你了解電阻中的抵抗力概念嗎
在電路中可以進(jìn)行三個(gè)基本測量。電壓和電流是前兩個(gè),第三個(gè)是電阻。
由于電阻是電氣和電子電路中的基本概念,因此有必要回答一些問題:什么是電阻,什么是電阻器以及電阻如何影響電路。
什么是抵抗力?
在研究什么是電阻之前,有必要先了解一下電流及其含義。本質(zhì)上,材料中的電流流動由電子在一個(gè)方向上的移動組成。在許多材料中,自由電子在結(jié)構(gòu)內(nèi)隨機(jī)運(yùn)動。盡管它們隨機(jī)移動,但沒有電流流動,因?yàn)檠匾粋€(gè)方向移動的數(shù)字將等于沿另一個(gè)方向移動的數(shù)字。僅當(dāng)電勢引起沿特定方向的漂移時(shí),才可以說有電流流過。
什么是抵抗
電阻是電子在材料中流動的障礙。盡管導(dǎo)體上的電勢差會促進(jìn)電子流動,但電阻會阻止電子流動。電荷在兩個(gè)端子之間流動的速率是這兩個(gè)因素的組合。
如果在電路中放置兩個(gè)不同的導(dǎo)體,則發(fā)現(xiàn)每個(gè)導(dǎo)體中流過的電流量可能會不同。有許多的原因:
首先是電子在材料結(jié)構(gòu)內(nèi)移動的難易程度。如果電子緊緊地束縛在晶格上,那么將其拉出變得不容易,以至于電子在特定方向上可能會發(fā)生漂移。在其他材料中,有很多自由電子在晶格周圍隨機(jī)漂移。這些材料使電流更容易流動。
影響物品電阻的另一個(gè)因素是物品的長度。材料的長度越短,其總電阻越低。
第三是橫截面積。橫截面越寬,電阻越小,因?yàn)殡娏骺梢粤鬟^更多的區(qū)域。
在大多數(shù)情況下,要求導(dǎo)體以盡可能小的電阻承載電流。結(jié)果,銅被廣泛使用,因?yàn)殡娏魅菀自谄浣Y(jié)構(gòu)內(nèi)流動。而且其橫截面面積被制成足夠?qū)捯栽跊]有任何不適當(dāng)電阻的情況下承載電流。
在某些情況下,必須具有抵抗電流流動的元件。這些物品稱為電阻器,由不導(dǎo)電的材料以及銅或其他金屬制成。
電阻類比
電阻的概念并不總是很容易理解,因?yàn)椴豢赡苋庋劭吹剿婕暗牧浚弘妷?,電流和電阻本身都是肉眼看不見的量,盡管可以通過多種方式對其進(jìn)行檢測和測量。
一個(gè)有助于引入阻力概念的類比是一個(gè)水箱,其中有一條從水箱向下延伸的管道。雖然我們不想太過類比,但確實(shí)有助于解釋基本概念。
用這種類比,引起的水壓,但其水的高度類似于電壓,水的流動類似于電流,并且由管道引起的水流的限制類似于電阻。
可以看出,如果管子變窄或增加了水龍頭,水流將進(jìn)一步受到限制,水流將減少。這將類似于增加電路中的電阻,并且這將減少電流。
在一個(gè)由電池或電壓源和電阻組成的簡單電路中,假設(shè)連接線沒有電阻,則電阻越高,將流過的電流就越小。
類似水系統(tǒng)的抽頭對應(yīng)于改變電阻器的電阻。當(dāng)分接頭斷開時(shí),這等效于一個(gè)開關(guān),該開關(guān)停止任何電流流入電路。