Наибольшее сопротивление электрическому току оказывают: Наибольшее сопротивление электрическому току оказывают

Наибольшее сопротивление электрическому току оказывают

§ 10.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Тело человека, являясь проводником электрического тока, обладает вместе с тем электрическим сопротивлением, однако значение этого сопротивления различно у разных людей. Так, при сухой чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека колеблется от 3000 до 100 000 Ом и более, причем основную часть сопротивления создает кожа человека, тогда как ткани тела обладают весьма малым сопротивлением (300—500 Ом). На сопротивление кожи сильное влияние оказывает ее состояние: наличие царапин, трещин, ссадин. Увлажнение кожи водой или потом, загрязнение кожи (особенно металлической или угольной пылью) сильно снижают сопротивление. На сопротивление кожи сильно влияют площадь контактов и особенно место их прикосновения. Весьма малым сопротивлением обладают участки кожи лица, шеи, рук выше локтя, тыльной стороны кистей рук, подмышечные впадины человека. Сопротивление кожи ладоней и подошв из-за ее загрубелости и мозолистости значительно выше. Сопротивление кожи падает и при длительном прохождении через нее тока, так как ток вызывает нагревание кожи, а это в свою очередь приводит к расширению сосудов, усилению кровообращения и потоотделению. Сопротивление кожи также уменьшается и при повышении напряжения. Например, при напряжениях 50—200 В наступает электрический пробой нечувствительного поверхностного слоя кожи — рогового слоя.

© 2019 Научная библиотека

Копирование информации со страницы разрешается только с указанием ссылки на данный сайт

Тема: какое электрическое сопротивление имеет человеческое тело.

Человеческое тело, как и любое другое тело живого организма, имеет свойство проводить через себя электрический ток. Разные живые ткани в организме имеют различную проводимость (сопротивление). К примеру — кожа, жировая ткань, кости – имеют большое сопротивление, а кровь, мышечная масса и особенно головной и спинной мозг – малое. Кожа имеет большое удельное электрическое сопротивление, что впоследствии и определяет фактическое сопротивление человеческого тела.

Кожа человека, как известно, имеет два слоя:

1» наружный слой кожи (также ещё называется эпидермис) состоит из несколько слоёв, самый верхний из которых называется роговым и представляет собой множество рядов отмерших и ороговевших клеток. В чистом и сухом виде этот слой можно характеризовать как диэлектрик (он имеет очень большое электрическое сопротивление). Следующий слой эпидермиса (носит название — ростковый) гораздо тоньше рогового и имеет значительно большую электрическую проводимость (меньшее сопротивление).

2» внутренний слой кожи (называется дерма) представляет собой живую ткань. Данный слой дермы имеет малое электрическое сопротивление.

Электрическое сопротивление обычного человека при условии, что кожа у него чистая, сухая и неповреждённая (измеренное напряжением 15-20 Вольт) лежит в пределах 3 — 100 кОм (1кОм = 1000 Ом), в некоторых случаях и более. Сопротивление тела человека, а именно проводимость между двух электродов, которые касаются поверхности кожи, можно рассматривать как 3 сопротивления включённых последовательно: наружные слои (эпидермиса) представляют собой первое сопротивление, и внутренние слои является вторым и третьим сопротивлением, включающим в себя сопротивления внутреннего слоя кожи и сопротивление внутренних тканей.

Наружное сопротивление человека обладает не только активным сопротивлением, а ещё и ёмкостным, поскольку в самом месте контактирования электродов с человеческим телом образовывается некое подобие конденсатора, в роле обкладок которого являются сами электроды и ткани тела человека, хорошо проводящие электрический ток, что находятся под наружным слоем кожи, ну, а диэлектриком (изолятором между обкладками) в данном случае будет выступать наружный слой кожи (эпидермис).

Ёмкостная составляющая, присутствующая в сопротивлении человека обуславливает влияние, как рода электрического тока, так и его частоты на общую величину сопротивления тела. При частоте 10 — 20 кГц и свыше можно утверждать, что поверхностный слой кожи почти полностью утрачивает своё сопротивление, и общее сопротивление человека в данном случае будет состоять лишь из внутреннего сопротивления тела (сопротивление дермы и внутренних тканей).

