เป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงชีวิตของคนยุคใหม่ที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ โวลต์, แอมป์, วัตต์ - คำเหล่านี้จะได้ยินเมื่อพูดถึงอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยไฟฟ้า แต่กระแสไฟฟ้าคืออะไรและมีเงื่อนไขในการดำรงอยู่ของมันอย่างไร? เราจะพูดถึงเรื่องนี้เพิ่มเติมโดยให้คำอธิบายสั้น ๆ สำหรับช่างไฟฟ้ามือใหม่

คำนิยาม

กระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่โดยตรงของตัวพาประจุ - นี่เป็นสูตรมาตรฐานจากหนังสือเรียนฟิสิกส์ ในทางกลับกัน ตัวพาประจุจะถูกเรียกว่าอนุภาคของสสาร พวกเขาอาจจะเป็น:

• อิเล็กตรอนเป็นพาหะประจุลบ
• ไอออนเป็นพาหะประจุบวก

แต่ผู้ให้บริการเรียกเก็บเงินมาจากไหน? ในการตอบคำถามนี้ คุณต้องจำความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับโครงสร้างของสสาร ทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเราล้วนแต่เป็นสสาร ประกอบด้วยโมเลกุล ซึ่งเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุด โมเลกุลประกอบด้วยอะตอม อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปในวงโคจรที่กำหนด โมเลกุลยังเคลื่อนที่แบบสุ่ม การเคลื่อนไหวและโครงสร้างของอนุภาคแต่ละอนุภาคขึ้นอยู่กับตัวสารเองและอิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่ส่งผลต่อสารนั้น เช่น อุณหภูมิ ความเครียด และอื่นๆ

ไอออนคืออะตอมที่อัตราส่วนของอิเล็กตรอนและโปรตอนเปลี่ยนไป หากอะตอมเป็นกลางในตอนแรก ไอออนก็จะถูกแบ่งออกเป็น:

• ประจุลบเป็นไอออนบวกของอะตอมที่สูญเสียอิเล็กตรอน
• แคตไอออนเป็นอะตอมที่มีอิเล็กตรอน "พิเศษ" ติดอยู่กับอะตอม

หน่วยวัดกระแสคือแอมแปร์ตามการคำนวณโดยใช้สูตร:

โดยที่ U คือแรงดัน [V] และ R คือความต้านทาน [โอห์ม]

หรือเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนค่าธรรมเนียมที่โอนต่อหน่วยเวลา:

โดยที่ Q – ประจุ, [C], t – เวลา, [s]

สภาวะการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้า

เรารู้แล้วว่ากระแสไฟฟ้าคืออะไร ตอนนี้เรามาพูดถึงวิธีให้แน่ใจว่ากระแสไฟฟ้าไหลได้อย่างไร เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสองประการ:

1. การแสดงตนของผู้ให้บริการที่คิดค่าบริการฟรี
2. สนามไฟฟ้า.

เงื่อนไขแรกสำหรับการดำรงอยู่และการไหลของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสารที่กระแสไหล (หรือไม่ไหล) รวมถึงสถานะของกระแสไฟฟ้าด้วย เงื่อนไขที่สองก็เป็นไปได้เช่นกัน: สำหรับการมีอยู่ของสนามไฟฟ้าจำเป็นต้องมีศักยภาพที่แตกต่างกันซึ่งจะมีตัวกลางที่พาหะประจุจะไหล

ให้เราเตือนคุณ:แรงดันไฟฟ้า EMF คือความต่างศักย์ เป็นไปตามนั้นเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขของการมีอยู่ของกระแส - การมีสนามไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้อาจเป็นแผ่นของตัวเก็บประจุที่มีประจุ องค์ประกอบไฟฟ้า หรือ EMF ที่สร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า)

เราทราบแล้วว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร เรามาพูดถึงทิศทางของมันกันดีกว่า กระแสไฟฟ้า ซึ่งส่วนใหญ่ในการใช้งานตามปกติของเรา จะมีการเคลื่อนตัวในตัวนำ (การเดินสายไฟฟ้าในอพาร์ทเมนต์ หลอดไส้) หรือในเซมิคอนดักเตอร์ (LED, โปรเซสเซอร์ของสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ของคุณ) ไม่ค่อยพบในก๊าซ (หลอดฟลูออเรสเซนต์)

ดังนั้น ในกรณีส่วนใหญ่พาหะประจุหลักจะเป็นอิเล็กตรอน โดยพวกมันจะย้ายจากลบ (จุดที่มีศักยภาพเป็นลบ) ไปเป็นบวก (จุดที่มีศักยภาพเชิงบวก คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ด้านล่าง)

แต่ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจก็คือ ทิศทางของการเคลื่อนที่ในปัจจุบันถือเป็นการเคลื่อนที่ของประจุบวก - จากบวกไปลบ แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วทุกอย่างจะเกิดขึ้นในทางกลับกันก็ตาม ความจริงก็คือการตัดสินใจเกี่ยวกับทิศทางของกระแสนั้นเกิดขึ้นก่อนที่จะศึกษาธรรมชาติของมันและก่อนที่จะพิจารณาว่ากระแสไหลและดำรงอยู่อย่างไร

กระแสไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมต่างๆ

เราได้กล่าวไปแล้วว่าในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน กระแสไฟฟ้าอาจแตกต่างกันไปตามประเภทของตัวพาประจุ ตัวกลางสามารถแบ่งออกได้ตามธรรมชาติของค่าการนำไฟฟ้า (ตามลำดับค่าการนำไฟฟ้าจากมากไปน้อย):

