Опір провідника: Неприпустима назва — Вікіпедія — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

Що таке опір провідника

ФИЗИКА 7 КЛАСС помогите хоть кто нибудь( 1) Назовите известные вам типы линз. Приведите примеры устройств, в которых используют каждый тип линз (не ме … нее двух для каждого типа). 2) Постройте дальнейший ход лучей в собирающей линзе. 3) Постройте изображение стрелки в собирающей линзе. Охарактеризуйте полученное изображение.

Два автомобиля прошли одну дистанцию пути. Они одновременно вышли из исходного пункта и одновременно через 1 ч 20 мин пришли в конечный пункт, причем … первый автомобиль первую, меньшую часть времени шел со скоростью v1 = 100 км/час, а оставшуюся, большую – со скоростью v2 = 60 км/час. Второй автомобиль, напротив, сначала двигался со скоростью v2, а, затем, шел со скоростью v1. Определите протяженность пути, если наибольшая дистанция между автомобилями в процессе их движения составляла S = 20 км.

что такое амплитуда?

Гигантская межпланетная станция-зоопарк, вращающаяся по геостационарной орбите, заполнена воздухом и населена многими представителями фауны.

В одном и … з залов орёл летел с постоянной скоростью 3 м/с на высоте 8 м над лентой транспортёра. Лента двигалась навстречу ему со скоростью 1 м/с. Орёл заметил точно под собой на ленте порцию мяса и спустился к ней за минимально возможное время, развивая в ходе спуска относительно станции постоянное ускорение, величина которого 1,5 м/с2. Найдите время спуска. Ответ запишите в секундах, округлив до сотых.

На линзу падает сходящийся пучок лучей. После прохождения через линзу лучи пересекаются в точке, лежащей на расстоянии 0,15 м от линзы. Если линзу убр … ать, то точка пересечения лучей переместится на 4 см ближе к линзе. Определите фокусное расстояние Линзы.

Помогите! Даю 60 баллов!!

Помогите! Даю 50 баллов!!

Три проволоки одинаковой длины и поперечного сечения, но из разных материалов, подключены в цепь последовательно. Какая из них нагреется меньше, если … проволока А изготовлена из молибдена, проволока Б — из никеля, а проволока В — из нихрома? Нагреется меньше проволока из . .. . никеля молибдена нихрома Не хватает информации.

Як пидключити вимирювальни прилади вольтметр

ПОМОГИТЕ ПЖ ФИЗИКА 8 КЛАСС

Опір провідника. Електричний опір і провідність

Опір провідника — здатність матеріалу перешкоджати протіканню електричного струму. Включаючи випадок скін-ефекту змінних високочастотних напруг.

фізичні визначення

Матеріали поділяються класами згідно питомим опором. Вже згадана величина — опір — вважається ключовою, дозволить виконати градацію всіх речовин, що зустрічаються в природі:

Провідники — матеріали з питомим опором до 10 мкОм м. Стосується більшості металів, графіту.
Діелектрики — питомий опір 100 МОм м — 10 прим м. Приставка Пета використовується в контексті п’ятнадцятої ступеня десятки.
Напівпровідники — група електротехнічних матеріалів з питомим опором в діапазоні від провідників до діелектриків.

Питомою опір називається, дозволяючи охарактеризувати параметри відрізу дроти завдовжки 1 метр, площею 1 квадратний метр. Найчастіше цифрами користуватися незручно. Перетин реального кабелю набагато менше. Наприклад, для ПВ-3 площа становить десятки міліметрів. Розрахунок спрощується, якщо користуватися одиницями Ом кв.мм / м (див. Рис.).

Питомий опір металів

Питомий опір позначається грецькою буквою «ро», для отримання показника опору величину домножимо на довжину, розділивши на площу зразка. Переклад між стандартними одиницями вимірювання Ом м частіше використовуваними для розрахунку показує: взаємозв’язок встановлюється через шосту ступінь десятки. Іноді вдасться знайти серед табличних значеннях відомості, що стосуються питомого опору міді:

168 мкОм м;
0,00175 Ом кв. мм / м.

Легко переконатися, цифри розходяться приблизно на 4%, переконайтеся, виконавши приведення одиниць. Значить, цифри наводяться сортаменту міді. При необхідності точних обчислень питання уточнюється додатково, окремо. Відомості про питомий опір зразка отримують чисто досвідченим шляхом. Відріз дроти з відомими перетином, довжиною під’єднується до контактів мультиметра. Для отримання відповіді потрібно свідчення розділити на протяжність зразка, помножити площею перетину. У тестах покладається вибирати зразок достовірніше, скоротивши до мінімуму похибку. Значна частина тестерів наділена недостатньою точністю для отримання придатних значень.

Отже, тим, хто боїться фізиків, який намагався освоїти китайські мультиметри працювати з питомим опором незручно. Набагато простіше взяти готовий відріз (більшої довжини), оцінити параметр повного шматка. На практиці частки Ома грають малу роль, зазначені дії виконуються для оцінки втрат. Безпосередньо визначені активним опором ділянки кола і квадратично залежать від струму. З огляду на сказане, зазначимо: провідники в електротехніці прийнято ділити на дві категорії по вживаності:

Матеріали високої провідності, високого опору. Перші застосовуються для створення кабелів, другі — опорів (резисторів). У таблицях не буває чіткого розмежування, враховується практичність. Срібло з низьким опором для створення проводів не застосовують зовсім, для контактів приладів — рідко. З очевидних причин.
Сплави з високою пружністю застосовуються для створення гнучких струмопровідних частин: пружин, робочих частин контакторів. Опір зазвичай має бути мінімальним. Зрозуміло, для цих цілей в корені непридатна звичайна мідь, якій притаманна велика ступінь пластичності.

Сплави з високим або низьким температурним коефіцієнтом розширення. Перші служать основою створення біметалевих пластин, структурно які є основою. Другі утворюють групу інварних сплавів. Часто потрібні, де важлива геометрична форма. У власників нитки (заміна дорогого вольфраму) і вакуумплотной спаев на стику зі склом. Але ще частіше інварні сплави ніякого відношення до електрики не мають, використовуються в складі верстатів, приладів.

Формула зв’язку питомої опору з омічним

Фізичні основи електропровідності

Опір провідника визнано величиною, зворотної електропровідності. У сучасній теорії не встановлено досконально, як відбувається процес утворення струму. Фізики часто упиралися в стіну, спостерігаючи явище, яке ніяк не могло бути пояснено з точки позицій раніше висувалися концепцій. Сьогодні домінуючою вважається зонна теорія. Потрібно привести короткий екскурс розвитку уявлень про будову речовини.

Спочатку передбачалося: речовина представлено субстанцією, зарядженої позитивно, в ній плавають електрони. Так вважав відомий лорд Кельвін (уроджений Томсон), в честь якого названа одиниця вимірювання абсолютної температури. Вперше зробив припущення про планетарну структуру атомів Резерфорд. Теорія, висунута в 1911 році, була споруджена на факті відхилення альфа-випромінювання речовинами з великою дисперсією (окремі частки змінювали кут польоту на досить значну величину). На основі існуючих передумов автор дійшла висновку: позитивний заряд атома зосереджений всередині малої області простору, яку назвали ядром. Факт окремих випадків сильного відхилення кута польоту викликаний тим, що шлях частинки пролягав в безпосередній близькості від ядра.

Так встановлені межі геометричних розмірів окремих елементів і для різних речовин. Зробили висновок, що діаметр ядра золота вкладається областю 3 пм (піко — приставка до негативної дванадцятому ступені десятки). Подальший розвиток теорії будови речовин виконав Бор в 1913 році. На основі спостереження поведінки іонів водню зробив висновок: заряд атома становить одиницю, було визначено маса, що склала приблизно одну шістнадцяту ваги кисню. Бор припустив: електрон утримується силами тяжіння, визначеними Кулоном. Отже, щось утримує від падіння на ядро. Бор припустив, винна відцентрова сила, що виникає при обертанні частинки по орбіті.

Важливу поправку до макету вніс Зоммерфельд. Допустив еліптичності орбіт, ввів два квантових числа, що описують траєкторію — n і k. Бор зауважив: теорія Максвелла для моделі терпить крах. Рухома частка зобов’язана породжувати в просторі магнітне поле, тоді поступово електрон упав би на ядро. Отже, доводиться допустити: існують орбіти, на яких випромінювання енергії в простір не відбувається.