Общее состояние кожи в значительной мере оказывает влияние на величину электрического сопротивления человека. При повреждении рогового слоя кожи (царапины, порезы, ссадины и т.д.) происходит снижение сопротивления человека до величины, приближенного к значению внутреннего сопротивления, а это, естественно, повышает опасность поражения электрическим током. Подобное влияние может оказываться и в случае увлажнения кожи водой или потом.

При электрическом переменном токе промышленной частоты (50 герц) берут во внимание только активное сопротивление человека (его тела) и соотносят его с величиной равной 1 кОм. В действительности данное электрическое сопротивление есть величина непостоянная, что имеет нелинейную характеристику и зависит от дополнительных условий, в том числе от параметров электрической цепи, состояния кожи, состояния окружающей среды, физиологии человека и т.д.

Так как сопротивление кожи у одного и того же человека может быть неодинаковое в разных местах и частях тела, то, естественно, на его сопротивление сильно будет влиять конкретное место прикосновения электрических контактов, а также их общая площадь. Величина электрического тока и длительность воздействия на тело оказывают прямое влияние на полное сопротивление человека: с увеличением значения тока и времени его прохождения, сопротивление будет понижаться, потому что происходит местный нагрев участков кожи, а это, само собой, ведёт к расширению сосудов, тем самым усиливая снабжение данного участка тела кровью, увеличения его потоотделение. Увеличение напряжения, воздействующее на тело человека, вызывает понижение сопротивления кожи в 10-ки раз, следовательно, и общее сопротивление человека, снижается до предела 300 — 500 Ом. А это опасно.

Электрическое сопротивление тела человека — это сопротивление току, проходящему по участку тела между двумя электродами, приложенными к поверхности тела человека. Оно складывается из сопротивления наружного слоя кожи и внутреннего сопротивления рук и корпуса.

Рисунок 1 — Электрическая схема человека

— напряжение, приложенное к обоим рукам;

— наружное сопротивление рук;

— емкостное сопротивление рук;

— внутренние сопротивление (из внутреннего сопротивления рук и корпуса).

Тело человека является проводником электрического тока. Разные ткани проводят электрический ток по-разному. Наибольшее сопротивление току оказывает кожа, тогда как ткани тела обладают довольно малым сопротивлением 300-500 Ом.

Кожа состоит из двух основных слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы. Верхний слой кожи роговой (самый толстый) можно рассматривать как диэлектрик. Его удельное сопротивление в 1000 раз превышает сопротивление других слоев кожи и внутренних тканей организма.

У разных людей сопротивление тела различно. При сухой, чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека колеблется от 3000 до 100000 Ом и более.

Очень малым сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук выше локтя, тыльной стороны кистей рук, подмышечные впадины человека.

Расчетное сопротивление человека принято считать 1000 Ом.

Состояние кожи сильно влияет на значение электрического сопротивления тела человека. Так, поврежденный роговой слой имеет наименьшее сопротивление. Порезы, царапины и другие микротравмы могут снизить сопротивление до величины, близкой к величине внутреннего сопротивления, поэтому увеличивается опасность поражения человека электрическим током. Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом, а также загрязнение токоведущей пылью и грязью.

Основные факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

1 величина тока

2. величина напряжения

3. род и частота тока

4. путь тока (путь замыкания)

5. время действия (длительность воздействия)

6. сопротивление человека (индивидуальные свойства человека, физиологическое и психологическое состояние).

7. окружающая среда;

Путь тока и длительность воздействия электрического тока являются самыми основными факторами, влияющими на исход поражения электрическим током.

Влияние величины тока на исход поражения электрическим током

Сила или величина электрического тока, проходящего через тело человека, воздействует следующим образом:

Ощутимый ток (0,6-1 1,5 мА) вызывает слабый зуд и легкое покалывание, он не опасен для жизни, но при длительном воздействии отрицательно скрывается на здоровье человека.

Неотпускающий ток (10- 15мА) вызывает сильною боль, судороги усиливаются, пострадавший не может разжать руку, в которой находится токоведущая часть.

Ток в 25-50 мА действует не только на мышцы рук, но и на мышцы туловища, длительное воздействие такого тока может привести к прекращению дыхания и даже к смерти.