1. ตัวนำ (โลหะ)
2. สารกึ่งตัวนำ (ซิลิคอน เจอร์เมเนียม แกลเลียมอาร์เซไนด์ ฯลฯ)
3. อิเล็กทริก (สุญญากาศ อากาศ น้ำกลั่น)

ในโลหะ

โลหะมีตัวพาประจุไฟฟ้าฟรี บางครั้งเรียกว่า "ก๊าซไฟฟ้า" ผู้ให้บริการชาร์จฟรีมาจากไหน? ความจริงก็คือโลหะนั้นก็เหมือนกับสสารใด ๆ ที่ประกอบด้วยอะตอม อะตอมเคลื่อนที่หรือสั่นสะเทือนไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ยิ่งอุณหภูมิของโลหะสูงเท่าไร การเคลื่อนไหวก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ในเวลาเดียวกัน อะตอมเองก็มักจะยังคงอยู่ในสถานที่ ซึ่งจริงๆ แล้วก่อตัวเป็นโครงสร้างของโลหะ

ในเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมมักจะมีอิเล็กตรอนหลายตัวที่มีการเชื่อมต่อกับนิวเคลียสค่อนข้างอ่อนแอ ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ ปฏิกิริยาเคมี และปฏิกิริยาของสิ่งเจือปนซึ่งไม่ว่าในกรณีใดก็ตามในโลหะ อิเล็กตรอนจะถูกฉีกออกจากอะตอมและไอออนที่มีประจุบวกจะเกิดขึ้น อิเล็กตรอนที่แยกออกมาจะถูกเรียกว่าอิสระและเคลื่อนที่อย่างวุ่นวาย

หากสิ่งเหล่านั้นได้รับผลกระทบจากสนามไฟฟ้า เช่น หากคุณเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับชิ้นส่วนโลหะ การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่วุ่นวายจะเป็นระเบียบ อิเล็กตรอนจากจุดที่เชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าลบ (เช่น แคโทดของเซลล์กัลวานิก) จะเริ่มเคลื่อนที่ไปยังจุดที่มีศักยภาพเป็นบวก

ในสารกึ่งตัวนำ

เซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุที่ในสภาวะปกติไม่มีตัวพาประจุฟรี พวกเขาอยู่ในเขตที่เรียกว่าเขตต้องห้าม แต่หากใช้แรงภายนอก เช่น สนามไฟฟ้า ความร้อน การแผ่รังสีต่างๆ (แสง การแผ่รังสี ฯลฯ) แรงเหล่านั้นจะเอาชนะช่องว่างของแถบความถี่และเคลื่อนเข้าสู่เขตอิสระหรือแถบการนำไฟฟ้า อิเล็กตรอนแยกตัวออกจากอะตอมและกลายเป็นอิสระ ก่อตัวเป็นไอออน - พาหะประจุบวก

ตัวพาเชิงบวกในเซมิคอนดักเตอร์เรียกว่ารู

หากคุณเพียงถ่ายโอนพลังงานไปยังเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ให้ความร้อนแก่มัน การเคลื่อนที่ที่วุ่นวายของตัวพาประจุจะเริ่มขึ้น แต่ถ้าเรากำลังพูดถึงองค์ประกอบของเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ EMF จะเกิดขึ้นที่ปลายด้านตรงข้ามของคริสตัล (มีการใช้ชั้นที่เป็นโลหะและตะกั่วจะถูกบัดกรี) แต่สิ่งนี้ไม่เกี่ยวข้องกับ หัวข้อของบทความของวันนี้

หากคุณใช้แหล่งกำเนิด EMF กับเซมิคอนดักเตอร์ ตัวพาประจุจะเคลื่อนไปยังแถบการนำไฟฟ้าด้วย และการเคลื่อนที่ตามทิศทางของพวกมันก็จะเริ่มขึ้นเช่นกัน - รูจะไปในทิศทางที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่า และอิเล็กตรอน - ไปในทิศทางที่มี อันที่สูงกว่า

ในสุญญากาศและแก๊ส

สุญญากาศเป็นตัวกลางที่ไม่มีก๊าซโดยสมบูรณ์ (ในอุดมคติ) หรือมีก๊าซเพียงเล็กน้อย (ในความเป็นจริง) เนื่องจากไม่มีสสารอยู่ในสุญญากาศ จึงไม่มีที่สำหรับตัวพาประจุไฟฟ้า อย่างไรก็ตามการไหลของกระแสในสุญญากาศถือเป็นจุดเริ่มต้นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และยุคสมัยขององค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด - หลอดสุญญากาศ พวกเขาถูกใช้ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ผ่านมาและในช่วงทศวรรษที่ 50 พวกเขาเริ่มค่อยๆ หลีกทางให้กับทรานซิสเตอร์ (ขึ้นอยู่กับสาขาอิเล็กทรอนิกส์เฉพาะ)

สมมติว่าเรามีภาชนะที่สูบก๊าซทั้งหมดออกไปนั่นคือ มีสุญญากาศที่สมบูรณ์อยู่ในนั้น วางอิเล็กโทรดสองตัวไว้ในภาชนะ เรียกว่าขั้วบวกและแคโทด ถ้าเราเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าลบของแหล่งกำเนิด EMF กับแคโทด และศักย์ไฟฟ้าบวกกับขั้วบวก จะไม่มีอะไรเกิดขึ้นและไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล แต่ถ้าเราเริ่มให้ความร้อนแก่แคโทด กระแสก็จะเริ่มไหล กระบวนการนี้เรียกว่าการปล่อยความร้อน - การปล่อยอิเล็กตรอนจากพื้นผิวอิเล็กตรอนที่ให้ความร้อน

