Как найти удельное сопротивление на реостате

Для рассмотрения характеристик электрических параметров рассмотрим назначение приборов:

1. сила тока в цепи определяется амперметров, который подключается последовательно с соблюдением полярности;
2. напряжение на участке цепи измеряется вольтметром, который подключается параллельно к тому участку или прибору, на котором нужно узнать разность потенциалов или напряжения;
3. на деревянной изолирующей подставке — устройство, имеющее провода с различными значениями сопротивления;
4. значение тока можно регулировать реостатом.

Рис. (1). Цепь с возможностью выбора проводника

Определим физические параметры (величины), влияющие на значение сопротивления проводника.

Эксперимент (1). Физическая величина — длина (прямая пропорциональность).

Эксперимент (2). Физическая величина — площадь поперечного сечения (обратная пропорциональность).

Эксперимент (3). Материал проводника, физическая величина — удельное сопротивление проводника (прямая пропорциональность).

Примечание: «эксперимент» следует понимать как включение в электрическую цепь проводников с конкретными одинаковыми и различающимися физическими параметрами и сравнение значений сопротивлений данных проводников.

Впервые зависимость сопротивления проводника от вещества, из которого он изготовлен, и от длины проводника обнаружил немецкий физик Георг Ом. Он установил:

Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причём у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая. Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход её в другой сосуд по толстой трубке произойдёт гораздо быстрее, чем по тонкой, т.е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т.е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Удельное сопротивление проводника зависит от строения вещества. Электроны при движении внутри металлов взаимодействуют с атомами (ионами), находящимися в узлах кристаллической решётки. Чем выше температура вещества, тем сильнее колеблются атомы и тем больше удельное сопротивление проводников.

В таблице приведены значения удельного сопротивления некоторых веществ при (20) °С.

При проводке электрических цепей, например, в квартирах не используют серебро, т.к. это дорого. Зато используют медь и алюминий, так как эти вещества обладают малым удельным сопротивлением.
Порой необходимы приборы, сопротивление которых должно быть большим. В этом случаем необходимо использовать вещество или сплав с большим удельным сопротивлением. Например, нихром.

Полиэтилен, дерево, стекло и многие другие материалы отличаются очень большим удельным сопротивлением. Поэтому они не проводят электрический ток. Такие материалы называют диэлектриками или изоляторами.

Очень часто нам приходится изменять силу тока в цепи. Иногда мы ее увеличиваем, иногда уменьшаем. Водитель трамвая или троллейбуса изменяет силу тока в электродвигателе, тем самым увеличивая или уменьшая скорость транспорта. 

Реостат на рисунке состоит из провода с большим удельным сопротивлением (никелин, нихром), по которому передвигается подвижный контакт (C) по длине провода, плавно изменяя сопротивление реостата. Сопротивление такого реостата пропорционально длине провода между подвижным контактом (C) и неподвижным (A). Чем длиннее провод, тем больше сопротивление участка цепи и меньше сила тока. С помощью вольтметра и амперметра можно проследить эту зависимость.

Рис. (2). Реостат с подвижным контактом

На школьных лабораторных занятиях используют переменное сопротивление — ползунковый реостат.

Рис. (3). Ползунковый реостат

Он состоит из изолирующего керамического цилиндра, на который намотан провод с большим удельным сопротивлением. Витки проволоки должны быть изолированы друг от друга, поэтому либо проволоку обрабатывают графитом, либо оставляют на проволоке слой окалины. Сверху над проволочной обмоткой закреплен металлический стержень, по которому  перемещается ползунок. Контакты ползунка плотно прижаты в виткам и при движении изолирующий слой графиты или окалины стирается, и тогда электрический ток может проходить от витков проволоки к ползунку, через него подводиться к стержню, имеющему на конце зажим (1).

Для соединения реостата в цепь используют зажим (1) и зажим (2). Ток, поступая через зажим (2), идёт по никелиновой проволоке и через ползунок подаётся на зажим (1). Перемещая ползунок от (2) к (1), можно увеличивать длину провода, в котором течёт ток, а значит, и сопротивление реостата.

