Не только инженерно-технический персонал, но и многие домашние мастера часто сталкиваются с необходимостью измерить сопротивление различных элементов и узлов, будь то резистор, обмотка трансформатора или катушка. Но что такое сопротивление — вряд ли сходу обычный человек выдаст правильное определение. Далее расскажем, как обозначается сопротивление в физике, в каких единицах измеряется и как его измерить мультиметром.
Определение электрического сопротивления
Сопротивление — физическая величина, которая отражает противодействие протеканию тока в электрической цепи. Простыми словами: она подтверждает или опровергает способность проводника пропускать через себя электрический ток. Чем сопротивление выше, тем ниже данная способность. Сопротивление измеряется в Омах, для международного обозначения которых используется буква греческого алфавита Ω — омега.
Историческая справка
Ом в физике — это единица измерения сопротивления в системе СИ. Ом равен сопротивлению участка электрической цепи, между концами которого проходит постоянный электрический ток силой 1 ампер. При этом напряжение на концах цепи составляют 1 V (вольт). Единица измерения была названа в честь выдающегося немецкого физика Г.-С. Ома.
Справка. Заслуга Георга Ома в том, что он подтвердил на практике собственную теорию, подтверждающую непосредственную связь между силой тока в цепи, напряжением и сопротивлением. Сегодня эта теория известна как Закон Ома.
Закон Ома
Закон Ома — это основополагающий закон теории электрических цепей, в котором исследуются взаимосвязи между тремя составляющими, а именно: током, напряжением и сопротивлением. Он гласит:
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.
Соотношение между различными величинами, согласно закону Ома, выражены в интересной пропорции, которая вписана в геометрическую фигуру. Это — так называемый треугольник Ома.
Благодаря простому методу описания, каждый школьник легко запомнит соотношение между тремя указанными величинами.
Измерение сопротивления на практике
Такие работы на практике происходят с использованием трех основных методов:
- косвенного;
- мостового;
- непосредственной оценки.
Выбор того или иного способа зависит от ожидаемого диапазона сопротивления и необходимой точности измерения.
- Из всех ныне известных косвенных методов самым универсальным является использование амперметра-вольтметра. Искомое сопротивление вычисляется по результатам измерения напряжения и силы тока.
- Метод непосредственной оценки основан на измерении сопротивления постоянному току с применением омметра. Однако такие измерения очень часто дают приближенные значения. Поэтому сам метод годится либо для предварительного измерения данной составляющей, либо в качестве проверки коммутационных цепей.
- Мостовой метод измерения сопротивления заключается в том, что к измеряемому сопротивлению параллельно подключают проводник с известным показателем R. Подбор происходит до тех пор, пока ток в обоих проводниках не уравняется. На практике это означает, что исследуемое сопротивление — той же величины, что и калиброванное.
Зависимость сопротивления от параметров проводника
Величина R проводника зависит от трех составляющих. Это:
- удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник (ρ),
- длина проводника (L);
- поперечное сечение проводника (S).
Формула вышеуказанных зависимостей выглядит следующим образом:
Как видите, мы наблюдаем прямо пропорциональную зависимость от длины проводника и обратно пропорциональную — от его сечения.
Порядок измерения мультиметром
Мультиметр — универсальное измерительное оборудование, необходимое для диагностики электрических цепей, а также смежных приборов и узлов. Используется как в быту, так и на производстве, позволяя быстро и профессионально выполнить режим прозвона. С помощью мультиметра определяется сила тока, сопротивление и напряжение. Алгоритм действий следующий:
- Измерительные провода подсоединяют к мультиметру. Как правило, современные приборы имеют два гнезда, к которым наши щупы и подключаются. Первое — обозначается символом «СОМ», второе — «Ω» (возможен и другой символ — все зависит от модели приборы).
- Стандартно провод черного цвета идет на «СОМ», а красный на «Ω» Затем на корпусе выбирают режим измерения сопротивления и диапазон. И переводят поворотный переключатель в положение в положение измерения сопротивления, в нашем случае это — «Ω».
- Если прибор имеет ручную установку, реле/переключатель устанавливают в диапазоне, примерно измеряемому сопротивлению. В данном случае точный выбор диапазона не является критичным.
- Затем подносят щупы измерительных проводов к выводам мультиметра. При этом очень важно, чтобы щупы не касались других предметов, способных проводить электрический ток.
- Полученный результат фиксируется. Для уверенности процедуру можно повторить и сравнить данные.
Совет! Если полученное на дисплее сопротивление начинается с «О», диапазон следует уменьшить, если же отображается «1» или «OL» – переключатель переводят в шкалу больших значений.
Сопротивление тела человека
Тело человека, как и у любого другого живого организма, обладает уникальным свойством — проводить через себя электрический ток. При этом различные ткани в организме имеют совершенно разную степень проводимости. Так, кости, жировая прослойка, кожа — все они обладают достаточно высоким сопротивлением, зато мышечная масса и в особенности головной и костный мозг не могут похвастаться такими свойствами. Но и это не все. Даже у одного человека сопротивление на разных участках кожи будет неодинаковым.
Согласно результатам исследований ученых:
- кости, хрящи и сухожилия обладают сопротивлением — 3-20 кОм/м;
- внутренние органы и жировая ткань и имеют значение — 1,5-3 кОм/м;
- кровь, лимфа мышцы и мозг — 0,5-1,5 Ом/м.
Интересно. Если прикосновение к токоведущим участкам происходит пальцами рук, то в зависимости от того — влажные или сухие ладони, итоговое значение тоже будет отличаться.
Вопросы и ответы
В помощь школьникам, а также всем, кто интересуется физикой, отвечаем коротко — о сложном.
- В чем измеряется сопротивление в физике? В Омах (международное обозначение — Ω).
- Что измеряется в омах? Электрическое сопротивление.
- Какой буквой обозначается электрическое сопротивление в физике? Это латинская буква R.
- Как в физике обозначается сопротивление? В формулах — буквой R. Единицей же сопротивления является Ом.
- Сколько ом в 1 кОм? КилоОмом в международной системе единиц SI называют производную сопротивления, кратную Ому. То есть, 1 кОм = 1000 Ом.
В статье мы рассмотрели суть закона Ома, увидели зависимость силы тока на участке цепи от напряжения и даже научились пользоваться мультиметром. Хорошее начало для того, чтобы окунуться в глубины увлекательной науки — физики!