รูปแสดงกระบวนการไหลของกระแสในหลอดสุญญากาศ ในหลอดสุญญากาศ แคโทดจะถูกให้ความร้อนโดยเส้นใยที่อยู่ใกล้ๆ บนรูป (H) เช่น ในหลอดไฟ

ในเวลาเดียวกันหากคุณเปลี่ยนขั้วของแหล่งจ่ายไฟ - ใช้ลบกับขั้วบวกและบวกกับแคโทด - จะไม่มีกระแสไหล นี่จะพิสูจน์ว่ากระแสในสุญญากาศไหลเนื่องจากการเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนจากแคโทดไปยังขั้วบวก

แก๊สเช่นเดียวกับสารใด ๆ ประกอบด้วยโมเลกุลและอะตอมซึ่งหมายความว่าหากก๊าซอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าอิเล็กตรอนจะแตกตัวออกจากอะตอมที่ความแรงบางอย่าง (แรงดันไอออไนเซชัน) จากนั้นทั้งสองสภาวะของการไหล ของกระแสไฟฟ้าก็จะพอใจ - สนามและสื่อเสรี

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว กระบวนการนี้เรียกว่าการแตกตัวเป็นไอออน มันสามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียงแต่จากแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เท่านั้น แต่ยังมาจากการให้ความร้อนแก่ก๊าซ รังสีเอกซ์ ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต และอื่นๆ

กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านอากาศ แม้ว่าจะมีการติดตั้งหัวเผาไว้ระหว่างขั้วไฟฟ้าก็ตาม

การไหลของกระแสในก๊าซเฉื่อยจะมาพร้อมกับการเรืองแสงของก๊าซปรากฏการณ์นี้ใช้อย่างแข็งขันในหลอดฟลูออเรสเซนต์ การไหลของกระแสไฟฟ้าในตัวกลางที่เป็นก๊าซเรียกว่าการปล่อยก๊าซ

ในของเหลว

สมมติว่าเรามีภาชนะที่มีน้ำซึ่งมีอิเล็กโทรดสองอันวางอยู่ซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน หากน้ำกลั่น กล่าวคือ บริสุทธิ์และไม่มีสิ่งเจือปน มันจะเป็นอิเล็กทริก แต่ถ้าเราเติมเกลือ กรดซัลฟิวริก หรือสารอื่นใดลงในน้ำเล็กน้อย อิเล็กโทรไลต์จะถูกสร้างขึ้นและกระแสจะเริ่มไหลผ่าน

อิเล็กโทรไลต์เป็นสารที่นำกระแสไฟฟ้าเนื่องจากการแยกตัวออกเป็นไอออน

หากคุณเติมคอปเปอร์ซัลเฟตลงในน้ำชั้นของทองแดงจะสะสมอยู่บนอิเล็กโทรดตัวใดตัวหนึ่ง (แคโทด) ซึ่งเรียกว่าอิเล็กโทรไลซิสซึ่งพิสูจน์ว่ากระแสไฟฟ้าในของเหลวเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของไอออน - บวกและลบ ผู้ให้บริการชาร์จ

อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่เกี่ยวข้องกับการแยกส่วนประกอบที่ประกอบเป็นอิเล็กโทรไลต์บนอิเล็กโทรด

นี่คือวิธีการชุบทองแดง การปิดทอง และการเคลือบด้วยโลหะอื่นๆ ที่เกิดขึ้น

บทสรุป

โดยสรุป เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ จำเป็นต้องมีตัวพาประจุฟรี:

• อิเล็กตรอนในตัวนำ (โลหะ) และสุญญากาศ
• อิเล็กตรอนและรูในเซมิคอนดักเตอร์
• ไอออน (แอนไอออนและแคตไอออน) ในของเหลวและก๊าซ

เพื่อให้การเคลื่อนที่ของพาหะเหล่านี้เป็นระเบียบ จำเป็นต้องมีสนามไฟฟ้า พูดง่ายๆ ก็คือจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ปลายตัวเครื่องหรือติดตั้งอิเล็กโทรดสองตัวในสภาพแวดล้อมที่คาดว่ากระแสไฟฟ้าจะไหล

เป็นที่น่าสังเกตว่ากระแสมีอิทธิพลต่อสสารในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง อิทธิพลมีสามประเภท:

• ความร้อน;
• เคมี;
• ทางกายภาพ.

มีประโยชน์

กฎของโอห์มสำหรับหน้าตัดวงจรสถานะ: กระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าและเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทาน

หากคุณเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่กระทำในวงจรไฟฟ้าหลาย ๆ ครั้ง กระแสไฟฟ้าในวงจรนี้จะเพิ่มขึ้นตามจำนวนที่เท่ากัน และถ้าเพิ่มความต้านทานของวงจรหลายๆ ครั้ง กระแสก็จะลดลงตามปริมาณที่เท่ากัน ในทำนองเดียวกัน ยิ่งท่อมีแรงดันมากขึ้นและความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของน้ำน้อยลง น้ำในท่อก็จะยิ่งไหลมากขึ้นเท่านั้น

ความต้านทานไฟฟ้า- ปริมาณทางกายภาพที่แสดงคุณลักษณะของตัวนำเพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน และเท่ากับอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ปลายตัวนำต่อความแรงของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน

ร่างกายใดก็ตามที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะมีความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้านั้น

ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์อธิบายสาระสำคัญของความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำโลหะ เมื่ออิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ไปตามตัวนำ จะพบกับอะตอมและอิเล็กตรอนอื่น ๆ ระหว่างทางนับครั้งไม่ถ้วนและเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับพวกมันก็จะสูญเสียพลังงานส่วนหนึ่งอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ อิเล็กตรอนมีความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของพวกมัน ตัวนำโลหะชนิดต่างๆ ซึ่งมีโครงสร้างอะตอมต่างกัน มีความต้านทานกระแสไฟฟ้าต่างกัน

