Widerstandsgesetze und Widerstandseinheiten
Widerstandsfähigkeit oder Widerstandskoeffizient
Gesetze des Widerstands
Die Beständigkeit eines Stoffes hängt von folgenden Faktoren ab:
- Länge der Substanz.
- Querschnittsfläche der Substanz.
- Das Art des Materials der Substanz.
- Temperatur der Substanz.
Es gibt hauptsächlich vier (4) Gesetze des Widerstands von dem die Widerstand oder spezifischer Widerstand von jeder Substanz kann leicht bestimmt werden.
Erstes Widerstandsgesetz
Die Beständigkeit eines Stoffes ist direkt proportional zur Länge des Stoffes. Der elektrische Widerstand R eines Stoffes ist
Wobei L die Länge der Substanz ist.
Wenn die Länge einer Substanz erhöht wird, wird dieDer von den Elektronen zurückgelegte Weg wird ebenfalls erhöht. Wenn sich Elektronen lange bewegen, kollidieren sie stärker und folglich wird die Anzahl der Elektronen, die die Substanz durchlaufen, geringer; daher wird der Strom durch die Substanz reduziert. Mit anderen Worten steigt die Beständigkeit der Substanz mit zunehmender Länge der Substanz. Diese Beziehung ist ebenfalls linear.
Zweiter Widerstand
Die Beständigkeit einer Substanz ist umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche der Substanz. Der elektrische Widerstand R eines Stoffes ist
Dabei ist A die Querschnittsfläche der Substanz.
Der Strom durch jede Substanz hängt von der abAnzahl von Elektronen durchlaufen einen Substanzquerschnitt pro Zeiteinheit. Wenn also der Querschnitt einer Substanz größer ist, können mehr Elektronen den Querschnitt kreuzen. Der Durchgang von mehr Elektronen durch einen Querschnitt pro Zeiteinheit verursacht mehr Strom durch die Substanz. Bei fester Spannung bedeutet mehr Strom weniger elektrischen Widerstand und diese Beziehung ist linear.
Widerstandsfähigkeit
Wenn wir diese beiden Gesetze kombinieren, bekommen wir
Drittes Widerstandsgesetz
Die Resistenz einer Substanz ist direktproportional zum spezifischen Widerstand der Werkstoffe, aus denen der Stoff besteht. Der spezifische Widerstand aller Materialien ist nicht derselbe. Sie hängt von der Anzahl der freien Elektronen und der Größe der Atome der Materialien, den Bindungsarten in den Materialien und vielen anderen Faktoren der Materialstrukturen ab. Wenn der spezifische Widerstand eines Materials hoch ist, ist der Widerstand, den die Substanz aus diesem Material bietet, hoch und umgekehrt. Diese Beziehung ist ebenfalls linear.
Viertes Gesetz des Widerstands
Die Temperatur der Substanz beeinflusst auch dieResistenz der Substanz. Dies liegt daran, dass die Wärmeenergie im Metall mehr interatomare Schwingungen verursacht, und daher werden die Elektronen während des Drifts vom Ende des niedrigeren Potentials zum Ende des höheren Potentials stärker behindert. Daher steigt der Widerstand in einer metallischen Substanz mit zunehmender Temperatur. Wenn die Substanz in nichtmetallischer Form mit zunehmender Temperatur umso mehr kovalente Bindungen aufbricht, verursachen diese mehr freie Elektronen im Material. Daher nimmt der Widerstand mit zunehmender Temperatur ab.
Deshalb ist es sinnlos, die Beständigkeit eines Stoffes zu erwähnen, ohne die Temperatur zu erwähnen.
Einheit des Widerstands
Das Einheit des spezifischen Widerstands kann leicht aus seiner Gleichung bestimmt werden
Das Einheit des spezifischen Widerstands ist Ω - m im MKS - System und Ω - cm im CGS - System und 1 Ω - m = 100 Ω - cm.
Widerstandsliste verschiedener häufig verwendeter Materialien
| Materialien | Widerstand in µ Ω - cm bei 20OC |
| Aluminium | 2.82 |
| Messing | 6 bis 8 |
| Kohlenstoff | 3k bis 7k |
| Constantan | 49 |
| Kupfer | 1.72 |
| Gold | 2.44 |
| Eisen | 12.0 |
| Führen | 22.0 |
| Manganin | 42 bis 74 |
| Quecksilber | 96 |
| Nickel | 7.8 |
| Silber | 1.6 |
| Wolfram | 5.51 |
| Zink | 6.3 |