На прошлых уроках мы с вами говорили об электрическом сопротивлении. Давайте с вами вспомним, что это физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока. Введя новую величину — сопротивление, мы с вами до сих пор не ответили на один очень важный вопрос: от каких факторов зависит сопротивление проводника?
Анализируя природу электрического сопротивления, можно высказать предположение, что сопротивление зависит от длины и толщины проводника, а также материала, из которого он изготовлен.
Как обычно, проверим справедливость этой гипотезы на опыте. Для этого используем цепь из источника тока, амперметра и панели с исследуемыми проводниками. На панели имеются укреплённая вверху проволока из нихрома (специальный сплав, из которого изготовляют спирали нагревательных приборов) с клеммами подключения на концах и в середине. Ниже неё, посередине панели, располагаются два других нихромовых проводника сложены вместе. А в нижней части укреплена железная проволока такого же диаметра, как и верхние нихромовые. Для удобства поочерёдного включения левые концы всех проволок соединены друг с другом и к ним подведён один из проводов источника. Дотрагиваясь поочерёдно другим проводом, идущим от источника, до точек В, С, D и E мы можем включать в цепь любой из проводников.
Из чего можно сделать первый вывод: сопротивление проводника прямо пропорционально его длине.
Затем сравним силу тока в первом измерении (то есть в нихромовом проводе полной длины)с силой тока в двойном проводе,который имеет такую же длину, но обладает вдвоебольшим сечением.
Как видно, при удвоении сечения сила тока возросла вдвое,то есть при большемсечении (в два раза) сопротивление меньшетакже в два раза, что приводит нас к выводу о том, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения.
Для чего в установке нижний, железный, провод вы, наверняка, уже догадались: он по длине и сечению одинаков с верхним, но изготовлен из другого материала.
Включив его в цепь, мы увидим резкое увеличение силы тока, то есть его проводимость гораздо больше, чем у нихромового проводника, а, следовательно, меньше сопротивление. Отсюда делаем третий вывод: сопротивление проводника зависит от вещества, из которого он изготовлен.
Теперь мы с вами получили возможность вывести формулу для расчёта сопротивления проводника. Не трудно понять, что в её правой части будет три члена: длина — в числителе (прямая пропорциональность), площадь поперечного сечения — в знаменателе (обратная пропорциональность) и, конечно же, специальный коэффициент, отражающий проводящие свойства вещества.
Таким образом, сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от материала проводника:
Коэффициент ρ, стоящий в формуле, называют удельным сопротивлением вещества. Иными словами, это характеристика не конкретного рассматриваемого проводника, а именно вещества, из которого он изготовлен. Она равна сопротивлению проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2.
В СИ удельное сопротивление измеряется в Ом-м. Так как на практике длину проводников измеряют обычно в метрах, а площадь поперечного сечения в квадратных миллиметрах, то удельное сопротивление удобно записывать в виде:
Значения удельного сопротивления для различных веществ представлены в таблице:
Смысл приведённых в таблице удельных сопротивлений прост. Если для нихрома значение удельного сопротивления равно 1,1 ∙ 10−6 
, то это значит, что нихромовый проводник длиной 1 м и поперечным сечением в 1 мм2 обладает сопротивлением 1,1 Ом.
Будьте внимательны и всегда смотрите на единицу удельного сопротивления, когда пользуетесь табличными данными.
Значения удельного сопротивления веществ приведены для температуры 20 оС, так как сопротивление проводников зависит от температуры (с чем вы более подробно познакомитесь в старших классах). Отметим лишь то, что при повышении температуры удельное сопротивление возрастает, а при понижении уменьшается.
Так сенсацией начала ХХ в. стало открытие явления сверхпроводимости. Оно заключается в том, что при очень сильном охлаждении (примерно до −270 оС и ниже) сопротивление некоторых металлов резко снижалось до нуля. При этом сверхпроводящие металлы не нагревались даже при очень большой силе тока в них.
Очень часто на практике приходится менять силу тока в цепи, плавно увеличивая или уменьшая её.
Изменить силу тока можно, меняя сопротивление цепи. Приборы, которые позволяют сделать это плавно, называются реостатами.
Продемонстрировать принцип работы реостата можно с помощью обычной проволоки, желательно никелиновой или нихромовой, так как они обладают большим удельным сопротивлением.
При включении в цепь такой проволоки один контакт неподвижен, а другой — может перемещаться вдоль проволоки. Амперметр показывает, как меняется сила тока в цепи при перемещении подвижного контакта. Очевидно, что чем больше часть проволоки, включённая в цепь, тем больше сопротивление проволоки и, следовательно, тем меньше сила тока в цепи.
На практике применяют самые разнообразные реостаты. Но общее для всех реостатов — это использование длинной проволоки с большим удельным сопротивлением.
Давайте рассмотрим поподробнее ползунковый реостат, с которым вы будете работать на уроках. Его внешний вид и условное обозначение на схемах представлены на рисунке.
В этом реостате никелиновая проволока, покрытая тонким слоем окалины, намотана на керамический цилиндр. Окалина позволяет изолировать витки друг от друга. По расположенному вверху металлическому стержню может перемещаться ползунок. Контакты ползунка прижаты к виткам обмотки, и в результате трения слой окалины под контактами стирается. Электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него — в стержень, на конце которого находится зажим. Другой зажим соединён с одним из концов обмотки. Таким образом, ток проходит от одного зажима до другого через витки обмотки, число которых можно менять в зависимости от положения ползунка.
Пример решения задачи.
Задача. При подключении к источнику тока с напряжением 6 В никелинового проводника поперечным сечением 0,3 мм2 по нему прошёл ток силой 0,3 А. Какова длина проводника?
