Calculul rezistenței pe lungime și secțiune. Formula de rezistivitate. Influența conductorilor vecini

Știm care este motivul rezistență electrică conductorul este interacțiunea electronilor cu ionii rețelei cristaline metalice (§ 43). Prin urmare, se poate presupune că rezistența unui conductor depinde de lungimea și aria secțiunii sale transversale, precum și de substanța din care este fabricat.

Figura 74 prezintă configurația pentru efectuarea unui astfel de experiment. În circuitul sursei de curent sunt incluși pe rând diferiți conductori, de exemplu:

1. fire de nichel de aceeași grosime, dar lungimi diferite;
2. fire de nichel de aceeași lungime, dar grosimi diferite (zone de secțiune transversală diferite);
3. fire de nichel și nicrom de aceeași lungime și grosime.

Curentul din circuit este măsurat cu un ampermetru, iar tensiunea cu un voltmetru.

Cunoscând tensiunea la capetele conductorului și curentul din acesta, folosind legea lui Ohm, puteți determina rezistența fiecărui conductor.

Orez. 74. Dependența rezistenței conductorului de dimensiunea și tipul de substanță

După efectuarea acestor experimente, vom stabili că:

1. din două fire de nichel de aceeași grosime, firul mai lung are o rezistență mai mare;
2. din două fire de nichelină de aceeași lungime, firul cu o secțiune transversală mai mică are rezistența mai mare;
3. Firele de nichel și nicrom de aceeași dimensiune au rezistențe diferite.

Ohm a fost primul care a studiat experimental dependența rezistenței unui conductor de dimensiunea acestuia și de substanța din care este făcut conductorul. El a descoperit că rezistența este direct proporțională cu lungimea conductorului, invers proporțională cu aria secțiunii sale transversale și depinde de substanța conductorului.

Cum să țineți cont de dependența rezistenței de materialul din care este fabricat conductorul? Pentru a face acest lucru, calculați așa-numitul rezistivitatea unei substanțe.

Rezistența specifică este o mărime fizică care determină rezistența unui conductor format dintr-o substanță dată cu o lungime de 1 m și o secțiune transversală de 1 m 2.

Să vă prezentăm denumiri de litere: ρ este rezistivitatea conductorului, I este lungimea conductorului, S este aria secțiunii sale transversale. Atunci rezistența conductorului R va fi exprimată prin formula

Din asta obținem că:

Din ultima formulă se poate determina unitatea de rezistivitate. Deoarece unitatea de rezistență este de 1 ohm, unitatea de suprafață a secțiunii transversale este de 1 m2, iar unitatea de lungime este de 1 m, atunci unitatea de rezistivitate este:

Este mai convenabil să exprimați aria secțiunii transversale a conductorului în milimetri pătrați, deoarece este cel mai adesea mică. Atunci unitatea de rezistivitate va fi:

Tabelul 8 prezintă valorile rezistivității unor substanțe la 20 °C. Rezistența specifică se modifică cu temperatura. S-a stabilit experimental că pentru metale, de exemplu, rezistivitatea crește odată cu creșterea temperaturii.

Tabelul 8. Rezistivitatea electrică a unor substanțe (la t = 20 °C)

Dintre toate metalele, argintul și cuprul au cea mai scăzută rezistivitate. Prin urmare, argintul și cuprul sunt cei mai buni conductori de electricitate.

La cablarea circuitelor electrice se folosesc fire de aluminiu, cupru și fier.

În multe cazuri, sunt necesare dispozitive cu rezistență ridicată. Sunt realizate din aliaje special create - substanțe cu rezistivitate ridicată. De exemplu, după cum se poate observa din Tabelul 8, aliajul de nicrom are o rezistivitate de aproape 40 de ori mai mare decât aluminiul.

Porțelanul și ebonita au o rezistivitate atât de mare încât aproape că nu conduc deloc curentul electric sunt folosite ca izolatori.

Întrebări

1. Cum depinde rezistența unui conductor de lungimea și aria secțiunii sale transversale?
2. Cum să arăți experimental dependența rezistenței unui conductor de lungimea sa, aria secțiunii transversale și substanța din care este făcut?
3. Care este rezistivitatea unui conductor?
4. Ce formulă poate fi folosită pentru a calcula rezistența conductorilor?
5. În ce unități se exprimă rezistivitatea unui conductor?
6. Din ce substanțe sunt fabricați conductorii folosiți în practică?