Как и любой электрический прибор, реостат имеет допустимое значение силы тока, свыше которого прибор может перегореть. Маркировка реостата содержит диапазон его сопротивления и максимальное допустимое значение силы тока.

Существуют реостаты, в которых переключатель подключается на проводники заданной длины и сопротивления: каждая спираль реостата имеет определённое сопротивление. Поэтому плавно изменять силу тока с помощью такого прибора не получится.

Рис. (4). Реостат с переключением

Физика. 8 класс. Барьяхтар

Этот учебник можно скачать в PDF формате на сайте тут.

§ 30. Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление вещества. Реостаты

Мы так привыкли к разным техническим устройствам, что часто даже не задумываемся над тем, как они работают. Например, каждый из вас увеличивал громкость звука радио или телевизора, наблюдал, как постепенно гаснет свет в кинозале, но задавались ли вы вопросом: как это происходит? Попробуем разобраться.

1. Выясняем, от чего зависит сопротивление проводника

Когда в металлическом проводнике идет ток, свободные электроны, двигаясь направленно, сталкиваются с ионами кристаллической решетки металла — проводник оказывает сопротивление электрическому току.

Сопротивление проводника зависит от его длины, площади поперечного сечения, а также от материала, из которого он изготовлен.

Сначала выясним, как сопротивление проводника зависит от его длины. Для этого соберем электрическую цепь (см. рис. 30.1), имеющую источник тока, ключ, резистор и нихромовую проволоку, натянутую на деревянную линейку с двумя клеммами. Длину участка провода, в которой течет ток, будем изменять с помощью ползунка — специального зажима, который можно легко передвигать вдоль проводника. Для измерения силы тока и напряжения подключим к цепи амперметр и вольтметр.

Рис. 30.1. Опыт, доказывающий, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине. На рисунке: 1 — клеммы; 2 — линейка; 3 — нихромовая проволока (проводник); 4 — ползунок

Проведя соответствующие исследования, убедимся, что при изменении длины проводника его сопротивление изменяется. Причем во сколько раз увеличивается (уменьшается) длина проводника, во столько же раз увеличивается (уменьшается) его сопротивление. Следовательно, сопротивление проводника прямо пропорционально его длине.

Чтобы узнать, как зависит сопротивление проводника от площади его поперечного сечения, используем несколько закрепленных на панели нихромовых проволок, равных по длине, но разных по площади поперечного сечения (рис. 30.2). Опыт покажет, что увеличение вдвое площади поперечного сечения проводника приводит к двукратному уменьшению его сопротивления, то есть сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения.

Рис. 30.2. Опыт, доказывающий, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения

Проведя опыты с проводниками, одинаковыми по длине и площади поперечного сечения, но изготовленными из разных материалов (например, меди, алюминия, нихрома), убедимся, что сопротивление проводника зависит от материала, из которого изготовлен проводник.

Подводя итоги опытов, можно записать формулу:

где R — сопротивление проводника; l — длина проводника; S — площадь поперечного сечения проводника; ρ — коэффициент пропорциональности, зависящий от вещества (материала), из которого изготовлен проводник. Этот коэффициент называют удельным сопротивлением вещества.

2. Даём определение удельного сопротивления вещества

Удельное сопротивление вещества — это физическая величина, которая характеризует электрические свойства данного вещества и численно равна сопротивлению изготовленного из него проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

Единица удельного сопротивления в СИ — ом-метр:

[ρ] = 1 Ом • м.

Удельные сопротивления определяют опытным путем и заносят в таблицы (см. табл. 7 Приложения). Значение удельного сопротивления существенно зависит от температуры вещества, поэтому в таблицах обязательно указывают температуру, при которой получены приведенные значения.

• Воспользовавшись данными табл. 7 Приложения, объясните, почему для изготовления электропроводки в помещениях обычно используют алюминий и медь, а не значительно более дешевую сталь. Почему резину, фарфор, эбонит используют в электротехнике как изоляторы?

3. Знакомимся с реостатами

На том факте, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, базируется принцип действия реостатов.

Реостат — это устройство с изменяемым сопротивлением, предназначенное для регулирования силы тока в электрической цепи.

