OHM -Widerstand, Beispiele und Übungsmaßnahmen behoben

Er Ohm U ohmio ist die Einheit des Maßes für den elektrischen Widerstand, der zum internationalen System der Einheiten (SI) gehört, der in Wissenschaft und Ingenieurwesen häufig verwendet wird. Dies wurde zu Ehren des deutschen Physikers Georg Simon Ohm (1789-1854) ernannt.

OHM war Professor und Forscher an der Universität von München und unter seinen vielen Beiträgen zu Elektrizität und Magnetismus ist die Definition des Widerstands durch die Beziehung zwischen der Spannung und dem Strom, den ein Fahrer durchläuft. 

Abbildung 1. Unterschiedliche Widerstände, die einen Teil einer Schaltung bilden. Quelle: Wikimedia Commons.

Diese Beziehung ist als Ohmsche Gesetz bekannt und wird normalerweise als: 

R = ΔV/i

Wenn R elektrischen Widerstand darstellt, ist ΔV die Spannung in Volt (V) und I der Strom in Amps (a), alle in Einheiten, wenn.

Daher ist 1 Ohm, was auch synonym mit dem griechischen Buchstaben ω bezeichnet wird, entspricht 1 V/a. Dies bedeutet, dass bei der Einrichtung einer 1 -V -Spannung durch einen bestimmten Treiber einen Strom von 1 A verursacht, der Widerstand des Treibers 1 Ω beträgt.

Der elektrische Widerstand ist ein sehr häufiges Schaltungselement, das in vielerlei Hinsicht verwendet wird, um den Strom ordnungsgemäß zu steuern, sei es Teil eines integrierten oder einzeln.

[TOC]

Elektrische Widerstandsmessung

Abbildung 5. Georg Simon Ohm, dessen Name die Resistenzeinheit trägt, wurde 1789 in Bayern geboren und leistet große Beiträge zu Elektrizität, Akustik und Einmischung von Lichtwellen. Quelle: Wikimedia Commons.

Die Widerstände werden mit Hilfe eines Multimeters gemessen, eines Messgeräts, der in analogen und digitalen Versionen erhältlich ist. Die meisten Grundlagen messen direkte Spannungen und Ströme, aber es gibt komplexere Geräte mit zusätzlichen Funktionen. Wenn sie zur Messung des Widerstands verwendet werden, werden sie als Ohmeter oder Ohmimeter bezeichnet. Dieses Gerät ist sehr einfach zu verwenden:

Kann Ihnen dienen: Poisson -Koeffizient: Koeffizient, Formeln, Werte, Beispiele

- Der zentrale Selektor wird in die Position platziert, um den Widerstand zu messen und eine der mit dem ω -Symbol identifizierten Skalen auszuwählen, falls das Instrument mehr als eins mehr als eins hat.

- Der Messwiderstand wird aus der Schaltung extrahiert. Wenn nicht möglich, ist die Stromversorgung erforderlich, um auszuschalten.

- Der Widerstand zwischen den Spitzen oder Sonden des Instruments wird platziert. Polarität spielt keine Rolle.

- Der Wert wird direkt auf dem digitalen Bildschirm gelesen. Wenn das Instrument analog ist, hat es eine markierte Skala mit dem ω -Symbol, das von rechts nach links gelesen wird.

In der folgenden Abbildung (Nummer 2) sind ein digitales Multimeter und seine Sonden oder Spitzen gezeigt. Das Modell hat nur eine Skala zur Messung des Widerstands, der mit einem Pfeil angezeigt wird.

Figur 2. Digital-Multimeter. Quelle: Pixabay.

Häufig wird der Wert eines kommerziellen elektrischen Widerstandes durch einen Code von farbigen Bändern im Ausland ausgedrückt. Zum Beispiel haben die Widerstände von Abbildung 1 rote, violette, goldene, gelbe und graue Bänder. Jede Farbe hat eine numerische Bedeutung, die den nominalen Wert angibt, wie dann gezeigt wird.

Farbcode für Widerstände

In der folgenden Tabelle werden die farbigen Codes für Widerstände angezeigt:

Tabelle 1.

Angesichts der Tatsache, dass das Metallic -Band richtig ist, wird der Code wie folgt verwendet:

- Die ersten beiden Farben von links nach rechts geben den Wert des Widerstandes an.

- Die dritte Farbe gibt die Leistung von 10 an, mit der sie multipliziert werden muss.

- Und der vierte zeigt die vom Hersteller festgelegte Toleranz an.

Beispiele für Widerstandswerte

Lassen Sie uns als Beispiel den Widerstand im Vordergrund links in Abbildung 1 sehen. Die gezeigte farbige Sequenz ist: grau, rot, rot, Gold. Denken Sie daran, dass das Gold- oder Silberband richtig sein muss.