Фибрилляционный ток (100 мА и более). Такой ток очень опасен: через 1-2 секунды после начала его действия, начинаются частые сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилляция), прекращается движение крови в сосудах и наступает смерть. Если действие тока кратковременно и не вызывает повреждение сердца, то после отключения тока сердце самостоятельно возобновляет нормальную деятельность, а для восстановления дыхания требуется немедленная помощь (искусственное дыхание).

Влияние рода тока и частоты на исход поражения электрическим током При невысоких напряжениях (до 100 В) постоянный ток примерно в 3-4 раза менее опасен, чем переменный частотой до 50 Гц. При напряжениях 400-500В опасность их сравнивается, а при более высоких напряжениях постоянный ток даже опаснее переменного. С увеличением частоты тока до 50Гц опасность поражения несколько увеличивается, а при частоте свыше 50 Гц опасность поражения уменьшается. Токи высокой частоты 450-500 Гц сохраняют опасность ожогов.

При повышении частоты переменного тока (начиная с 1000-2000 Гц) опасность электрического тока снижается. При частоте 450-500 Гц опасность исчезает (это объясняется поверхностным эффектом — ток высокой частоты проходит по нечувствительной поверхности кожи).

Постоянный ток в 4-5 раз безопаснее переменного при напряжениях до 250-300 В.

При более высоких напряжениях постоянный ток опаснее переменного.

Влияние пути тока в теле человека на исход поражения электрическим током

При прикосновении человека к токоведущим частям путь тока может быть различным. Всего существует 18 вариантов путей замыкания тока через человека.

Если на пути тока оказываются жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг, то опасность тяжелого исхода весьма велика. Если ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть рефлекторным, т.е. через центральную нервную систему. Благодаря этому вероятность тяжелого исхода резко уменьшается, поскольку путь тока зависит от того, каким участком тела пострадавший прикасается к токоведущим частям. Его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление на разных участках тела различное.

В теле человека наиболее частые пути тока: рука-рука, правая рука — ноги, левая рука — ноги, нога-нога, голова — ноги.

Наиболее опасен продольный путь тока через тело человека: рука-нога, голова-нога.

Менее опасен поперечный — рука-рука, нога-нога.

Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения

Чем продолжительнее действие тока на организм, тем выше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань возрастает значение этого тока (за счет уменьшения сопротивления тела). Накапливаются отрицательные последствия воздействия тока на организм, и резко возрастает совпадения момента прохождения тока через сердце с уязвимой для него фазой сердечного цикла (фибрилляция сердца).

Влияние внешней среды на механизм поражения электрическим током

Присутствие в воздухе в помещениях ряда производств химически активных, токсичных газов, попадающих в организм человека, снижает электрическое сопротивление тела человека.

Во влажных и сырых помещениях происходит увлажнение кожи. Влага, попадая на кожу, растворяет находящиеся на ней минеральные вещества, жирные_: кислоты, делая кожу электропроводящей.

При работе в помещениях с высокой температурой окружающей среды на теле человека происходит усиленное потоотделение. Пот хороший проводник электрического тока. Работа в таких условиях повышает воздействие электрического тока на организм человека. В ряде случаев имеет место загрязнения кожи различными веществами, хорошо проводящими электрический ток.

В отдельных производственных помещениях возникает шум и вибрации, отрицательно действующие на организм человека: повышается кровяное давление, нарушается режим дыхания. Эти факторы, а также недостаток освещения вызывают замедление психической реакции, понижает внимание и приводит к авариям, несчастным случаям и электротравмам.

Влияние индивидуальных свойств человека на исход поражения электрическим током

Установлено, что здоровые и физически крепкие люди переносят электрические удар легче, чем больные и слабые.

Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, легких, неврозами.

Поэтому правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок предусматривается отбор по состоянию здоровья персонала.

Электрическое сопротивление тела человека.

Тело человека является проводником электрического тока. При этом разные ткани тела по-разному проводятток: одни лучше, другие хуже. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, удельное объемное сопротивление которой достигает 3—20 тыс. Ом-м. Другие ткани, в том числе мышечная и жировая, спинной и головной мозг, а также кровь имеют по сравнению с кожей весьма малое сопротивление. В результате сопротивление тела человека определяется главный образом сопротивлением кожи.

Строение кожи весьма сложно. Кожа состоит из двух основных слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы (рис. 5).

