Električna struja nastaje kao rezultat zatvaranja kruga s razlikom potencijala na stezaljkama. Sile polja utječu na slobodne elektrone i kreću se duž vodiča. Tijekom ovog putovanja, elektroni se sudaraju s atomima i šalju im dio njihove akumulirane energije. Zbog toga im se brzina smanjuje. No, zbog utjecaja električnog polja, on ponovno dobiva na zamahu. Dakle, elektroni stalno doživljavaju otpornost, zbog čega se električna struja zagrijava.
Svojstvo tvari pretvara električnu energiju u toplinu tijekom djelovanja struje, te je električni otpor i označava se kao R, njezina mjerna jedinica je Ohm. Veličina otpora ovisi uglavnom o sposobnosti različitih materijala za provođenje struje.
Prvi put je njemački istraživač R. Ohm objavio otpor.
Da bi se utvrdila ovisnost trenutne snage o otporu, poznati fizičar proveo je mnoge pokuse. Za pokuse je koristio razne dirigente i primao različite pokazatelje.
Prva stvar koju je R. Om definirao - jest da otpor određuje duljinu vodiča. To jest, ako se duljina vodiča poveća, otpor se također povećava. Kao rezultat, ta je veza definirana kao izravno proporcionalna.
Druga ovisnost je površina poprečnog presjeka. Može se odrediti poprečnim presjekom vodiča. Područje figure oblikovane na rezu je područje poprečnog presjeka. Ovdje se ispostavilo da je veza obrnuto proporcionalna. To jest, što je područje poprečnog presjeka bilo više, to je manji otpor vodiča postao.
I treća, važna vrijednost na kojoj ovisi otpor, jest materijal. Kao rezultat činjenice da je Om u eksperimentima koristio različite materijale, pronašao je različita svojstva otpornosti. Svi ti pokusi i pokazatelji sažeti su u tablici iz koje se vidi različite vrijednosti otpornosti različitih tvari.
Poznato je da su najbolji vodiči metali. A koji je od najboljih vodiča? Tablica pokazuje da bakar i srebro imaju najmanju snagu. Bakar se češće koristi zbog nižih troškova, a srebro se koristi u najvažnijim i najodgovornijim uređajima.
Tvari s visokim specifičnim otporom u tablici, koje slabo provode električnu struju, te stoga mogu biti izvrsni izolacijski materijali. Tvari u velikoj mjeri posjeduju ovo svojstvo, porculan i ebonit.
Općenito, specifični električni otpor je vrlo važan čimbenik, jer, nakon što smo odredili njegov indeks, možemo saznati iz koje je tvari napravljen vodič. U tu svrhu potrebno je izmjeriti površinu poprečnog presjeka, utvrditi jačinu struje s voltmetrom i ampermetrom, te izmjeriti napon. Na taj način učimo vrijednost specifičnog otpora i uz pomoć tablice lako možemo ući u supstancu. Ispada da je otpornost u obliku otisaka materije. Osim toga, otpornost je važna u planiranju dugih električnih krugova: moramo znati ovaj pokazatelj kako bismo održali ravnotežu između duljine i površine.
Postoji formula koja određuje da je otpor jednak 1 ohmu, ako je pri naponu od 1V njegova jakost struje jednaka 1A. To jest, otpornost jedinice jedinice i jediniceDuljina je izrađena od određene tvari i otpornost je.
Također treba napomenuti da indeks otpornosti izravno ovisi o učestalosti tvari. To jest, jer ima nečistoće. Da, dodajući jedan posto mangana povećava otpornost same tvari - bakar, tri puta.
Ova tablica pokazuje veličinu specifičnog električnog otpora nekih tvari.
Materijali s visokom vodljivošću
Bakar
Kao što smo već rekli, bakar se najčešće koristi kao vodič. To nije samo zbog niskog otpora. Bakar ima takve prednosti kao što su visoka čvrstoća, otpornost na koroziju, lakoća uporabe i dobra strojna obradivost. Dobre ocjene bakra su M0 i M1. U njima količina nečistoća ne prelazi 0,1%.
Visoki troškovi metala i njegov nedavni nedostaci potiču proizvođače da koriste aluminij kao dirigent. Također se koriste legure bakra s različitim metalima.
Aluminij
Ovaj metal je mnogo lakši od bakra, ali aluminij ima velike vrijednosti toplinskog kapaciteta i temperature taljenja. U tom smislu, da bi ga se dovelo u rastaljeno stanje, potrebno joj je više energije nego bakra. Ipak, potrebno je uzeti u obzir činjenicu oskudnosti bakra.
U proizvodnji električnih proizvoda u pravilu se koristi aluminij A1. Ne sadrži više od 0,5% nečistoća. A metal najviše frekvencije je od aluminija AV0000.
Željezo
Jeftinost i priuštivost željeza zamračuje njezina visokaspecifičnu snagu. Osim toga, brzo se nagriza. Zbog toga su čelični vodiči često prekriveni cinkom. Naširoko se koristi tzv. Bimetal - ovaj čelik je pokriven za zaštitu bakra.
Natrij
Natrij je također dostupan i obećavajući materijal, ali njegova otpornost je gotovo tri puta veća od bakra. Osim toga, metalni natrij ima visoku kemijsku aktivnost, koja obvezuje da pokrije takav vodič uz usku zaštitu. Ona mora zaštititi vodič od mehaničkih oštećenja, jer je natrij vrlo mekan i lomljiv materijal.
Superprovodnost
Donja tablica pokazuje otpornost tvari pri temperaturi od 20 stupnjeva. Pokazivanje temperature nije slučajno, jer specifični otpor izravno ovisi o ovom pokazatelju. To je zbog činjenice da se pri zagrijavanju povećava brzina atoma, što znači da će se povećati i vjerojatnost susreta s elektronima.
Zanimljivo je što se događa s otporom u uvjetima hlađenja. Po prvi put, ponašanje atoma na vrlo niskim temperaturama primijetio je R. Camerling-Onnes 1911. godine. Ohladio je živinsku žicu na 4K i otkrio pad njezine otpornosti na nulu. Promjena indeksa otpornosti u nekim legurama i metalima na niskoj temperaturi, fizičar je nazvao supravodljivost.
Suprovodnici kada se ohlade ulaze u stanje supravodljivosti, pa se njihove optičke i strukturne karakteristike ne mijenjaju. Glavno otkriće je da su električna i magnetska svojstva metala u supravodljivom stanju snažnorazlikuju se od svojih svojstava u uobičajenom stanju, kao i od svojstava drugih metala, koji pri snižavanju temperature ne mogu prijeći u ovo stanje.
Primjena supravodiča uglavnom se provodi u dobivanju prenaponskog polja, čija sila dostiže 107 A /m. Također su razvijeni sustavi supravodljivih vodova.
