Elektromos Ellenállás: Az elektromos feszültség és áramerősség hányadosa

Elektromos ellenállásnak (pontosabban egyenáramú ellenállásnak, röviden ellenállásnak) nevezzük az elektromos vezető két pontjára kapcsolt feszültség és a vezetőn áthaladó áram erősségének a hányadosaként értelmezett fizikai mennyiséget.

Jele a latin resistentia (=ellenállás) szó alapján R.

    , ahol a feszültség, az áramerősség.

Az ellenállás magyarázata

Az elektromos vezetőkben szabad töltéshordozók (elektronok, protonok, ionok stb.) vannak, amelyek a vezetőn belül rendezetlen hőmozgást végeznek. Ha a vezetőre feszültséget kapcsolunk, akkor a feszültség polaritása és a töltéshordozók töltésének előjele által meghatározott irányú rendezett mozgás jön létre. Az áramló töltéshordozók gyorsuló mozgást végeznek, és időnként kölcsönhatásba lépnek a vezető anyagát alkotó részecskékkel. A külső tér által végzett munka révén a gyorsuló töltéshordozók energiára tesznek szert. Ez az energia a kölcsönhatás során a vezető belső energiáját növeli, aminek ezzel együtt többnyire a hőmérséklete is növekszik. A töltéshordozók mozgását, azaz az elektromos áramot a vezető tehát kisebb-nagyobb mértékben akadályozza. A vezető ezen akadályozó tulajdonságát jellemezzük az egyenáramú ellenállással. Fentiekből érthetően az ellenállás függ a hőmérséklettől.

Váltóáramú hálózatokban az ellenállás szerepét a komplex impedancia (röviden impedancia) veszi át.

Az ellenállás mértékegysége

Az ellenállás SI-mértékegysége az ohm, jele: Ω. Nevét Georg Simon Ohm német fizikusról kapta.

Az ellenállás definíciójából adódóan:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség .

Az ohm az SI-alapegységekkel kifejezve:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség .

Az ellenállás gyakrabban használt további mértékegységeit az alábbi táblázat tartalmazza.

Név Jel Értéke
milliohm 10−3 Ω 0,001 Ω
kiloohm 103 Ω 1000 Ω
megaohm/megohm 106 Ω 1 000 000 Ω
gigaohm 109 Ω 1 000 000 000 Ω

Elektromos vezetőképesség

Az ellenállás reciproka az elektromos vezetőképesség: Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 

Mértékegysége: siemens (S , Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség ), amit Ernst Werner von Siemens német feltalálóról neveztek el.

Huzalok ellenállása. A fajlagos ellenállás

Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 
Ezüsthuzalok

A huzalok viszonylag hosszú, azonos keresztmetszetű és azonos anyagú vezetők. Kísérletekkel igazolható, hogy állandó hőmérsékleten adott anyagból készült huzalok ellenállása egyenesen arányos a huzal hosszával (Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség ), és fordítottan arányos a huzal keresztmetszetével (Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség ).

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség ,

ahol a Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség  arányossági tényező az adott anyagra jellemző fajlagos ellenállás.

A fajlagos ellenállás SI-mértékegysége: ohm·méter, jele: Ω·m.

A gyakorlatban használják még az Ω·mm²/m egységet is.

A két mértékegység közti kapcsolat:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 

Az ellenállás hőmérsékletfüggése

A mérések szerint az ellenállás függ a hőmérséklettől. Melegítés hatására a fémek ellenállása általában növekszik, a grafit, a félvezetők, az elektrolitok ellenállása pedig általában csökken. Az ellenállás-változás jelentős része abból adódik, hogy a vezető fajlagos ellenállása függ a hőmérséklettől, a hőtágulásból eredő méretváltozások szerepe elhanyagolhatóan kicsi.

A fémes vezetők ellenállásának relatív megváltozása közönséges hőmérsékleteken, nem túl nagy tartományban (pl. 0 °C – 100 °C között) megközelítőleg egyenesen arányos a hőmérséklet-változással, azaz

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség ,

ahol Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség  állandó az adott anyag adott Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség hőmérséklet környékén mért ellenállás hőfoktényezője (vagy hőmérsékleti tényezője, röviden hőfoktényezője).

A fenti összefüggésből:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség .

A T0 kiindulási hőmérséklet többnyire 0 °C vagy 20 °C, az ehhez tartozó fajlagos ellenállást ρ0 jelöli. Az anyagok hőfoktényezőjének megadásakor meg kell adni, hogy az adatok milyen kiindulási hőmérsékletre vonatkoznak. A hőfoktényező SI-mértékegysége:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 

A hőmérséklet-változást a gyakorlatban többnyire Celsius-fokban mérjük, ezért a hőfoktényező másik mértékegysége:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 

Mivel a hőmérsékletváltozás mérőszáma a Celsius-skálán és a Kelvin-skálán mindig ugyanakkora, ezért a hőfoktényező fenti két mértékegysége is megegyezik. A hőfoktényező értelmezhető a fajlagos ellenállás hőmérsékletfüggése alapján is, azaz

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség .

Könnyen belátható, hogy a két definíció egyenértékű egymással.