Наружный слой

кожи — эпидермис в свою очередь имеет несколько слоев, из которых верхний самый толстый называется роговым.

Роговой слой состоит из многих рядов омертвевших ороговевших клеток; он лишен кровеносных сосудов и нервов и является поэтому слоем неживой ткани. На разных участках тела роговой слой имеет толщину от0,05 до 0,2 мм; на ладонях и подошвах, утолщаясь онможет образовывать мозоли, т. е. иметь значительнуютолщину.

Роговой слой обладает относительно высокой механи­ческой прочностью, плохо проводит тепло и электричест­во и служит как бы защитной оболочкой, покрывающей все тело человека. В сухом и незагрязненном состоянии роговой слой можно рассматривать как диэлектрик: его удельное объемное сопротивление достигает 10⁵—10^б Ом-м, т. е. в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи и внутренних тканей организма.

Другие слои эпидермиса, лежащие под роговым слоем и образованные в основном из живых клеток, можно условно объединить в один так называемый ростковый слой.

В основании росткового слоя непрерывно происходит деление и развитие новых живых клеток, а вверху —ороговение и отмирание клеток, которые при этом изменяют свою форму, уплотняются, пропитываются особым белковым веществом и становятся клетками рогового слоя, восполняя постоянно слущивающиеся с поверхности кожи мертвые клетки.

Электрическое сопротивление росткового слоя благодаря наличию в нем отмирающих и находящихся в стадии ороговения клеток может в несколько раз превышать сопротивление нижнего слоя кожи и внутренних тканей организма, хотя по сравнению с сопротивлением рогового слоя оно невелико.

 Рис. 5. Строение кожи человека (в разрезе).

а — наружный слой кожи — эпидермис; б – внутренний слой кожи — дерма; 1 – роговой слой; 2 – ростковый слой; 3 – подкожная жировая клетчатка; 4 – потовые железы; 5- сальные железы; 6 – волос; 7 – кровеносные сосуды; 8 – чувствительные нервные окончания. 

Внутренний слой кожи — дерма состоит из прочных волокон, переплетающихся между собой и образующих густую сеть, которая и служит основой всей кожи. Между этими волокнами находятся кровеносные сосуды, нервы и корни волос. Здесь же расположены потовые и сальные железы, выводные протоки которых выходят на поверхность кожи, пронизывая эпидермис. Электрическое сопротивление дермы незначительно: оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя.

Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже, измеренное при напряжении до 15—20 В, колеблется в пределах примерно от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более. Если на участках кожи, где прикладываются электроды, соскоблить роговой слой, сопротивление тела упадет до 1000—5000 Ом, а при удалении всего верхнего слоя кожи (эпидермиса) — до 500—700 Ом. Если же под электродами полностью удалить кожу, то будет измерено сопротивление внутренних тканей тела, которое составит всего лишь 300—500 Ом.

Сопротивление тела человека, т. е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, можно условно считать состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений: двух одинаковых сопротивлений наружного слоя кожи, т.е. эпидермиса (которые в совокупности составляют так называемое наружное сопротивление тела человека), и одного, называемого внутренним сопротивлением тела, которое включает в себя два сопротивления внутреннего слоя кожи, т. е. дермы и сопротивление внутренних тканей тела (рис. 6, а).

  Рис 6 К определению сопротивления тела человека. а — схема измерения сопротивления, б — эквивалентная схема сопротивления тела человека, в — упрощенная эквивалентная схема; 1 — электроды, 2 — наружный слой кожи — эпидермис (роговой и рост­ковый слои), 3 — внутренние ткани тела (включая нижний слой кожи — дерму), R_H — активное сопротивление наружного слоя кожи, С_н — емкость образовавшегося конденсатора R_B — внутреннее сопротивление тела R_h — активное сопротивление тела, С_h — емкость тела.

Наружное сопротивление тела состоит из двух параллельно включенных сопротивлений активного R_u и емкостного х_с , которое обусловлено тем, что в месте прикосновения токоведущих частей(электродов) к телу человека образуются как бы конденсаторы с некоторой емкостью С_н (рис. 7,6). Обкладками каждого из этих конденсаторов являются токоведущая часть и хорошо проводящие ток ткани тела человека, лежащие под наружным слоем кожи, а диэлектриком, разделяющим обкладки, — этот слой (эпидермис).

