ОХМ: МЕРЕЊА ОТПОРА, ПРИМЕРИ И РЕШЕНА ВЕЖБА - ФИЗИЧКИ - 2025

Ома или ома је јединица за мерење електричног отпора припада Међународном систему јединица (СИ), широку примену у науци и инжењерству. Име је добио по немачком физичару Георгу Симону Охму (1789-1854).

Охм је био професор и истраживач на Универзитету у Минхену, а међу његовим многобројним доприносима електричној енергији и магнетизму је и дефиниција отпора кроз однос напона и струје кроз проводник.

Слика 1. Различити отпорници који чине део склопа. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Ова веза је позната као Охмов закон и обично се изражава као:

Р = ΔВ / И

Где Р представља електрични отпор, А је напон у волтима (В), а И струја у амперима (А), све у СИ јединицама.

Стога је 1 охм, који је такође грчки означен грчким словом Ω, једнак 1 В / А. То значи да ако подешавање напона од 1 В преко одређеног проводника проузрокује струју од 1 А, отпор тог проводника је 1 Ω.

Електрични отпор је врло чест елемент круга који се користи на више начина за правилно управљање струјом, било да је део интегрисаног круга или појединачно.

Мерење електричног отпора

Слика 5. Георг Симон Охм, назван по јединици за отпор, рођен је у Баварској 1789. године и дао је велики допринос електричној енергији, акустици и сметњама светлосних таласа. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Отпори се мере помоћу мултиметра, мерача који долази у аналогној и дигиталној верзији. Најосновније мјере директни напон и струју, али постоје софистициранији уређаји са додатним функцијама. Када се користе за мерење отпора, називају се охмметри или охмметри. Овај уређај је веома једноставан за употребу:

- Централни селектор се поставља у положај за мерење отпора, бирајући једну од вага идентификованих са Ω симболом, у случају да инструмент има више од једне.

- Отпор који се мери треба да се извади из кола. Ако то није могуће, напајање мора бити искључено.

- Отпор се поставља између врхова или сонди инструмента. Поларитет није важан.

- Вредност се чита директно на дигиталном екрану. Ако је инструмент аналоган, он има скалу означену симболом Ω који се чита с десна на лево.

На следећој слици (број 2) приказан је дигитални мултиметар и његове сонде или савети. Модел има јединствену скалу за мерење отпора, означену стрелицом.

Слика 2. Дигитални мултиметар. Извор: Пикабаи.

Вриједност комерцијалног електричног отпора често се изражава шифром појаса у боји са његове вањске стране. На пример, отпорници на слици 1 имају црвене, љубичасте, златне, жуте и сиве траке. Свака боја има нумеричко значење које указује на номиналну вредност, као што ће бити приказано у наставку.

Шифра боја за отпорнике

Следећа табела приказује шифре боја за отпорнике:

Табела 1.

Узимајући у обзир да је метална трака са десне стране, шифра се користи на следећи начин:

- Прве две боје са леве на десно дају вредност отпора.

- Трећа боја означава снагу 10 са којом се мора множити.

- И четврта означава толеранцију коју је утврдио произвођач.

Примери вредности отпорника

Као пример, прво погледајмо отпорник у првом плану, лево од слике 1. Редослед приказаних боја је: сива, црвена, црвена, златна. Запамтите да златни или сребрни појас морају бити на десној страни.

Сива представља 8, црвена 2, множитељ је црвена и једнака је 10 ² = 100 и на крају, толеранција је злато што симболизује 5%. Стога је отпор 82 к 100 Ω = 8200 Ω.

Будући да је толеранција од 5%, у охмима је еквивалентна: 8200 к (5/100) Ω = 410 Ω. Због тога је вредност отпора између: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω и 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Користећи шифру боје, имате номиналну или фабричку вредност отпора, али да би мерење било прецизније, морате да измерите отпор помоћу мултиметра, као што је раније објашњено.

Још један пример за следећу слику:

Слика 3. Употреба шифре боја у отпорнику Р. Извор: Викимедиа Цоммонс.

За отпор Р имамо следеће: црвена (= 2), љубичаста (= 7), зелена (помножено са 10 ⁵ ), тако да је отпорник Р на слици 27 к 10 ⁵ Ω. Трака толеранције је сребрна: 27 к 10 ⁵ к (10/100) Ω = 27 к 10 ⁴ Ω. Један од начина за изражавање горњег резултата, заокруживање 27 к 10 ⁴ до 30 к 10 ⁴ , је:

Најчешће кориштени префикси

Вриједности које електрични отпор може имати, а који су увијек позитивни, налазе се у веома широком распону. Из тог разлога, овласти 10 се широко користе да изразе своје вредности, као и префиксе. Ево најчешћих:

Табела 2.

Према овој нотацији, отпор у претходном примеру је: (2,7 ± 0,3) МΩ.

Отпор проводника

Отпори су израђени од различитих материјала и мерило је супротности коју проводник мора пролазити струјом, као што је познато, да се сви материјали не одвијају на исти начин. Чак и између материјала који се сматрају проводницима постоје разлике.

Отпор зависи од неколико карактеристика, а најважније су:

- Геометрија проводника: дужина и површина попречног пресека.

- Отпорност материјала: указује на противљење које материјал представља пролазу струје.

- Температура: отпори и отпор се повећавају с температуром, јер се унутрашњи поредак материјала смањује, а тиме и тренутни носачи ометају њихов пролазак.

За проводник са сталним пресеком, при датој температури отпор се даје:

Р = ρ (ℓ / А)

Где је ρ отпорност материјала на дотичној температури, која је експериментално одређена, ℓ је дужина проводника, а А површина попречног пресека.

Слика 4. Отпор водича. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Вежба решена

Пронађите отпор бакрене жице радијуса 0,32 мм и 15 цм, знајући да је отпорност бакра 1,7 × 10 ^-8 Ω.м.

Решење

С обзиром да се отпорност налази у јединицама Међународног система, најприкладније је изразити површину попречног пресека и дужину у овим јединицама, а затим заменити у формули претходног одељка:

Радијус = 0,32 мм = 0,32 × 10 ^-3 м

А = π (радијус ² ) = π (0,32 × 10 ^-3 м) ² = 3,22 к 10 ^-7 м ²

ℓ = 15 цм = 15 к 10 ^-2 м

Р = ρ (ℓ / А) = 1,7 × 10 ^-8 Ω.мк (15 к 10 ^-2 м / 3,22 к 10 ^-7 м ² ) = 7,9 × 10 ^-3 Ω = 7,9 м-охм.

Референце

1. Фигуероа, Д. (2005). Серија: Физика за науку и инжењерство. Том 5. Електростатика. Уредио Доуглас Фигуероа (УСБ).
2. Гианцоли, Д. 2006. Физика: принципи примјене. 6 ^-ог . Ед Прентице Халл.
3. Ресницк, Р. (1999). Физички. Том 2. ^трећи на шпанском. Цомпаниа редакција Цонтинентал СА де ЦВ
4. Сеарс, Земански. 2016. Универзитетска физика са савременом физиком. 14 ^-ог . Ед. Том 2.
5. Серваи, Р., Јеветт, Ј. (2018). Физика за науку и инжењерство. Свезак 1. 10 ^ма . Ед. Ценгаге Леарнинг.