от его длины.
S1=S2=S
нихром
l
R
2l
2R
увеличение длины, проводника в несколько раз при одинаковом напряжении приводит к уменьшению силы тока во столько же раз. Отсюда следует, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине.
R ~ l
Слайд 172. Будем менять толщину (площадь поперечного сечения) проводника
1. Берем никелиновый
проводник длиной 1 м и включим его в цепь.
2.
Затем подключим проводник такой же длины из того же материала, но с площадью поперечного сечения в 2 раза больше. Видим: сила тока стала в 2 раза больше.
3. Подключив точно такой же третий проводник, но с площадью поперечного сечения больше уже в 3 раза, убеждаемся, что и сила тока стала в 3 раза больше.
Слайд 18 Зависимость сопротивления проводника от площади
его поперечного сечения (толщины).
l1=l2=l
S нихром
R
2S
R/2
R ~ 1/S
Слайд 19Вывод:
чем больше площадь поперечного сечения проводника (при одинаковой длине и
одинаковом материале), тем слабее он ограничивает силу тока, т. е.
его сопротивление становится меньше. Итак, из опыта следует, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения. R ~ 1/S
Слайд 20Будем брать проводники из железа, алюминия и нихрома
Включаем их в
цепь и видим, что они по-разному ограничивают силу тока, т.
е. у них сопротивления разные. Следовательно, сопротивление зависит и от материала, из которого сделан проводник.
Слайд 213. Зависимость сопротивления проводника от рода материала.
l,
S, нихром
l, S, сталь
R1 ≠ R2
Очевидно, что сопротивление проводника зависит от рода вещества, из которого изготовлен проводник.
Слайд 22Удельное сопротивление проводника -
это физическая величина, показывающая, каково сопротивление проводника
из данного вещества длиной 1 м и площадью поперечного сечения
1мм2
Обозначение: ρ
Единица удельного сопротивления:
Слайд 23Формула для определения удельного сопротивления
где l - длина проводника (
м ),
S - площадь поперечного сечения (кв.м ),
R
- сопротивление (Ом).
Слайд 25Площадь безопасности
Электрическое сопротивление тела человека
Слайд 26Вещества с наименьшим удельным сопротивлением
Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением
обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь - лучшие
проводники электричества. При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.
Слайд 27Вещества с большим удельным сопротивлением
Во многих случаях бывают нужны приборы,
имеющие большое сопротивление. В них используют специально созданные сплавы -
вещества с большим удельным сопротивлением. Например, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в 40 раз большее, чем алюминий.
Слайд 28Вещества с самым большим удельным сопротивлением
Фарфор и эбонит имеют
такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический
ток, их используют в качестве изоляторов.
Решение.
S = 0,1 мм2
R = 180
Ом
l - ?
Ответ: l = 45 м.
ρ=0,4 Ом·мм2/м