Внутреннее сопротивление тела считается чисто активным R_B. Его величина зависит от длины и поперечного сечения участка тела, по которому проходит ток, и составляет примерно 500—700 Ом.

Эквивалентные схемы сопротивления тела человека показаны на рис. 6, б и в.

В практике обычно пренебрегают емкостью С_h, которая, как правило, незначительна,  и  считают сопротивление тела человека чисто активным и неизменным, равным R_h= 1000 Ом.В действительных условиях сопротивление тела человека не является постоянной величиной; оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологические факторов, состояния окружающей среды и др.

Состояние кожи сильно влияет на величину сопротивления тела человека. Так, повреждение рогового слоя, в том числе порезы, царапины, ссадины и другие микротравмы, могут снизить сопротивление тела до значения, близкого к значению его внутреннего сопротивления, т. е до 500—700 Ом, что безусловно увеличивает опасность поражения человека током.

Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой или за счет пота. Влага, как правило, не проникает в глубь кожи, поскольку здоровая, неповрежденная кожа непроницаема для жидкости. Однако, заполняя углубления на коже и пространства между отслаивающимися чешуйками эпидермиса, влага создает токопроводящие мостики на отдельных участках кожи  и повышает тем самым ее проводимость. При длительном увлажнении наружный слой кожи разрыхляется, насыщается влагой и продуктами потовыделения, в результате чего сопротивление его почти полностью утрачивается.

      Таким образом, работа с электроустановками сырыми руками или в условиях, вызывающих увлажнение   каких-либо  участков  кожи,  а   также  при  повышенной температуре воздуха или при других условиях, вызывающих усиленное потовыделение, усугубляет опасность поражения человека током.

      Загрязнение кожи различными веществами и в особенности хорошо проводящими электрический ток (металлическая или угольная пыль, окалина и т. п.) сопровождается  снижением  ее сопротивления.

Таким образом, токарь по металлу, шахтер и лица других специальностей, у которых руки загрязняются токопроводящей пылью и грязью, подвержены большей опасности поражения током.

На сопротивление тела оказывает влияние площадь контактов, а также место их приложения, так как у одного и того же человека сопротивление кожи неодинаково на разных участках тела.

Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней и в особенности на стороне, обращенной к туловищу, подмышечных впадин, тыльной стороны ладоней и др.

Загрубевшая, мозолистая кожа ладоней и подошв, несмотря на наличие в этих местах большого количества потовых желез, имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела. В частности, сопротивление кожи ладони обычно в 2—3 раза и более превышает сопротивление кожи ее тыльной стороны и в 20—50 раз сопротивление кожи лица.

Естественно, чем меньше сопротивление кожи, а следовательно, тела в целом, тем больший ток проходит через человека и тем опаснее исход поражения его током. Данное обстоятельство нередко приходится учитывать в практической деятельности. Например, при работе под напряжением на воздушной линии 127—380 В (по исправлению уличного освещения, замене перегоревшего предохранителя на вводе в дом и т. п. ), кроме обычных защитных средств — диэлектрических перчаток, инструмента с изолированными рукоятками и т. п., необходимо надевать изолирующий шлем или обычный головной убор, поскольку случайное прикосновение головой к проводам приводит к тяжелым последствиям. Рукава спецодежды должны быть опущены и по возможности застегнуты у запястья.

Значение тока и длительность его прохождения через тело человека оказывают непосредственное влияние на сопротивление тела: с увеличением тока и времени его прохождения сопротивление падает, поскольку при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее сосудов, а следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

С ростом напряжения, приложенного к телу человека, происходит уменьшение в десятки раз сопротивления кожи, а следовательно, и сопротивления тела в целом, которое приближается к сопротивлению внутренних тканей тела, т.е. к своему наименьшему значению 300—500 Ом Это можно объяснить электрическим пробоем рогового слоя кожи, который происходит при напряжении 50—200 В, увеличением тока, проходящего через кожу (за счет повышения приложенного напряжения), и др.

Сопротивление человека зависит также от рода и частоты тока. При постоянном токе, т. е. при f = 0, полное сопротивление тела Zh оказывается равным активному сопротивлению Rn. При переменном токе z_h меньше R_h. С увеличением частоты переменного тока z_h будет уменьшаться. При 2500—5000 Гц Zh ненамного отличается от внутреннего сопротивления R_B, а при 10—20 кГц и больше можно считать, что наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току и, следовательно, z_h = R_e.