Lecția dezvăluie în detaliu parametrii anunțați anterior ai conductorului, de care depinde rezistența acestuia. Se pare că pentru a calcula rezistența unui conductor, lungimea acestuia, aria secțiunii transversale și materialul din care este fabricat sunt importante. Se introduce conceptul de rezistivitate a unui conductor, care caracterizează substanța conductorului.

Subiect:Fenomene electromagnetice

Lecția: Calculul rezistenței conductorului. Rezistivitate

În lecțiile anterioare, am pus deja întrebarea cum afectează rezistența electrică puterea curentului într-un circuit, dar nu am discutat de ce factori specifici depinde rezistența unui conductor. În lecția de astăzi vom afla despre parametrii unui conductor care îi determină rezistența și vom afla cum a investigat Georg Ohm rezistența conductorilor în experimentele sale.

Pentru a obține dependența curentului din circuit de rezistență, Ohm a trebuit să efectueze un număr mare de experimente în care a fost necesar să se schimbe rezistența conductorului. În acest sens, s-a confruntat cu problema studierii rezistenței unui conductor în funcție de parametrii individuali ai acestuia. În primul rând, Georg Ohm a atras atenția asupra dependenței rezistenței unui conductor de lungimea sa, despre care a fost deja discutată în trecere în lecțiile anterioare. El a concluzionat că pe măsură ce lungimea conductorului crește, rezistența acestuia crește și ea în proporție directă. În plus, s-a constatat că rezistența este influențată și de secțiunea transversală a conductorului, adică de aria figurii care se obține dintr-o secțiune transversală. Mai mult, cu cât aria secțiunii transversale este mai mare, cu atât rezistența este mai mică. Din aceasta putem concluziona că, cu cât firul este mai gros, cu atât rezistența acestuia este mai mică. Toate aceste fapte au fost obținute experimental.

Pe lângă parametrii geometrici, rezistența unui conductor este influențată și de o mărime care descrie tipul de substanță din care este compus conductorul. În experimentele sale, Om a folosit conductori din diverse materiale. La utilizarea firelor de cupru, rezistența a fost într-un fel, argint - alta, fier - alta etc. Valoarea care caracterizează tipul de substanță în acest caz se numește rezistivitate.

Astfel, putem obține următoarele dependențe pentru rezistența conductorului (Fig. 1):

1. Rezistența este direct proporțională cu lungimea conductorului, care se măsoară în m în SI;

2. Rezistența este invers proporțională cu aria secțiunii transversale a conductorului, pe care o vom măsura în mm 2 datorită micii sale;

3. Rezistența depinde de rezistența specifică a substanței (a se citi „rho”), care este o valoare tabelară și se măsoară de obicei în .

Orez. 1. Explorator

Ca exemplu, iată un tabel cu valorile rezistivității unor metale, care au fost obținute experimental:

Rezistivitate,

Este de remarcat faptul că printre ghizi buni, care sunt metale, cele mai bune sunt metalele prețioase, în timp ce argintul este considerat cel mai mult cel mai bun ghid, deoarece are cea mai mică rezistivitate scăzută. Aceasta explică utilizarea metalelor prețioase la lipirea unor elemente deosebit de importante în inginerie electrică. Din valorile de rezistivitate ale substanțelor, se pot trage concluzii despre acestea aplicație practică- substantele cu rezistivitate mare sunt potrivite pentru fabricarea materialelor izolante, iar cele cu rezistivitate redusa sunt potrivite pentru conductori.

Cometariu.În multe tabele, rezistivitatea este măsurată în , care este legată de măsurarea SI a ariei în m2.

Sensul fizic al rezistivității- rezistența unui conductor cu o lungime de 1 m și o secțiune transversală de 1 mm2.