Легко помітити: припущення суперечать один одному, зайвий раз нагадуючи: опір провідника, як фізичну величину, сьогодні не здатні пояснити фізики.

Чому? Зонна теорія вибрала базисом постулати Бора, де зазначено: положення орбіт дискретні, обчислюються заздалегідь, геометричні параметри пов’язані деякими співвідношеннями. Висновки вченого довелося доповнити хвильової механікою, оскільки зроблені математичні моделі безсилі виявилися пояснити деякі явища. Сучасна теорія говорить: для кожної речовини передбачено в стані електронів три зони:

Валентна зона електронів, міцно пов’язаних з атомами. Потрібна велика енергія — розірвати зв’язок. Електрони валентної зони в провідності участі не беруть.
Зона провідності, електрони при виникненні в речовині напруженості поля утворюють електричний струм (впорядкований рух носіїв заряду).
Заборонена зона — область енергетичних станів, де електрони в нормальних умовах перебувати не можуть.

Незрозумілий досвід Юнга

Згідно зонної теорії, у провідника зона провідності перекривається валентної. Утворюється електронну хмару, легко захоплюється напруженістю електричного поля, утворюючи струм. З цієї причини опір провідника має настільки мале значення. Причому вчені докладають даремні зусилля пояснити, що являє собою електрон. Відомо тільки: елементарна частинка проявляє хвильові і корпускулярні властивості. Принцип невизначеності Гейзенберга ставить факти на місця: не можна з імовірністю 100% одночасно визначити місце розташування електрона і енергію.

Що стосується емпіричної частини, вченими помічено: досвід Юнга, пройдений з електронами, дає цікавий результат. Вчений пропускав потік фотонів через дві близькі щілини щита, виходила інтерференційна картина, складена поруч смуг. Запропонували зробити тест з електронами, стався колапс:

Якщо електрони проходять пучком, минаючи дві щілини, утворюється інтерференційна картина. Відбувається, ніби рухаються фотони.
Якщо електрони вистрілювати по одному, нічого не змінюється. Отже … одна частинка відбивається сама від себе, існує відразу в декількох місцях?
Тоді стали намагатися зафіксувати момент проходження електроном площині щита. І … інтерференційна картина пропала. Залишилися два плями навпроти щілин.

Ефект безсилі пояснити з наукової точки зору. Виходить, електрони «здогадуються» про проведеному спостереженні, перестають проявляти хвильові властивості. Показує обмеженість сучасних уявлень фізики. Добре, якби цим можна було задовольнятися! Черговий чоловік науки запропонував вести спостереження за частками, коли вони вже пройшли крізь щілину (летіли в певному напрямку). І що ж? Знову електрони перестали проявляти хвильові властивості.

Виходить, елементарні частинки повернулися назад у часі. У той момент, коли проходили щілину. Проникли в таємницю майбутнього, дізнавшись, чи буде вестися спостереження. Залежно від факту скорегували поведінку. Зрозуміло, відповідь не може бути попаданням в яблучко. Загадка чекає дозволу донині. До речі, теорія Ейнштейна, висунута на початку XX століття, тепер спростована: знайдені частинки, швидкість яких перевищує світлову.

Як утворюється опір провідників

Сучасні погляди говорять: вільні електрони переміщаються по провіднику зі швидкістю близько 100 км / с. Під дією виникає всередині поля дрейф упорядковується. Швидкість переміщення носіїв уздовж ліній напруженості мала, складає одиниці сантиметрів на хвилину. В ході руху електрони зіштовхуються з атомами кристалічної решітки, якась частка енергії переходить в тепло. І міру цього перетворення прийнято називати опором провідника. Чим вище, тим більше електричної енергії переходить в тепло. На цьому заснований принцип дії обігрівачів.

Паралельно контексту йде чисельне вираження провідності матеріалу, яке можна побачити на малюнку. Для отримання опору покладається одиницю розділити на вказане число. Хід подальших перетворень розглянуто вище. Видно, що опір залежить від параметрів — температурне рух електронів і довжина їх вільного пробігу, що прямо призводить до будови кристалічної решітки речовини. Пояснення — опір провідників відрізняється. У міді менше алюмінію.

Цей сайт ніяк не міг обійтися без статті про опір. Ну ніяк! Є в електроніці саме фундаментальне поняття, яке є до того ж фізичним властивістю. Ти напевно вже знайомий з ось цими друзями:

Опір — це властивість матеріалу заважати потоку електронів. Матеріал як би чинить опір, перешкоджає цьому потоку, як вітрила фрегата сильного вітру!

У світі практично все має властивість чинити опір: повітря чинить опір потоку електронів, вода теж чинить опір потоку електронів, але вони все одно прослизають. Мідні дроти теж чинять опір потоку електронів, але ліниво. Так що вони дуже добре пропускають такий потік.

Не мають опору тільки надпровідники, але це вже інша історія, так як раз у них немає опору, то сьогодні вони нам не цікаві.

До речі, потік електронів — це і є електричний струм. Формальне визначення більш педантичне, так що шукай його сам в такій же сухий книзі.

І так, електрони між собою взаємодіють. Сила такої взаємодії вимірюється в Вольтах і називається напругою. Скажеш, що дивно звучить? Та нічого дивного. Електрони напружуються і рухають інші електрони із зусиллям. Дещо по-селянськи, зате зрозумілий основний принцип.

Залишилося згадати про потужність. Потужність — це коли струм, напруга і опір збираються за одним столом і починають працювати. Тоді і з’являється потужність — енергія, яку втрачають електрони, проходячи через опір. До речі:

I = U / R P = U * I

Є у тебе, наприклад, лампочка на 60 Вт з проводом. Встромляєш її в розетку на 220В. Що далі? Лампочка надає потоку електронів з потенціалом в 220В деякий опір. Якщо опір занадто мало — бум, згоріла. Якщо занадто велика — нитка розжарення буде світитися дуже слабо, якщо взагалі буде. А ось якщо воно буде «в самий раз», тоді лампочка з’їсть 60Вт і перетворить цю енергію в світло і тепло.

Тепло при цьому побічний ефект і називається «втратою» енергії, так як замість того, що б світити яскравіше лампочка витрачає енергію на нагрівання. Користуйтеся енергозберігаючими лампами! До речі, провід теж має опір і якщо потік електронів буде занадто великим, то він також нагріється до помітної температури. Тут можна запропонувати почитати замітку про те, навіщо Використовується високовольтні лінії

Упевнений, тепер ти розумієш про опір більше. При цьому ми не звалилися в деталі подібні питомому опору матеріалу та формули типу

де ρ — питомий опірречовини провідника, Ом · м, l— довжина провідника, м, а S— площа перерізу, м².

Трохи анимашек для повноти картини

І наочно про те, як потік електронів змінюється від залежно від температури провідника і його товщини

Не маючи певних початкових знань про електрику, важко собі уявити, як працюють електричні прилади, чому взагалі вони працюють, чому треба включати телевізор в розетку, щоб він запрацював, а ліхтарику вистачає маленької батарейки, щоб він світив у темряві.

І так будемо розбиратися у всьому по порядку.

Електрика

Електрика— це природне явище, яке підтверджує існування, взаємодію і рух електричних зарядів. Електрика вперше було виявлено ще в VII столітті до н. е. грецьким філософом Фалесом. Фалес звернув увагу на те, що якщо шматочок бурштину потерти об вовну, він починає притягувати до себе легкі предмети. Янтар на давньогрецькому — електрон.

Ось так і уявляю собі, сидить Фалес, тре шматок бурштину про свій гиматий (це вовняна верхній одяг у стародавніх греків), а потім з спантеличеним виглядом дивиться, як до янтарю притягуються волосся, обривки ниток, пір’я і клаптики паперу.

Дане явище називається статичною електрикою. Ви можете повторити цей досвід. Для цього гарненько потріть вовняною тканиною звичайну пластмасову лінійку і піднесіть її до дрібних паперовим шматочках.

Слід зазначити, що довгий час це явище не вивчалося. І тільки в 1600 році в своєму творі «Про магніті, магнітних тілах і про великий магніт — Землю» англійський натураліст Вільям Гілберт ввів термін — електрику. У своїй роботі він описав свої досліди з наелектризованими предметами, а також встановив, що наелектризовувати можуть і інші речовини.

