ความต้านทานคืออะไร: นิยามสูตรและกฎหมาย

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





การไหลของอิเล็กตรอนในวัสดุก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้า อิเล็กตรอนเหล่านี้ไม่ได้เดินทางเป็นทางตรง แต่ต้องผ่านการชนกัน ขึ้นอยู่กับปริมาณไฟฟ้าที่วัสดุอนุญาตให้ผ่านวัสดุทั้งหมดจะถูกจัดประเภทเป็นตัวนำ เซมิคอนดักเตอร์ และฉนวน ตัวนำช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลเวียนได้อย่างอิสระ แต่ในวัสดุเช่นเซมิคอนดักเตอร์และฉนวนไฟฟ้าจะสัมผัสกับแรงบางอย่างที่ต่อต้านการไหลของอิเล็กตรอนอย่างอิสระ กองกำลังนี้มีชื่อว่าแรงต้าน มีกฎหมายที่แตกต่างกัน วัสดุที่มีคุณสมบัติถูกใช้ในวงจรเรียกว่าตัวต้านทาน ตัวต้านทานมาในรูปแบบของประเภทต่างๆและวัสดุต่างๆ ปัจจัยแวดล้อมต่างๆยังส่งผลต่อความต้านทานของวัสดุ

ความต้านทานคืออะไร?

คำจำกัดความ: เป็นแรงต่อต้านที่เกิดจากอิเล็กตรอนที่ไหลในสารบางชนิด สิ่งนี้ต่อต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าในวัสดุ เมื่อกระแสของหนึ่งแอมแปร์ไหลผ่านวัสดุที่มีความต่างศักย์หนึ่งโวลต์ผ่านไปความต้านทานของวัสดุนั้นจะถูกกล่าวว่าเป็นหนึ่งโอห์ม




กฎพื้นฐานสำหรับการวัดนี้คือกฎของโอห์ม ตามกฎหมายนี้กระแสที่ไหลในวัสดุจะแปรผกผันกับวัสดุเมื่อแรงดันไฟฟ้าคงที่ กฎนี้แสดงเป็น V = IR โดยที่ V คือแรงดันไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ของวัสดุ I คือกระแสที่ไหลผ่านวัสดุและ R คือความต้านทานที่เสนอโดยวัสดุ

ใช่ หน่วยต้านทาน แสดงด้วยสัญลักษณ์กรีกΩ วัสดุบางอย่างที่มีคุณสมบัติถูกใช้ในวงจรไฟฟ้า วัสดุเหล่านี้เรียกว่าตัวต้านทาน ตัวต้านทานมีอยู่ในรูปร่างและค่าต่างๆ สัญลักษณ์ความต้านทาน ของตัวต้านทานได้รับด้านล่าง



สัญลักษณ์ความต้านทาน

สัญลักษณ์ความต้านทาน

สูตรต้านทาน ในการคำนวณวัสดุสามารถหาได้จากกฎของโอห์ม ในฐานะที่เป็น ความต้านทานไฟฟ้า ของวัสดุขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของวัสดุและกระแสที่ไหลผ่านวัสดุสูตรสำหรับสิ่งนี้สามารถกำหนดได้เมื่อแรงดันตกคร่อมวัสดุต่อหน่วยกระแสแอมแปร์ที่ไหลผ่าน เช่น R = V / I

ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าความต้านทานจะลดลงครึ่งหนึ่งและถ้าเป็นสองเท่ากระแสจะถูกตัดครึ่งหนึ่ง กฎนี้ยังสามารถเห็นได้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับความถี่ต่ำเช่นระบบในครัวเรือนของเรา การเพิ่มมูลค่าทำให้เกิดความร้อนซึ่งจะทำให้ระบบร้อนขึ้นและนำไปสู่ความเสียหายหากไม่ได้รับการตรวจสอบเป็นประจำ


ในวงจรไฟฟ้าเมื่อเชื่อมต่อตัวต้านทานแบบอนุกรมความต้านทานรวมจะถูกคำนวณเป็นผลรวมของตัวต้านทานแต่ละตัว ตัวอย่างเช่นเมื่อตัวต้านทานสามตัวที่มี R1, R2 และ R3 เชื่อมต่อแบบอนุกรมความต้านทานรวมของวงจรจะได้รับเป็น R = R1 + R2 + R3