Formula de calcul a rezistenței electrice a unui conductor, pe baza considerațiilor de mai sus, este următoarea:

Dacă acordați atenție acestei formule, puteți concluziona că exprimă rezistivitatea conductorului, adică determinând curentul și tensiunea pe conductor și măsurând lungimea acestuia cu aria secțiunii transversale, puteți utiliza legea lui Ohm și formula specificată. pentru a calcula rezistivitatea. Apoi, valoarea sa poate fi comparată cu datele din tabel și poate determina din ce substanță este făcut conductorul.

Toți parametrii care afectează rezistența conductorilor trebuie luați în considerare la proiectarea circuitelor electrice complexe, cum ar fi liniile electrice, de exemplu. În astfel de proiecte, este important să se echilibreze rapoartele dintre lungimi, secțiuni transversale și materiale ale conductorilor pentru a compensa eficient efectul termic al curentului.

Următoarea lecție va analiza proiectarea și principiul de funcționare al unui dispozitiv numit reostat, a cărui caracteristică principală este rezistența.

Bibliografie

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Fizica 8 / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizica 8. - M.: Butard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizica 8. - M.: Iluminismul.

1. Portalul de internet Exir.ru ().
2. Fizica cool ().

Teme pentru acasă

1. Pagină 103-106: întrebările nr. 1-6. Peryshkin A.V. Fizica 8. - M.: Butard, 2010.
2. Lungimea și aria secțiunii transversale a firelor de aluminiu și fier sunt aceleași. Care conductor are rezistența mai mare?
3. Care este rezistența unui fir de cupru de 10 m lungime și cu o secțiune transversală de 0,17 mm 2?
4. Care dintre tijele solide de fier de diferite diametre are rezistența electrică mai mare? Masele tijelor sunt aceleași.

Cunoscând cauza rezistenței electrice, putem concluziona că rezistența depinde de dimensiunile conductorului (lungime și grosime) și pe materialul din care este realizat. Experiența confirmă această concluzie.

Figura 262 prezintă o configurație pentru efectuarea unui astfel de experiment. Circuitul sursei de curent este pornit pe rând diverși conductori, de exemplu:

• fire de nichel de aceeași grosime, dar lungimi diferite;
• fire de nichel de aceeași lungime, dar grosimi diferite (zone de secțiune transversală diferite);
• fire de nichel și nicrom de aceeași lungime și grosime.

Curentul din circuit este măsurat cu un ampermetru, iar tensiunea cu un voltmetru.

Cunoscând tensiunea la capetele conductorului și curentul din acesta, folosind legea lui Ohm, puteți determina rezistența fiecărui conductor.

Ohm a fost primul care a studiat dependența rezistenței unui conductor de dimensiunea și materialul său prin experimente. A găsit acea rezistență direct proportional cu lungimea conductorului, este invers proporțională cu aria secțiunii sale transversale și depinde de materialul conductorului.

Rezistența unui conductor de 1 m lungime cu o suprafață a secțiunii transversale de 1 m2 se numește rezistivitate. Să introducem denumirile literelor: p - rezistivitate, I - lungime și S - aria secțiunii transversale a conductorului. Apoi rezistență conductorul R va fi exprimat prin formula:

Din această formulă puteți determina unitatea de rezistivitate:

unitati p = unități R * unități S/ unități l

Din moment ce unități R = 1 Ohm, unități. S = 1 m2, unitati. l = 1 m, apoi pe unitate

1 Ohm * 1 m2/1 m sau 1 Ohm * m

Este mai convenabil să exprimați aria secțiunii transversale a conductorului în milimetri pătrați, deoarece este cel mai adesea mică. Apoi cu una rezistivitatea va fi:

1 Ohm *mm2/m

Vom folosi această unitate în viitor.

Tabelul 13 prezintă valorile rezistivității unor substanțe la 20° C. (Temperatura este indicată deoarece rezistența conductorului cu schimbare schimbări de temperatură.)

Dintre toate metalele, argintul și cuprul au cea mai scăzută rezistivitate. Prin urmare, argintul și cuprul sunt cei mai buni conductori de electricitate.

La cablarea circuitelor electrice se folosesc fire de aluminiu, cupru și fier.

