Сопротивление проводников. Закон Ома

В металлах электроны находятся в состоянии хаотического движения, интенсивность которого пропорциональна температуре проводника и зависит от структуры кристаллической решетки. Если к проводнику приложено напряжение, то движение электрических зарядов становится упорядоченным, но величина тока зависит в конечном итоге от длины свободного пробега электрона, определяющей сопротивление проводника R.

Разные материалы при одинаковой температуре имеют разные проводимости. Каждый материал характеризуется удельным сопротивлением ρ - сопротивлением проводника единичной длины и единичной площади. Тогда сопротивление проводника: ,

где R -сопротивление проводника

ρ - удельное сопротивление

-длина проводника

S -площадь поперечного сечения

Связь между током и напряжением на участке цепи с сопротивлением Rустановил Георг Ом в 1826 году:

(1.4)

Измеряется сопротивление в Омах. 1 Ом - это сопротивление участка цепи, по которому течет ток 1 А, при напряжении на его концах 1 В. Удельным сопротивлением считают сопротивление между гранями куба с ребром 1 м, изготовленного из данного материала. Единица измерения удельного сопротивления Ом·м.

Элементы цепи, обладающие сопротивлением, называют резисторами. Сопротивление проводников зависит от температуры, т.к. с увеличением температуры увеличивается тепловое движение ионов, мешающее дрейфу электронов. Эта зависимость для каждого материала описывается формулой:

ρ = ρ₀(1+αt^º),

где ρ₀ - удельное сопротивление при t = 0^ºC

α -температурный коэффициент сопротивления, определяющие его изменения при изменении температуры на 1^ºC.

Таблица 1.1. Удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления проводников.