ความต้านทานของตัวนำไม่ได้ขึ้นอยู่กับกระแสในวงจรและแรงดันไฟฟ้า แต่จะถูกกำหนดโดยรูปร่างขนาดและวัสดุของตัวนำเท่านั้น

ยิ่งความต้านทานของตัวนำมากเท่าไร กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งแย่ลงเท่านั้น และในทางกลับกัน ยิ่งความต้านทานของตัวนำยิ่งต่ำลง กระแสไฟฟ้าก็จะผ่านตัวนำนี้ได้ง่ายขึ้นเท่านั้น

คำถามที่ 2. การเคลื่อนไหวที่ปรากฏของเทห์ฟากฟ้า กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์

ก)ในคืนที่มืดมิด เราสามารถมองเห็นดวงดาวบนท้องฟ้าได้ประมาณ 2,500 ดวง (รวมถึง 5,000 ดวงในซีกโลกที่มองไม่เห็นด้วย) ซึ่งมีความสว่างและสีต่างกัน ดูเหมือนว่าพวกมันจะติดอยู่กับทรงกลมท้องฟ้าและหมุนรอบโลกด้วย เพื่อนำทางในหมู่พวกเขา ท้องฟ้าถูกแบ่งออกเป็น 88 กลุ่มดาว สถานที่พิเศษในกลุ่มดาวถูกครอบครองโดยกลุ่มดาวจักรราศี 12 ดวงซึ่งเส้นทางประจำปีของดวงอาทิตย์ผ่านไป - สุริยุปราคา เพื่อนำทางในหมู่ดวงดาว นักดาราศาสตร์ใช้ระบบพิกัดท้องฟ้าหลายระบบ หนึ่งในนั้นคือระบบพิกัดเส้นศูนย์สูตร (รูปที่ 15.1) มันขึ้นอยู่กับเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า - การฉายเส้นเส้นศูนย์สูตรของโลกไปยังทรงกลมท้องฟ้า สุริยุปราคาและเส้นศูนย์สูตรตัดกันที่จุดสองจุด: จุดฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง ดาวใดๆ มีพิกัดสองจุด: α – การขึ้นทางขวา (วัดเป็นหน่วยรายชั่วโมง), b – ส่วนเบี่ยงเบน (วัดเป็นหน่วยองศา) ดาวอัลแตร์มีพิกัดต่อไปนี้: α = 19 ชั่วโมง 48 ม. 18 วินาที; ข = +8° 44 '. พิกัดที่วัดได้ของดวงดาวจะถูกจัดเก็บไว้ในแค็ตตาล็อก และสร้างแผนที่ดาวซึ่งนักดาราศาสตร์ใช้ในการค้นหาผู้ทรงคุณวุฒิที่จำเป็น ตำแหน่งสัมพัทธ์ของดวงดาวบนท้องฟ้าไม่เปลี่ยนแปลง แต่จะหมุนเวียนไปพร้อมกับทรงกลมท้องฟ้าทุกวัน ดาวเคราะห์ต่างๆ ประกอบกับการหมุนรอบตัวเองในแต่ละวัน ทำให้ดวงดาวเคลื่อนที่อย่างช้าๆ ท่ามกลางดวงดาว และถูกเรียกว่าดาวพเนจร

นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส อธิบายการเคลื่อนที่ที่ชัดเจนของดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์โดยใช้ระบบศูนย์กลางโลกเป็นศูนย์กลางของโลก

ข)การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์และเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ รอบดวงอาทิตย์เกิดขึ้นตามกฎ 3 ข้อของเคปเลอร์:

กฎข้อแรกของเคปเลอร์– ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เทห์ฟากฟ้าดวงหนึ่งเคลื่อนที่ในสนามโน้มถ่วงของเทห์ฟากฟ้าอีกดวงหนึ่งไปตามส่วนทรงกรวยด้านใดด้านหนึ่ง - วงกลม วงรี พาราโบลา หรือไฮเปอร์โบลา

กฎข้อที่สองของเคปเลอร์- ดาวเคราะห์แต่ละดวงเคลื่อนที่ในลักษณะที่เวกเตอร์รัศมีของดาวเคราะห์อธิบายพื้นที่เท่ากันในช่วงเวลาเท่ากัน

กฎข้อที่สามของเคปเลอร์- ลูกบาศก์ของกึ่งแกนเอกของวงโคจรของวัตถุ หารด้วยกำลังสองของคาบการปฏิวัติและผลรวมของมวลของวัตถุ เป็นค่าคงที่

a 3 /[Т 2 *(M 1+ M 2) ] = G/4П 2 G – ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง

ดวงจันทร์ย้ายไปรอบ ๆ โลกในวงโคจรรูปวงรี การเปลี่ยนแปลงของระยะดวงจันทร์ถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงประเภทของการส่องสว่างที่ด้านข้างของดวงจันทร์ การเคลื่อนที่ของดวงจันทร์รอบโลกอธิบายได้ด้วยจันทรุปราคาและสุริยุปราคา ปรากฏการณ์น้ำลงเกิดจากการดึงดูดของดวงจันทร์และขนาดของโลกที่ใหญ่โต

