התנגדות חשמלית

משוואת ההתנגדות החשמלית

בנושא חוק אוהם, נגזרה נוסחה המציינת את הקשר בין המתח (V), הזרם החשמלי (I) וההתנגדות החשמלית (R). מתמטית זו מבוטאת באמצעות משוואות:

משוואה זו מראה שההתנגדות החשמלית (R) היא ביחס ישר למתח החשמלי (V) וביחס הפוך לזרם החשמלי (I). אם מתח החשמל גדול יותר, ההתנגדות החשמלית גדלה, להיפך, אם ככל שהזרם החשמלי חזק יותר, ההתנגדות החשמלית תהיה גדולה יותר. משוואה זו מסבירה את חוק אוהם רק כאשר ההתנגדות החשמלית (R) קבועה. אם ההתנגדות החשמלית אינה קבועה, אז משוואה זו אינה מסבירה את חוק אוהם, אלא מסבירה את ההתנגדות של מוליך.

במאמר על חוק אוהם, הוסבר הקשר בין התנגדות המוליך החשמלי (R), התנגדות סוג או התנגדות מוליכות (ρ), אורך המוליך (l) ושטח חתך המוליך (A). מתמטית, הדבר מבוטא במשוואה:

בהתבסס על משוואה זו, המסקנה היא שההתנגדות החשמלית היא ביחס ישר להתנגדות של סוג המוליך ואורכו, אך ביחס הפוך לשטח החתך של המוליך. במילים אחרות, ההתנגדות החשמלית עולה כאשר התנגדות סוג המוליך ואורכו עולים, ואילו ההתנגדות החשמלית יורדת אם שטח החתך של המוליך גדל.

אם אורך המוליך (l) ושטח החתך (A) קבועים, ההתנגדות החשמלית (R) תלויה אך ורק בסוג ההתנגדות (ρ). אם סוג ההתנגדות עולה, ההתנגדות החשמלית עולה, ולהפך, אם סוג ההתנגדות מצטמצם, ההתנגדות החשמלית יורדת. ערך ההתנגדות של כל סוג מוליך הוא ביחס ישר לטמפרטורה,

אם הטמפרטורה עולה כך סוג ההתנגדות גדל, או להיפך, אם הטמפרטורה יורדת כך ההתנגדות של הסוג קטנה יותר.

הסוג ההפוך של התנגדות (התנגדות) הוא מוליכות. מוליכות היא ביחס הפוך להתנגדות, כפי שמוצג במשוואה שלהלן:

אם מבוטא במוליכות, משוואה 2 משתנה ל:

בהתבסס על משוואה זו, ניתן להסיק כי ההתנגדות החשמלית היא ביחס הפוך למוליכות,

אם המוליכות של המוליך גדולה יותר, ההתנגדות החשמלית קטנה יותר, או להיפך, אם המוליכות של המוליך קטנה יותר, ההתנגדות החשמלית גדולה יותר.

ערך ההתנגדות של כל סוג חומר מוצג בטבלה שלהלן.

יחידת התנגדות

יחידת המדידה של חשמל היא וולט, יחידת המדידה של זרם חשמלי היא אמפר, כך שיחידת המדידה של התנגדות חשמלית היא וולט/אמפר. וולט/אמפר נקרא גם אוהם, המסומל על ידי Ω, על שם גאורג סימון אוהם (1789-1854), פיזיקאי גרמני. מלבד אוהם, משתמשים גם ביחידות קילו-אוהם ומגה-אוהם. 1 קילו-אוהם (kΩ) = 1000 Ω = 10³ ^Ω , בעוד ש-1 מגה-אוהם (MΩ) = 1000,000 Ω = 10³ ^Ω.

מכשירי מדידה של התנגדות

מכשיר המדידה של התנגדות חשמלית הוא אוהם-מטר. מכשיר מדידה זה משולב במולטימטר, מכשיר למדידת מתח חשמלי, זרם חשמלי והתנגדות חשמלית.