Далі протягом трьох століть найпередовіші вчені світу досліджують електрику, пишуть трактати, формулюють закони, винаходять електричні машини і тільки в 1897 році Джозеф Томсон відкриває перший матеріальний носій електрики — електрон, частку, завдяки якій можливі електричні процеси в речовинах.

електрон— це елементарна частинка, має негативний заряд приблизно рівний -1,602 · 10 -19Кл (Кулон). позначається еабо е —.

напруга

Щоб змусити переміщатися заряджені частинки від одного полюса до іншого необхідно створити між полюсами різниця потенціалівабо — напруга. Одиниця виміру напруги — вольт (Вабо V). У формулах і розрахунках напруга позначається буквою V . Щоб отримати напруга величиною 1 В потрібно передати між полюсами заряд в 1 Кл, зробивши при цьому роботу в 1 Дж (Джоуль).

Для наочності наведемо резервуар з водою розташований на деякій висоті. З резервуара виходить труба. Вода під природним тиском залишає резервуар через трубу. Давайте домовимося, що вода — це електричний заряд, Висота водяного стовпа (тиск) — це напруга, А швидкість потоку води — це електричний струм.

Таким чином, чим більше води в баку, тим вище тиск. Аналогічно з електричної точки зору, чим більше заряд, тим вище напруга.

Почнемо зливати воду, тиск при цьому буде зменшуватися. Тобто рівень заряду опускається — величина напруги зменшується. Таке явище можна спостерігати в ліхтарику, лампочка світить все тьмяніше в міру того як розряджаються батарейки. Зверніть увагу, чим менше тиск води (напруга), тим менше потік води (струм).

Електричний струм

Електричний струм— це фізичний процес спрямованого руху заряджених частинок під дією електромагнітного поля від одного полюса замкнутому електричному ланцюзі до іншого. Як частинок, що переносять заряд, можуть виступати електрони, протони, іони і дірки. При відсутності замкнутого кола струм неможливий. Частинки здатні переносити електричні заряди існують не у всіх речовинах, ті в яких вони є, називаються провідникамиі напівпровідниками. А речовини, в яких таких частинок немає — діелектриками.

Одиниця виміру сили струму — ампер (А). У формулах і розрахунках сила струму позначається буквою I . Струм в 1 Ампер утворюється при проходженні через точку електричного кола заряду в 1 Кулон (6,241 х 10 18 електронів) за 1 секунду.

Знову звернімося до нашої аналогії вода — електрика. Тільки тепер візьмемо два резервуари і наповнимо їх рівною кількістю води. Відмінність між баками в діаметрі вихідний труби.

Відкриємо крани і переконаємося, що потік води з лівого бака більше (діаметр труби більше), ніж з правого. Такий досвід — явний доказ залежності швидкості потоку від діаметра труби. Тепер спробуємо зрівняти два потоки. Для цього додамо в правий бак води (заряд). Це дасть більший тиск (напруга) і збільшить швидкість потоку (струм). В електричному ланцюзі в ролі діаметра труби виступає опір.

Проведені експерименти наочно демонструють взаємозв’язок між напругою, струмомі опором. Детальніше про опір поговоримо трохи пізніше, а зараз ще кілька слів про властивості електричного струму.

Якщо напруга не змінює свою полярність, плюс на мінус, і струм тече в одному напрямку, то — це постійний струмі відповідно постійна напруга. Якщо джерело напруги змінює свою полярність і струм тече то в одному напрямку, то в іншому — це вже змінний струмі змінна напруга. Максимальні і мінімальні значення (на графіку позначені як Io ) — це амплітудніабо пікові значення сили струму. У домашніх розетках напруга змінює свою полярність 50 раз в секунду, тобто ток коливається то туди, то сюди, виходить, що частота цих коливань становить 50 Герц або скорочено 50 Гц. У деяких країнах, наприклад в США прийнята частота 60 Гц.

опір

електричний опір— фізична величина, яка визначає властивість провідника перешкоджати (пручатися) проходженню струму. Одиниця виміру опору — Ом(позначається Омабо грецькою буквою омега Ω ). У формулах і розрахунках опір позначається буквою R . Опором в 1 Ом володіє провідник до полюсів якого прикладена напруга 1 В і протікає струм 1 А.

Провідники по-різному проводять струм. їх провідністьзалежить, в першу чергу, від матеріалу провідника, а також від перетину і довжини. Чим більше перетин, тим вище провідність, але, чим більше довжина, тим провідність нижче. Опір — це зворотне поняття провідності.

На прикладі водопровідної моделі опір можна уявити як діаметр труби. Чим він менше, тим гірше провідність і вище опір.

Опір провідника проявляється, наприклад, в нагріванні провідника при протіканні в ньому струму. Причому, чим більше струм і менше перетин провідника — тим сильніше нагрівання.

потужність

Електрична потужність— це фізична величина, яка визначає швидкість перетворення електроенергії. Наприклад, ви не раз чули: «лампочка на стільки-то ват». Це і є потужність споживана лампочкою за одиницю часу під час роботи, тобто перетворенні одного виду енергії в інший з деякою швидкістю.

Джерела електроенергії, наприклад генератори, також характеризується потужністю, але вже вироблюваної в одиницю часу.

Одиниця виміру потужності — Ватт(позначається Втабо W). У формулах і розрахунках потужність позначається буквою P . Для ланцюгів змінного струму застосовується термін повна потужність, одиниця виміру — Вольт-ампер (В · Аабо V · A), Позначається буквою S .

І на завершення про електричний ланцюг. Дана ланцюг являє собою деякий набір електричних компонентів, здатних проводити електричний струм і з’єднаних між собою відповідним чином.

Що ми бачимо на цьому зображенні — елементарний електроприлад (ліхтарик). Під дією напруги U(В) джерела електроенергії (батарейки) по провідниках і інших компонентів володіють різними опорами 4. 59 (220 голосів)

При замиканні електричного кола, на затискачах якої є різниця потенціалів, виникає електричний струм. Вільні електрони під впливом електричних сил поля переміщаються уздовж провідника. У своєму русі електрони наштовхуються на атоми провідника і віддають їм запас своєї кінетичної енергії. Швидкість руху електронів безперервно змінюється: при зіткненні електронів з атомами, молекулами і іншими електронами вона зменшується, потім під дією електричного поля збільшується і знову зменшується при новому зіткненні. В результаті цього в провіднику встановлюється рівномірний рух потоку електронів зі швидкістю декількох часток сантиметра в секунду. Отже, електрони, проходячи по провіднику, завжди зустрічають з його боку опір своєму руху. При проходженні електричного струму через провідник останній нагрівається.

електричний опір

Електричним опором провідника, яке позначається латинською буквою r, Називається властивість тіла або середовища перетворювати електричну енергію в теплову при проходженні по ньому електричного струму.

На схемах електричний опір позначається так, як показано на малюнку 1, а.

Змінне електричне опір, що служить для зміни струму в ланцюзі, називається реостатом. На схемах реостати позначаються як показано на малюнку 1, б. У загальному вигляді реостат виготовляється з дроту того чи іншого опору, намотаною на ізолюючому підставі. Повзунок або важіль реостата ставиться в певне положення, в результаті чого в ланцюг вводиться потрібне опір.

Довгий провідник малого поперечного перерізу створює току великий опір. Короткі провідники великого поперечного перерізу надають току малий опір.

Якщо взяти два провідники з різного матеріалу, але однакової довжини і перетину, то провідники будуть проводити струм по-різному. Це показує, що опір провідника залежить від матеріалу самого провідника.

Температура провідника також впливає на його опір. З підвищенням температури опір металів збільшується, а опір рідин і вугілля зменшується. Тільки деякі спеціальні металеві сплави (манганин, констаітан, нікелін і інші) зі збільшенням температури свого опору майже не змінюють.

Отже, ми бачимо, що електричний опір провідника залежить від: 1) довжини провідника, 2) поперечного перерізу провідника, 3) матеріалу провідника, 4) температури провідника.

За одиницю опору прийнятий один Ом. Ом часто позначається грецькою великою літерою Ω (омега). Тому замість того щоб писати «Опір провідника дорівнює 15 Ом», можна написати просто: r= 15 Ω.
1 000 Ом називається 1 килоом(1кОм, або 1кΩ),
1 000 000 Ом називається 1 мегаом(1мгОм, або 1МΩ).

