Калькулятор сопротивления

Что такое электрическое сопротивление?

Электрическое сопротивление — это физическая величина, характеризующая способность проводника или элемента цепи противодействовать прохождению электрического тока. Оно показывает, насколько сильно материал или устройство препятствует движению заряженных частиц под действием приложенного напряжения.

Сопротивление возникает вследствие взаимодействия движущихся под действием электрического поля заряженных частиц (в первую очередь электронов в металлах) с атомами и ионами кристаллической решётки, а также с дефектами и примесями в материале. В результате этого взаимодействия часть энергии упорядоченного движения зарядов преобразуется в тепловую, что проявляется в виде нагрева проводника.

В классическом виде электрическое сопротивление обозначается символом R и измеряется в Омах (Ω).

Как рассчитать сопротивление?

Между сопротивлением, напряжением и током существует строгая зависимость, выражаемая законом Ома:

U = I × R

Из этого соотношения видно, что при постоянном сопротивлении сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению. Если увеличить напряжение — ток возрастает, если сопротивление увеличивается — ток уменьшается.

Чтобы найти сопротивление, эту формулу переписывают в виде:

R = U / I

Т.е. 1 Ом определяется как сопротивление проводника, по которому при напряжении 1 Вольт протекает ток 1 Ампер.

Таким образом, эта формула выражает простую и наглядную взаимосвязь: сопротивление показывает, какое напряжение необходимо приложить, чтобы через проводник протекал ток заданной величины.

Так, при фиксированном сопротивлении увеличение напряжения вызывает пропорциональный рост тока, а при неизменном напряжении увеличение сопротивления ведёт к уменьшению тока.

Расчет сопротивления через мощность

Сопротивление можно вычислить не только напрямую через ток и напряжение, но и через электрическую мощность, которая определяется выражением:

P = U × I

Подставив сюда закон Ома, получаем эквивалентные формы зависимости:

R = U²​ / P

R = P / I²

Если известна активная мощность P , выделяемая в нагрузке, и сила тока I , сопротивление определяется из соотношения:

P = I² × R

R = P / I²

Первая формула используется, если известны напряжение и мощность нагрузки, вторая — если известны сила тока и мощность.

Расчет сопротивления проводника через удельное сопротивление материала

Сопротивление зависит не только от тока и напряжения, но и от физических свойств и размеров проводника. Для однородного проводника с постоянным поперечным сечением, используют формулу с удельным сопротивлением:

R = ρ × (l / S)

• ρ — удельное электрическое сопротивление материала, Ом·м;
• l — длина проводника, м;
• S — площадь его поперечного сечения, м².

Чем длиннее провод и меньше его сечение, тем выше сопротивление, при прочих равных условиях. Удельное сопротивление, в свою очередь, зависит от материала и температуры