ไฟฟ้า. กฎของโอห์ม

หากวางตัวนำฉนวนไว้ในสนามไฟฟ้าจะมีค่าใช้จ่ายฟรี ถามแรงจะกระทำในตัวนำ เป็นผลให้เกิดการเคลื่อนที่ในระยะสั้นของประจุอิสระในตัวนำ กระบวนการนี้จะสิ้นสุดเมื่อสนามไฟฟ้าของประจุที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวนำชดเชยสนามไฟฟ้าภายนอกอย่างสมบูรณ์ สนามไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นภายในตัวนำจะเป็นศูนย์ (ดูมาตรา 1.5)

อย่างไรก็ตาม ในตัวนำ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ อาจเกิดการเคลื่อนตัวอย่างต่อเนื่องของตัวพาประจุไฟฟ้าอิสระได้ การเคลื่อนไหวนี้เรียกว่า ไฟฟ้าช็อต . ทิศทางของกระแสไฟฟ้าถือเป็นทิศทางการเคลื่อนที่ของประจุอิสระบวก เพื่อให้กระแสไฟฟ้ามีอยู่ในตัวนำ จะต้องสร้างสนามไฟฟ้าในตัวนำนั้น

การวัดกระแสไฟฟ้าเชิงปริมาณคือ ความแรงในปัจจุบัน ฉัน – ปริมาณสเกลาร์ทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนประจุ Δ ถามถ่ายโอนผ่านหน้าตัดของตัวนำ (รูปที่ 1.8.1) ในช่วงเวลา Δ ทีในช่วงเวลานี้:

ในระบบหน่วยสากล (SI) กระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A) หน่วยกระแสไฟฟ้าของ 1 A ถูกสร้างขึ้นโดยปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กของตัวนำไฟฟ้าขนานสองตัวกับกระแส (ดู§ 1.16)

กระแสไฟฟ้าตรงสามารถสร้างขึ้นได้ในเท่านั้น วงจรปิด ซึ่งผู้ให้บริการฟรีจะหมุนเวียนไปตามวิถีปิด สนามไฟฟ้าที่จุดต่างๆ ของวงจรดังกล่าวจะคงที่ตลอดเวลา ดังนั้นสนามไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงจึงมีลักษณะของสนามไฟฟ้าสถิตที่เยือกแข็ง แต่เมื่อประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าสถิตตามเส้นทางปิด งานที่ทำโดยแรงไฟฟ้าจะเป็นศูนย์ (ดูมาตรา 1.4) ดังนั้นเพื่อการมีอยู่ของไฟฟ้ากระแสตรงจึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ในวงจรไฟฟ้าที่สามารถสร้างและรักษาความต่างศักย์ไฟฟ้าในส่วนต่างๆ ของวงจรได้ เนื่องจากการทำงานของแรง ต้นกำเนิดที่ไม่ใช่ไฟฟ้าสถิต. อุปกรณ์ดังกล่าวมีชื่อว่า แหล่งที่มาของดีซี . แรงที่เกิดจากแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่ไฟฟ้าสถิตซึ่งกระทำต่อตัวพาประจุฟรีจากแหล่งกำเนิดปัจจุบันเรียกว่า กองกำลังภายนอก .

ลักษณะของแรงภายนอกอาจแตกต่างกันไป ในเซลล์กัลวานิกหรือแบตเตอรี่เกิดขึ้นจากกระบวนการเคมีไฟฟ้า ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง แรงภายนอกเกิดขึ้นเมื่อตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ามีบทบาทเหมือนกับปั๊มซึ่งจำเป็นสำหรับการสูบของเหลวในระบบไฮดรอลิกแบบปิด ภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอก ประจุไฟฟ้าจะเคลื่อนที่ภายในแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า ขัดต่อแรงสนามไฟฟ้าสถิตเนื่องจากสามารถรักษากระแสไฟฟ้าให้คงที่ในวงจรปิดได้

เมื่อประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปตามวงจรไฟฟ้ากระแสตรง แรงภายนอกที่กระทำภายในแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าจะทำงาน

ปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนงาน กแรงภายนอกเมื่อเคลื่อนที่ประจุ ถามจากขั้วลบของแหล่งกำเนิดปัจจุบันไปยังขั้วบวกจนถึงขนาดของประจุนี้เรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิด(แรงเคลื่อนไฟฟ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้า):

ดังนั้น EMF จึงถูกกำหนดโดยงานที่ทำโดยแรงภายนอกเมื่อเคลื่อนที่ประจุบวกเพียงประจุเดียว แรงเคลื่อนไฟฟ้ามีหน่วยวัดเป็นโวลต์ (V) เช่นเดียวกับความต่างศักย์

เมื่อประจุบวกหนึ่งประจุเคลื่อนที่ไปตามวงจรไฟฟ้ากระแสตรงแบบปิด งานที่ทำโดยแรงภายนอกจะเท่ากับผลรวมของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่กระทำในวงจรนี้ และงานที่ทำโดยสนามไฟฟ้าสถิตจะเป็นศูนย์

วงจรไฟฟ้ากระแสตรงสามารถแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ได้ พื้นที่เหล่านั้นที่ไม่มีแรงภายนอกกระทำ (เช่น พื้นที่ที่ไม่มีแหล่งกำเนิดปัจจุบัน) จะถูกเรียก เป็นเนื้อเดียวกัน . พื้นที่ที่มีแหล่งกำเนิดปัจจุบันเรียกว่า ต่างกัน .