При порівнянні опору провідників з різних матеріалів необхідно брати для кожного зразка певну довжину і перетин. Тоді ми зможемо судити про те, який матеріал краще або гірше проводить електричний струм.

Відео 1. Опір провідників

Питомий електричний опір

Опір в Омасі провідника довжиною 1 м, перетином 1 мм ² називається питомим опоромі позначається грецькою буквою ρ (Ро).

У таблиці 1 дані питомі опору деяких провідників.

Таблиця 1

Питомі опору різних провідників

З таблиці видно, що залізний дріт довжиною 1 м і перерізом 1 мм ² володіє опором 0,13 Ом. Щоб отримати 1 Ом опору потрібно взяти 7,7 м такого дроту. Найменшим питомим опором володіє срібло. 1 Ом опору можна отримати, якщо взяти 62,5 м срібного дроту перетином 1 мм ². Срібло — найкращий провідник, але вартість срібла виключає можливість його масового застосування. Після срібла в таблиці йде мідь: 1 м мідного дроту перетином 1 мм ² володіє опором 0,0175 Ом. Щоб отримати опір в 1 Ом, потрібно взяти 57 м такого дроту.

Хімічно чиста, отримана шляхом рафінування, мідь знайшла собі повсюдне застосування в електротехніці для виготовлення проводів, кабелів, обмоток електричних машин і апаратів. Широко застосовують також в якості провідників алюміній і залізо.

Опір провідника можна визначити за формулою:

де r— опір провідника в Омасі; ρ — питомий опір провідника; l— довжина провідника в м; S— перетин провідника в мм ².

Приклад 1.Визначити опір 200 м залізного дроту перетином 5 мм ².

Приклад 2.Обчислити опір 2 км алюмінієвого дроту перетином 2,5 мм².

З формули опору легко можна визначити довжину, питомий опір і перетин провідника.

Приклад 3.Для радіоприймача необхідно намотати опір в 30 Ом з нікелінового дроту перетином 0,21 мм². Визначити необхідну довжину дроту.

Приклад 4.Визначити перетин 20 м ніхромового дроту, якщо опір її дорівнює 25 Ом.

Приклад 5.Дріт перетином 0,5 мм² і довжиною 40 м має опір 16 Ом. Визначити матеріал дроту.

Матеріал провідника характеризує його питомий опір.

По таблиці питомих опорів знаходимо, що таким опором володіє свинець.

Вище було зазначено, що опір провідників залежить від температури. Проробимо наступний досвід. Намотаємо у вигляді спіралі кілька метрів тонкого металевого дроту і включимо цю спіраль в ланцюг акумулятора. Для вимірювання струму в ланцюг включаємо амперметр. При нагріванні спіралі в полум’я пальника можна помітити, що показання амперметра будуть зменшуватися. Це показує, що з нагріванням опір металевого дроту збільшується.

У деяких металів при нагріванні на 100 ° опір збільшується на 40 — 50%. Є сплави, які незначно змінюють свій опір з нагріванням. Деякі спеціальні сплави практично не змінюють опору при зміні температури. Опір металевих провідників при підвищенні температури збільшується, опір електролітів (рідких провідників), вугілля і деяких твердих речовин, навпаки, зменшується.

Здатність металів змінювати свій опір зі зміною температури використовується для пристрою термометрів опору. Такий термометр представляє собою платинову дріт, намотаний на слюдяною каркас. Помістивши термометр, наприклад, в піч і вимірюючи опір платинової дроту до і після нагрівання, можна визначити температуру в печі.

Зміна опору провідника при його нагріванні, що припадає на 1 Ом початкового опору і на 1 ° температури, називається температурним коефіцієнтом опоруі позначається буквою α.

Якщо при температурі t 0 опір провідника одно r 0, а при температурі tодно r t, То температурний коефіцієнт опору

Примітка. Розрахунок за цією формулою можна виробляти лише в певному інтервалі температур (приблизно до 200 ° C).

Наводимо значення температурного коефіцієнта опору α для деяких металів (таблиця 2).

Таблиця 2

Значення температурного коефіцієнта для деяких металів

З формули температурного коефіцієнта опору визначимо r t:

r t = r 0 .

Приклад 6.Визначити опір залізного дроту, нагрітій до 200 ° C, якщо опір її при 0 ° C було 100 Ом.

r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 Ом.

Приклад 7.Термометр опору, виготовлений з платинового дроту, в приміщенні з температурою 15 ° C мав опір 20 Ом. Термометр помістили в піч і через деякий час було виміряно його опір. Воно виявилося рівним 29,6 Ом. Визначити температуру в печі.

електрична провідність

До сих пір ми розглядали опір провідника як перешкоду, яке надає провідник електричного струму. Але все ж ток по провіднику проходить. Отже, крім опору (перешкоди), провідник має також здатністю проводити електричний струм, тобто провідністю.

Чим більший опір має провідник, тим меншу він має провідність, тим гірше він проводить електричний струм, і, навпаки, чим менше опір провідника, тим більшу провідність він володіє, тим легше току пройти по провіднику. Тому опір і провідність провідника є величини зворотні.

З математики відомо, що число, зворотне 5, тобто 1/5 і, навпаки, число, зворотне 1/7, є 7. Отже, якщо опір провідника позначається буквою r, То провідність визначається як 1 / r. Зазвичай провідність позначається буквою g.

Електрична провідність вимірюється в (1 / Ом) або в Сіменс.

Приклад 8.Опір провідника дорівнює 20 Ом. Визначити його провідність.

якщо r= 20 Ом, то

Приклад 9.Провідність провідника дорівнює 0,1 (1 / Ом). Визначити його опір,

Якщо g = 0,1 (1 / Ом), то r= 1 / 0,1 = 10 (Ом)

Головна » технології » Опір провідника. Електричний опір і провідність

Закон Ома.Питомий електричний опір.Розрахунок опору провідника.

Запитання 1

Будь-яке електричне коло характеризують:

варіанти відповідей

сила струму, напруга,опір.

сила струму, робота, опір.

напруга, опір, площа поперечного перерізу провідника.

сила струму, опір, довжина провідника.

Запитання 2

Закон Ома для ділянки кола виражається:

варіанти відповідей

Запитання 3

Сила струму в провіднику…

варіанти відповідей

не залежить від опору провідника.

прямо пропорційна опору провідника

обернено пропорційна опору провідника

дорівнює опору провідника

Запитання 4

Опір провідника залежить від…

варіанти відповідей

напруги та сили струму в провіднику

від роду речовини провідника, його довжини, площі поперечного перерізу провідника

від довжини провідника

Запитання 5

Питомий опір речовини, з якої виготовлений провідник показує. ..

варіанти відповідей

опір провідника довжиною 1 м і радіусом 1м

опір провідника довжиною 1 м і діаметром 1 м

опір провідника довжиною 1 м і площею поперечного перезіру 1 мм²

опір провідника довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 м²

Запитання 6

Вкажіть правильне розтащування речовин у порядку зростання їх питомих опорів:

варіанти відповідей

алюміній, золото, срібло,ніхром, фарфор.

золото,срібло, алюміній, фарфор,ніхром.

срібло,золото. алюміній, ніхром, фарфор.

фарфор, срібло, алюміній, золото,ніхром.

Запитання 7

Чому дорівнює опір нагрівального елементу електрочайника, якщо напруга в електромережі 220 В і сила струму в нагрівальному елементі 10 А ?

варіанти відповідей

Запитання 8

Яким приладом регулюють силу струму в колі?

варіанти відповідей

Гальванометром

Запитання 9

Визначте опір ніхромового дроту завдовжки 10 см, якщо площа його поперечного перерізу становить 0,1 мм².

варіанти відповідей

Запитання 10

Визначте довжину ніхромового дроту площею поперечного перерізу 0,25 мм², якщо його опір становить 4,4 Ом.

варіанти відповідей

Створюйте онлайн-тести
для контролю знань і залучення учнів
до активної роботи у класі та вдома

Створити тест

Натисніть «Подобається», щоб слідкувати за оновленнями на Facebook

Визначення питомого опору провідника. Як визначити опір провідника

Прилади й оснащення, використовувані в роботі:

1.Амперметр.