Întrebări. 1. Cum depinde rezistența unui conductor de lungimea și aria secțiunii sale transversale? 2. Cum se arată experimental dependența rezistenței unui conductor de lungimea, aria secțiunii transversale și materialul acestuia? 3. Cum se numește rezistivitatea unui conductor? 4. Ce formulă poate fi folosită pentru a calcula rezistența conductorilor? 5. În ce unități se măsoară rezistivitatea unui conductor? 6. Care dintre metalele prezentate în tabelul 13 au cea mai mică rezistivitate? 7. Din ce material sunt confecționați conductorii folosiți în practică?

Conţinut:

La proiectare retelelor electriceÎn apartamente sau case particulare, este obligatoriu să se calculeze secțiunea transversală a firelor și cablurilor. Pentru a efectua calcule, se folosesc indicatori precum valoarea consumului de energie și puterea curentului care va curge prin rețea. Rezistența nu este luată în considerare din cauza lungimii scurte a liniilor de cablu. Cu toate acestea, acest indicator este necesar pentru liniile electrice lungi și căderile de tensiune în diferite zone. Rezistența firului de cupru este de o importanță deosebită. Astfel de fire sunt din ce în ce mai folosite în rețelele moderne, astfel încât proprietățile lor fizice trebuie luate în considerare la proiectare.

Concepte și semnificație de rezistență

Rezistența electrică a materialelor este utilizată pe scară largă și luată în considerare în electrotehnică. Această valoare vă permite să setați parametrii de bază ai firelor și cablurilor, în special cu o metodă ascunsă de așezare a acestora. În primul rând, se stabilește lungimea exactă a liniei așezate și materialul utilizat pentru producerea sârmei. După calcularea datelor inițiale, este foarte posibil să se măsoare cablul.

În comparație cu cablurile electrice convenționale, parametrii de rezistență sunt de o importanță critică în electronică. Acesta este luat în considerare și comparat împreună cu alți indicatori prezenți în circuite electronice. În aceste cazuri, rezistența firului selectată incorect poate provoca o funcționare defectuoasă a tuturor elementelor sistemului. Acest lucru se poate întâmpla dacă utilizați un fir prea subțire pentru a fi conectat la sursa de alimentare a computerului. Va exista o ușoară scădere a tensiunii în conductor, ceea ce va face ca computerul să funcționeze incorect.

Rezistența într-un fir de cupru depinde de mulți factori și, în primul rând, de proprietățile fizice ale materialului în sine. În plus, se ia în considerare diametrul sau secțiunea transversală a conductorului, determinate printr-o formulă sau un tabel special.

Masa

Rezistența unui conductor de cupru este influențată de mai multe mărimi fizice suplimentare. În primul rând, trebuie luată în considerare temperatura mediului ambiant. Toată lumea știe că pe măsură ce temperatura unui conductor crește, rezistența acestuia crește. În același timp, curentul scade din cauza dependenței invers proporționale a ambelor mărimi. Acest lucru se aplică în primul rând metalelor cu un coeficient de temperatură pozitiv. Un exemplu de coeficient negativ este aliajul de tungsten utilizat în lămpile cu incandescență. În acest aliaj, rezistența curentului nu scade nici la temperaturi foarte ridicate.

Cum se calculează rezistența

Există mai multe metode de calculare a rezistenței unui fir de cupru. Cea mai simplă este versiunea tabelară, care arată parametrii interrelaționați. Prin urmare, pe lângă rezistență, se determină puterea curentului, diametrul sau secțiunea transversală a firului.

În al doilea caz, se folosesc diverse. În fiecare dintre ele este introdus un set de cantități fizice de sârmă de cupru, cu ajutorul cărora se obțin rezultate precise. Majoritatea acestor calculatoare folosesc 0,0172 Ohm*mm 2 /m. În unele cazuri, o astfel de medie poate afecta acuratețea calculelor.

Opțiunea cea mai dificilă este considerată a fi calculele manuale folosind formula: R = p x L/S, în care p este rezistivitatea cuprului, L este lungimea conductorului și S este secțiunea transversală a acestui conductor. Trebuie remarcat faptul că tabelul definește rezistența firului de cupru ca fiind una dintre cele mai mici. Doar argintul are o valoare mai mică.