Объяснение урока: Электрическое сопротивление | Nagwa

В этом объяснении мы узнаем, что такое электрическое сопротивление и как оно влияет на поток заряда в цепи.

Электрическое сопротивление, которое мы часто называем просто «сопротивлением», представляет собой сопротивление потоку заряда. Электрический сопротивление компонента или объекта описывает, насколько трудно электронам течь через него.

Чтобы проиллюстрировать, что такое электрическое сопротивление, давайте представим, что у нас есть два одинаковых металлических стержня, но один из них сделан из меди. а другой сделан из железа. Каждый стержень соединен с идентичной ячейкой, как показано на диаграмме ниже, причем каждая ячейка создавая разность потенциалов 1 В на каждом стержне.

В этом сценарии мы на самом деле обнаруживаем, что в железном стержне протекает гораздо меньший ток, хотя каждый стержень имеет одинаковую разность потенциалов между его концами. Кажется, что электронам труднее двигаться по железному стержню чем медный стержень. Мы можем описать это поведение, сказав, что железный стержень имеет электрическое сопротивление в раз выше, чем в раз. чем медный стержень.

Когда заряд проходит через объект с сопротивлением, электрическая энергия рассеивается в виде тепловой энергии. Вот почему очень большие токи могут привести к нагреву проводов и компонентов.

Электрическое сопротивление измеряется в омах. Были представлены с символом Ω, который является греческой заглавной буквой «омега». Когда мы пишем уравнения в физике, мы обозначаем сопротивление символом 𝑅. Так, например, если объект имел сопротивление 5 Ом, мы могли написать 𝑅=5,Ом что означает «сопротивление равно 5 Ом».

Сопротивление куска твердого материала (например, куска металла или проволоки) частично зависит от его формы и частично от свойств материала, из которого она изготовлена.

Давайте рассмотрим медный стержень из нашего предыдущего примера. Если сравнить это с медным стержнем большего диаметра, как на следующем рисунке, мы обнаружим, что стержень большего диаметра имеет меньшее сопротивление. Итак, в этих цепях мы находим, что стержень большего диаметра имеет больший ток, чем более узкий стержень.

Если сравнить исходный медный стержень с медным стержнем того же диаметра, но большей длины, как на следующем рисунке, мы обнаружили бы, что более длинный стержень имеет большее сопротивление. Таким образом, в этих схемах мы обнаружим, что более длинный стержень имеет меньший ток в нем, чем более короткий стержень.

Пример 1: Сравнение электрических сопротивлений проводов разной длины

Любой провод имеет некоторое сопротивление. Имеются два одинаковых провода неравной длины. Какой из следующие предложения верны?

1. Провод большей длины имеет большее сопротивление.
2. Провод большей длины имеет меньшее сопротивление.
3. Оба провода будут иметь одинаковое сопротивление.

Ответ

В этом вопросе нас просят сравнить сопротивления двух проводов разной длины, но в остальном идентичны. Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно знать, что сопротивление куска материала определяется отчасти своей формой. Поскольку провод по существу представляет собой длинный тонкий кусок металла, это означает, что сопротивление провода влияет на его форму.

Электрическое сопротивление является мерой сопротивления току. Итак, давайте рассмотрим, что произошло бы, если бы у нас был ток в каждом проводе.

Вопрос указывает на то, что любой провод будет иметь некоторое сопротивление, поэтому электроны в каждом проводе будут испытывают противодействие их движению, когда они движутся по проводам. Поскольку электрон, проходящий через длинное провод должен будет пройти через больше провода , чем электрон, протекающий через короткий провод, это означает, что более длинный провода имеют большее сопротивление чем короткие провода. Итак, правильный ответ на наш вопрос – вариант А: провод большая длина имеет большее сопротивление.

Электрическое сопротивление играет важную роль в цепях. Когда мы разрабатываем схемы, мы используем сопротивление для управления потоком. заряда. Мы делаем это с помощью компонентов, называемых резисторами . Резисторы — это просто компоненты, которые имеют электрические сопротивления — никакой другой функции они не выполняют.

