Elektritakistus. Elektritakistuse ühik

  • Mis on elektritakistuse ühikuks?
  • Kuidas takistust mõõdetakse?

Elektritakistus

Elektrivool metallides kujutab endast vabade elektronide suunatud liikumist kristallivõre ioonidevahelises ruumis. Kristallivõre ioonid on pidevas liikumises, nad võnguvad korrapäratult oma tasakaaluasendi ümber. Võnkuvad ioonid segavad vabade elektronide suunatud liikumist. Igal ajahetkel põrkub mingi hulk vabu elektrone kristallivõre ioonidega. Põrkel läheb osa vaba elektroni energiast üle ioonile ja elektroni liikumine aeglustub. Seega, metallide elektritakistus on põhjustatud suunatult liikuvate vabade elektronide ja kristallivõre võnkuvate ioonide vastastikmõjust.

Juhi elektritakistuse saab avaldada Ohmi seadusest kujul

R= U I .

Antud juhi korral on pinge ja voolutugevuse jagatis jääv ehk muutumatu. Esitatud seos ei kirjelda füüsikaliste suuruste vahelist sõltuvust, sest juhi elektritakistus ei sõltu pingest juhi otstel ega voolutugevusest juhis.

1. Millest on põhjustatud metalli elektritakistus?

Elektritakistuse ühik

Takistuse ühik on võrdne pingeühiku ja voolutugevuse ühiku jagatisega.

1takistuseühik= 1pingeühik 1voolutugevuseühik

Elektritakistuse ühikuks on 1 oom, ühiku tähiseks on 1 Ω. Elektritakistuse ühiku tähisena kasutatakse kreeka tähestiku suurt tähte oomega – Ω. Ühiku nimetus on tuletatud Saksa füüsiku Georg Simon Ohmi nimest. Juhi elektritakistus on 1 oom, kui juhi otstele rakendatud pinge 1 volt korral on voolutugevus juhis 1 amper.

1 oom= 1 volt 1 amper ehk1 Ω = 1V 1A =1 V A

2. Kuidas on defineeritud takistuse ühik?

Juhi takistuse mõõtmine

Juhi takistus määratakse tavaliselt kaudsel meetodil. Voltmeetriga mõõdetakse pinge juhi otstel ja ampermeetriga voolutugevus juhis. Takistus arvutatakse mõõtmis­tulemustest, jagades pinge väärtuse voolutugevuse väärtusega.

3. Kuidas määratakse tavaliselt juhi takistus?

Takistust saab otseselt mõõta oommeetriga. Oommeeter kujutab endast ampermeetrit, mis on varustatud vooluallikaga. Kui ühendada juht oommeetriga, tekib juhis elektrivool, mille tugevus sõltub juhi takistusest. Oommeetriga mõõdetaksegi tegelikult voolutugevust, mis tekib juhis selle otstele rakendatud teatud pinge korral. Kuna pinge on teada, kantakse mõõteriista skaalale voolutugevuse ühikute asemel takistuseühikud. Oommeetriga saab aga mõõta ainult sellise juhi takistust, mis on vooluringist eraldatud. Kui juht asub vooluringis, tuleb mõõtmiste ajaks elektrivool katkestada ja juht vooluringist eemaldada.

4. Kuidas töötab oommeeter?

Kasulik teada!

Multimeeter ehk tester on kombineeritud mõõteriist, mis sisaldab alalis- ja vahelduv­pinge voltmeetrit, ampermeetrit ja oommeetrit. Lisaks neile võib testris olla ka teisi elektrimõõteriistu. Vajalik mõõteriist ja sobiv mõõtepiirkond valitakse pöördlüliti või lülitite abil. Multimeetril on iga füüsikalise suuruse mõõtmiseks mitu erinevat mõõtepiirkonda. Pildil esitatud multimeetriga alalispinget mõõtes on võimalik valida viie mõõte­piirkonna vahel. Mõõtepiirkond 200 mV tähendab, et mõõdetav pinge on vahe­mikus 0–200 mV. Kui mõõdetav pinge on üle 200 mV, kuid väiksem kui 2 V, valitakse mõõtepiirkond, mis vastab pingete vahemikule 200 mV – 2000 mV jne.