Az anyagok ellenállása elég alacsony hőmérsékleten a fentieknél bonyolultabban változik. Az ellenállás bizonyos fémeknél, illetve kerámiáknál az abszolút nulla fok (azaz 0 K) közelében gyakorlatilag nullává válik. Ezt a jelenséget szupravezetésnek, az ilyen anyagot szupravezetőnek nevezzük.

Egyenáramú hálózatok eredő ellenállása

Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 
Az eredő ellenállás fogalma

A gyakorlatban szükség lehet arra, hogy egymással összekapcsolt fogyasztókat egyetlen fogyasztóval helyettesítsünk úgy, hogy a hálózat többi részén ennek hatására semmiféle változás se történjen. Annak a fogyasztónak az ellenállását, amellyel a rendszer ilyen módon helyettesíthető, eredő ellenállásnak nevezzük. Jele többnyire Re, de ha nem okoz félreértést, egyszerűen csak R-rel jelöljük.

Soros kapcsolás

Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 
Fogyasztók soros kapcsolása

Fogyasztók soros kapcsolásánál az egyes fogyasztók elágazás nélkül kapcsolódnak egymáshoz. A rendszer két kivezetését az első és az utolsó fogyasztó szabadon maradó kivezetései alkotják. Mérésekkel, illetve elméleti úton is igazolható, hogy soros kapcsolásnál a rendszer eredő ellenállása ugyanakkora, mint az egyes fogyasztók ellenállásának összege. Képlettel:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 

Speciálisan n db R ellenállású fogyasztó soros kapcsolásánál az eredő ellenállás:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 

Párhuzamos kapcsolás

Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 
Fogyasztók párhuzamos kapcsolása

Fogyasztók párhuzamos kapcsolásánál minden fogyasztó egyik kivezetése a rendszer egyik kivezetéséhez, a másik vége pedig a rendszer másik kivezetéséhez csatlakozik. Mérésekkel, illetve elméleti úton is igazolható, hogy párhuzamos kapcsolásnál a rendszer eredő ellenállásának reciproka ugyanakkora, mint az egyes ellenállások reciprokának összege. Képlettel:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 

Speciálisan n db R ellenállású fogyasztó párhuzamos kapcsolásánál az eredő ellenállás:

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 

Igazolható, hogy két fogyasztó párhuzamos kapcsolásánál az eredő ellenállás közvetlenül az

    Elektromos Ellenállás: Az ellenállás magyarázata, Az ellenállás mértékegysége, Elektromos vezetőképesség 

összefüggés alapján is kiszámítható.

Kapcsolódó szócikkek

Források

  • Budó Ágoston: Kísérleti fizika II., Budapest, Tankönyvkiadó, 1971.
  • ifj. Zátonyi Sándor: Fizika 10., Budapest, Nemzeti Tankönyvkiadó, 2009. ISBN 978 963 19 6320 5

További információk

Tags:

Elektromos Ellenállás Az ellenállás magyarázataElektromos Ellenállás Az ellenállás mértékegységeElektromos Ellenállás Elektromos vezetőképességElektromos Ellenállás Huzalok ellenállása. A fajlagos ellenállásElektromos Ellenállás Az ellenállás hőmérsékletfüggéseElektromos Ellenállás Egyenáramú hálózatok eredő ellenállásaElektromos Ellenállás Kapcsolódó szócikkekElektromos Ellenállás ForrásokElektromos Ellenállás További információkElektromos EllenállásElektromos feszültségElektromos vezetésElektromos áramerősség

🔥 Trending searches on Wiki Magyar:

Balsai MóniAzahriahVércsoportM3-as metróvonal (Budapest)Asperger-szindrómaNapsugár (televíziós sorozat, 2022)InternetITunes StoreDonáth Ferenc (politikus)Baróti Lajos (labdarúgó)VI. György brit királyJókai MórNyestFrida KahloGazdag DánielÜstökösCsapó VirágKarinthy FrigyesA renitensMilot RashicaÁprilisKassák LajosDerrickAfrikaTádzsikisztánGoogle TérképOndóÁdám MartinA víz világnapjaNemzeti Együttműködés RendszereJóban RosszbanDárdai MártonIpari forradalomGulyás GergelyErdélyDiána walesi hercegnéKeresztes háborúkOrosz–ukrán háborúDrága örökösökCsernobili atomerőmű-balesetSylvester StalloneMagyarország igazságügy-minisztereinek listájaRómaPetőfi Zoltán2022-es orosz invázió Ukrajna ellenOrszágok népesség szerinti listájaIII. Alexandrosz makedón királyNemo kapitányGenerációs marketingDonald TrumpSvájcSzájer JózsefVörösmarty MihályPetrovics-Mérei AndreaBajor Imre2022Rubik Ernő (játéktervező)MetamfetaminLabdarúgó-Európa-bajnokságAllosaurusVilágnapok és nemzetközi akciónapok listájaMarvel-moziuniverzumI. István magyar királyViktória brit királynőHorst TappertPalvin BarbaraTaylor SwiftTrianoni békeKajdi CsabaTenerifeOszmán BirodalomBudapesti OperettszínházVesePortugáliaEgyesült Nemzetek SzervezetePészahMagyarország kormányfőinek listája🡆 More