Orice corp prin care trece curentul electric prezintă o anumită rezistență la acesta. Proprietatea unui material conductor de a împiedica trecerea prin el curent electric numita rezistenta electrica.

Cu cât rezistența unui conductor este mai mare, cu atât conduce mai rău curentul electric și, invers, cu cât rezistența conductorului este mai mică, cu atât trece mai ușor curentul electric prin acest conductor.

Rezistența diverșilor conductori depinde de materialul din care sunt fabricați. Pentru a caracteriza rezistența electrică a diferitelor materiale, a fost introdus conceptul de așa-numită rezistivitate.

Rezistența specifică este rezistența unui conductor cu o lungime de 1 m și o secțiune transversală de 1 mm2. Rezistivitatea este indicată de litera p (rho) a alfabetului grec. Fiecare material din care este realizat un conductor are propria sa rezistivitate.

De exemplu, rezistivitatea cuprului este de 0,0175, adică un conductor de cupru cu o lungime de 1 m și o secțiune transversală de 1 mm2 are o rezistență de 0,0175 ohmi. Rezistivitatea aluminiului este 0,029, rezistivitatea fierului este 0,135, rezistivitatea constantanului este 0,48, iar rezistivitatea nicromului este 1-1,1.

Rezistența unui conductor este direct proporțională cu lungimea sa, adică cu cât conductorul este mai lung, cu atât rezistența lui electrică este mai mare.

Rezistența unui conductor este invers proporțională cu aria secțiunii sale transversale, adică cu cât conductorul este mai gros, cu atât rezistența acestuia este mai mică și, invers, cu cât conductorul este mai subțire, cu atât rezistența sa este mai mare.

Rezistența conductorului poate fi determinată prin formula:

unde r este rezistența conductorului în (Ohm); ρ—rezistivitatea conductorului (Ohm*m); l este lungimea conductorului în (m); S - secțiunea conductorului în (mm2).

Exemplu: Determinați rezistența a 200 m de sârmă de cupru cu o secțiune transversală de 1,5 mm2.

Exemplu: Determinați rezistența a 200 m de sârmă de cupru cu o secțiune transversală de 2,5 mm2.

Izolatie

Izolația în inginerie electrică este un element de proiectare al echipamentelor care împiedică trecerea curentului electric prin el, de exemplu, pentru a proteja oamenii.

Pentru izolare se folosesc materiale cu proprietăți dielectrice: sticlă, ceramică, numeroși polimeri, mica. Există și izolarea cu aer, în care aerul joacă rolul de izolator, iar elementele structurale fixează configurația spațială a conductoarelor izolate astfel încât să asigure golurile de aer necesare.

Se pot produce huse izolante:

• din cauciuc electroizolant;
• din polietilenă;
• din polietilenă reticulata și spumată;
• din cauciuc siliconic;
• din plastic din clorură de polivinil (PVC);
• din hârtie de cablu impregnată;
• din politetrafluoretilenă.

Izolație din cauciuc

Izolația din cauciuc poate fi utilizată numai cu o manta de cauciuc pentru furtun (dacă este disponibilă). Deoarece cauciucul din cauciuc natural este destul de scump, aproape tot cauciucul folosit în industria cablurilor este artificial. Adăugați la cauciuc:

• agenți de vulcanizare (elemente care permit transformarea legăturilor liniare din cauciuc în legături spațiale din izolație, de exemplu, sulf);
• acceleratoare de vulcanizare (reduce consumul de timp);
• umpluturi (reduceți prețul materialului fără a reduce semnificativ caracteristicile tehnice);
• balsam (măresc proprietățile plasticului);
• antioxidanți (adăugați în cochilii pentru rezistența la radiațiile solare);
• coloranți (pentru a da culoarea dorită).

Cauciucul vă permite să atribuiți raze mari de îndoire produselor de cablu, prin urmare, împreună cu un miez torsionat, este utilizat în conductori pentru conexiuni mobile (cabluri ale mărcii KG, KGESH, sârmă RPSh).
Specializare: utilizate în cablurile industriale generale pentru conectarea mobilă a consumatorilor.