2.Вольтметр.

3.Істочнікі струму.

4.Проводнік металевий R.

5.Реостат R1.

6.Соедінітельние дроти.

Мета роботи:

Навчитися досвідченим шляхом визначати величину питомого опору провідника.

1.Теоретические ВСТУП.

Коли по металевому провіднику, що є ділянкою замкненого кола, протікає струм, то між силою струму I в провіднику і напружених на його затискачах U існує прямо пропорційна залежність, що виражається законом Ома , Який говорить, що сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на його кінцях і обернено пропорційна його опору:

Величина R, називається електричним опором або просто опором провідника. Аналогічно тому, як тертя в механіці створює протидію руху тіла і призводить до перетворення механічної енергії у внутрішню енергію тіла, опір провідника характеризує протидію току в провіднику, яке обумовлено внутрішньою будовою провідника і хаотичним рухом його частинок.

Опір ділянки кола вимірюється напругою на цій ділянці, необхідним для отримання в ньому струму, рівного одиниці.

В СІ за одиницю опору приймається Ом. Омом називається опір такого провідника, по якому тече струм в 1 А при напрузі на його кінцях в 1 В. Опір провідника залежить від матеріалу провідника, т. Е. Будови його кристалічної решітки, а також його форми і розмірів. Для однорідного циліндричного провідника (дроту) довжиною і площею поперечного перерізу S опір визначається за формулою:

Величина, що характеризує залежність опору провідника від матеріалу, з якого він зроблений, і від зовнішніх умов, називається питомим опором речовини.

Одиницею питомого опору в СІ є 1 Ом м.

З формул (2) і (3) можна отримати робочу формулу для визначення величини дослідним шляхом:

(4)

Так як провідник має циліндричну форму, то площа його перерізу визначається за формулою, де d — діаметр поволоки.

Тоді остаточна робоча формула набуде вигляду:

2. ХІД РОБОТИ.

1. Зібрати ланцюг за наступною схемою:

2. Виміряйте амперметром 5 значень сили струму, поточного через досліджуване опір R і вольтметром напругу на його затискачах.

3. Змінюючи реостатом опір R1, силу струму і напругу, отримаєте ще 6 значень струму і напруги.

4. Обчисліть за формулою (5) питомий опір для кожної пари значень сили струму і напруги.

5. Визначити речовину з якого зроблений провідник (див. Додаток).

6. Результати вимірювань і обчислень занести в таблицю.

7. Зробити висновок про виконану роботу.

В таблиці справ— число поділок, на яке відхилилася стрілка амперметра або вольтметра при черговому вимірі.

У наступну колонку після справ записується сила струму або напругу в ланцюзі, які обчислюються за формулою:

(ціна ділення);

U = n V × (ціна поділки).

ТАБЛИЦЯ результатів вимірювань І ОБЧИСЛЕНЬ

Ціна одного ділення амперметра = …

Ціна одного ділення вольтметра = …

Додаток: Питомий опір

Контрольні запитання ПЕРШОГО РІВНЯ.

1.Як записують і формулюють закон Ома для однорідної ділянки кола постійного струму?

2. Встановіть в СІ одиниці опору і провідності і сформулюйте визначення цих одиниць

Контрольні питання ДРУГОГО РІВНЯ.

3. Від чого залежить опір провідника (формула залежності).

4. Що називається питомим опором? Який фізичний зміст цієї величини.

Контрольні питання ТРЕТЬОГО РІВНЯ.

5. Як дослідним шляхом визначити величину питомого опору провідника?

Тема називається: електричний опір провідника. Що це таке. У ній я постараюся освіжити Ваші знання (хто призабув) і розкрити секретну інформацію (для тих, хто зовсім не знав) про це простому, основоположним і повсюдно поширеному понятті.

Як Ви знаєте, в нашому світі на будь-яку дію є своя протидія. Наприклад, на машину, що рухається діятиме сила тертя (про повітря, про поверхню дороги, тертя внутрішніх частин і т.д.), при нагріванні, будь-якого предмета на нього обов’язково буде впливати нижча температура довкілля, Яка після припинення нагрівання, поверне предмету колишню температуру. У сфері електрики подібне зворотний вплив (по відношенню до протікання електричного струму) Буде надавати електричний опір.

Електричний опір провідника, це деяка здатність матеріалів (точніше, речовин з яких і зроблений сам провідник) протидіяти руху заряджених частинок усередині цього провідника. Причому, слід зауважити, що при цьому протидію відбувається деяке перетворення електричної енергії в інший її вид (в основному, електроенергія перетворюється в тепло).

Електричний опір має свою одиницю виміру під назвою «Ом». 1 Ом — це опір, яке матиме стовп ртуті з висотою — 106,3 см; поперчити. січ. — 1 кв.мм. і температурою — 0 град. Опір прийнято позначати буквою — R або r. Назва величин опору: Ом, кОм (1 килоом = 1000 Ом), мом (1 мегаом = 1000 000 Ом).

Щоб краще зрозуміти суть опору (як і через що воно виникає) слід згадати шкільні уроки хімії та фізики, на яких розповідали про структуру речовин. Тверді речовини являють собою безліч атомів (молекул). Вони міцно пов’язані між собою полями і утворюють структуру у вигляді кристалічної решітки. Навколо кожного атома (по його орбітах) обертаються електрони. Електрони, що розташовані найдалі від атома, здатні відриватися і перелітати на сусідні атоми. Такі електрони називаються вільними і завдяки ним, матеріали (провідники) можуть проводити через себе електричний струм.

При підключенні зовнішнього постійного джерела електроживлення (електричного поля) вільні електрони упорядковано починають переміщатися з одного кінця провідника в інший. Якби при їх переміщенні їм нічого не заважало, то і про провідник можна сказати, що він має нульовий опір (надпровідність володіють деякі матеріали при наднизьких температурах = -273 град.). При нормальних же температурах електричні провідники мають ряд перешкод для проходу електронів, звідки і виникає це саме електричний опір провідника.

Що породжує і впливає на електричний опір? Як не дивно, але, це самі атоми, так як вони і заважають електронам на їхньому шляху. Електрону, що мчить на величезній швидкості, постійно доводиться натикатися на атоми, втрачаючи при цьому свою внутрішню енергію, яка в свою чергу, перетворюється в тепло. Отже, чим довше шлях (провідник), тим більше буде у нього внутрішній опір. чим більше перетин провідника, то навпаки, електричний опір його буде зменшуватися (більше електронів пройде через нього).

Оскільки у різних матеріалів (речовин) різні структури кристалічних решіток, отже, і опір у них буде теж різний. Це ще називається питомим опором матеріалу. Тобто, питомий опір, це певне значення електричного опору, яке в точності відповідає певному матеріалу (провіднику), при довжині в 1 метр і поперечним перерізом в 1 кв.мм. Питомий опір позначається буквою «p». Нижче наведена таблиця питомої опору провідників.

Для розрахунку електричного опору певної довжини і перетину того чи іншого матеріалу використовують наступну формулу: R = p * L / S

R = електричний опір;

p = питомий опір матеріалу;

L = довжина провідника;

S = поперечний переріз провідника.

Слід (але не обов’язково) враховувати, що значення температури також впливає на загальне електричний опір провідника. При нагріванні провідника в ньому відбувається збільшення хаотичного руху атомів речовини. Це в свою чергу ускладнює перебіг електронів по цьому провіднику, що і збільшує загальний опір цього матеріалу. При простому (особлива точність не потрібна) розрахунку електричного опору, зазвичай температура не береться до уваги, так як її вплив незначний. Приблизне значення залежності температури на опір: 0.4% на 1 град.

На цьому і завершу тему: Електричний опір провідника. Що це таке.

P.S. Незважаючи на те, що мідь і алюміній не найкращі провідники електричного струму (срібло краще проводить електрику), їх широке застосування обумовлено відносною дешевизною і великою кількістю в природі.

1-02-2012, 14:02 |

Тема називається: Електричний опір провідника. Що це таке. У ній я постараюся освіжити Ваші знання (хто призабув) і розкрити секретну інформацію (для тих, хто зовсім не знав) про це простому, основоположним і повсюдно поширеному понятті.