เมื่อเชื่อมต่อตัวต้านทานแบบขนานความต้านทานทั้งหมดจะได้รับเป็นผลรวมของส่วนกลับของความต้านทาน ตัวอย่างเช่นเมื่อตัวต้านทานสามตัวที่มีค่า R1, R2 และ R3 เชื่อมต่อแบบขนานความต้านทานรวมในวงจรจะได้รับเป็น 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3

กฎหมายของความต้านทาน

ความต้านทานของวัสดุแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุและสภาพแวดล้อม กฎแห่งความต้านทานให้ปัจจัยสี่ประการที่วัสดุขึ้นอยู่

กฎหมายฉบับแรก

กฎข้อที่หนึ่งระบุว่า 'วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาวของวัสดุ' ตามกฎหมายนี้ความต้านทานของวัสดุจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของความยาวของวัสดุและลดลงเมื่อความยาวของวัสดุลดลง . เช่น.

R ∝ L —– (1)

กฎข้อที่สอง

กฎข้อที่สองระบุว่า 'วัสดุนำไฟฟ้าแปรผกผันกับพื้นที่หน้าตัดของวัสดุ' ตามกฎหมายนี้วัสดุของมันจะเพิ่มขึ้นตามการลดลงของพื้นที่หน้าตัดของตัวนำและลดลงเมื่อพื้นที่หน้าตัดเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้เราจึงสามารถสรุปได้ว่าลวดเส้นเล็กมีค่าความต้านทานมากกว่าเมื่อเทียบกับลวดกว้างของพื้นที่หน้าตัดที่ใหญ่กว่า . เช่น. R ∝ 1 / A —- (2)

กฎข้อที่สาม

กฎข้อที่สามระบุว่า 'วัสดุนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุ' ตามกฎหมายนี้ค่าความต้านทานของวัสดุจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ สายไฟสองเส้นประกอบด้วยวัสดุที่แตกต่างกันและมีความยาวเท่ากันและพื้นที่หน้าตัดจะมีค่าต่างกัน วัสดุบางชนิดมีการนำไฟฟ้าที่ดีมีค่าน้อยกว่า

กฎข้อที่สี่

กฎข้อที่สี่ระบุว่า“ วัสดุนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ” ตามกฎหมายนี้เมื่ออุณหภูมิของตัวนำโลหะเพิ่มขึ้นค่าก็จะเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน

จากกฎข้อที่หนึ่งข้อที่สองและข้อสามความต้านทานของวัสดุสามารถกำหนดได้เป็น R ∝ L / A

เช่น R = ρL / A

โดยที่ρเรียกว่า ความต้านทาน ค่าคงที่หรือ ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทาน . เป็นที่รู้จักกันในชื่อความต้านทานเฉพาะของวัสดุ หน่วยของมันคือโอห์มเมตร ดังนั้นเมื่อทราบความยาวพื้นที่หน้าตัดและวัสดุของเส้นลวดจึงสามารถคำนวณได้

เงินเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด แต่เนื่องจากมีต้นทุนสูงจึงไม่นิยมใช้กับวงจรไฟฟ้าในครัวเรือน สำหรับการใช้งานในครัวเรือนส่วนใหญ่จะใช้สายทองแดงและอลูมิเนียมเนื่องจากมีราคาไม่แพงและยังให้การนำไฟฟ้าที่เหมาะสม ความต้านทานบ่งบอกถึงความสามารถในการนำไฟฟ้าของวัสดุ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะเพิ่มค่าความต้านทานของวัสดุ ด้วยประการฉะนี้ ความต้านทาน ขึ้นอยู่กับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์และอุณหภูมิของวัสดุ

วัสดุที่มีค่าความต้านทานน้อยจะนำไฟฟ้าได้ดี ตัวต้านทานเป็นส่วนประกอบทั่วไปและใช้กันมากของวงจรไฟฟ้า มีให้เลือกหลายค่า ตัวต้านทานที่มีจำหน่ายในท้องตลาดจะมีแถบสีหรือแถบทาสีอยู่ ค่าของตัวต้านทานสามารถทราบได้โดยใช้สิ่งเหล่านี้ แถบสี . ฉนวนเป็นวัสดุที่มีค่าความต้านทานไม่สิ้นสุดจึงไม่มีกระแสไหลผ่านวัสดุฉนวน คำนวณความต้านทานของลวดเงินซึ่งมีความต่างศักย์ 500 โวลต์และกระแส 12 แอมแปร์ไหลผ่าน