Enne mõõtmist tuleb hinnata mõõdetava suuruse väärtus. Kui seda ei oska arvata, tuleb mõõtmisi alustada kõige suuremast piirkonnast, edaspidi mõõtepiirkonda vähendades. Näiteks. Me ei tea, kui suur on pinge uue lapiku patarei klemmidel. Alustame mõõtmist suurimast mõõtepiirkonnast 500 V ja saame näiduks 005 V. See tähendab, et pinge patarei klemmidel on ligikaudu 5 V. See tulemus ei rahulda meid ja pöörame lüliti väiksemale mõõtepiirkonnale. Mõõtmistulemuse komakoht liigub ühe koha võrra vasakule ja me saame näiduks 04,6 V. Ka see tulemus ei rahulda meid, sest ekraanil on esimeseks numbriks ikka 0. Pöörame lüliti mõõtepiirkonnale 20 V. Nüüd saame mõõtmis­­tulemuseks 4,58 V. Oleme valinud õige mõõtepiirkonna siis, kui ekraanil ei ole tulemuse ees numbrit 0.

Testriga mõõtmisel ühendatakse üks juhe pesasse COM. Teise juhtme asukoht tuleb valida vastavalt sellele, mida mõõdetakse. Kui mõõdetakse pinget, takistust või voolu­tugevust milliamprites, tuleb teine juhe ühendada pesasse tähistusega VΩmA. Kui mõõdetakse aga voolutugevust, mis ületab 200 mA, tuleb teine juhe ühendada pessa tähisega 10 A.

Multimeeter ehk tester

Näidisülesanne

Kui suur on pinge diaprojektori lambi hõõgniidi otstel, kui voolutugevus lambis on 6,3 A ja lambi takistus on 3,8 Ω?

Andmed

Lahendus

I = 6,3 A

R = 3,8 Ω

U – ?

Avaldame Ohmi seadusest  I= U R pinge.

U = I R.

U = 6,3 A · 3,8 Ω = 24 V.

Vastus. Pinge lambi hõõgniidi otstel on 24 V.

Ülesanded

  1. Kas juhi elektritakistus sõltub voolutugevusest juhis? Põhjenda.
  2. Pinget juhi otstel suurendati kolm korda. Põhjenda, kas selle tulemusena suurenes ka juhi takistus.
  3. Pinge autokäiviti mähise otstel on 12 V. Voolutugevus käiviti mähises on 150 A. Kui suur on mähise elektritakistus?
  4. Voolutugevus valgusti lambis on 0,27 A. Valgusti on ühendatud elektrivõrku, mille pinge on 230 V. Kui suur on töötava lambi hõõgniidi takistus?
  5. Voolutugevus elektripliidi küttekehas on 6,8 A. Pinge küttekeha klemmidel on 230 V. Kui suur on küttekeha takistus tööolukorras?
  6. Kui suur on voolutugevus elektripliidi küttekehas, kui pinge elektripliidi klemmidel on 230 V ja küttekeha takistus tööolukorras on 48 Ω?
  7. Kui suur on voltmeetri mõõtepiirkond, kui voltmeetri elektritakistus on 10 000 Ω ja voolutugevus mähises ei tohi olla suurem kui 0,01 A?
  8. Katses uuriti voolutugevuse sõltuvust juhi takistusest jääval pingel. Katseandmed on esitatud tabelis. Kujuta graafiliselt voolutugevuse sõltuvus juhi takistusest. Kui suur oli pinge juhi otstel?

RΩ

1

2

4

5

8

10

IA

10

5

2,5

2

1,25

1

  1. Katses uuriti voolutugevuse sõltuvust pingest kahes juhis. Katse tulemused on esitatud graafiliselt. Kui suur on kummagi juhi takistus? Kumma juhi takistus on suurem ja mitu korda?
Voolutugevuse sõltuvus pingest kahes juhis