Elektrický odpor a Ohmov zákon

Prečo dlhý tenký drôt zohreje obvod viac ako krátky hrubý kus tej istej medi?

Čo sa naučíš

Vypočítam prúd 3 A z 12 V a 4 Ω.
Použijem R = ρ·l/S.

Experiment

Ohmický rezistor pri 12 V a 4 Ω prepustí 3 A. Režim vodiča počíta R = ρ·l/S. Meď dlhá 20 m s prierezom 0,1 mm² má odpor 3,36 Ω. Rezistivity sú tabuľkové hodnoty pri izbovej teplote.

Načítavam simuláciu…

Vyskúšaj

Aký prúd tečie pri 12 V a 4 Ω?

Overiť 3 A.

Nechaj ohmický rezistor.
Nastav 12 V a 4 Ω.
Prečítaj prúd.

Aký je prúd?

3 A0,33 A

Prúd je 3 A.

Overenie pochopenia

Aký odpor má medený drôt dlhý 20 m s prierezom 0,1 mm²? ρ = 1,68·10⁻⁸ Ω·m. Prierez 0,1 mm² je 0,1·10⁻⁶ m².

Pri stálom napätí väčší odpor znamená:

Vysvetlenie

Väčší odpor pri stálom napätí zníži prúd. V režime vodiča zväčšenie dĺžky odpor zvýši a zväčšenie prierezu ho zníži. Meď má menší odpor ako železo pri rovnakých rozmeroch.

Ohmov zákon platí pre súčiastky, ktorých odpor od napätia nezávisí. Graf prúdu je vtedy priamka. Rezistor v škole taký býva. Odpor drôtu je R = ρ·l/S. ρ je rezistivita látky, l dĺžka, S prierez. Reostat mení dĺžku odporového drôtu, a tým prúd. Tenký dlhý vodič sa zahrieva viac, lebo pri tom istom prúde je na ňom väčšie napätie.

Pojmy

Odpor: Vlastnosť súčiastky, ktorá viaže prúd a napätie. Jednotka ohm.
Rezistivita: Materiálové číslo. Meď ho má malé, preto z nej robíme vodiče.

Príklad

Predlžovačka z tenkého drôtu sa pri veľkom prúde zohreje. Hrubší prierez odpor zníži.

Čo sa často mýli

Väčší odpor neznamená väčší prúd. Pri stálom U je prúd menší.
ρ nie je odpor. Odpor závisí aj od rozmerov.

Čo model zjednodušuje

Rezistivita sa s teplotou mení, tabuľka je pre izbovú teplotu. Nulový odpor model odmietne, lebo by vznikol skrat.

Vzorce

Ohmov zákon

I = \frac{U}{R}

Prúd je napätie delené odporom.

I: prúd, A
U: napätie, V
R: odpor, Ω

Kedy platí: Odpor nezávisí od napätia. Pri R = 0 by ideálny zdroj dal nedefinovaný prúd.

Odpor vodiča

R = \rho \frac{l}{S}

Odpor rastie s dĺžkou a rezistivitou a klesá s prierezom.

\rho: rezistivita, Ω·m
l: dĺžka, m
S: prierez, m²

Kedy platí: Rovný vodič stáleho prierezu pri teplote, pre ktorú ρ platí.