ความต้านทานไฟฟ้า

สูตรความต้านทานไฟฟ้า

ในบทความเกี่ยวกับกฎของโอห์มได้มีการแสดงสูตรที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้า (V) กระแสไฟฟ้า (I) และความต้านทานไฟฟ้า (R) ในทางคณิตศาสตร์ สามารถแสดงได้ด้วยสมการ:

สมการนี้แสดงให้เห็นว่าความต้านทานไฟฟ้า (R) แปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้า (V) และแปรผันผกผันกับกระแสไฟฟ้า (I) ยิ่งแรงดันไฟฟ้ามาก ความต้านทานก็ยิ่งมาก ในทางกลับกัน ยิ่งกระแสไฟฟ้ามาก ความต้านทานก็ยิ่งมาก สมการนี้อธิบายกฎของโอห์มได้เฉพาะเมื่อความต้านทาน (R) คงที่เท่านั้น หากความต้านทานไม่คงที่ สมการนี้จะไม่สามารถอธิบายกฎของโอห์มได้ แต่จะอธิบายความต้านทานของตัวนำแทน

ในบทความเรื่อง กฎของโอห์ม ได้อธิบายถึง ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานของตัวนำ (R) ค่าความต้านทานจำเพาะ ของตัวนำ (ρ) ความยาวของตัวนำ (l) และพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ (A) โดย สามารถแสดงความสัมพันธ์นี้ทางคณิตศาสตร์ได้ด้วยสมการ:

จากสมการนี้ สรุปได้ว่า ความต้านทานแปรผันตรงกับความต้านทานจำเพาะและความยาวของตัวนำ แต่แปรผันผกผันกับพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ กล่าวคือ ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเมื่อความต้านทานจำเพาะและ/หรือความยาวของตัวนำเพิ่มขึ้น และความต้านทานจะลดลงเมื่อพื้นที่หน้าตัดของตัวนำเพิ่มขึ้น

ถ้าความยาวของตัวนำ (l) และพื้นที่หน้าตัด (A) คงที่ ความต้านทาน (R) จะขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานจำเพาะ (ρ) เท่านั้น เมื่อค่าความต้านทานจำเพาะเพิ่มขึ้น ความต้านทานก็จะเพิ่มขึ้น เมื่อค่าความต้านทานจำเพาะลดลง ความต้านทานไฟฟ้าก็จะลดลง ค่าความต้านทานจำเพาะของตัวนำแต่ละตัวแปรผันตรงกับอุณหภูมิ ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความต้านทานจำเพาะก็จะเพิ่มขึ้น หรือในทางกลับกัน ถ้าอุณหภูมิต่ำลง ค่าความต้านทานจำเพาะก็จะลดลง

การนำไฟฟ้า

ค่าผกผันของความต้านทานจำเพาะคือค่าการนำไฟฟ้า ค่าการนำไฟฟ้าแปรผกผันกับความต้านทานจำเพาะ ดังแสดงในสมการด้านล่าง:

หากแสดงในรูปของค่าการนำไฟฟ้า สมการที่ 2 จะเปลี่ยนเป็น:

จากสมการนี้ สรุปได้ว่า ความต้านทานไฟฟ้าแปรผกผันกับค่าการนำไฟฟ้า กล่าวคือ ถ้าค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำสูง ความต้านทานจะต่ำ หรือในทางกลับกัน ถ้าค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำต่ำ ความต้านทานจะสูง

ค่าความต้านทานจำเพาะของวัสดุแต่ละชนิดแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง

หน่วย

หน่วยของแรงดันไฟฟ้าคือโวลต์ หน่วยของกระแสไฟฟ้าคือแอมแปร์ ดังนั้นหน่วยของความต้านทานคือโวลต์/แอมแปร์ โวลต์/แอมแปร์เรียกอีกอย่างว่าโอห์ม สัญลักษณ์คือ Ω เพื่อเป็นเกียรติแก่เกออร์ก ไซมอน โอห์ม (ค.ศ. 1789-1854) นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน นอกจากโอห์มแล้ว ยังมีการใช้หน่วยกิโลโอห์มและเมกะโอห์มด้วย 1 กิโลโอห์ม (kΩ) = 1000 Ω = 10³ ^Ωในขณะที่ 1 เมกะโอห์ม (MΩ) = 1000.000 Ω = ^10⁶ Ω

เครื่องมือวัด

เครื่องมือที่ใช้ในการวัดความต้านทานไฟฟ้าคือโอห์มมิเตอร์ เครื่องมือวัดนี้ถูกรวมเข้ากับมัลติมิเตอร์ ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดแรงดัน กระแส และความต้านทาน โอห์มมิเตอร์จะได้รับการอธิบายอย่างละเอียดในบทความเกี่ยวกับเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า

อ้างอิง