เมื่อประจุบวกประจุหนึ่งเคลื่อนที่ไปตามส่วนของวงจร งานจะเกิดขึ้นจากทั้งไฟฟ้าสถิต (คูลอมบ์) และแรงภายนอก การทำงานของแรงไฟฟ้าสถิตเท่ากับความต่างศักย์ Δφ 12 = φ 1 - φ 2 ระหว่างจุดเริ่มต้น (1) และจุดสุดท้าย (2) ของส่วนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ตามนิยามแล้ว งานของแรงภายนอกเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 ที่กระทำในพื้นที่ที่กำหนด ดังนั้นงานทั้งหมดจึงเท่ากับ

นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน G. Ohm ในปี ค.ศ. 1826 ได้ทดลองพิสูจน์ว่ากระแสกำลังแรง ฉันที่ไหลไปตามตัวนำโลหะที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เช่น ตัวนำที่ไม่มีแรงภายนอกกระทำ) จะเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า ยูที่ปลายตัวนำ:

ที่ไหน ร= ค่าคงที่

ขนาด รมักจะเรียกว่า ความต้านทานไฟฟ้า . เรียกว่าตัวนำที่มีความต้านทานไฟฟ้า ตัวต้านทาน . อัตราส่วนนี้แสดงออก กฎของโอห์มสำหรับส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของห่วงโซ่:กระแสไฟฟ้าในตัวนำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้และเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทานของตัวนำ

ความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำมีหน่วย SI คือ โอห์ม (โอห์ม). ความต้านทาน 1 โอห์มมีส่วนของวงจรซึ่งมีกระแส 1 A เกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้า 1 V

ตัวนำที่ปฏิบัติตามกฎของโอห์มเรียกว่า เชิงเส้น . การพึ่งพากราฟิกของความแรงในปัจจุบัน ฉันจากแรงดันไฟฟ้า ยู(กราฟดังกล่าวเรียกว่า ลักษณะเฉพาะของโวลต์-แอมแปร์ ย่อว่า CVC) แสดงเป็นเส้นตรงที่ลากผ่านจุดกำเนิดของพิกัด ควรสังเกตว่ามีวัสดุและอุปกรณ์มากมายที่ไม่เป็นไปตามกฎของโอห์ม เช่น ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์หรือหลอดปล่อยก๊าซ แม้จะมีตัวนำโลหะที่กระแสสูงเพียงพอก็ยังสังเกตเห็นการเบี่ยงเบนจากกฎเชิงเส้นของโอห์มเนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำโลหะจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

สำหรับส่วนของวงจรที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า กฎของโอห์มจะเขียนในรูปแบบต่อไปนี้:

ตามกฎของโอห์ม

เมื่อเพิ่มความเท่าเทียมกันทั้งสองเราจะได้:

ฉัน (ร + ร) = Δφ ซีดี + Δφ เกี่ยวกับ + .

แต่ ∆φ ซีดี = Δφ บริติชแอร์เวย์ = – Δφ เกี่ยวกับ. นั่นเป็นเหตุผล

สูตรนี้จะแสดงออก กฎของโอห์มสำหรับวงจรสมบูรณ์ : ความแรงของกระแสในวงจรที่สมบูรณ์เท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดหารด้วยผลรวมของความต้านทานของส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันและส่วนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของวงจร

ความต้านทาน รพื้นที่ต่างกันในรูป 1.8.2 สามารถคิดได้ว่าเป็น ความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแส . ในกรณีนี้ พื้นที่ ( เกี่ยวกับ) ในรูป 1.8.2 คือส่วนภายในของแหล่งที่มา ถ้าแต้ม กและ ขสั้นกับตัวนำที่มีความต้านทานน้อยเมื่อเทียบกับความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด ( ร << ร) จากนั้นโซ่จะไหล กระแสไฟฟ้าลัดวงจร

กระแสไฟฟ้าลัดวงจร - กระแสสูงสุดที่สามารถหาได้จากแหล่งที่กำหนดด้วยแรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต้านทานภายใน ร. สำหรับแหล่งกำเนิดที่มีความต้านทานภายในต่ำ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรอาจสูงมากและทำให้วงจรไฟฟ้าหรือแหล่งกำเนิดเสียหายได้ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ใช้ในรถยนต์อาจมีกระแสไฟฟ้าลัดวงจรได้หลายร้อยแอมแปร์ การลัดวงจรในเครือข่ายแสงสว่างที่ขับเคลื่อนจากสถานีย่อย (หลายพันแอมแปร์) เป็นอันตรายอย่างยิ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากการทำลายล้างของกระแสขนาดใหญ่ ฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบพิเศษจึงรวมอยู่ในวงจร

ในบางกรณี เพื่อป้องกันค่าอันตรายของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ความต้านทานภายนอกบางส่วนจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแหล่งกำเนิด แล้วต่อต้าน รเท่ากับผลรวมของความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดและความต้านทานภายนอก และในระหว่างการลัดวงจร ความแรงของกระแสไฟฟ้าจะไม่ใหญ่เกินไป

หากวงจรภายนอกเปิดอยู่ ดังนั้น Δφ บริติชแอร์เวย์ = – Δφ เกี่ยวกับ= คือ ความต่างศักย์ที่ขั้วของแบตเตอรี่แบบเปิดจะเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้า

หากต้านทานโหลดภายนอก รเปิดเครื่องแล้วกระแสไฟไหลผ่านแบตเตอรี่ ฉันความต่างศักย์ที่ขั้วจะเท่ากัน

Δφ บริติชแอร์เวย์ = – อินฟราเรด.

ในรูป 1.8.3 แสดงแผนผังของแหล่งจ่ายกระแสตรงที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต้านทานภายในเท่ากัน รในสามโหมด: “เดินเบา” การทำงานของโหลด และโหมดลัดวงจร (ลัดวงจร) ความแรงของสนามไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่และแรงที่กระทำต่อประจุบวกจะระบุดังนี้ – แรงไฟฟ้า และ – แรงภายนอก ในโหมดลัดวงจร สนามไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่จะหายไป

ในการวัดแรงดันและกระแสในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงจะใช้เครื่องมือพิเศษ - โวลต์มิเตอร์และ แอมป์มิเตอร์.

