Соберем цепь из лампочки и источника тока. При замыкании цепи, лампочка, конечно же, загорится. Включим теперь в цепь отрезок стальной проволоки. Лампочка станет гореть тусклее. Заменим теперь стальную проволоку на никелиновую. Накал спирали лампочки еще уменьшится. Другими словами, мы наблюдали ослабление теплового действия тока или уменьшение мощности тока. Из опыта следует вывод: последовательное включение в цепь дополнительного проводника всегда приводит к уменьшению мощности тока.
 
|
Вспомним, что тепловое действие тока мы объясняем ударами электронов об ионы кристаллической решетки. Следовательно, если накал спирали лампочки уменьшился, значит, уменьшился поток электронов через ее спираль. В таком случае говорят, что уменьшилась сила тока. Итак, под изменением силы тока мы будем понимать изменение количества электронов, проходящих через поперечное сечение металлического проводника за единицу времени.
Теперь вывод из опыта с лампочкой и проволоками запишется так: дополнительный проводник, последовательно включенный в цепь, уменьшает в ней силу тока. Другими словами, проводник оказывает току сопротивление. Различные проводники (отрезки проволоки) оказывают току различное сопротивление.
В чем же причина электрического сопротивления? Вспомним, что ток в металлическом проводнике – это направленное движение электронов, сопровождающееся их соударениями с ионами кристаллической решетки металла. Физикой установлено, что во всех кристаллах электроны совершенно одинаковы, а ионы (их размеры, порядок и плотность расположения) – различны. Именно поэтому различные металлы имеют различное электрическое сопротивление.
|
|
Итак, сопротивление проводника зависит от рода вещества, из которого этот проводник изготовлен. Есть ли другие причины, влияющие на сопротивление проводника?
Рассмотрим опыт, изображенный на рисунке. Буквами A и B обозначены концы тонкой никелиновой проволоки, а буквой K – подвижный контакт. Передвигая его вдоль проволоки, мы изменяем длину того ее участка, который включен в цепь (участок AK). Сдвигая контакт K влево, мы увидим, что лампочка станет гореть ярче. Передвижение контакта вправо заставит лампочку гореть тусклее. Из этого опыта следует вывод, что изменение длины проводника, включенного в цепь, приводит к изменению его сопротивления.
|
Существуют специальные приборы – реостаты. Принцип их действия такой же, как и в рассмотренном нами опыте с проволокой. Отличие лишь в том, что для уменьшения размеров реостата проволоку наматывают на фарфоровый цилиндр, закрепленный в корпусе, а подвижный контакт (говорят: "движок" или "ползунок") насаживают на металлический стержень, одновременно служащий проводником. Итак, реостат – электрический прибор, сопротивление которого можно изменять. Реостаты служат для регулирования тока в цепи.
Третьей причиной, влияющей на сопротивление проводника, является площадь его поперечного сечения. При ее увеличении сопротивление проводника уменьшается. Сопротивление проводников также изменяется при изменении их температуры.