Τι είναι ηλεκτρική αντίσταση;

Εκπαίδευση:

Μέχρι σήμερα, ένα από τα πιο σημαντικάΤα χαρακτηριστικά κάθε υλικού είναι η ηλεκτρική αντίσταση. Το γεγονός αυτό εξηγείται από την άνευ προηγουμένου διανομή ηλεκτρικών αυτοκινήτων στην ιστορία της ανθρωπότητας, η οποία μας έκανε να εξετάσουμε διαφορετικά τις ιδιότητες των υλικών που περιβάλλονται, τόσο τεχνητά όσο και φυσικά. Η έννοια της "ηλεκτρικής αντίστασης" έχει γίνει τόσο σημαντική όσο και η θερμική χωρητικότητα, κλπ. Ισχύει απολύτως σε όλα όσα μας περιβάλλουν: νερό, αέρα, μέταλλο, ακόμη και κενό.

Κάθε μοντέρνο άτομο πρέπει να έχεικατανόηση αυτού του χαρακτηριστικού των υλικών. Το ερώτημα "τι είναι ηλεκτρική αντίσταση" μπορεί να απαντηθεί μόνο αν είναι γνωστή η έννοια του όρου "ηλεκτρικό ρεύμα". Ας ξεκινήσουμε με αυτό ...

Η υλική εκδήλωση της ενέργειας είναι το άτομο. Όλα αποτελούνται από αυτά, ομαδοποιημένα. Το σημερινό φυσικό μοντέλο ισχυρίζεται ότι ένα άτομο μοιάζει με ένα μικρότερο μοντέλο ενός συστήματος αστέρων. Στο κέντρο βρίσκεται ο πυρήνας, ο οποίος περιλαμβάνει δύο τύπους σωματιδίων: νετρόνια και πρωτόνια. Το πρωτόνιο φέρει ένα ηλεκτρικό θετικό φορτίο. Σε διαφορετικές αποστάσεις από τον πυρήνα, άλλα σωματίδια περιστρέφονται σε κυκλικές τροχιές - ηλεκτρόνια που φέρουν αρνητικό φορτίο. Ο αριθμός των πρωτονίων αντιστοιχεί πάντα στον αριθμό των ηλεκτρονίων, επομένως το συνολικό φορτίο είναι μηδέν. Όσο πιο μακριά από τον πυρήνα είναι η τροχιά του ηλεκτρονίου (σθένος), τόσο ασθενέστερη είναι η δύναμη έλξης που την κρατά στη δομή του ατόμου.

Σε μια μηχανή παραγωγής ρεύματος, το μαγνητικό πεδίοαπελευθερώνει από τις τροχιές των ηλεκτρονίων σθένους. Δεδομένου ότι ένα "έξτρα" πρωτόνιο παραμένει στον πυρήνα ενός ατόμου που έχει χάσει ένα ηλεκτρόνιο, η ελκυστική δύναμη "σπάει" ένα άλλο ηλεκτρόνιο σθένους από την εξωτερική τροχιά ενός γειτονικού ατόμου. Η όλη δομή του υλικού ωθείται στη διαδικασία. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται μια κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων (άτομα με θετικό φορτίο και ελεύθερα ηλεκτρόνια με ένα αρνητικό), το οποίο ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα.

Υλικό στη δομή του οποίου είναι τα ηλεκτρόνια του εξωτερικούΟι τροχιές μπορούν εύκολα να εγκαταλείψουν το άτομο, που ονομάζεται αγωγός. Η ηλεκτρική αντίσταση είναι χαμηλή. Αυτή είναι μια ομάδα μετάλλων. Για παράδειγμα, για την παραγωγή συρμάτων χρησιμοποιούνται κυρίως αλουμίνιο και χαλκός. Σύμφωνα με το Νόμο του Ohm, η ηλεκτρική αντίσταση ενός αγωγού είναι η αναλογία της τάσης που δημιουργείται από τη γεννήτρια προς τη δύναμη του ρεύματος διέλευσης. Παρεμπιπτόντως, η αντίσταση μετράται σε "Ohms".

Είναι εύκολο να υποθέσουμε ότι υπάρχουν υλικά μέσατα οποία ηλεκτρόνια σθένους είναι πολύ μικρά ή τα άτομα είναι πολύ απομακρυσμένα το ένα από το άλλο (αέριο), έτσι ώστε η εσωτερική δομή τους δεν μπορεί να εξασφαλίσει τη διέλευση του ρεύματος. Ονομάζονται διηλεκτρικά και χρησιμοποιούνται για την απομόνωση αγώγιμων γραμμών στην ηλεκτρολογία. Η ηλεκτρική αντίσταση σε αυτά είναι πολύ υψηλή.

Όλοι γνωρίζουν ότι ξεκινά ένα υγρό διηλεκτρικόνα εκτελεί ηλεκτρικό ρεύμα. Υπό το φως αυτού του γεγονότος, το ζήτημα αν υπάρχει ηλεκτρική αντίσταση στο νερό είναι ιδιαίτερου ενδιαφέροντος. Η απάντηση είναι αμφιλεγόμενη: τόσο ναι όσο και όχι. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, αν στην ουσία δεν υπάρχουν ηλεκτρόνια σθένους και η ίδια η δομή αποτελείται περισσότερο από κενό από τα σωματίδια (υπενθυμίζουν τον περιοδικό πίνακα και το υδρογόνο με ένα μόνο ηλεκτρόνιο σε τροχιά), τότε υπό κανονικές συνθήκες δεν μπορεί να υπάρχει αγωγιμότητα. Το νερό είναι ιδανικό για αυτήν την περιγραφή: τη σύνδεση δύο αερίων, τα οποία ονομάζουμε υγρό. Και πράγματι, αφού είναι πλήρως καθαρισμένο από διαλυμένες ακαθαρσίες, είναι ένα πολύ καλό διηλεκτρικό. Αλλά δεδομένου ότι στη φύση, διαλύματα αλατιού είναι πάντα παρόντες στο νερό, είναι αυτοί που εξασφαλίζουν την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Το επίπεδο του επηρεάζεται από τον κορεσμό του διαλύματος και τη θερμοκρασία (κατάσταση συσσώρευσης). Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν μπορεί να υπάρξει σαφής απάντηση στο ερώτημα, διότι το νερό είναι διαφορετικό.