Як Ви знаєте, в нашому світі на будь-яку дію є своя протидія. Наприклад, на машину, що рухається діятиме сила тертя (про повітря, про поверхню дороги, тертя внутрішніх частин і т.д.), при нагріванні, будь-якого предмета на нього обов’язково буде впливати нижча температура навколишнього середовища, яка після припинення нагрівання, поверне предмету колишню температуру. У сфері електрики подібне зворотний вплив (по відношенню до протікання електричного струму) буде надавати електричний опір.

Що породжує і впливає на електричний опір? Як не дивно, але, це самі атоми, так як вони і заважають електронам на їхньому шляху. Електрону, що мчить на величезній швидкості, постійно доводиться натикатися на атоми, втрачаючи при цьому свою внутрішню енергію, яка в свою чергу, перетворюється в тепло. Отже, чим довше шлях (провідник), тим більше буде у нього внутрішнє опір. Чим більше перетин провідника, то навпаки, електричний опір його буде зменшуватися (більше електронів пройде через нього).

R = електричний опір;

p = питомий опір матеріалу;

L = довжина провідника;
S = поперечний переріз провідника.

На цьому і завершу тему: Електричний опір провідника. Що це таке.

P.S. Незважаючи на те, що мідь і алюміній не найкращі провідники електричного струму (срібло краще проводить електрику), їх широке застосування обумовлене относільной дешевизною і великою кількістю в природі.

Електричний опір провідника ❤️ — Фізика

Електричний опір провідника виникає при протіканні по провіднику електричного струму. Тобто, коли при русі по провіднику електронів, відбувається зіткнення цих електронів з атомами провідника. При такому зіткненні, що рухається, вибиває з атома один з його вільних електронів і стає на його місце, а частина енергії, отриманої електроном від джерела е. р. с., перетворюється в тепло, яке нагріває провідник. Вибитий електрон має вже меншою енергією і з меншою силою вдаряє в наступний атом. Подібні зіткнення відчувають багато, рухаються по провіднику електрони, внаслідок чого швидкість їх руху зменшується і через поперечний переріз провідника буде протікати меншу кількість електронів (сила струму в ланцюзі зменшується). Можна сказати, що провідник надає протидія протікає по ньому електричного струму. Така властивість провідника і носить назву електричного опору провідника.

Чим довше провідник, менше його поперечний переріз і більше його питомий опір, тим більше опір даного провідника.

R = Lρп / Sп
де:
R – опір провідника;
L – довжина провідника;
ρп – питомий опір матеріалу провідника, тобто опір 1 см3;
Sп – площа поперечного перерізу провідника.

Для вимірювання величини опору введена одиниця виміру, яка носить назву му. Опором в 1 ом володіє ртутний стовпчик висотою в 106 см і поперечним перерізом 1 мм2 при температурі 20 ° С (міжнародний стандарт).

Слід підкреслити, що під терміном “опір” розуміють певний властивість матеріалу, дроти або приладу. У цьому сенсі, наприклад, говорять: лампа розжарювання має опір 150 ом або провід має опір 7 му. Якщо ж говорять про пристрій, призначеному для включення в електричний ланцюг з метою регулювання, зменшення або обмеження струму ланцюга, то іноді під терміном “опір” мають на увазі резистор.

Провідність матеріалів
Іноді електропровідні властивості провідника характеризують не опором, а величиною, йому зворотної. Ця величина зветься провідності матеріалів

G = 1 / R

§ 18. Залежність опору провідника від його довжини, площі перерізу та матеріалу » Народна Освіта

З’ясуємо, від чого і як залежить опір провідника. Провідники, які використовують в електричних колах, розрізняються довжиною І, площею поперечного перерізу S, та матеріалом — речовиною, з якої вони виготовлені (мал. 2.62).

У досліді, описаному в § 17, мідні дротини, якими з’єднували ніхромові спіралі з джерелом струму, мають дуже малий опір. Опір вольфрамової спіралі в десятки разів більший. Тому можна припустити, що опір залежить від матеріалу провідника.

Для перевірки цього припущення проведемо кілька дослідів.

У колах, зображених на мал. 2.63, використано прилад, що є панеллю із закріпленими між затискачами провідниками. Три з них (дротини) мають однакову довжину І = 1 м і однакову площу перерізу S = 0,3 мм², але виготовлені з різних матеріалів: міді, заліза й ніхрому. Четвертий провідник зроблений з ніхрому, площа його перерізу 0,6 мм². Ці провідники можна по черзі вмикати в коло. Тоді за однакової напруги на кінцях кола можна з’ясувати, як змінюватиметься сила струму в ньому залежно від речовини, з якої виготовлені провідники. Про зміну сили струму свідчитиме зміна яскравості свічення лампочки і зміна показань амперметра. Чим більший опір, тим менша сила струму і меншою буде яскравість свічення лампочки.

Додамо в коло мідний провідник. Увімкнемо джерело живлення й відрегулюємо напругу на полюсах джерела так, щоб лампочка яскраво світилася. Амперметр джерела показує силу струму 1 А, а вольтметр — напругу на полюсах джерела 6 В. Стрілка демонстраційного вольтметра, приєднаного до кінців мідної дротини, ледь відхилилася від позначки 0. Амперметр, увімкнутий послідовно із лампочкою в коло, показує теж силу струму 1 А (мал. 2.63, а).

Замінимо мідну дротину на залізну. За тієї самої напруги на джерелі помічаємо, що лампочка світить дещо слабкі-

ше, а амперметр показує силу струму 0,8 А. Стрілка вольтметра, приєднаного до його кінців, дещо відхилилася і показує напругу приблизно 0,2 В. Отже, опір залізного провідника, однакового за розмірами з мідним, більший (мал. 2.63, б).

Вимкнувши залізний провідник і приєднавши ніхромовий, помічаємо, що лампочка ледь жевріє, сила струму в колі зменшилася до 0,5 А, а напруга на кінцях ніхромового провідника збільшилася майже до 3 В. Опір ніхромового провідника ще більший, ніж залізного.

На підставі досліду можемо зробити висновок, що опір провідника залежить від матеріалу, з якого він виготовлений.

Для порівняння властивостей провідників, виготовлених з різних матеріалів, чинити опір електричному струму, порівнюють опори провідників з різних матеріалів однакової довжини 1 м і однакової площі поперечного перерізу 1 м². Опір таких провідників характеризує властивості матеріалу (речовини) чинити опір струму. Його називають питомим опором провідника і позначають грецькою літерою ρ (ро).

Питомий опір чисельно дорівнює опору виготовленого з даного матеріалу провідника довжиною 1м і площею поперечного перерізу 1 м².

Дослідимо як залежить опір провідника від його довжини. Для цього один з’єднувальний провідник від’єднаємо від чорного затискача ніхромової дротини і приєднаємо до червоної клеми. Так ми увімкнемо в коло лише половину довжини ніхромової дротини. Сила струму в колі одразу збільшується, і лампочка світить яскравіше. Зменшуючи увімкнуту в коло частину ніхромової дротини, можна переконатися, що сила струму в колі зростає. Отже, опір провідника залежить від його довжини: чим більша довжина провідника, тим більший його опір і навпаки.

Увімкнемо в коло ніхромовий провідник такої самої довжини, але більшого поперечного перерізу — 0,6 мм² (мал. 2.64). Сила струму в колі значно збільшується. Опір провідника з більшим перерізом є меншим. Отже, опір провідника залежить від площі поперечного перерізу: чим більша площа поперечного перерізу, тим менший опір провідника.

Таким чином, на підставі багатьох досліджень було встановлено наступне.

Опір провідника залежить від матеріалу, з якого він виготовлений (питомого опору), прямо пропорційний довжині й обернено пропорційний його площі поперечного перерізу.

За відомим опором матеріалу, довжиною й поперечним перерізом провідника можна визначити його опір.

Провідники, площа поперечного перерізу яких досягає квадратних метрів, майже ніде не використовують. Тому на практиці частіше користуються іншою одиницею питомого опо-

Таблиця 2.2. Питомий електричний опір деяких речовин при 20 °С

Речовина	Питомий опір, Ом·мм²	Речовина	Питомий опір, Ом · мм²
Речовина	м	Речовина	м
Срібло	0,016	Залізо, сталь	0,10—0,13
Мідь	0,017	Нікелін (сплав)	0,40—0,45
Золото	0,023	Манганін (сплав)	0,42—0,48
Алюміній	0,028	Константан (сплав)	0,44—0,52
Вольфрам	0,055	Ніхром (сплав)	1,00—1,10
Латунь	0,043—0,108	Хромель (сплав)	1,30—1,50

Um · мм _-6

ру — 1-(10 ⁶ Ом · м), приймаючи за значення питомо-

го опору опір провідника довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм². Зрозуміло, що опір провідника площею поперечного перерізу 1 м² буде у стільки само разів менший за опір провідника перерізом 1 мм², у скільки разів 1 м² більший за 1 мм², тобто у 1 000 000 = 10⁶ разів.

