Electrical Resistivity and Conductivity - Superconductors & Supercapacitors - Engineering Physics 1

Summary

В этом уроке объясняются ключевые концепции проводимости, сопротивления и удельного сопротивления материалов. Рассматриваются зависимости сопротивления от длины проводника и площади его поперечного сечения, а также связь между сопротивлением, удельным сопротивлением и проводимостью. Удельное сопротивление и проводимость определяются как инвертированные величины друг друга. Также подробно обсуждается зависимость сопротивления от температуры, с формулой, показывающей, как сопротивление изменяется при температурных колебаниях. В конце приводится график зависимости сопротивления от температуры.

Takeaways

• 😀 Рассматриваем проводник с поперечным сечением A и длиной L. Его сопротивление можно выразить через удельное сопротивление ρ по формуле R = ρ * L / A.
• 😀 Удельное сопротивление (ρ) является константой пропорциональности, которая характеризует, как материал сопротивляется прохождению тока.
• 😀 Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине: чем длиннее проводник, тем больше сопротивление.
• 😀 Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения: чем больше площадь, тем легче току проходить через проводник.
• 😀 Удельное сопротивление и проводимость (σ) взаимосвязаны как обратные величины: σ = 1 / ρ.
• 😀 Сопротивление можно выразить как R = ρ * L / A, где ρ — удельное сопротивление, L — длина, A — площадь поперечного сечения.
• 😀 Единица измерения удельного сопротивления — Ом * м², а проводимости — Сименс на метр (S/m).
• 😀 Сопротивление проводника зависит от температуры. Эта зависимость выражается формулой: R_T = R_0 * (1 + α * ΔT), где α — температурный коэффициент сопротивления.
• 😀 Температурная зависимость сопротивления описывается как линейная: с повышением температуры сопротивление увеличивается.
• 😀 График зависимости сопротивления от температуры будет иметь линейный характер, где наклон зависит от коэффициента α.
• 😀 При увеличении температуры сопротивление проводника увеличивается, что можно продемонстрировать графически в виде прямой линии, начинающейся от R_0.

Q & A

Что такое резистивность и проводимость?

Резистивность — это свойство материала, которое определяет его сопротивление току. Проводимость является обратной величиной резистивности и определяет, насколько легко ток может протекать через материал.

Как сопротивление зависит от длины проводника?

Сопротивление пропорционально длине проводника. То есть, чем длиннее проводник, тем выше его сопротивление.

Как сопротивление зависит от площади поперечного сечения проводника?

Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника. То есть, чем больше площадь, тем меньше сопротивление.

Как выглядит основная формула для сопротивления проводника?

Основная формула для сопротивления проводника: R = ρ * L / A, где R — сопротивление, ρ — резистивность, L — длина проводника, A — площадь поперечного сечения.

Что такое резистивность и проводимость?

Резистивность (ρ) — это коэффициент пропорциональности, который определяет сопротивление материала. Проводимость (σ) — это обратная величина резистивности и измеряется как σ = 1 / ρ.

Какие единицы измерения у резистивности и проводимости?

Единица измерения резистивности в системе СИ — Ом * м, а единица измерения проводимости — Сименс на метр (Сименс/м).

Как температура влияет на сопротивление проводника?

Сопротивление проводника зависит от температуры. В общем, сопротивление увеличивается с повышением температуры.

Какая формула описывает зависимость сопротивления от температуры?

Формула для зависимости сопротивления от температуры: R(T) = R₀(1 + α * ΔT), где R₀ — сопротивление при температуре 0°C, α — коэффициент температурного расширения, а ΔT — изменение температуры.

Что такое коэффициент температурного расширения сопротивления?

Коэффициент температурного расширения сопротивления (α) — это величина, которая описывает, как меняется сопротивление материала при изменении температуры.

Как выглядит график зависимости сопротивления от температуры?

График зависимости сопротивления от температуры обычно имеет прямолинейную форму, где сопротивление увеличивается с ростом температуры. Это аналогично линейному графику y = mx + c.