úvod
Keď pripojíme na rovnaké napätie rôzne vodiče, prechádza nimi rôzny prúd. Niektoré prúd prepúšťajú ľahko, iné mu bránia viac. Táto vlastnosť sa volá elektrický odpor. Označujeme ho R a meriame v ohmoch (Ω). Čím väčší odpor, tým menší prúd pri rovnakom napätí.
teória
Prečo má vodič odpor
Elektróny, ktoré sa pohybujú kovom, narážajú do kmitajúcich častíc kovovej mriežky. Pri tom odovzdávajú energiu a vodič sa zohrieva. Preto sa pri prechode prúdu vodiče zohrievajú, niektoré až rozžeravia.
teória
Od čoho závisí odpor drôtu
- Dĺžka: dvakrát dlhší drôt má dvakrát väčší odpor.
- Prierez: dvakrát hrubší (s dvojnásobným prierezom) drôt má polovičný odpor.
- Materiál: meď a hliník majú malý odpor, nichróm a konštantán veľký. Vyjadruje to merný odpor ρ.
| materiál | merný odpor (Ω · mm²/m) | použitie |
|---|---|---|
| striebro | 0,016 | kontakty |
| meď | 0,0175 | káble a vodiče |
| hliník | 0,028 | vedenie vysokého napätia |
| železo | 0,10 | |
| konštantán | 0,5 | presné rezistory |
| nichróm | 1,1 | vykurovacie špirály |
vyskúšaj si
Drôt
Nastav drôt z materiálu konštantán s odporom 10 Ω.
0 / 0Ako sa zmení odpor drôtu, keď ho predĺžime na dvojnásobok?
0 / 0teória
Rezistory
Súčiastka so zámerne zvoleným odporom sa volá rezistor. V elektronike rezistory obmedzujú prúd, napríklad aby sa LED dióda nespálila. Vo varnej kanvici, žehličke či féne je rezistor z nichrómu, ktorý mení elektrickú energiu na teplo. Odpor sa dá merať ohmmetrom alebo vypočítať z napätia a prúdu, ako ukazuje lekcia Ohmov zákon.
Multimeter je jedno meradlo na napätie, prúd aj odpor. Otočným prepínačom zvolíš, čo meria. Odpor meria len na súčiastke, ktorá nie je pripojená k zdroju. V stavebnici ťa Pingo naučí multimeter používať.
súčiastky v stavebnici
Čo je čo
Hore značka, ktorou súčiastku kreslíš do schémy, pod ňou ako vyzerá naozaj. V stavebnici ich prepneš tlačidlom Schéma a Reálne.
- RezistorSúčiastka so stálym odporom v ohmoch (Ω). Obmedzuje prúd, napríklad aby sa nespálila LED.I = U / RKaždý rezistor znesie len určitý výkon. Pri väčšom sa prehreje a začne dymiť.
- Drôt z materiáluDrôt z vybraného materiálu. Dlhší a tenší drôt má väčší odpor, medený menší ako železný alebo z konštantánu.R = ρ · l / S
- Reálna žiarovkaSkutočná žiarovka: studené vlákno má malý odpor, rozžeravené oveľa väčší. Preto graf prúdu podľa napätia nie je priamka a pri zapnutí ide na chvíľu väčší prúd.
vyskúšaj si
Stavebnica: multimeter
Stavebnica sa načíta v prehliadači.
Zapamätaj si: dlhší a tenší drôt má väčší odpor, hrubší a kratší menší. Meď vedie výborne, preto sú z nej káble. Nichróm má veľký odpor a hreje.
Výpočet odporu a teplota
Odpor drôtu s dĺžkou l a prierezom S je
R = ρ · l : S
Merný odpor sa často udáva v Ω · mm²/m, aby sa dĺžka dosadila v metroch a prierez v mm². V základných jednotkách SI je to Ω · m, napríklad meď má 1,75 · 10⁻⁸ Ω · m.
Odpor kovov rastie s teplotou: pri vyššej teplote častice mriežky silnejšie kmitajú a elektróny do nich narážajú častejšie. Rozžeravené vlákno žiarovky má asi desaťkrát väčší odpor ako studené. Polovodiče a termistory sa naopak pri zohriatí stávajú vodivejšími. Niektoré látky pri veľmi nízkej teplote stratia odpor úplne, sú supravodivé.
rozšírenie Georg Simon Ohm
Nemecký učiteľ fyziky Georg Simon Ohm v roku 1827 opísal, ako prúd závisí od napätia a od dĺžky a hrúbky drôtu. Jeho práca sa spočiatku stretla s odmietaním, kritici ju považovali za príliš jednoduchú. Až neskôr sa ukázalo, že mal pravdu, a jednotka odporu nesie jeho meno.
teória
Časté chyby
- „Odpor závisí len od materiálu.“ Závisí aj od dĺžky a hrúbky drôtu.
- „Hrubší drôt má väčší odpor.“ Hrubší drôt má väčší prierez a menší odpor.
- „Odpor sa spotrebúva.“ Odpor je vlastnosť vodiča. Spotrebúva sa elektrická energia, ktorá sa mení na teplo.
- „Odpor sa nemení.“ Odpor kovov rastie s teplotou.
Ako presne súvisí prúd s napätím a odporom, ukazuje ďalšia lekcia Ohmov zákon.