Питомий опір деяких речовин наведений утабл. 2.¾

Наприклад, питомий опір мідіозна

чає, що мідний провідник довжиною 1 м і перерізом 1 мм² чинить струму опір 0,017 Ом. Такий самий за розмірами ніхромовий провідник чинить опір 1 Ом, що у 59 разів більше.

Формулу, що встановлює залежність опору провідника від його довжини, площі поперечного перерізу та матеріалу (питомого опору), широко застосовують для розрахунків властивостей провідників.

Задача. Який електричний опір у алюмінієвого дроту довжиною 50 м діаметром 0,8 мм?

P о з в ’ я з у в а н н я. В умові задачі заведено не всі дані. Частину їх потрібно іуде знайти в довідникових матеріалах (за таблицею питомих опорів матеріалів знайдемо p_Al). Щоб визначити опір провідника, необхідно знати його довжину, площу перерізу і питомий опір. Скористаємося формулою

Отже, опір алюмінієвого дроту довжиною 50 м і діаметром 0,8 мм становить близько 2,8 Ом.

В і д п о в і д ь: R ~ 2,8 Ом.

Знаючи питомий опір провідника, площу його перерізу, можна легко визначити, якої довжини повинен бути провідник, щоб він мав потрібний опір.

Задача. Ніхромова спіраль для нагрівника електроплитки повинна мати електричний опір R = 48 Ом. Якої довжини має бути ніхромовий дріт, площею перерізу S = 0,2 мм², щоб виготовити таку спіраль?

Отже, для виготовлення спіралі нагрівника опором 48 Ом потрібно 9,6 м ніхромового дроту перерізом 0,2 мм².

В і д п о в і д ь: l ~ 9,6 м.

ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ

1. Від яких властивостей провідника і як залежить його опір електричному струму?

2. Як можна експериментально довести, що опір провідника залежить від матеріалу провідника, його довжини і площі поперечного перерізу?

3. Що таке питомий опір провідника?

4. Запишіть формулу для визначення опору провідника.

5. Опір якого з провідників, сталевого чи нікелінового, більший і у скільки разів, якщо у них однакові довжина і площа поперечного перерізу?

6. Є два провідника з однакового матеріалу й однакового перерізу. Довжина одного 20 см, а другого 2 м. Опір якого з провідників більший і у скільки разів?

7. Два провідники виготовлені з однакового матеріалу. Один з них у вісім разів довший за інший, а в другого площа поперечного перерізу удвічі більша, ніж першого. В якого з провідників більший опір і у скільки разів?

8. Ділянка кола між точками А і В є ніхромовим провідником (мал.

2.65, а) Провідник склали удвічі й увімкнули між точками А і В так, як показано на мал. 2.65, б. Як змінився опір ділянки кола між цими точками? Як змінилася сила струму в колі?

9. Довжина лінії електропередачі становить 2 км. Дроти лінії виготовлено з алюмінієвих провідників із загальною площею перерізу 1 см². Який опір у кожного з дротів цієї лінії?

10*. Два відрізки сталевого дроту мають однакову масу. Довжина одного з них у десять разів більша за довжину другого. В якого з відрізків більший опір і у скільки разів?

11*. Щоб визначити довжину мотка мідного дроту, його спочатку зважили і виміряли діаметр. Потім до його кінців приєднали вольтметр і приєднали до джерела струму, увімкнувши послідовно амперметр. Результати вимірювань такі: маса дроту m = 445 г, діаметр d = 0,8 мм, за сили струму I = 1 А напруга на кінцях мотка становить U = 3,5 В. Яка довжина дроту в мотку?

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Бойко

Залежність опору провідника від температури: графік, відео, формули

Існують різні умови, при яких носії заряду проходять через певні матеріали. І на заряд електричного струму прямий вплив має опір, у якого є залежність від навколишнього середовища. До факторів, які змінюють перебіг електроструму, відноситься і температура. У цій статті ми розглянемо залежність опору провідника від температури.

метали

Як температура впливає на метали? Щоб дізнатися цю залежність був проведений такий експеримент: батарейку, амперметр, дріт і пальник з’єднують між собою за допомогою дротів. Потім необхідно заміряти показання струму в ланцюзі. Після того як свідчення були зняті, потрібно пальник піднести до дроту і нагріти її. При нагріванні дроту видно, що опір зростає, а провідність металу зменшується.

де:

металевий дріт
батарея
амперметр

Залежність вказується і обгрунтовується формулами:

З цих формул випливає, що R провідника визначається за формулою:

Приклад залежності опору металів від температури надано на відео:

Також потрібно приділити увагу такій властивості, як надпровідність. Якщо умови навколишнього середовища звичайні, то охолоджуючись, провідники зменшують свій опір. Графік нижче показує, як залежить температура і питомий опір в ртуті.

Надпровідність — це явище, яке виникає, коли матеріалом досягається критична температура (за Кельвіном ближче до нуля), при якій опір різко зменшується до нуля.

гази

Гази виконують роль діелектрика і не можуть проводити електрострум. А для того щоб він сформувався необхідні носії зарядів. В їх ролі виступають іони, і вони виникають за рахунок впливу зовнішніх факторів.

Залежність можна розглянути на прикладі. Для досвіду використовується така ж конструкція, що і в попередньому досвіді, тільки провідники замінюються металевими пластинами. Між ними має бути невеликий простір. Амперметр повинен вказувати на відсутність струму. При приміщенні пальника між пластинами, прилад вкаже струм, який проходить через газове середовище.

Нижче наданий графік вольт-амперної характеристики газового розряду, де видно, що зростання іонізації на початковому етапі зростає, потім залежність струму від напруги залишається незмінна (тобто при зростанні напруги струм залишається колишній) і різке зростання сили струму, який призводить до пробою діелектричного шару .

Розглянемо провідність газів на практиці. Проходження електричного струму в газах застосовується в люмінесцентних світильниках і лампах. В цьому випадку катод і анод, два електроди розміщують в колбі, всередині якої є інертний газ. Як залежить таке явище від газу? Коли лампа включається, дві нитки напруження розігріваються, і створюється термоелектронна емісія. Усередині колба покривається люмінофором, який випромінює світло, який ми бачимо. Як залежить ртуть від люмінофора? Пари ртуті при бомбардування їх електронами утворюють інфрачервоне випромінювання, яке в свою чергу випромінює світло.

Якщо прикласти напругу між катодом і анодом, то виникає провідність газів.

рідини

Провідники струму в рідини — це аніони і катіони, які рухаються за рахунок електричного зовнішнього поля. Електрони забезпечують незначну провідність. Розглянемо залежність опору від температури в рідинах.

де:

електроліт
батарея
амперметр

Залежність впливу електролітів від нагрівання прописує формула:

Де а — негативний температурний коефіцієнт.

Як залежить R від нагрівання (t) показано на графіку нижче:

Така залежність повинна враховуватися, коли здійснюється зарядка акумуляторів і батарей.

напівпровідники

А як залежить опір від нагрівання в напівпровідниках? Для початку поговоримо про терморезисторами. Це такі пристрої, які змінюють своє електричний опір під впливом тепла. У даного напівпровідника температурний коефіцієнт опору (ТКС) на порядок вище металів. Як позитивні, так і негативні провідники, вони мають певні характеристики.

Де: 1 — це ТКС менше нуля; 2 — ТКС більше нуля.

Щоб такі провідники, як терморезистори приступили до роботи, за основу беруть будь-яку точку на ВАХ:

якщо температура елемента менше нуля, то такі провідники використовуються в якості реле;
щоб контролювати змінюється струм, а також, яка температура і напруга, використовують лінійний ділянку.

