Що таке електричний опір і чому за однакової напруги через різні провідники може проходити різний струм? ⚡ Розбираємо фізичну природу опору, одиницю вимірювання Ом і простий зв’язок між напругою, струмом та опором.
Ми вже знаємо: якщо у провіднику виникає електричне поле, воно діє на вільні електрони, і в їхньому хаотичному русі з’являється напрямлена складова — виникає електричний струм. Але тоді постає цікаве запитання. Чому, якщо прикласти однакову напругу до різних провідників, через них може проходити зовсім різний струм? Причина — в електричному опорі.
Електрони в металі не рухаються крізь абсолютно порожній простір. Вони перебувають усередині кристалічної ґратки металу й під час руху зазнають розсіювання через коливання ґратки, її дефекти та домішки. Електричне поле намагається надати їхньому руху певного напрямку, але ці взаємодії постійно порушують напрямлений рух. Саме тому електрони не можуть безперешкодно прискорюватися під дією електричного поля.
Різні провідники обмежують напрямлений рух зарядів по-різному. Чим сильніше провідник перешкоджає такому руху під дією прикладеної напруги, тим більший його електричний опір. А отже, за однакової напруги через провідник із більшим опором проходитиме менший струм. Позначають електричний опір літерою R, а вимірюють в омах — Ом.
Для звичайного омічного провідника опір можна визначити, поділивши напругу на силу струму:
R = U / I
Один ом — це такий опір, за якого напруга 1 вольт створює струм 1 ампер:
1 Ом = 1 В / 1 А
Подивімося на простий приклад. Якщо до провідника опором 10 Ом прикласти напругу 10 В, через нього проходитиме струм 1 А. Якщо ж за тієї самої напруги 10 В опір становитиме вже 100 Ом, сила струму буде лише 0,1 А. Напруга залишилася тією самою, але збільшення опору в десять разів зменшило струм також у десять разів.
Отже, електричний опір характеризує, наскільки сильно провідник обмежує напрямлений рух зарядів під дією прикладеної напруги. Чим більший опір — тим менший струм створює та сама напруга. Але від чого залежить сам опір? Виявляється, не лише від матеріалу. Навіть два мідні дроти можуть мати зовсім різний електричний опір.
Додаткову інформацію дивись на сторінці “Світ електрики“.