โวลต์มิเตอร์ออกแบบมาเพื่อวัดความต่างศักย์ที่ใช้กับขั้วต่อ เขาเชื่อมต่อ ขนานส่วนของวงจรที่ใช้วัดความต่างศักย์ โวลต์มิเตอร์ใดๆ ก็มีความต้านทานภายในอยู่บ้าง อาร์ บี. เพื่อไม่ให้โวลต์มิเตอร์มีการกระจายกระแสที่เห็นได้ชัดเจนเมื่อเชื่อมต่อกับวงจรที่กำลังวัด ความต้านทานภายในจะต้องมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับความต้านทานของส่วนของวงจรที่เชื่อมต่ออยู่ สำหรับวงจรดังแสดงในรูปที่. 1.8.4 เงื่อนไขนี้เขียนเป็น:

อาร์ บี >> ร 1 .

สภาวะนี้หมายความว่าปัจจุบัน ฉันบี = Δφ ซีดี / อาร์ บีการไหลผ่านโวลต์มิเตอร์จะน้อยกว่ากระแสมาก ฉัน = Δφ ซีดี / ร 1 ซึ่งไหลผ่านส่วนที่ทดสอบของวงจร

เนื่องจากไม่มีแรงภายนอกที่กระทำภายในโวลต์มิเตอร์ ความต่างศักย์ที่ขั้วจึงเกิดขึ้นพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าตามคำจำกัดความ ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า

แอมมิเตอร์ออกแบบมาเพื่อวัดกระแสในวงจร แอมมิเตอร์เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรเปิดเพื่อให้กระแสที่วัดได้ทั้งหมดไหลผ่านได้ แอมป์มิเตอร์ยังมีความต้านทานภายในอยู่บ้าง รก. ต่างจากโวลต์มิเตอร์ ความต้านทานภายในของแอมมิเตอร์จะต้องค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับความต้านทานรวมของวงจรทั้งหมด สำหรับวงจรในรูป 1.8.4 ความต้านทานของแอมป์มิเตอร์ต้องเป็นไปตามเงื่อนไข

เงื่อนไขของการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้าตรง

สำหรับการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้าคงที่จำเป็นต้องมีอนุภาคที่มีประจุอิสระและมีแหล่งกำเนิดกระแสอยู่ ซึ่งพลังงานชนิดใดก็ตามถูกแปลงเป็นพลังงานของสนามไฟฟ้า

แหล่งที่มาปัจจุบัน- อุปกรณ์ที่พลังงานชนิดใดก็ตามถูกแปลงเป็นพลังงานของสนามไฟฟ้า ในแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า แรงภายนอกกระทำต่ออนุภาคที่มีประจุในวงจรปิด สาเหตุของการเกิดแรงภายนอกในแหล่งกระแสต่างกันนั้นแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นในแบตเตอรี่และเซลล์กัลวานิกแรงภายนอกเกิดขึ้นเนื่องจากการเกิดขึ้นของปฏิกิริยาเคมีในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กในโฟโตเซลล์ - เมื่อแสงกระทำกับอิเล็กตรอนในโลหะและเซมิคอนดักเตอร์

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าคืออัตราส่วนของการทำงานของแรงภายนอกต่อปริมาณประจุบวกที่ถ่ายโอนจากขั้วลบของแหล่งกำเนิดกระแสไปยังประจุบวก

แนวคิดพื้นฐาน.

ความแรงในปัจจุบัน- ปริมาณสเกลาร์ทางกายภาพ เท่ากับอัตราส่วนของประจุที่ผ่านตัวนำต่อเวลาที่ประจุนี้ผ่าน

ที่ไหน ฉัน - ความแรงในปัจจุบันถาม - จำนวนประจุ (ปริมาณไฟฟ้า)ที - เรียกเก็บเวลาขนส่ง

ความหนาแน่นปัจจุบัน- ปริมาณทางกายภาพของเวกเตอร์ เท่ากับอัตราส่วนของความแรงของกระแสต่อพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ

ที่ไหน เจ -ความหนาแน่นกระแส, ส - พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ

ทิศทางของเวกเตอร์ความหนาแน่นกระแสเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุบวก

แรงดันไฟฟ้า - ปริมาณทางกายภาพสเกลาร์เท่ากับอัตราส่วนของงานทั้งหมดของคูลอมบ์และแรงภายนอกเมื่อย้ายประจุบวกในพื้นที่หนึ่งไปยังค่าของประจุนี้

ที่ไหนก - งานที่สมบูรณ์ของกองกำลังภายนอกและคูลอมบ์ถาม - ค่าไฟฟ้า

ความต้านทานไฟฟ้า- ปริมาณทางกายภาพที่แสดงคุณลักษณะทางไฟฟ้าของส่วนของวงจร

ที่ไหน ρ - ความต้านทานจำเพาะของตัวนำล - ความยาวของส่วนตัวนำส - พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ

การนำไฟฟ้าเรียกว่าเป็นการตอบแทนการต่อต้าน

ที่ไหนช - การนำไฟฟ้า

การเคลื่อนที่โดยตรง (สั่ง) ของอนุภาคที่มีประจุอิสระภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าเรียกว่ากระแสไฟฟ้า

เงื่อนไขของการดำรงอยู่ของกระแส:

1. การไม่มีค่าใช้จ่าย

2. การมีอยู่ของสนามไฟฟ้าเช่น ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น มีค่าใช้จ่ายฟรีในตัวนำ สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

เมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำจะมีผลกระทบดังต่อไปนี้:

· ความร้อน (ความร้อนของตัวนำตามกระแส) เช่น การใช้งานกาต้มน้ำไฟฟ้า เตารีด ฯลฯ)

· แม่เหล็ก (ลักษณะของสนามแม่เหล็กรอบตัวนำที่นำกระแสไฟฟ้า) เช่น การทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า)

· เคมี (ปฏิกิริยาเคมีเมื่อกระแสไหลผ่านสารบางชนิด) ตัวอย่างเช่น: อิเล็กโทรไลซิส

เรายังสามารถพูดคุยเกี่ยวกับ

· แสง (มาพร้อมกับการกระทำทางความร้อน) ตัวอย่างเช่น: การเรืองแสงของเส้นใยของหลอดไฟไฟฟ้า

· เครื่องกล (มาพร้อมกับแม่เหล็กหรือความร้อน) ตัวอย่างเช่น: การเสียรูปของตัวนำเมื่อถูกความร้อน, การหมุนของเฟรมโดยมีกระแสในสนามแม่เหล็ก)

· ทางชีวภาพ (สรีรวิทยา) เช่น ไฟฟ้าช็อตบุคคล การใช้กระแสไฟฟ้าในทางการแพทย์

ปริมาณพื้นฐานที่อธิบายกระบวนการของกระแสที่ไหลผ่านตัวนำ.

1. ความแรงในปัจจุบัน I- ปริมาณสเกลาร์ เท่ากับอัตราส่วนของประจุที่ผ่านหน้าตัดของตัวนำต่อระยะเวลาที่กระแสไหล ความแรงของกระแสไฟฟ้าจะแสดงจำนวนประจุที่ไหลผ่านหน้าตัดของตัวนำต่อหน่วยเวลา ปัจจุบันเรียกว่า ถาวรหากกระแสไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา เพื่อให้กระแสที่ไหลผ่านตัวนำมีค่าคงที่ ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลายตัวนำจะต้องคงที่

2. แรงดันไฟฟ้า U. แรงดันไฟฟ้าจะเท่ากับตัวเลขการทำงานของสนามไฟฟ้าในการเคลื่อนย้ายประจุบวกหนึ่งหน่วยตามแนวสนามไฟฟ้าภายในตัวนำ

3. ความต้านทานไฟฟ้าอาร์- ปริมาณทางกายภาพเป็นตัวเลขเท่ากับอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้า (ความต่างศักย์ไฟฟ้า) ที่ปลายตัวนำต่อความแรงของกระแสที่ไหลผ่านตัวนำ

60. กฎของโอห์มสำหรับส่วนของวงจร

ความแรงของกระแสไฟฟ้าในส่วนของวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ปลายตัวนำนี้และเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทาน:

ฉัน = U/R;

โอห์มกำหนดว่าความต้านทานเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาวของตัวนำและเป็นสัดส่วนผกผันกับพื้นที่หน้าตัด และขึ้นอยู่กับสารของตัวนำ

โดยที่ρคือความต้านทาน l คือความยาวของตัวนำ S คือพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ

61. ความต้านทานเป็นคุณลักษณะทางไฟฟ้าของตัวต้านทาน การขึ้นอยู่กับความต้านทานของตัวนำโลหะกับประเภทของวัสดุและขนาดทางเรขาคณิต

ความต้านทานไฟฟ้า- ปริมาณทางกายภาพที่แสดงคุณลักษณะของตัวนำเพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน และเท่ากับอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ปลายตัวนำต่อความแรงของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน ความต้านทานสำหรับวงจรกระแสสลับและสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับอธิบายไว้ในแนวคิดเรื่องอิมพีแดนซ์และอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ

ความต้านทาน (มักแสดงด้วยตัวอักษร R หรือ r) ถือเป็นค่าคงที่สำหรับตัวนำที่กำหนด ภายในขอบเขตที่กำหนด สามารถคำนวณได้เป็น

โดยที่ R คือแนวต้าน U คือความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลายตัวนำ ฉัน คือความแรงของกระแสที่ไหลระหว่างปลายของตัวนำภายใต้อิทธิพลของความต่างศักย์

ความต้านทานของตัวนำเป็นคุณลักษณะเดียวกันกับตัวนำกับมวลของมัน ความต้านทานของตัวนำไม่ได้ขึ้นอยู่กับกระแสในตัวนำหรือแรงดันไฟฟ้าที่ปลาย แต่ขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ใช้สร้างตัวนำและขนาดทางเรขาคณิตเท่านั้น: , โดยที่: l คือความยาวของตัวนำ, S คือพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ, ρ คือความต้านทานของตัวนำ, แสดงให้เห็นว่าความต้านทานของตัวนำที่มีความยาว 1 ม. และพื้นที่หน้าตัดของ ​​1 m2 ทำจากวัสดุที่กำหนดจะมี

ตัวนำที่ปฏิบัติตามกฎของโอห์มเรียกว่าเส้นตรง มีวัสดุและอุปกรณ์มากมายที่ไม่เป็นไปตามกฎของโอห์ม เช่น ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์หรือหลอดปล่อยก๊าซ แม้แต่ตัวนำโลหะที่กระแสสูงเพียงพอก็ยังสังเกตเห็นการเบี่ยงเบนจากกฎเชิงเส้นของโอห์มเนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำโลหะจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

การพึ่งพาความต้านทานของตัวนำต่ออุณหภูมิแสดงโดยสูตร: โดยที่: R คือความต้านทานของตัวนำที่อุณหภูมิ T, R 0 คือความต้านทานของตัวนำที่ 0°C, α คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน