Elektronien virtaus materiaalissa tuottaa sähköä. Nämä elektronit eivät kulje suoralla tiellä, mutta niiden on törmättävä törmäyksiin. Kaikki materiaalit luokitellaan kapellimestareiksi sähkön määrän perusteella, jonka materiaali päästää läpi, Puolijohteet ja eristimet. Johtimet mahdollistavat sähkön vapaan virtauksen. Mutta materiaaleissa, kuten puolijohteet ja eristeet, sähkö kokee tietyn voiman, joka vastustaa elektronien vapaata virtausta. Tämä voima on nimetty vastustukseksi. On olemassa erilaisia lakeja. Materiaali, jonka ominaisuutta käytetään piirissä, tunnetaan nimellä vastus. Vastukset ovat erilaisia ja erilaisia materiaaleja. Erilaiset ympäristötekijät vaikuttavat myös materiaalien kestävyyteen.
Mikä on vastus?
Määritelmä: Se on opposition voima, jonka virtaavat elektronit kokevat joissakin aineissa. tämä vastustaa sähkön virtausta materiaalissa. Kun yhden ampeerin virta kulkee materiaalin läpi, jonka poikkeama on yhden voltin potentiaaliero, materiaalin vastuksen sanotaan olevan yksi ohmi.
Peruslaki tämän mittaamiseksi on Ohmin laki. Tämän lain mukaan materiaalissa virtaava virta on kääntäen verrannollinen materiaaliin, kun jännite on vakio. Tämä laki ilmaistaan V = IR, jossa V on jännite tai potentiaaliero materiaalissa, I on materiaalin läpi virtaava virta ja R on materiaalin tarjoama vastus.
JOO vastusyksikkö on kreikan symboli Ω. Joitakin sen ominaisuuksilla varustettuja materiaaleja käytetään sähköpiireissä. Nämä materiaalit tunnetaan nimellä vastukset. Vastuksia on saatavana eri muodoissa ja arvoissa. vastus symboli on esitetty alla.
Vastusmerkki
Vastuskaava materiaalin laskemiseksi voidaan johtaa Ohmin laista. Kuten sähköinen vastus materiaalin suuruus riippuu materiaalin läpi kulkevasta jännitteestä ja materiaalin läpi kulkevasta virrasta, kaava tälle voidaan antaa jännitteen pudotuksena materiaalin läpi sen läpi kulkevaa ampeerivirtaa kohti. ts. R = V / I.
DC-virtapiireissä, kun virta kaksinkertaistetaan, vastus puolittuu ja jos tämä kaksinkertaistetaan, virta katkaistaan puoliksi. Tämä sääntö näkyy myös matalataajuisissa vaihtovirtapiireissä, kuten kotitalousjärjestelmissämme. Sen arvon nousu tuottaa lämpöä, mikä lämmittää järjestelmää ja johtaa vaurioihin, ellei sitä tarkisteta säännöllisesti.
Sähköpiireissä, kun vastukset on kytketty sarjaan, kokonaisvastus lasketaan kaikkien yksittäisten vastusten summana. Esimerkiksi kun kolme vastusta, joissa on R1, R2 ja R3, on kytketty sarjaan, piirin kokonaisresistanssi on R = R1 + R2 + R3.
Kun vastukset on kytketty rinnakkain, kokonaisresistanssi annetaan vastusten vastavuorojen summana. Esimerkiksi, kun kolme vastusta, joilla on R1, R2-arvo ja R3, on kytketty rinnakkain, piirin kokonaisvastus ilmoitetaan muodossa 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3.
LaitVastus
Materiaalin kestävyys vaihtelee materiaalin ominaisuuksien ja ympäristöolosuhteiden mukaan. Vastuslait antavat neljä tekijää, joista materiaali riippuu.
Ensimmäinen laki
Ensimmäisessä laissa todetaan, että 'johtava materiaali on suoraan verrannollinen materiaalin pituuteen'. Tämän lain mukaan materiaalin vastus kasvaa materiaalin pituuden kasvaessa ja pienenee materiaalin pituuden pienentyessä. ts.
R ∝ L —– (1)
Toinen laki
Toisessa laissa todetaan, että 'johtava materiaali on kääntäen verrannollinen materiaalin poikkileikkaukseen'. Tämän lain mukaan sen materiaali kasvaa johtimen poikkipinta-alan pienentyessä ja pienenee poikkipinta-alan kasvaessa. Tämän perusteella voimme päätellä, että ohuella langalla on suurempi vastusarvo kuin leveällä langalla, jolla on suurempi poikkipinta-ala. ts. R ∝ 1 / A —- (2).
Kolmas laki
Kolmannessa laissa todetaan, että 'johtava materiaali riippuu materiaalin luonteesta'. Tämän lain mukaan materiaalin vastusarvo vaihtelee materiaalityypistä riippuen. Kaksi eri materiaalista valmistettua johtoa, joilla on sama pituus ja poikkipinta-ala, ovat erilaiset. Jotkut materiaalit tarjoavat hyvän sähköjohtavuuden, ja niiden arvot ovat pienemmät.
Neljäs laki
Neljännen lain mukaan 'johtava materiaali riippuu sen lämpötilasta'. Tämän lain mukaan, kun metallijohtimen lämpötilaa nostetaan, myös sen arvo nousee.
Ensimmäisestä, toisesta ja kolmannesta laista lähtien materiaalin vastus voidaan antaa R ∝ L / A
ts. R = ρL / A
missä ρ tunnetaan nimellä resistiivisyys vakio tai vastuskerroin . Se tunnetaan myös materiaalin ominaisvastuksena. Sen yksiköt ovat ohmimittareita. Siten, kun tiedetään langan pituus, poikkipinta-ala ja materiaali, se voidaan laskea.
Hopea on paras johdin, mutta sen korkeiden kustannusten vuoksi sitä ei suositella kotitalouspiireille. Useimmissa kotitalouksien sovelluksissa käytetään kupari- ja alumiinilankoja, koska ne ovat halvempia ja tarjoavat myös sopivan johtavuuden. Resistiivisyys osoittaa materiaalin johtokyvyn. Lämpötilan nousu lisää materiaalin resistanssiarvoja. Täten resistiivisyys riippuu materiaalin elektronisesta rakenteesta ja lämpötilasta.
Pienemmällä vastusarvolla varustettu materiaali tarjoaa hyvän johtavuuden. Vastukset ovat yleisiä ja hyvin käytettyjä komponentteja sähköpiirissä. Niitä on saatavana eri arvoilla. Markkinoilla saatavilla olevilla vastuksilla on maalattu värinauhat tai nauhat. Vastuksen arvo voidaan tietää käyttämällä näitä värilliset nauhat . Eristimet ovat materiaaleja, joilla on ääretön vastusarvo, joten virta ei virtaa eristemateriaalin läpi. Laske hopealangan resistanssi, jonka potentiaaliero on 500 volttia ja jonka läpi virtaa 12 ampeerin virta.