Proprietăți pozitive:

• cost scăzut al cauciucului artificial;
• flexibilitate bună;
• caracteristici ridicate de izolare electrică (de 6 ori mai mare decât valoarea pentru plasticul PVC);
• practic nu absoarbe vaporii de apă din aer.

Calitati negative:

• scăderea rezistenței electrice când temperatura crește la +80°C;
• expunerea la radiația solară (oxidare luminoasă) urmată de fisurarea caracteristică a stratului de suprafață (în absența unei învelișuri);
• este necesar să se introducă substanțe speciale în compoziție pentru a obține o anumită rezistență chimică;
• raspandeste focul.

Citeste si:

Calculul rezistenței firului. Calculator online.
Dependența rezistenței de materialul conductorului, lungimea, diametrul sau secțiunea transversală. Calculul ariei secțiunii transversale a firelor în funcție de puterea de sarcină.

La prima vedere, poate părea că acest articol este din secțiunea „Note pentru electricieni”.
Pe de o parte, de ce nu, pe de altă parte, noi, inginerii electronici iscoditori, trebuie uneori să calculăm rezistența înfășurării unui inductor sau a unui rezistor nicrom de casă și, să fim sinceri, un cablu acustic pentru înaltă... echipamente de reproducere a sunetului de calitate.

Formula aici este destul de simplă R = p*l/S, unde l și S sunt lungimea și respectiv aria secțiunii transversale a conductorului și p este rezistivitatea materialului, astfel încât aceste calcule pot fi efectuate independent, înarmat cu un calculator și minorul A a crezut că toate datele colectate trebuie să fie conduse către sistemul SI.

Ei bine, pentru băieții normali care au decis să-și economisească timpul și să nu devină nervoși din cauza fleacurilor, vom desena un tabel simplu.

TABEL PENTRU CALCULUL REZISTENTEI CONDUCTORULUI

Pagina s-a dovedit a fi singură, așa că voi pune un tabel aici pentru cei care doresc să-și conecteze timpul cu instalarea cablajelor electrice, să conecteze o sursă puternică de consum de energie sau pur și simplu să privească în ochii electricianului Vasily și „ sorbind din oală, pune o întrebare corectă: „De ce, exact, poate ai decis să mă strice de ce am nevoie de patru pătrate de cupru fără oxigen pentru două becuri și un frigider?

Și vom face aceste calcule nu liber și nici măcar în conformitate cu înțelepciunea populară, care spune că „aria secțiunii transversale necesare a firului este egală cu curentul maxim împărțit la 10”, dar în strictă conformitate documente de reglementare Ministerul Energiei al Rusiei privind regulile de instalare a instalațiilor electrice.
Aceste reguli ignoră firele cu o secțiune transversală mai mică de 1,5 mm2. Le voi ignora, de asemenea, și pe cele din aluminiu, datorită caracterului lor arhaic flagrant.
Asa de.

Rezistență electrică și conductivitate

CALCULUL AREA SECȚIONALĂ A SÂRMULUI ÎN FUNȚIE DE PUTEREA ÎNCERCĂRII

Pierderile în conductori apar din cauza valorii diferite de zero a rezistenței lor, care depinde de lungimea firului.
Valorile puterii acestor pierderi eliberate sub formă de căldură în spațiul înconjurător sunt date în tabel.
Ca urmare, tensiunea ajunge la consumatorul de energie la celălalt capăt al firului într-o formă ușor redusă - mai puțin decât era la sursă. Tabelul arată că, de exemplu, cu o tensiune de rețea de 220 V și o lungime a firului de 100 de metri cu o secțiune transversală de 1,5 mm2, tensiunea la o sarcină care consumă 4 kW nu va fi de 220, ci de 199 V.
Este bine sau rău?
Pentru unele dispozitive nu contează, unele vor funcționa, dar la putere redusă, iar unele se vor ridica și te vor trimite la un uscător de păr împreună cu firele lungi și mesele inteligente.
Prin urmare, Ministerul Energiei este Ministerul Energiei și propriul cap nu va doare sub nicio formă. Dacă situația se dezvoltă într-un mod similar, există o cale directă pentru alegerea firelor cu o secțiune transversală mai mare.

Puterea curentului într-un conductor este direct proporțională cu tensiunea pe el.