С простейшим реостатом вы уже встречались, когда выясняли зависимость сопротивления проводника от его длины (см. рис. 30.1). Конечно, реостаты, которые применяют на практике, более удобны. Рассмотрим двухконтактный ползунковый реостат (рис. 30.3). Металлический провод (3) наматывают на керамический цилиндр (2) и таким образом уменьшают габариты реостата. Над обмоткой закрепляют металлический стержень (5), на котором размещают ползунок (4).

Рис. 30.3. Двухконтактный ползунковый реостат: а — общий вид: 1,6 — клеммы; 2 — керамический цилиндр; 3 — металлический провод (обмотка); 4 — ползунок; 5 — металлический стержень; 6 — условное обозначение на схемах

Реостат имеет две клеммы (два контакта), одна из которых (1) соединена с обмоткой, а другая (6) — со стержнем. Когда реостат присоединен к цепи, электрический ток проходит от одной клеммы к другой (сначала в витках обмотки к ползунку, а затем в стержне).

На практике кроме ползунковых используют и другие типы реостатов, например рычажные (секционные) реостаты (рис. 30.4). Сопротивление рычажных реостатов (в отличие от ползунковых) изменяется скачками, соответственно скачками изменяется и сила тока. Рычажные реостаты применяют для включения и выключения электродвигателей.

Рис. 30.4. Рычажный (секционный) реостат: а — общий вид; б — схема: 1 — металлический провод; 2 — рычаг; 3 — контакт. Стрелками указано направление тока

• Рассмотрите рис. 30.4, б и выясните, во сколько раз уменьшится сопротивление секционного реостата, если рычаг переключить с контакта А на контакт Б.

Каждый реостат рассчитан на определенное напряжение. Максимальное сопротивление реостата и наибольшее возможное напряжение на нем указаны в специальной таблице на корпусе устройства. Обмотки реостатов обычно изготовляют из металлов (сплавов) с высоким удельным сопротивлением (константан, манганин, нихром, фехраль).

4. Учимся решать задачи

Задача 1. Медный провод имеет длину 10 м и площадь поперечного сечения 0,5 мм². Вычислите силу тока в этом проводе, если напряжение на его концах равно 34 мВ.

Анализ физической проблемы. Силу тока можно определить по закону Ома, а для этого необходимо вычислить сопротивление проводника. Для этого воспользуемся формулой для расчета сопротивления. Удельное сопротивление меди найдем в соответствующей таблице.

Задача 2. На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из источника тока, электрической лампы и реостата. Как изменится сила тока в лампе, если ползунок реостата передвинуть вправо?

Подводим итоги

Контрольные вопросы

1. Докажите, что проводник оказывает сопротивление электрическому току. 2. Как доказать, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине? 3. Зависит ли сопротивление проводника от площади его поперечного сечения? Если зависит, то как? 4. По какой формуле вычисляют сопротивление проводника? 5. Что такое удельное сопротивление вещества? 6. Что такое реостат? 7. Какие типы реостатов вы знаете? Чем они отличаются друг от друга? 8. Опишите устройство и принцип действия ползункового реостата.

Упражнение № 30

1. На рис. 1 изображены проводники, имеющие одинаковую площадь поперечного сечения, но изготовленные из разных веществ (железа, меди, свинца). Определите, из какого вещества изготовлен каждый проводник, если известно, что их сопротивления одинаковы.

Рис. 1

2. Вычислите сопротивление медного провода длиной 2 м, если площадь его поперечного сечения равна 6,8 мм².

3. Как изменятся сопротивление реостата и сила тока в цепи (рис. 2), если ползунок реостата передвинуть вправо?

Рис. 2

4. Какой длины должен быть нихромовый провод с площадью поперечного сечения 0,2 мм², чтобы при напряжении на его концах 4,4 В сила тока в нем была 0,4 А?

5. Провод, имеющий сопротивление 25 Ом, разрезали пополам и половины свили. Как и во сколько раз изменилось сопротивление провода? Поясните свой ответ.

6. Напряжение на концах алюминиевого провода длиной 100 м равно 7 В. Определите массу провода, если сила тока в нем 10 А.

