Elektriese weerstand en konduktansie

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
(Aangestuur vanaf Elektriese weerstand)
Spring na: navigasie, soek
'n 750-kΩ resistor, wat deur die elektroniese kleurkode geïdentifiseer kan word. 'n Ohmmeter kan gebruik word om die waarde te bevestig.

Die elektriese weerstand van 'n voorwerp is 'n maatstaf van die teenstand of verset teen die deurlating van 'n bestendige elektriese stroom. 'n Voorwerp met 'n uniforme deursnee het 'n weerstand direk eweredig aan sy lengte en omgekeerd eweredig aan die deursnee-area, en direk eweredig aan die resistiwiteit van die materiaal. Die wedersydse van elektriese weerstand is elektriese konduktansie of elektriese geleidingsvermoë.

Elektriese weerstand is ontdek deur Georg Ohm in 1827,[1] en deel sommige konseptuele ooreenkomste met die meganiese verskynsel van wrywing. Die SI eenheid vir elektriese weerstand is die ohm (Ω). Weerstand se omgekeerde notasie is elektriese konduktansie gemeet in siemens.

Vir verskeie materiale en toestande is die elektriese weerstand nie afhanklik van die hoeveelheid stroom deur, of die potensiaalverskil (volt) oor die voorwerp nie, wat beteken dat die weerstand, R, konstant bly vir 'n gegewe temperatuur en materiaal. Daarom kan die weerstand (R) van 'n voorwerp gedefinieer word deur die verhouding tussen die potensiaalverskil en die stroom, soos uiteengesit in Ohm se Wet :

Die elektriese konduktansie of geleidingsvermoë (G) is gedefinieer word deur die verhouding

In die geval van 'n nie-lineêre geleier, kan hierdie verhouding verander soos die potensiaalverskil of stroom verander; die omgekeerde helling van 'n koord tot 'n I-V-kurwe word soms na verwys as 'n "koordale weerstand" of "statiese weerstand".[2][3]

Spesifieke weerstand[wysig | wysig bron]

Die elektriese weerstand is die eienskap van 'n voorwerp, wat afhang van die grootte van die objek en die materiaal waaruit dit bestaan. Die materiaal-spesifieke deel hiervan kan bepaal word deur die weerstand van 'n draad van 'n lengte en 'n deursnee te meet. Die spesifieke weerstand of resistiwiteit is gedefinieer as:

Dit is 'n eienskap van die materiaal en het [Ωm] as eenheid.

Kontakweerstand[wysig | wysig bron]

Indien twee kontakte op 'n voorwerp aangebring word en 'n elektriese potensiaal V aangelê word, sal 'n stroom gaan vloei:

Die stroom kan gemeet word en indien die spanning V bekend is, kan bepaal word. Die weerstand bestaan nogtans uit drie bydraes:

Die drade se weerstand is gewoonlik klein maar goeie kontakte is nie altyd eenvoudig om te maak nie. Om hierdie probleem op te los word dikwels 'n metode gebruik, wat die Van_der_Pauw-metode heet en vier kontakte pleks van twee aanwend.

Temperatuurkoëffisiënt[wysig | wysig bron]

Die waarde van die spesifieke weerstand hang grootliks van die materiaal af. Goeie geleiers soos die metale silwer of koper het gewoonlik 'n uiters lae weerstand wat toeneem met die temperatuur omdat die atome in die metaalrooster meer sal beweeg en die elektrone daardeur gehinder word. Halfgeleiers soos silikon of germanium het groter weerstand wat afneem met die temperatuur omdat meer draers beskikbaar word. Die draers kan nogtans baie beweeglik wees. Isolatore soos kwarts het 'n uiters groot spesifieke weerstand omdat hulle baie min draers het wat ook baie min beweeglik is.

Spesifieke weerstand van verskeie materiale[4]
Materiaal Spesifieke weerstand (20°C)
[Ωm]
Temperatuurkoëffisiënt (20°C)
[Ωm/K]
Silwer 0,0038
Yster 0,075
Koolstof (grafiet) [n 1] -0,0005[n 2]
Germanium [n 1] -0,05[n 2]
Kwarts

Let wel

  1. 1,0 1,1 Die weerstand van halfgeleiers hang af van hul onsuiwerhede.
  2. 2,0 2,1 Die temperatuurgradiënt volg 'n eksponensiële reël, nie 'n lineêre reël nie

Bronne[wysig | wysig bron]

  1. David Lee. "Science Timeline". Verkry op 2010-03-10. 
  2. Forbes T. Brown (2006). Engineering System Dynamics. CRC Press. p. 43. ISBN 978-0-8493-9648-9. 
  3. Kenneth L. Kaiser (2004). Electromagnetic Compatibility Handbook. CRC Press. p. 13–52. ISBN 978-0-8493-2087-3. 
  4. (en) Nave, C.R. "Resistivity and Temperature Coefficient at 20 C". Hyper-Physics / Georgia State University. Verkry op 26 Maart 2017.