Rezistența firului.

Aceasta înseamnă că, pe măsură ce tensiunea crește, crește și curentul. Cu toate acestea, cu aceeași tensiune, dar folosind conductori diferiți, puterea curentului este diferită. Poți spune altfel. Dacă creșteți tensiunea, atunci, deși puterea curentului va crește, aceasta va fi diferită peste tot, în funcție de proprietățile conductorului.

Relația curent versus tensiune pentru acel conductor specific reprezintă rezistența acelui conductor. Se notează cu R și se găsește prin formula R = U/I. Adică, rezistența este definită ca raportul dintre tensiune și curent. Cu cât este mai mare curentul într-un conductor la o anumită tensiune, cu atât rezistența acestuia este mai mică. Cu cât este mai mare tensiunea pentru un anumit curent, cu atât este mai mare rezistența conductorului.

Formula poate fi rescrisă în raport cu puterea curentului: I = U/R (legea lui Ohm). În acest caz, este mai clar că cu cât rezistența este mai mare, cu atât curentul este mai mic.

Putem spune că rezistența împiedică tensiunea să creeze un curent mare.

Rezistența în sine este o caracteristică a conductorului. Nu depinde de tensiunea aplicată acestuia. Dacă se aplică o tensiune mare, curentul se va schimba, dar raportul U/I nu se va schimba, adică rezistența nu se va modifica.

De ce depinde rezistența unui conductor? Este invidia de

• lungimea conductorului,
• aria sa transversală,
• substanța din care este făcut conductorul,
• temperatura.

Pentru a conecta o substanță și rezistența acesteia, se introduce conceptul de rezistență specifică a unei substanțe. Arată care va fi rezistența într-o substanță dată dacă un conductor realizat din aceasta are o lungime de 1 m și o secțiune transversală de 1 m2. Conductorii de aceeași lungime și grosime, fabricați din substanțe diferite, vor avea rezistențe diferite. Acest lucru se datorează faptului că fiecare metal (cel mai adesea sunt conductori) are propria rețea cristalină, propriul său număr de electroni liberi.

Cu cât rezistivitatea unei substanțe este mai mică, cu atât ea este mai bună conducătoare de curent electric. De exemplu, argintul, cuprul, aluminiul au rezistivitate scăzută; mult mai mult pentru fier, wolfram; foarte mare pentru diferite aliaje.

Cu cât conductorul este mai lung, cu atât are mai multă rezistență. Acest lucru devine clar dacă luăm în considerare faptul că mișcarea electronilor în metale este împiedicată de ionii care alcătuiesc rețeaua cristalină. Cu cât sunt mai multe, adică cu cât conductorul este mai lung, cu atât este mai mare șansa ca electronul să-și încetinească calea.

Cu toate acestea, creșterea suprafeței secțiunii transversale face drumul mai lat. Este mai ușor pentru electroni să curgă și să nu se ciocnească de nodurile rețelei cristaline. Prin urmare, cu cât conductorul este mai gros, cu atât rezistența acestuia este mai mică.

Astfel, rezistența este direct proporțională cu rezistivitatea (ρ) și lungimea (l) a conductorului și invers proporțională cu aria (S) a secțiunii sale transversale. Obținem formula rezistenței:

La prima vedere, această formulă nu reflectă dependența rezistenței conductorului de temperatura acestuia. Cu toate acestea, rezistivitatea unei substanțe este măsurată la o anumită temperatură (de obicei 20 °C). Prin urmare, temperatura este luată în considerare. Pentru calcule, rezistivitățile sunt luate din tabele speciale.

Pentru conductoarele metalice, cu cât temperatura este mai mare, cu atât rezistența este mai mare. Acest lucru se datorează faptului că, pe măsură ce temperatura crește, ionii rețelei încep să vibreze mai puternic și să interfereze mai mult cu mișcarea electronilor. Cu toate acestea, în electroliți (soluții în care sarcina este transportată de ioni mai degrabă decât de electroni), rezistența scade odată cu creșterea temperaturii. Aici acest lucru se datorează faptului că, cu cât temperatura este mai mare, cu atât are loc mai multă disociere în ioni și se mișcă mai repede în soluție.