7. По рис. 3 опишите принцип действия штепсельного реостата.

Рис. 3. Штепсельный реостат (магазин сопротивлений): 1 — зажимы; 2 — медная пластина; 3 — штепсель; 4 — спираль

Экспериментальное задание

Изготовьте из стального провода резистор, имеющий сопротивление 0,2 Ом. Опишите свои действия. Не забудьте указать диаметр и длину использованного провода.



Сопротивление проводника. Удельное сопротивление вещества

Мы уже знаем, что сила тока обратно пропорциональна сопротивлению проводника, а сопротивление зависит от геометрических размеров и материала проводника. Рассмотрим подробнее, как зависит сопротивление от длины проводника и площади его поперечного сечения.

Это легко объяснить, если вспомнить, что электроны при прохождении через проводник сталкиваются с положительными ионами в узлах кристаллической решетки. Чем больше площадь поперечного сечения, тем больше электронов смогут пройти через это сечение в единицу времени. Таким образом, чем больше площадь поперечного сечения проводника S, тем меньше его сопротивление.

---

---

Для определения зависимости сопротивления проводника от его длины воспользуемся резистором В. В верхней части резистора расположен ползунок, который позволяет изменять длину той части проводника, по которой протекает ток.
 

Изменяя длину рабочей части резистора, можно убедиться, что при увеличении ее длины сила тока в цепи уменьшается и наоборот: при уменьшении длины рабочей части проводника сила тока растет. Значит, сопротивление проводника увеличивается вместе с увеличением его длины. Зависимость сопротивления проводника от его длины применяется в таких приборах, как реостаты, для регулирования силы тока в цепи.

---

---

Физическая величина, учитывающая проводимость вещества, из которого изготовлен проводник, называется удельное сопротивление проводника ρ.

---

---

Исходя из определения удельного сопротивления проводника становится ясно, что для расчета сопротивления всего проводника R необходимо удельное сопротивление умножить на его длину l и разделить на площадь поперечного сечения S:
 

R=ρlS,
 

где R [Ом] – сопротивление проводника;
ρ [Ом ∙ мм²/м] – удельное сопротивление проводника;
l [м] – длина проводника;

S [мм²] – площадь поперечного сечения проводника.

Обратите внимание, что удельное сопротивление в связи с малыми значениями площади поперечного сечения проводников S удобно рассчитывать на площадь, измеряемую в мм². При решении задач значение площади S обязательно должно быть выражено в квадратных миллиметрах. В системе СИ размерность удельного сопротивления будет равна Ом ∙ м, поэтому при использовании табличных значений или при решении задач внимательно следите за размерностью удельного сопротивления.
 

В таблице 1 приведены значения удельных сопротивлений некоторых веществ.
 

Таблица 1. Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ при нормальных условиях

Вещество	ρ, Ом ∙ мм2/м	Вещество	ρ, Ом ∙ мм2/м
Серебро	0,016	Манганин	0,44
Медь	0,017	Константан	0,5
Золото	0,024	Ртуть	0,96
Алюминий	0,028	Нихром	1,1
Вольфрам	0,055	Фехраль	1,3
Железо	0,1	Фарфор	1012
Свинец	0,21	Никелин	0,43

Примеры решения задач

---

---

---

---

---

Итоги

• 
  Удельное сопротивление проводника ρ
  – это сопротивление проводника, имеющего длину 1 метр и площадь поперечного сечения 1 мм²;
• Сопротивление проводника прямо пропорционально удельному электрического сопротивлению и длине проводника, но обратно пропорционально площади его поперечного сечения: R=ρlS.

---

---

---

---

«Электрическое сопротивление.
Удельное электрическое сопротивление»

---

---

Собрав электрическую цепь, состоящую из источника тока, резистора, амперметра, вольтметра, ключа, можно показать, что сила тока (I), протекающего через резистор, прямо пропорциональна напряжению (U) на его концах: I — U. Отношение напряжения к силе тока U/I — есть величина постоянная.

