Fizikā pretestība ir materiāla tendence pretoties elektriskās strāvas plūsmai. Tas ir atkarīgs no materiāla veida, tā biezuma un garuma, kā arī no temperatūras. Pretestība ir zema vielās, piemēram, metālos, kas ir labi vadītāji, un augsta materiālos, piemēram, plastmasā un gumijā, kas ir izolatori. Kad elektriskā strāva saskaras ar pretestību, daļa tās enerģijas tiek pārvērsta siltumā un dažreiz gaismā, samazinot strāvu. Šī parādība var būt problēma, taču tai ir arī daudz pielietojumu.
Faktori, kas ietekmē pretestību
Pretestību var uzskatīt par vadītspējas apgriezto vērtību, un vissvarīgākais vadītspējas faktors ir materiāla sastāvs. Elektriskā strāva sastāv no elektronu plūsmas, un, kad tie saduras ar atomiem, rodas pretestība. Metāliem ir daudz brīvi turētu elektronu, kas ļauj viegli plūst strāvai, turpretim nemetāliem tā nav. Šķidrumi, kas satur jonus, piemēram, sāls šķīdums vai kausēta sāls, arī ir labi vadītāji, jo šie mobilie, elektriski lādētie atomi un molekulas ļauj plūst strāvai.
Vadā vai kabelī savu lomu spēlē arī biezums un garums. Pretestība palielinās līdz ar garumu, jo ir vairāk atomu, ar kuriem saskarties, bet samazinās līdz ar biezumu, jo biezākā stieplē ir pieejams vairāk elektronu, lai pārnēsātu strāvu. Tas arī palielinās, palielinoties temperatūrai. Jo zemāka ir materiāla vadītspēja, jo lielāks ir spriegums jeb elektromotora spēks, kas nepieciešams, lai caur to plūstu strāva.
Ohma likums
Saikne starp pretestību, strāvu un spriegumu ir pazīstama kā Ohma likums, kas nosaukts pēc vācu fiziķa Georga Ohma (1789-1854), kurš ir atzīts par materiāla uzbūves, garuma un biezuma ietekmes uz strāvas stiprumu. plūst caur to ar noteiktu spriegumu. Viņa vārdā nosaukta arī vienība omi. Likums tā parastajā formā nosaka, ka elektriskā strāva ir vienāda ar spriegumu, kas dalīts ar pretestību. Fizikas vienādojumos attiecību izteikšanai parasti tiek izmantoti burti un simboli; Oma likumu parasti raksta kā
I = G/R
kur I = strāva ampēros, V = elektromotora spēks voltos un R = pretestība collas
omi
. Tas nozīmē, ka, ja ir zināmas divu no šiem faktoriem vērtības, var atrast otra vērtību. Vienādojumu var uzrakstīt kā
R = V / I
un
V = IR
atkarībā no tā, kuras vērtības ir zināmas un kuras ir jāaprēķina. Piemēram, ja elektromotora spēks ir seši volti un plūstošā strāva ir divi ampēri, pretestība ir 3 omi: R = V/I.
Izmanto
Fakts, ka elektriskā pretestība rada siltumu, tiek izmantots, lai nodrošinātu elektrisko apkuri mājām un ēdiena gatavošanai. No šīs parādības ir atkarīgas elektriskās plīts virsmas, cepeškrāsnis, grili un tosteri. Tādā pašā veidā kvēldiega spuldze izmanto ļoti plānu vadu, lai radītu gaismu, kad caur to plūst strāva.
Ierīces, ko sauc par rezistoriem, izmanto, lai samazinātu ampērus noteiktās shēmās, lai aizsargātu trauslās sastāvdaļas no bojājumiem, un drošinātājus izmanto, lai aizsargātu elektriskās iekārtas no strāvas pārspriegumiem. Tie sastāv no stieples, kuras sastāvs, biezums un garums ir pielāgots, lai radītu tādu pretestības līmeni, kas izraisa to kušanu no siltuma, kas rodas, strāvai pārsniedzot noteiktu vērtību. Tas pārtrauc ķēdi un neļauj strāvai izraisīt bojājumus. Tos parasti izmanto spraudņos, un tiem ir dažādi veidi, piemēram, 3 ampēri, 5 ampēri un 13 ampēri.
Melu detektori paļaujas uz to, ka cilvēka ādas vadītspēju ievērojami palielina sviedri, kas satur jonu savienojumus, piemēram, sāli. Objekts ir savienots ar ierīci, kas laiž cauri ādai nelielu strāvu un mēra tās vērtību. Ideja ir tāda, ka melošana palielina svīšanu, kas palielina ādas vadītspēju, un rezultātā plūst lielāka strāva.
Jaudas pārraide
Lai elektrība no ģenerēšanas stacijām tiktu pārvadīta uz mājām, tai ir jāpārvietojas lielos attālumos pa elektropārvades līnijām. Tas padarītu to nepraktisku pie sprieguma, pie kādiem sākotnēji tiek ražota elektroenerģija, jo pārāk daudz enerģijas tiktu zaudēts kabeļu pretestības dēļ. Šī iemesla dēļ transformatorus izmanto, lai ievērojami palielinātu pārraides spriegumu, samazinot enerģijas zudumus. Spriegums atkal tiek samazināts ar transformatoriem, kas atrodas netālu no apgādājamām mājām.