재료마다 저항이 다른 이유

전선을 통해 흐르는 전류의 양은 전선 양단의 전압에 정비례합니다. 이것은 와이어 끝의 전압이 클수록 해당 와이어의 전류가 더 크다는 것을 의미합니다. 그러나 다른 재료로 만들어진 다른 전선의 동일한 전압의 경우 전류가 달라집니다. 즉, 다른 전선의 전압이 같은 방식으로 증가하면 다른 전선에서 다른 방식으로 전류 강도의 증가가 발생하며 이는 특정 전선의 특성에 따라 다릅니다.

각 와이어에 대해 적용된 전압에 대한 전류 값의 의존성은 개별적이며 이러한 의존성을 호출합니다. 도체 R의 전기 저항… 일반적인 형태의 저항은 공식 R = U / I, 즉 해당 도체에서 해당 전압에서 발생하는 전류량에 대한 도체에 적용된 전압의 비율로 찾을 수 있습니다.

주어진 전압에서 와이어의 전류 값이 클수록 저항이 낮아지고 주어진 전류를 생성하기 위해 와이어에 적용되어야 하는 전압이 높을수록 와이어의 저항이 커집니다.

저항을 찾는 공식에서 전류 I = U / R을 표현할 수 있습니다. 이 표현을 옴의 법칙… 그것으로부터 전선의 저항이 클수록 전류가 작아지는 것을 알 수 있습니다.

저항은 말하자면 전류의 흐름을 막고 전압(와이어의 전기장)이 더 큰 전류를 생성하는 것을 방지합니다. 따라서 저항은 특정 도체의 특성을 나타내며 도체에 적용된 전압에 의존하지 않습니다. 더 높은 전압이 인가되면 전류는 더 높아지지만 비율 U/I, 즉 저항 R은 변하지 않습니다.

실제로 전선의 저항은 전선의 길이, 단면적, 전선의 재질 및 현재 온도에 따라 달라집니다. 도체의 물질은 소위 값을 통해 전기 저항과 관련이 있습니다. 저항.

저항은 전도체의 재료를 특징 짓는 것으로, 주어진 물질로 만들어진 전도체가 단면적이 1m2이고 길이가 1m인 경우 저항이 얼마나 되는지를 보여줍니다. 서로 다른 물질로 구성된 길이 1m, 단면적 1m2의 전선은 서로 다른 전기 저항을 갖습니다.

결론은 모든 물질에 대한 것입니다(보통 궤조, 와이어는 종종 금속으로 만들어지기 때문에) 자체 원자 및 분자 구조를 가지고 있습니다. 금속에 관해서는 결정 격자의 구조와 자유 전자의 수에 대해 이야기할 수 있으며 금속마다 다릅니다. 주어진 물질의 비저항이 낮을수록 그것으로 만들어진 도체가 전류를 더 잘 전도합니다. 즉, 전자를 더 잘 통과시킵니다.

은, 구리 및 알루미늄은 저항률이 낮습니다. 철과 텅스텐은 합금은 말할 것도 없고 훨씬 더 크며, 그 중 일부의 저항은 순수 금속보다 수백 배 더 큽니다. 와이어의 자유 전하 캐리어 농도는 유전체보다 훨씬 높기 때문에 와이어의 저항이 항상 더 높습니다.

위에서 언급한 바와 같이 모든 물질이 전류를 전도하는 능력은 전류 운반체(전하 운반체)의 존재와 관련이 있습니다. 주어진 물질에서 먼 거리를 이동한다는 것은 그러한 입자 또는 준입자가 주어진 물질 내에서 임의로 큰 거리, 적어도 거시적인 거리를 이동할 수 있어야 한다는 것을 의미한다고 간단히 말할 수 있습니다.

전류 밀도가 높을수록 자유 전하 캐리어의 농도가 높아지고 평균 이동 속도가 빨라지므로 주어진 특정 환경에서 전류 캐리어 유형에 따라 달라지는 이동도도 중요합니다. 전하 캐리어의 이동성이 클수록 이 매질의 저항은 낮아집니다.

와이어가 길수록 전기 저항이 더 높습니다. 결국 와이어가 길수록 전류를 형성하는 전자의 경로에서 결정 격자에서 더 많은 이온이 만납니다. 그리고 이것은 전자가 도중에 만나는 장애물이 많을수록 속도가 느려지므로 감소한다는 것을 의미합니다. 현재 규모.

단면적이 큰 전도체는 전자가 좁은 튜브가 아니라 넓은 경로로 움직이는 것처럼 전자에 더 많은 자유를 줍니다. 전자는 결정 격자의 노드와 거의 충돌하지 않기 때문에 더 넓은 조건에서 더 쉽게 이동하여 전류를 형성합니다. 이것이 두꺼운 와이어가 전기 저항이 적은 이유입니다.

결과적으로 도체의 저항은 도체의 길이, 도체를 구성하는 물질의 비저항에 정비례하고 단면적에 반비례합니다. 궁극적인 저항 공식에는 이 세 가지 매개변수가 포함됩니다.

그러나 위 공식에는 온도가 없습니다. 한편, 도체의 저항은 온도에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 사실 물질 저항의 기준 값은 일반적으로 + 20 ° C의 온도에서 측정됩니다. 따라서 여기에서는 여전히 온도가 고려됩니다. 다양한 물질 온도에 대한 저항 참조 표가 있습니다.

금속은 온도가 증가함에 따라 저항이 증가하는 특징이 있습니다.

이는 온도가 상승함에 따라 결정 격자의 이온이 점점 더 진동하기 시작하고 전자의 이동을 점점 더 방해하기 때문입니다.그러나 전해질에서 이온은 전하를 전달하므로 전해질의 온도가 상승함에 따라 이온의 해리가 가속화되고 더 빨리 움직이기 때문에 반대로 저항이 감소합니다.

반도체 및 유전체에서 전기 저항은 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이는 대부분의 전하 캐리어의 농도가 온도가 증가함에 따라 증가하기 때문입니다. 온도의 함수로서 전기 저항의 변화를 설명하는 값을 호출합니다. 저항의 온도 계수.