El. odpor vodiče
Zdravím, proč vlastně nezávisí odpor kovového vodiče na napětí ani na proudu, který vodičem při stálé teplotě prochází? Díky
Odpovědi
Diskuze
R= ρ*l/S
ρ - je měrný el. odpor (rezistivita) materiálu
l - je délka vodiče
S - obsah průřezu vodiče
https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrick%C3%BD_odpor
Nebo jen dovedeš opisovat nesouvisející informace z Wikipedie a na ostatní kolem sebe plivat?
Jestli víš PROČ?, napiš to. (na vysvětlenou pro Cenobitu: slovem PROČ se tážeme po příčině, ne po konstatování, že to tak je – to Bufemyt zjevně ví).
Jestli ovšem nevíš, neměl bys asi zaplevelovat vlákno irelevantními informacemi a trapnými nadávkami.
(večer sem odpověď napíšu, teď bohužel nemám čas, bude to asi trochu delší)
R=ρ*l/S
psal jsem to již výše, bohužel v tom stále někdo hledá problém, který ve skutečnosti žádný není.
Problém může mít dvě příčiny:
a) buď je Cenobita opravdu tak hloupý, že nechápe rozdíl mezi konstatováním nějakého chování přírody a mezi vysvětlením, proč se to děje právě tak. Tuto otázku si většinou kladou přemýšliví lidé, hlupáci se spokojí s nějakým kvokáním a prostě jim to stačí.
b) Cenobita alespoň okrajově chápe, na co se vlastně Bufemyt ptal, ale odpověď nezná. A protože NĚCO napsat musí (jinak by nebyl sám sebou), tak – jak sám tomu říká – rybaří. Schválně trousí neskutečné pindy a má prasečí radost, jak to lidi rozčiluje.
Ať tak či onak, je to jeho problém a krmením trollů se dotaz nevyřeší.
Takže k věci (přiznávám, že představy o tom, co je večer, se asi mohou docela lišit, ale co už…):
Dotaz byl na příčinu nezávislosti odporu na proudu a napětí v kovovém (!) vodiči. Ten kov je tam důležitý, pro jiné materiály (např polovodiče to zdaleka neplatí). A v tom je právě klíč k odpovědi.
Stručná (ale asi ne úplně průhledná) odpověď je: protože děje vyvolané v kovu elektrickým napětím jsou lineární (tj. mezi příčinou a následkem je jednoduchá přímá úměra).
Co to tedy znamená: proud v kovu vzniká tak, že el. napětí uvede do pohybu volné elektrony (elektronový plyn) – takto rozhýbané elektrony jsou elektrický proud. Jak známo, síla působící na náboj v el. poli je přímo úměrná intenzitě pole (tj. napětí), takže proud je přímo úměrný napětí. A jaký je koeficient té úměrnosti? Je charakteristický pro každý materiál – jak moc "překážek" klade materiál průchodu těch elektronů. A co je důležité: je nezávislý na protékajícím proudu (to je vlastně podstata Ohmova zákona). Koeficient úměry mezi napětím a proudem je konstantní – přiložené napětí tuhle vlastnost materiálu nijak neovlivňuje - vyšší napětí jen větší silou protlačuje elektrony "sítem překážek", ale samotné překážky nijak neovlivní. Závislost proudu na napětí tak zůstává lineární, a tudíž odpor materiálu neměnný (viz 1. http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/241-elektricky-odpor-vodice-ohmuv-zakon-pro-cast-obvodu)
Voltampérová charakteristika (graf napětí-proud) takového děje je přímka procházející počátkem.
Aby to bylo jasnější, podívejme se na dvě situace, kdy ta závislost proudu a napětí lineární není:
a) polovodiče
Vezměme obyčejnou Si diodu v propustném směru - dokud je napětí menší než cca 0.5 V, protéká jen velmi malý proud, protože většina nosičů náboje nemůže překonat napěťovou bariéru přechodu. Po překročení určité hranice se bariéra vnějším napětím úplně zruší a proud teče více-méně lineárně.
Voltampérová charakteristika je silně nelineární, přímce se jakž takž podobá až pro vyšší napětí, v okolí počátku vůbec. Pro každý bod té charakteristiky (tj. pro každou hodnotu přiloženého napětí) můžeme z grafu určit aktuální "odpor" (jako směrnici tečny v daném bodě), ale ten je - právě na rozdíl od kovu - velmi závislý na přiloženém napětí (viz https://cs.wikipedia.org/wiki/Voltampérová_charakteristika)
b) výboj v plynu
Obyčejná doutnavka. Pro napětí od nuly do zápalného napětí je proud čistá nula. Pak začne napětí ionizovat plyn v doutnavce, ionty už tečou jako proud, urychlují se, ionizují další částice a dojde k lavinovému efektu ionizace všech částic plynu a k prudkému nárůstu proudu (= poklesu odporu). Odpor klesne tak moc, že kdyby proud nebyl omezen nějakým vnějším odporem, vzroste prakticky bez omezení (elektrický oblouk) a celá doutnavka shoří plamenem (no, spíš se roztaví nebo vybouchne nebo tak nějak).
Charakteristika je ještě divočejší než u diody (má dokonce úsek se záporným odporem) a poměr napětí-proud opět není konstantní ani náhodou.
(viz https://cs.wikipedia.org/wiki/Doutnavka)
P.S.: Znalce prosím o prominutí mnoha zjednodušení, nutných k tomu, aby text byl jakž takž stravitelný a nezabíhal do detailů v našem kontextu nepodstatných.