Номер 2, страница 54, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Характеристики электрических цепей. Параграф 59. Расчёт сопротивления проводника. Вопросы и задания - номер 2, страница 54.

Условие.

2. Что такое удельное сопротивление проводника?

Решение.

Удельное электрическое сопротивление (или просто удельное сопротивление) — это физическая величина, которая характеризует способность материала препятствовать прохождению электрического тока. Это внутренняя, фундаментальная характеристика самого вещества, из которого изготовлен проводник, не зависящая от его размеров и формы.

Сопротивление $\text{R}$ однородного проводника связано с его геометрическими размерами и удельным сопротивлением материала $\rho$ (ро) следующей формулой:

$R = \rho \frac{l}{S}$

где:

• $\text{R}$ — электрическое сопротивление проводника, измеряемое в Омах (Ом);
• $\rho$ — удельное сопротивление материала;
• $\text{l}$ — длина проводника;
• $\text{S}$ — площадь поперечного сечения проводника.

Из этой формулы можно выразить удельное сопротивление:

$\rho = R \frac{S}{l}$

Физический смысл удельного сопротивления заключается в том, что оно численно равно сопротивлению проводника, изготовленного из данного материала, имеющего единичную длину и единичную площадь поперечного сечения. Например, для проводника длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 квадратный метр, его сопротивление в Омах будет численно равно удельному сопротивлению его материала.

Единицы измерения

В Международной системе единиц (СИ) удельное сопротивление измеряется в Ом-метрах ($ \Omega \cdot m $).

На практике, особенно в электротехнике при расчете сопротивления проводов, часто используют внесистемную единицу: Ом·мм²/м. Эта единица удобна, так как длина проводов обычно измеряется в метрах, а их сечение — в квадратных миллиметрах.

От чего зависит удельное сопротивление

• Род вещества: Удельное сопротивление является уникальной характеристикой для каждого материала. По этому признаку все вещества делят на проводники (металлы, например, серебро, медь, алюминий, у которых $\rho$ мало), полупроводники (кремний, германий) и диэлектрики (фарфор, резина, у которых $\rho$ очень велико).
• Температура: Удельное сопротивление большинства проводников (металлов) увеличивается с ростом температуры. Это связано с тем, что при нагревании усиливаются колебания ионов в кристаллической решетке, что создает больше препятствий для направленного движения свободных электронов. Зависимость для металлов в определенном диапазоне температур можно описать формулой: $\rho_t = \rho_0 (1 + \alpha(t - t_0))$, где $\rho_0$ — удельное сопротивление при начальной температуре $t_0$, а $\alpha$ — температурный коэффициент сопротивления. У полупроводников и диэлектриков удельное сопротивление, как правило, с ростом температуры уменьшается.
• Структура и примеси: Наличие примесей и дефектов в кристаллической структуре материала также влияет на его удельное сопротивление, как правило, увеличивая его.

Ответ: Удельное сопротивление проводника — это физическая величина, равная сопротивлению изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины (1 м) и единичной площади поперечного сечения (1 м²). Она характеризует свойство материала оказывать сопротивление прохождению электрического тока и зависит от рода вещества и его состояния (в первую очередь, от температуры).