Kann Ihnen dienen: Gaußgesetz

Das Grau repräsentiert 8, das Rot ist 2, der Multiplikator ist rot und gleich 10² = 100 und schließlich ist Toleranz golden, die 5% symbolisiert. Daher ist der Widerstand 82 x 100 Ω = 8200 Ω wert.

Da es sich bei der Toleranz von 5 %handelt, ist sie in Ohm äquivalent zu: 8200 x (5/100) ω = 410 Ω. Daher liegt der Widerstandswert zwischen: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω und 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Durch den farbigen Code gibt es den nominalen oder Widerstandsfabrikwert, aber um die Maßnahme anzugeben, muss der Widerstand mit dem Multimeter gemessen werden, wie zuvor erläutert.

Ein weiteres Beispiel für den Widerstand der folgenden Abbildung:

Figur 3. Verwendung von Farbcode in einem Widerstand r. Quelle: Wikimedia Commons.

Wir haben das Folgende für Widerstand R: rot (= 2), violett (= 7), grün (multiplizieren Sie sie mit 10⁵), so ist der Widerstand r der Figur 27 x 10 wert⁵ Ω. Das Toleranzband ist Silber: 27 x 10⁵ x (10/100) ω = 27 x 10⁴ Ω. Eine Möglichkeit, das vorherige Ergebnis auszudrücken, um 27 x 10 zu runden⁴ A 30 x 10⁴, Ist:

R = (27 ± 3) × 10⁵ Ω = (2.7 ± 0.3) × 10⁶ Ω 

Die meisten verwendeten Präfixe

Die Werte, die ein elektrischer Widerstand haben kann, was immer positiv ist, liegen in einem sehr weiten Bereich. Daher werden die Kräfte von 10 verwendet, um ihre Werte sowie die Präfixe auszudrücken. Als nächstes das üblichste:

Tabelle 2.

Nach dieser Notation lautet der Widerstand des vorherigen Beispiels: (2).7 ± 0.3) Mω.

Kann Ihnen dienen: Leitfähigkeit: Formeln, Berechnung, Beispiele, Übungen

Leiterwiderstand

Die Widerstände werden aus verschiedenen Materialien hergestellt und sind ein Maß für die Opposition, die der Fahrer für den Durchgang des Stroms hat, wie bekannt ist, nicht alle Materialien auf die gleiche Weise verhalten. Selbst unter den als Leiter betrachteten Materialien gibt es Unterschiede.

Der Widerstand hängt von mehreren Merkmalen ab und ist der wichtigste:

- Fahrergeometrie: Länge und Fläche des Querschnitts.

- Materialwiderstand: Zeigt die Opposition an, die das Material zum Durchgang des Stroms darstellt.

- Temperatur: Widerstand und Widerstand nehmen mit der Temperatur zu, da das innere System des Materials abnimmt und somit die Stromträger ihren Durchgang behindern.

Bei einem konstanten Querschnittsleiter wird bei einer bestimmten Temperatur der Widerstand gegeben durch:

R = ρ (ℓ/a)

Wobei ρ der Widerstand des Materials bei der fraglichen Temperatur ist, die experimentell bestimmt wird, ist ℓ die Länge des Leiters und A der Kreuzungsbereich ist.

Figur 4. Leiterwiderstand. Quelle: Wikimedia Commons.

Übung gelöst

Finden Sie den Widerstand eines 0 Kupferdrahtes.32 mm Radius und 15 cm lang, da er weiß, dass der Kupferwiderstand 1 ist.7 × 10^-8 Ω.M.

Lösung

Da sich der Widerstand in Einheiten des internationalen Systems befindet, ist es am besten geeignet, den Querschnittsbereich und die Länge in diesen Einheiten auszudrücken und dann den vorhergehenden Abschnitt zu ersetzen:

Radio = 0.32 mm = 0.32 × 10^-3 M

A = π (Radio²) = π (0.32 × 10^-3 M)² = 3.22 x 10^-7 M²

ℓ = 15 cm = 15 x 10^-2 M

R = ρ (ℓ/a) = 1.7 × 10^-8 Ω.m x (15 x 10)^-2 m / 3.22 x 10^-7 M² ) = 7.9 × 10^-3 Ω = 7.9 m-ohm.

Verweise

1. Figueroa, d. (2005). Serie: Physik für Wissenschaft und Ingenieurwesen. Band 5. Elektrostatik. Herausgegeben von Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, d.  2006. Physik: Prinzipien mit Anwendungen. 6^th. Ed Prentice Hall.
3. Resnick, r. (1999). Physisch. Vol. 2. 3^ra in Spanisch. Kontinentaler Redaktionsgesellschaft s.ZU. von c.V.
4. Sears, Zemansky. 2016. Universitätsphysik mit moderner Physik. 14^th. Ed. Band 2.
5. Serway, r., Jewett, J. (2018). Physik für Wissenschaft und Ingenieurwesen. Band 1. 10^ma. Ed. Cengage Lernen.