Когда мы рисуем электрические схемы, мы изображаем резисторы в виде зигзага:

На приведенной ниже схеме показан резистор, соединенный в цепь с ячейкой.

Все объекты, включая электрические компоненты, имеют сопротивление. Это означает, что многие компоненты эффективно действуют одинаково. как резисторы в цепи. Лампочка с сопротивлением 5 Ом, например, действует точно так же, как резистор с сопротивлением 5 Ом. Разница в том, просто лампочка тоже излучает свет!

Мы можем измерить сопротивление компонента с помощью устройства, называемого омметром. На приведенной ниже схеме показано, как работает омметр. подключен к резистору для измерения его сопротивления.

Существует специальный тип резистора, известный как переменный резистор . Сопротивление переменного резистора можно менять, часто поворачивая ручку или используя ползунок. Обозначение цепи переменного резистора такое же, как обозначение резистора. но с диагональной стрелкой через него, как показано ниже.

Пример 2. Определение переменных резисторов на принципиальной схеме

На приведенной ниже схеме показана электрическая цепь. Сколько переменных резисторов в цепи?

Ответ

В этом вопросе нам дали принципиальную схему, и нам нужно определить, сколько переменных резисторов она содержит. Как мы видим, эта диаграмма довольно сложная и содержит множество различных компонентов, некоторые из которых мы могли бы не знать. видел раньше!

Однако, чтобы ответить на этот вопрос, нам просто нужно знать, что символ переменного резистора выглядит так:

Глядя на принципиальную схему в вопросе, мы видим, что этот символ встречается в трех местах.

Итак, в заключение принципиальная схема содержит три переменных резистора .

Хотя все объекты обладают сопротивлением, некоторые электрические компоненты имеют такое маленькое сопротивление, что мы можем считать их сопротивление равно нулю, когда мы имеем дело с цепями. Два общих примера включают проводов и ячеек . Даже хотя мы знаем, что эти компоненты и имеют сопротивление в реальной жизни, мы почти всегда предполагаем, что эти компоненты иметь нулевое сопротивление, когда мы анализируем схемы. Это значительно упрощает работу!

На практике величина тока в компоненте определяется двумя вещами: разностью потенциалов на компоненте и сопротивлением компонента.

Увеличение напряжения и увеличение сопротивления оказывают противоположное влияние на ток. Увеличение разности потенциалов через компонент увеличит ток. Но увеличение сопротивления компонента будет препятствовать потоку заряда и, следовательно, уменьшить ток.

Ток, разность потенциалов и сопротивление — три очень важных понятия в электричестве. Единицы, которые мы используем для каждого этих величин (ампер, вольт, и Ом) сбалансированы так, что разность потенциалов 1 В на компоненте с сопротивлением 1 Ом будет производить ток точно 1 А.

Пример 3. Определение сопротивления компонента по разности тока и потенциала

На приведенной ниже схеме показана электрическая цепь, состоящая из элемента и лампочки. Если разность потенциалов на лампочке 1 вольт, а ток через лампочку 1 ампер, какое сопротивление лампочки?

Ответ

На принципиальной схеме мы видим лампочку, подключенную к ячейке. В цепи к ячейке прикладывается разность потенциалов. лампочка, которая заставляет заряд течь через нее. Это, в свою очередь, приводит к тому, что лампочка загорается.

Скорость прохождения заряда через лампочку, то есть ток, определяется двумя факторами: потенциалом разница между лампочкой и сопротивлением лампочки. Разность потенциалов на лампочке описывает, как жесткие электроны «проталкиваются» через лампочку, а сопротивление лампочки описывает, насколько лампочка сопротивляется этому движение электронов.

Единицы измерения тока, разности потенциалов и сопротивления «сбалансированы» таким образом, чтобы разница в 1 В на компоненте с сопротивлением 1 Ом будет производить ток точно 1 A. Поскольку нам сказали, что лампочка в вопросе имеет потенциал разница в 1 вольт на нем и ток через него 1 ампер, значит его сопротивление должно быть ровно 1 Ом.