Следовательно, существует физическая величина, характеризующая свойства проводника (резистора), по которому течёт электрический ток. Эту величину называют электрическим сопротивлением проводника, или просто сопротивлением. Обозначается сопротивление буквой R.

Электрическое сопротивление (R) – это физическая величина, равную отношению напряжения (U) на концах проводника к силе тока (I) в нём. R = U/I. Единица измерения сопротивления – Ом (1 Ом).

Один Ом — сопротивление такого проводника, в котором сила тока равна 1А при напряжении на его концах 1В: 1 Ом = 1 В / 1 А.

Причина того, что проводник обладает сопротивлением, заключается в том, что направленному движению электрических зарядов в нём препятствуют ионы кристаллической решетки, совершающие беспорядочное движение. Соответственно, скорость направленного движения зарядов уменьшается.

Резистор — это пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления, предназначенный для линейного преобразования силы тока в напряжение и напряжения в силу тока, ограничения тока, поглощения электрической энергии и др.  Происхождение названия идет от латинского «resisto», что дословно на русском языке означает «сопротивляюсь». Резистор – это самая распространенная деталь в электронике. Он гасит лишнее напряжение, ограничивает ток, изменяет и фильтрует сигналы. Резисторы применяются везде, от процессоров, где их миллионы, до энергетических систем, где их размеры с напольный шкаф.

ГЛАВНЫЙ ВЫВОД: Сопротивление проводника напрямую зависит от его длины и материала,  но обратным образом зависит от площади поперечного сечения проводника. Чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление. Чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Удельное элeктричeскоe сопротивление

Электрическое сопротивление (R) прямо пропорционально длине проводника (l), обратно пропорционально площади его поперечного сечения (S) и зависит от материала проводника. Эта зависимость выражается формулой: R = p*l/S, где р — это величина, характеризующая материал, из которого сделан проводник. Она называется удельным сопротивлением проводника, её значение равно сопротивлению проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

Удельное электрическое сопротивление — физическая величина ρ, характеризующая свойство материала оказывать сопротивление прохождению электрического тока. Единицей удельного сопротивления проводника служит: [р] = 1 0м • 1 м² / 1 м. Часто площадь поперечного сечения измеряют в мм², поэтому в справочниках значения удельного сопротивления проводника приводятся как в Ом • м (единица СИ) так и в Ом • мм² / м.

Таблица удельного электрического сопротивления некоторых веществ при 20 °С.

Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро (0,015 Ом • мм² / м). Серебро — лучший проводник, но стоимость серебра исключает возможность его массового применения. После серебра в таблице идет медь (0,0175 Ом • мм² / м). Химически чистая, полученная путем рафинирования, медь нашла себе повсеместное применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Широко применяют также в качестве проводников алюминий (0,028 Ом • мм² / м) и железо (0,1 Ом • мм² / м).

Порой необходимы приборы, сопротивление которых должно быть наоборот — большим. В этом случаем необходимо использовать вещество или сплав с большим удельным сопротивлением. Например, нихром (1,05 — 1,4 Ом • мм² / м). При изготовлении резистора на его корпус в один или два слоя наматывается тонкая проволока, сделанная из никелина, нихрома, константана или других сплавов с высоким удельным электрическим сопротивлением.

Полиэтилен, дерево, стекло и многие другие материалы отличаются очень большим удельным сопротивлением. Настолько большим, что они не проводят электрический ток. Такие материалы называют диэлектриками или изоляторами.

Реостат

Иногда приходится изменять силу тока в цепи, увеличивая её или уменьшая. Например, водитель трамвая или троллейбуса изменяет силу тока в электродвигателе, тем самым увеличивая или уменьшая скорость транспорта.

Изменяя длину проводника, а следовательно его сопротивление, можно регулировать силу тока в цепи. Прибор, с помощью которого это можно сделать, называется реостатом. Он бывает ползунковым или рычажным.

Реостат — это резистор, значение сопротивления которого можно менять. Как и любой электрический прибор, реостат имеет допустимое значение силы тока, свыше которого прибор может перегореть.

