Warning: Illegal string offset 'view_type' in /www/wwwroot/www.dianzuku.com/wp-content/themes/wpzt-harper/single.php on line 8
    当前位置:
  • 首页
  • >
  • 产品新闻

电阻的定义到底是什么?

产品新闻| 浏览量:138| 2022年06月18日

这个问题具有代表性。

在中学的物理定义中,电阻是电路中某一部分阻碍电流循环的能力。然而,这个定义显然不是很严格。

根据欧姆定律,我们知道电阻R与电压U和电流I关系是: 。这个公式告诉我们,测量电阻不需要停机测量,只需要测量电阻两端的电压和流过电阻的电流,所以两者之比是电阻R的值。

看下图:

如果我们知道1图中的电阻R两端的电压U,流过电阻的电流I,我们可以立即知道电阻R的阻值。

我们正在测量电阻R两端的电压U,流过电阻的电流I当两者之间流滞后于电压,3图中的电流超过电压。显然,在这种情况下,我们不能遵循原始的概念,我们必须稍微扩展电阻的定义。

假设我们在前后两个时刻测量两个电压值U1和U还有两个电流值I1和I2。于是有:

我们把Rd叫做t暂时动态电阻。

尤其是当时t2动态电阻大于系统的过渡时间,即系统进入稳定状态后Rd越来越接近实际值R。

阻抗的概念是在电路分析中引入的,以表达过渡过程。

阻抗Z,它包括电阻R,还包括电抗X,并且电抗X还包括时间因素。因此,阻抗Z充分反映被测电路参数的电阻特性和时间延迟特性。

我记得当我上电路分析课时,当老师谈到阻抗的概念时,他有意义地说:

阻抗是某一部分的身份证

这句话太深了,我当时深感震惊。

看4图。图中的X它是一个不知道特性的元件,甚至是一个局部电路。但如果我们测量电压U,以及电流I我们可以在一定时间内计算动态电阻和系统阻抗,包括电阻R在内。

让我们来看看二极管的特性曲线,如下:

请注意,在二极管的伏特性曲线中,垂直坐标为电流,水平坐标为电压。我们旋转坐标,见右图。由此可见,随着电流的增加,二极管正曲线的电压单调上升,因此其动态电阻为正值。此外,二极管正压降的起始值约为0.5V左右。这个值是二极管正压降的最小值。

再看下图:

通过这两个例子,我们可以看到元件的阻抗特性和曲线是元件的身份证。例如,当我们看到负阻特性曲线时,我们会想到电弧;当我们看到二极管的正特性曲线时,我们会想到二极管。

可见,讨论某一部件的电阻特性不仅取决于其静态参数,还取决于其动态参数和阻抗值。

=============

题主给我的私信如下:

我能定义高中所谓的电阻吗?R=Q/I2t 似乎高中电阻是指电流转化为内部能量的一部分。对于一些电阻随温度变化的部件,焦耳定律似乎相容,这使得焦耳定律成为电阻的定义:焦耳定律不再需要证明。

这样的说法合理吗?请再次回答

回答:

认为主题是非电力专业的大学生似乎是中学生。以前的答案可能不适合中学生。让我回答这封私人信件。

我们知道,当电阻流过电流时,它的温度会升高。电阻的加热功率包括两部分。第一部分是电阻升高温度所需的热量,第二部分是电阻散热。

加热所需的热量和电阻的质量m和比热容C与温升的变化有关,dτ也有关系。完整的表达式是:

散热部分比较复杂。仔细推导散热很麻烦,因为它有热对流、热辐射和热传导。伟大的牛顿提出了一个指出散热功率的公式Pu为:

这里的Kt它是热对流、热辐射和热传导的综合散热系数;A是电阻材料的表面积;τ是温升;dt散热时间长。

我们也知道电阻在dt当然,时间内的热源是电阻发热,即 。

我们合并了这三个部分,得到了:

                                                                                                      

注意到一个事实:电阻升温完成后,电阻温度进入恒温状态,因此升温过程中的温升变化dτ=于是公式1变成:

      式2

牛顿散热公式是公式2的最后一个公式。

现在我们将电阻加热代入式2左侧,得到:

                                                          

因此,由式3,我们可以推:

                                          

从公式4可以看出,它与主题论点相去甚远。区别在于:

1)时间因素被忽视;

2)主体忽略了升温和散热。

可见,题主的观点是错误的。

那么我们能从由式3得出什么有趣的结论呢?

首先,如果我们替换电阻的定义,忽略导体(电阻)的两个端点,认为导体(电阻)的表面积A截面周长M与导体长度L因此,有:

我们再令B=S/M,B是封闭面积的积周比。因此,界面周长M=S/B。代入上式,得到:

                          5

我们能从公式5中看到什么?

第一:导体(电阻)的载流与其长度和截面无关S有关;

第二:如果两个导体的截面积相同,流过的电流相同,则截面积的周比B导体温升高;

根据平面几何,如果周长相同,圆周长最大。因此,圆截面导线的温度高于矩形截面导线。因此,在低压配电室中,由于开关柜的电流较大,矩形截面铜排作为导体材料。见下图:

三是导体(电阻)包装越好,综合散热系数Kt温升越小,温升越高。

这说明电路板和电气设备的外包装保护等级要合适,不要盲目追求高保护等级,而是带来高温升高。导体材料的机械强度越高,绝缘材料老化越严重。

=============

这是给主题的答案。

回答中学知识范围内的问题有太多的限制,无法解释清楚。此外,中学生喜欢用水和其他东西来比较电,但忽略了电的本质。

如果题主能从这些答案中受益,我会很满意的。