ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

СОПРОТИВЛЕНИЕ

Сила тока в проводнике зависит не только от напря­жения электрического поля в нём. Она зависит ещё от самого проводника: от его формы, размеров, от того, из какого материала он сделан. При одном и том же напря­жении поля токи в разных проводниках будут различ­ными.

Возьмём кусок медной проволоки длиной в 100 метров с поперечным сечением в 4 квадратных миллиметра. Со­здадим на концах её напряжение в один вольт. Амперметр покажет в этом случае силу тока в 2,2 ампера.

При том же напряжении, в таком же куске желе з - н о й проволоки ток будет равен только 0,44 ампера, а в такой же проволоке, но сделанной из нихрома (сплав никеля, железа и хрома) — всего лишь 0,03 ам­пера.

Медь, железо и нихром обладают различным элек­трическим сопротивлением. Сопротивление меди мало, железа — больше, а нихрома — очень велико.

Сопротивление зависит не только от материала про­водника, но и от формы и размеров его. У толстой прово­локи сопротивление меньше, чем у тонкой, у длинной —
больше, чем у короткой. Чтобы понять, почему это так, надо выяснить, чем вызвано сопротивление проводников электрическому току. Об этом мы расскажем дальше.

За единицу сопротивления принято сопротивление та­кого проводника, в котором напряжение в один вольт создаёт ток в один ампер. Такое сопротивление назы­вается один ом.

Итак, сила тока в проводнике зависит от напряжения поля на концах его и от со­противления проводника. Чем больше напря­жение, тем больше сила тока. Чем больше сопротивление, тем сила тока меньше.

Чтобы узнать, какова сила тока, надо разделить на­пряжение, созданное полем на концах проводника, на со­противление этого проводника.

На практике силу тока обычно не вычисляют, а изме­ряют амперметром. Напряжение тоже измеряют. А зная напряжение и силу тока, не трудно уже вычислить со­противление проводника.

Так как

Напряжение сила тока=-

Сопротивление * напряжение

Сопротивление

Г с и латок а

На зажимах дугового фонаря, изображённого на рис. 12, создано напряжение в 55 вольт. Через дугу идёт ток в 5 ампер. Значит, сопротивление горящей дуги равно

55 ,, —=11 ом.

О

Электрическим сопротивлением обладают не только металлы, но и все другие тела.

Особенно велико сопротивление изоляторов (кварц, резина, стекло, фарфор и др.). Если бы в изоляторах аб­солютно не было свободных зарядов (электронов, ионов), то сопротивление их было бы бесконечным. Самое высо­кое напряжение не вызывало бы в изоляторах тока.

На самом деле таких идеальных изоляторов не суще­ствует. В любом изоляторе имеется небольшое число ото­рвавшихся от своих мест электронов и ионов. Поэтому и в изоляторах при наложении поля возникает ток.

3 Э. и. Адировнч

Токи в изоляторах так малы, что даже при высоких напряжениях их удаётся обнаружить лишь с помощью специальных, очень чувствительных приборов. Число сво­бодных зарядов в изоляторах ничтожно — гораздо мень­ше, чем в полупроводниках, и несравненно меньше, чем в металлах. Поэтому сопротивление реальных изоляторов хотя и не бесконечно, но колоссально велико.

Вырежем из полистирола — одного из лучших совре­менных искусственно изготовленных изоляторов — пла­стинку сечением в 1 квадратный сантиметр и толщиной в 1 миллиметр. Сопротивление этой пластинки — 10 000 000 000 000 000 ом. Чтобы обладать таким же со­противлением, провод из меди того же сечения должен был бы иметь в длину свыше 10 000 000 000 000 000 кило­метров. Его хватило бы на сто миллионов линий протя­жённостью от Земли до Солнца.

Этот пример показывает, как различна у разных ве­ществ способность проводить электрический ток.

В современной электротехнике находят своё примене­ние и металлы, и изоляторы, и полупроводники. Металлы используются как проводники тока. Но для нормальной передачи электроэнергии недостаточно связать электро­станцию и потребителя металлическим проводом. Надо ещё закрыть для тока обходные пути. Иначе ток пойдёт через опорные столбы электрических линий, через землю, через металлические корпуса генераторов, электродвига­телей и т. д. Чтобы этого избежать, электрическую цепь необходимо изолировать. Для этого-то и используются изоляторы.

На полупроводники раньше смотрели как на плохие изоляторы. Поэтому ими вообще не пользовались. Сейчас в электротехнике и радиотехнике полупроводники приме­няются очень широко. Они позволяют выпрямлять и уси­ливать электрические токи, а также превращать тепло и свет в электрическую энергию.