Дополнительный материал для углубленного изучения:
Электротехнические расчетные формулы

---

Конспект урока по физике в 8 классе «Электрическое сoпрoтивление. Удельное электрическое сопротивление». Выберите дальнейшее действие:

• Смотреть ЗАДАЧИ на сопротивление проводников с решениями
• Перейти к следующему конспекту: «Закон Ома. Соединение проводников»
• Вернуться к Списку конспектов по физике для 7-11 классов
• Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по физике
• Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по физике

Муниципальное
бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя
общеобразовательная школа № 2 п.г.т. Актюбинский»

Азнакаевского
муниципального района Республики Татарстан

Тема
проекта:

«Определение
материала провода  реостата»

Исследовательский
 проект по физике

Выполнили:
Хусаинова И., Синица П.

                                                                            ученицы
8А класса. МБОУ

                                                                  «СОШ
№2 п.г.т. Актюбинский»

                                Руководитель
проекта:  Хисматова  М.С., учитель физики                          

                                               
Азнакаево, 2015 год

Содержание

1.Введение

   1.1.Актуальность

2. Теоретическая часть

3.Практическая часть

4.Вывод

Список литературы

1.Введение

1.1.Актуальность

       На практике часто бывает необходимо регулировать силу тока
в цепи. Водитель трамвая или троллейбуса, трогая машину с места, должен
постепенно увеличивать силу тока в электродвигателе, иначе получится сильный
рывок. Свет в зале театра или кинотеатре гаснет постепенно. Изменяют силу тока
в динамике радиоприемника, регулируя громкость. Скорость вращения вала
электродвигателя швейной машины также изменяется при изменении силы тока. Для
уменьшения или увеличения силы тока служат приборы называемые реостатами. Простейшим
реостатом может служить простая проволока с очень большим удельным
сопротивлением.

      При помощи подвижного контакта можно уменьшать или
увеличивать длину включенного в цепь участка проволоки, тем самым, изменяя
сопротивление цепи, а значит и силу тока в ней. Устройство для регулирования и
ограничения силы тока в электрической цепи называют реостатом.

      
При замыкании электрической цепи, на зажимах которой имеется разность
потенциалов, возникает электрический ток. Свободные электроны под влиянием
электрических сил поля перемещаются вдоль проводника. В своем движении
электроны наталкиваются на атомы проводника и отдают им запас своей
кинетической энергии. Скорость движения электронов непрерывно изменяется: при
столкновении электронов с атомами, молекулами и другими электронами она
уменьшается, потом под действием электрического поля увеличивается и снова
уменьшается при новом столкновении. В результате этого в проводнике
устанавливается равномерное движение потока электронов со скоростью нескольких
долей сантиметра в секунду. Следовательно, электроны, проходя по проводнику,
всегда встречают с его стороны сопротивление своему движению. При прохождении
электрического тока через проводник последний нагревается.

Предмет исследования:
провод реостата.

Цель работы: вычислить
удельное сопротивление провода реостата, определить название металла.

Проблема: определить
материал, из которого сделан провод реостата косвенным путем.

Оборудование: 
реостат, линейка, иголка, микрометр.

Задачи:

1.     Подсчитать
количество витков провода.

2.     Узнать
диаметр провода реостата.

3.     Узнать
длину одного витка провода.

4.     Найти
длину всего провода.

5.     Рассчитать
площадь поперечного сечения.

6.     Найти
удельное сопротивление провода.

2.Теоретическая
часть

       Электрическим
сопротивлением проводника,  которое обозначается латинской буквой r ,
называется свойство тела или среды  , превращать электрическую энергию в
тепловую при прохождении по нему электрического тока.

На схемах электрическое
сопротивление обозначается так, как показано на рисунке 1, а.

Рисунок 1. Условное обозначение электрического сопротивления

Переменное
электрическое сопротивление, служащее для изменения тока в цепи, называется реостатом.
На схемах реостаты обозначаются как показано на рисунке 1, б. В общем
виде реостат изготовляется из проволоки того или иного сопротивления,
намотанной на изолирующем основании. Ползунок или рычаг реостата ставится в
определенное положение, в результате чего в цепь вводится нужное сопротивление.