Ключевые моменты

• Электрическое сопротивление (или просто «сопротивление») — это сопротивление потоку заряда. Электрическое сопротивление измеряется в Ом, представленный символом Ом. В уравнениях мы обозначаем сопротивление символом 𝑅.
• Резисторы представляют собой компоненты с электрическим сопротивлением. Следующий символ используется для обозначения резистора в цепи диаграмма.
• Переменные резисторы представляют собой особый тип резисторов, сопротивление которых можно изменять. Следующий символ используется для представить переменный резистор на принципиальной схеме.
• Все объекты имеют сопротивление. Однако, чтобы упростить анализ цепи, мы обычно предполагаем, что провода и ячейки в схемы не имеют сопротивления. Применение разности потенциалов 1 В на компоненте с сопротивлением 1 Ом будет производить ток ровно 1 А внутри компонента.

Наибольшее и наименьшее сопротивление и токовые характеристики параллельных и последовательных цепей

спросил 8 лет, 4 месяца назад

Изменено 1 год, 9 месяцев назад

Просмотрено 16 тысяч раз

$\begingroup$

Цепь какого типа будет иметь большее сопротивление? Какой тип будет иметь больший ток? и почему?

В моей книге говорится, что параллельное соединение имеет большее сопротивление, чем ток, так как параллельное соединение, если думать, что трубы водяного насоса имеют большее сопротивление во время потока воды.

Вопреки моей книге, если я составлю числа, чтобы решить, какое из них имеет большее сопротивление, я обнаружу, что серия имеет большее сопротивление.

Эквивалентное сопротивление резистора 2 Ом, включенного последовательно, больше, чем у 2 резисторов по 2 Ом, включенных параллельно. I

• электрические цепи
• электрические сопротивления

$\endgroup$

8

$\begingroup$

Во-первых, если ты собираешься говорить об электрическом токе, напряжении и сопротивлении, нарисуй настоящие схемы, а не глупые штуки с трубами и насосами. Этот сайт посвящен физике. За сантехникой зайдите на сайт благоустройства дома.

В противном случае это очень простое применение закона Ома. Два сопротивления последовательно добавят. Параллельно их токи складываются. Пунктирная рамка выглядит как сопротивление R1+R2 внешнему миру:

Теперь рассмотрим эту схему:

Какое сопротивление оказывает коробка внешнему миру?

Помните, что сопротивление представляет собой ЭДС сверхтока, или в общепринятых единицах Ом = Вольт/Ампер. Вы можете решить эту проблему, если сможете выяснить, какой ток потребляет коробка при определенном напряжении. Обратите внимание, что ток через каждый резистор можно определить независимо от другого, поскольку V1 прикладывается к каждому резистору напрямую. Как я уже говорил, в параллельной конфигурации токи добавляются. Если R1 и R2 имеют одинаковое сопротивление, то общий ток будет вдвое больше, чем у каждого резистора, что означает, что общее сопротивление будет вдвое меньше, чем у каждого резистора.

Теперь для более общего случая: каково будет общее сопротивление, если два сопротивления не равны? Здесь вам должно хватить, чтобы вывести уравнение для результирующего сопротивления при параллельном соединении двух произвольных резисторов.

Для дополнительной оценки, каково сопротивление произвольного количества резисторов, соединенных параллельно?

$\endgroup$

$\begingroup$

Параллельное соединение имеет больший ток, поскольку I и R обратно пропорциональны, а последовательное соединение имеет большее эквивалентное сопротивление, поэтому параллельное соединение имеет больший ток.

$\endgroup$

$\begingroup$

Это очень простое применение закона Ома. Два сопротивления последовательно добавят. Параллельно их токи складываются. Пунктирная рамка выглядит как сопротивление внешнему миру $R_1+R_2$:

Теперь рассмотрим эту схему:

Какое сопротивление оказывает коробка внешнему миру?

Помните, что сопротивление представляет собой ЭДС сверхтока, или в общепринятых единицах Ом = Вольт/Ампер. Вы можете решить эту проблему, если сможете выяснить, какой ток потребляет коробка при определенном напряжении. Обратите внимание, что ток через каждый резистор может быть определен независимо от другого, так как $V_1$ применяется непосредственно к каждому резистору. Как я уже говорил, в параллельной конфигурации токи добавляются. Если $R_1$ и $R_2$ имеют одинаковое сопротивление, то общий ток будет вдвое больше, чем у каждого резистора, что означает, что общее сопротивление будет вдвое меньше, чем у каждого резистора.