در این فیلم آموزشی با مقاومت ویژه و عوامل موثر بر مقاومت الکتریکی آشنا خواهید شد.
عوامل موثر بر مقاومت الکتریکی
مقاومت الکتریکی یک جسم در دمای ثابت به طول، مساحت مقطع، و جنس آن بستگی دارد. در شکل زیر از سیمی به طول L و مقطع یکنواخت A، تحت اختلاف پتانسیل V، جریان I میگذرد.
این بستگی مقاومت به طول و مساحت مقطع جسم را می‌توان با شبیه‌سازیهای ساده‌ای نیز درک کرد. هرچه جسم بلندتر شود الکترونها هنگام عبور از آن برخوردهای بیشتری با اتم‌ها پیدا میکنند. بنابراین، مقاومت الکتریکی جسم بیشتر میشود. کوچکتر شدن سطح مقطع جسم را نیز می‌توان به کوچکتر شدن سطح مقطع لوله‌ای تشبیه کرد که در آن شاره‌ای در جریان است. کوچکتر شدن مقطع سبب کاهش عبور شاره میشود که به‌معنای افزایش مقاومت در برابر عبور شاره است.
اگر سطح مقطع جسم مانند سیم در تمام طول آن یکسان باشد، مقاومت آن از رابطه به‌دست می‌آید:
که در این رابطه طول رسانا (L) برحسب متر، مساحت مقطع جسم (A) برحسب متر مربع و مقاومت جسم (R) برحسب اهم (Ω) است، و بنابراین، کمیت ρ که به آن مقاومت ویژه گفته می شود برحسب اهم_متر میشود. در ادامه مقاومت ویژه را به شما توضیح خواهیم داد.
مقاومت در دمای ثابت به طول و مساحت مقطع آن و جنس ماده آن بستگی دارد.
مقاومت ویژه
مقاومت ویژه یک ماده به ساختار اتمی و دمای آن بستگی دارد. رساناهای الکتریکی خوب مقاومت ویژه بسیار کم و عایق‌های خوب مقاومت ویژه بسیار زیادی دارند. جدول زیر مقاومت ویژه برخی مواد را در دمای 20 درجه سلیسیوس نشان می دهد.
همانطور که در جدول مشاهده می کنید در بین مواد رسانا نقره و مس مقاومت الکتریکی بسیار پایینی دارند. به همین علت سیم های برق را از جنس مس می سازند تا به سادگی جریان الکتریکی از آن عبور کند. ضمنا موادی مانند پلاستیک که عایق هستند نیز مقاومت الکتریکی بسیار بالایی دارند و از آنها به عنوان روکش سیم استفاده می کنند. دسته‌ای از مواد نیز مانند ژرمانیم و سیلیسیم نیز وجود دارند که مقاومت ویژه آنها بین مقاومت ویژه رساناها و نارساناهاست. به این دسته از مواد، نیم‌رسانا می‌گویند.
مقاومت ویژه یک جسم به ساختار اتمی و دمای آن بستگی دارد.
مثال
برای آشنایی بیشتر با مسائل مربوط به عوامل موثر بر مقاومت الکتریکی و مقاومت ویژه به نمونه سوالی درباره آن توجه نمایید:
برای دوسیم رسانا با طول های L1 و L2= 3L1 و قطرهای d1 و d2=2d1 نمودار شکل زیر داده شده است. مقاومت ویژه سیم 2 چند برابر مقاومت ویژه سیم 1 است؟
1- 1/6
2- 2/3
3- 3/4
4- 8/3
پاسخ:
همانطور که در تصویر مشخص است به ازای یک شدت جریان یکسان V1=0/2 و V2=0/5 شده است. پس طبق رابطه مقاومت الکتریکی عمل می کنیم و جواب نهایی گزینه 3 می شود.
برای آشنایی بیشتر نمونه سوالات امتحانی و تست های کنکور عومل موثر بر مقاومت ویژه و مقاومت الکتریکی همراه با پاسخ حتما ویدئو آموزشی را به طور کامل مشاهده کنید.
سوالات متداول
مقاومت در دمای ثابت به طول و مساحت مقطع جسم و جنس آن جسم بستگی دارد.
مقاومت ویژه یک جسم نشان دهنده رسانایی یا عایق بودن یک جسم است که به ساختار اتمی و دمای آن بستگی دارد. رساناهای الکتریکی خوب مقاومت ویژه بسیار کم و عایق‌های خوب مقاومت ویژه بسیار زیادی دارند.