Длинный проводник
малого поперечного сечения создает току большое сопротивление. Короткие
проводники большого поперечного сечения оказывают току малое сопротивление.

Если взять два проводника из разного материала, но одинаковой
длины и сечения, то проводники будут проводить ток по-разному. Это показывает,
что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника.

Температура проводника также оказывает влияние на его
сопротивление. С повышением температуры сопротивление металлов увеличивается, а
сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Только некоторые специальные
металлические сплавы (манганин, константан, никелин и другие) с увеличением
температуры своего сопротивления почти не меняют.

Итак, мы видим, что электрическое сопротивление проводника зависит
от: 1) длины проводника, 2) поперечного сечения проводника, 3) материала
проводника, 4) температуры проводника.

За единицу сопротивления принят один Ом. Ом часто обозначается
греческой прописной буквой Ω (омега).

При сравнении сопротивления проводников из различных материалов
необходимо брать для каждого образца определенную длину и сечение. Тогда мы
сможем судить о том, какой материал лучше или хуже проводит электрический ток.

Удельное электрическое
сопротивление

Сопротивление в омах
проводника длиной 1 м, сечением 1 мм² называется удельным сопротивлением и
обозначается греческой буквой ρ (ро).

В таблице 1 даны
удельные сопротивления некоторых проводников.

Таблица
1

Удельные сопротивления
различных проводников.

Материал проводника	Удельное сопротивление ρв
Серебро Медь Алюминий Вольфрам Железо Свинец Никелин (сплав меди, никеля и цинка)	0,016 0,0175 0,03 0,05 0,13 0,2 0,42

3.Практическая
 часть

Нам дан реостат
сопротивлением 6(Ом) . Воспользуемся формулой:

L — длина  намотки
провода(м)         

удельное
сопротивление

S — площадь поперечного сечения

R – Cопротивление
проводника  (Ом)

                                                  
3.1.Ход
работы:

•      Считаем
количество витков.

•      Линейкой
измеряем длину намотки провода.

•      Используя  количество витков и длину 
намотки провода, находим диаметр провода по формуле:

L-длина намотки провода (91.5мм)

N-количество
витков(126 шт.)

d-диаметр провода(мм)

•      Измеряем
микрометром диаметр наружной намотки реостата(D).

D=19 мм

           Диаметр одного витка
провода.
r—   радиус
толщины провода.
d—  диаметр
провода .
D— диаметр
наружной намотки реостата.

•      Теперь
находим длину одного витка провода по формуле:

C – длина одного
витка провода(мм)

         диаметр одного витка
провода(мм)

r —  радиус одного витка провода(мм)

        число
пи(3.14)

•      А сейчас найдем длину всего провода,
умножив количество витков на длину одного витка:

L —длина
всего провода(м)

 С  —   длина одного витка
провода(мм)

N —количество витков

•      Находим
площадь поперечного сечения    по формуле:       

S — площадь поперечного сечения
(      )

R — радиус провода(мм)

•     
Теперь вычисляем удельное сопротивление и узнаем ,

из
какого материала сделан провод реостата по формуле:

         удельное
сопротивление

          
сопротивление реостата(Ом) 

           площадь поперечного
сечения(         )

           длина проводника(м)

4.Вывод:

       
Определен металл из которого сделан провод реостата. В ходе работы мы смогли
определить диаметр провода и длину одного витка провода, по формулам рассчитали
длину провода, площадь поперечного сечения и  его удельное сопротивление, а
также узнали, что провод нашего школьного реостата изготовлен из никелина. В работе применялся косвенный метод
измерений. Стало ясно, что проведение измерений было невозможно без прочных
математических знаний.

Cписок
литературы:

1.Физика 8 класс.Перышкин А.В. Москва.Дрофа,
2008 г.

2.Азбука физики. Горбушин Ш.А. Ижевск.
«Удмуртия».1992 г.

3.Учимся радиоэлектронике. Головин
П.П.Ульяновск. РИЦ «Реклама».1999 г.

4. http://festival.1september.ru/articles/551939/

5.http://www.eti.su/articles/visokovoltnaya-tehnika/visokovoltnaya-tehnika_633.html