Контактний електричний опір
Конспект
Опір.
Залежність опору від температури
Електричний опір — властивість провідника створювати перешкоди проходженню електричного струму.
Позначається здебільшого латинською літерою R, одиниця опору в СІ - Ом.
Електричний опір використовується у випадках лінійної залежності електричного струму в провіднику від прикладеної напруги, й є коефіцієнтом пропорційності між падінням напруги U й силою струму I
.
Фізична природа опору
За величиною опору тіла можна поділити на:
· провідники,
· напівпровідники,
· діелектрики.
Окремим класом стоять надпровідники, які не створюють опору струму.
Причини виникнення опору
Електрони провідника невпинно й хаотично рухаються, але у випадку, коли до провідника не прикладена напруга, хаотичний рух електронів в середньому не призводить до переносу заряду — електричний струм дорівнює нулю [1] Електричний струм виникає тоді, коли існує переважний рух електронів у одному напрямку. Така ситуація можлива при наявності електрорушійної сили, енергія якої витрачається на переорієнтацію теплового руху електронів.
Під час свого руху електричні заряди взаємодіють з кристалічною ґраткою: зіштовхуються з атомами ґратки (розсіються). При цьому електрони віддають енергію, отриману від електричного поля джерела ґратці. Атоми, що перебувають в коливальному русі навколо положення рівноваги, збільшують амплітуду коливання. Тобто, енергія електричного поля перетворюється в енергію коливання атомів — в тепло.
В джерелі внаслідок кулонівського відштовхування електрони намагаються зайняти рівноважне положення, що відповідає їх найбільшій віддаленності один від одного. Щоб викликати струм, треба порушити цю рівновагу і спрямувати електрони у певному напрямку проти сил поля (в джерелах струму цю роботу виконують сторонні сили, наприклад, хімічні).
Залежність опору від розмірів провідника
Для провідника довжиною l і поперечним перерізом S опір визначається за формулою
.
де — питомий опір — характеристика матеріалу, з якого виготовлений провідник. Питомий опір — це опір провідника кубічної форми з одиничними розмірами. Найменше значення для срібла і золота. Ці матеріали використовують для виготовлення контактів в мікросхемах.
Опір напівпровідників
В напівпровідниках існує додатковий фактор, що залежить від температури, а саме — може змінюватись концентрація вільних носіїв заряду, якими в напівпровідниках є електрони провідності й дірки. Концентрація вільних носіїв заряду зростає при підвищенні температури за експоненційним законом. Збільшення кількості носіїв, які можуть давати вклад у електричний струм, приводить до зменшення опору.
В залежності від того, яка з причин в досліджуваному матеріалі домінує, при підвищенні температури опір може збільшуватись (метали), або зменшуватись (напівпровідники).
Контактний електричний опір
Контактний електричний опір — опір, який виникає в місці контакту проводів електричного кола внаслідок нещільного прилягання.
Зовнішній опір
Зовнішній опір – загальний опір усіх ділянок електричного кола, крім опору джерела електричного струму. Властивість провідника, від якої залежить сила струму в колі