Терморезистори застосовуються, коли здійснюється перевірка і завмер електромагнітних випромінювань, що здійснюються на надвисоких частотах. Завдяки цьому дані провідники використовують в таких системах, як пожежної сигналізації, перевірці тепла і контроль вживання сипучих середовищ і рідин. Ті терморезистори, у яких ТКС менше нуля, застосовуються в системах охолодження.

Тепер про термоелементах. Як впливає явище Зеєбека на термоелементи? Залежність полягає в тому, що такі провідники функціонують на основі даного явища. Коли температура місця з’єднання підвищується при нагріванні, на стику замкненого кола з’являється ЕРС. Таким чином, виявляється їх залежність і теплова енергія звертається в електрику. Щоб повністю зрозуміти процес, рекомендую вивчити нашу інструкцію про те, як зробити термоелектричний генератор своїми руками.

Такий пристрій носить назву термопари. Термоелементи застосовуються як джерела струму малої потужності, а також для вимірювання температур цифрового обчислювального приладу, у яких розміри повинні бути маленькі, а свідчення точні.

Детальніше про напівпровідниках, і вплив нагріву на їх опір розповідається на відео:

Ну і останнє, про що хотілося б розповісти — холодильники і напівпровідникові нагрівачі. Напівпровідникові спаи забезпечують в конструкції різницю температур до шістдесяти градусів. Завдяки цьому і був сконструйований холодильну шафу. Температура охолодження в такій камері досягає — 16 градусів. В основу роботи елементів лежить застосування термоелементів, через які проходить електричний струм.

Ось ми і розглянули залежність опору провідника від температури. Сподіваємося, надана інформація була для вас зрозумілою і корисною!

Напевно ви не знаєте:

Що таке колірна температура світлодіодних ламп
Діелектричні втрати в діелектриках
Порівняння характеристик мультиметров

Space Force выбирает Slingshot Aerospace для разработки инструмента визуализации

US Space Force выбирает Slingshot Aerospace для разработки инструмента визуализации следующего поколения для осведомленности о боевых действиях и обнаружения ракетных предупреждений

Slingshot Aerospace и Zoic Labs в партнерстве для генерации видеопотоков из сложных данных с использованием Голливуда передовой опыт работы с визуальными эффектами

AUSTIN, TX / EL SEGUNDO, CA — 13 апреля 2021 г. , Slingshot Aerospace, Inc., компания, создающая решения мирового класса для космического моделирования и аналитики, объявила сегодня, что она получила контракт на 1,2 миллиона долларов на разработку сложного инструмента для Космических сил США, который упрощает визуализацию вражеских ракет и улучшает интеграцию данных и критически важное сотрудничество . Компания стала партнером компании Zoic Labs, расположенной в Калвер-Сити, Калифорния, компании, занимающейся программным обеспечением и современной визуализацией, для разработки транскодера видео. Zoic Labs черпает вдохновение в дочерней компании Zoic Studios, которая создала визуальные эффекты для Avengers: Age of Ultron и других .

Новая технология направлена на усиление национальной безопасности за счет усовершенствованной визуализации предупреждения о ракетном нападении, обеспечивая более эффективные способы просмотра и взаимодействия со сложными наборами данных, собранными со спутниковых датчиков. Эти инструменты, известные как удаленные датчики постоянного инфракрасного излучения (OPIR), используют инфракрасное излучение для визуализации оружия и средств противника. Инструмент Slingshot Aerospace преследует следующие цели в отношении трех миссий:

Предупреждение о ракетах — Определять и характеризовать запуски ракет и быстрее передавать ключевую информацию соответствующим заинтересованным сторонам.
Technical Intelligence — Помогите операторам использовать данные OPIR для обнаружения, отслеживания и определения характеристик злоумышленников.
Осведомленность о боевом пространстве — Осуществляйте общее наблюдение, чтобы успешно применять боевую мощь, обеспечивать национальную безопасность и выполнять миссии.

Инструмент Slingshot Aerospace поможет операторам выявлять угрозы и минимизировать количество ложных срабатываний. Это решение также заложит основу для поддержки новой высокоприоритетной спутниковой программы предупреждения о ракетном нападении Министерства обороны, «Постоянное инфракрасное излучение нового поколения» (или OPIR следующего поколения).Правительство США намерено запустить эти спутники в 2025 году.

«Миссия предупреждения о ракетном нападении имеет решающее значение для Соединенных Штатов, поскольку они позволяют сохранить превосходство во всех сферах обороны и разведки. Наше инновационное решение поможет повысить удобство работы оператора и повысить эффективность полетов, одновременно позиционируя Slingshot Aerospace как потенциального лидера в области ситуационной осведомленности OPIR следующего поколения », — сказала Мелани Стриклан, соучредитель и генеральный директор Slingshot Aerospace.

На этапе исследований и разработок инструмент Slingshot Aerospace будет обрабатывать архивные данные космических инфракрасных систем.Контролируемые наборы данных будут использоваться для разработки и тестирования алгоритмов и методов обработки, которые будут оцениваться и тестироваться конечными пользователями на этапе разработки прототипа. На последнем этапе инструмент Slingshot Aerospace может быть переведен в реальное использование операторами ВВС, которые отвечают за космическое инфракрасное наблюдение, отслеживание и отчеты, связанные с предупреждением о ракетах и информацией о боевых действиях.

Zoic Labs создает инновационный пользовательский интерфейс за счет итеративного проектирования и разработки программного обеспечения, которое использует сотрудничество между пользователями и разработчиками для обеспечения индивидуального решения для клиентов.Компания будет нести ответственность за преобразование данных спутниковых датчиков в видео, хранение динамического кэша и публикацию запрошенного видеоконтента в формате, подобном камерам безопасности, доступном для использования космическими операторами.

«Zoic Labs рада взять на себя важнейший компонент этих усилий, преобразовав данные спутниковых датчиков в действенную информацию, позволяющую принимать решения для наших космических боевиков и руководителей национальной безопасности», — сказал Тим МакБрайд, президент Zoic Labs.

Это третий проект Zoic Labs для космических сил в дополнение к множеству проектов для США.С. Министерство обороны и разведывательное сообщество за последние 13 лет. Zoic Labs, продвинутая компания по визуализации и разработке программного обеспечения с голливудской родословной, привносит уникальные дизайнерские решения в свои визуализации для кино и телевидения, включая Battlestar Galactica и недавние телешоу Space Force и The Haunting of Bly Manor.
Ранее Slingshot Aerospace получила контракт на разработку лаборатории Slingshot для космических сил, что сделало его вторым контрактом с недавно созданным военным подразделением.Slingshot Aerospace уже второй раз пригласила ведущую голливудскую студию для совместной разработки современных иммерсивных технологий для правительства.

###

Надземные постоянные инфракрасные спутники GEO нового поколения, обеспечивающие быстрое приобретение и успешную проверку системных требований

БАЗА ВВС ЛОС-АНДЖЕЛЕС — ЭЛЬ-СЕГУНДО, Калифорния —

Центр космических и ракетных систем (SMC) космического командования ВВС США (AFSPC) наращивает возможности глобального предупреждения о ракетном нападении для военнослужащих, американского народа и его союзников с помощью быстрое освоение космоса за счет преобразования в то, что называется «SMC 2.0. ” Область миссии нового поколения в непрерывном инфракрасном диапазоне (OPIR следующего поколения) Корпуса космических разработок SMC приняла SMC 2.0, выступив в качестве «задающего темп» программы ВВС, возглавив задачу быстрого обнаружения и доставки глобального предупреждения о ракетном нападении военным путем быстрого обнаружения. Геосинхронная околоземная орбита (GEO) нового поколения OPIR — это следующая эволюция унаследованной программы космических инфракрасных систем, которая обеспечит способные, устойчивые и надежные средства глобального предупреждения о ракетном космическом базировании от возникающих угроз.

Корпус космических разработок

SMC и генеральный подрядчик Lockheed Martin (LM) Space 5-7 марта завершили обзор системных требований OPIR GEO следующего поколения (SRR) для космических аппаратов следующего поколения GEO-1/2/3. С 4 по 5 апреля 2019 года, с субподрядчиком Lockheed Martin, Raytheon, и с командой Northrop Grumman-Ball Aerospace, с 11 по 13 апреля они выполнили две отдельные проверки конструкции системы полезной нагрузки (SDR) для основной миссии. Чтобы сократить риски, связанные с графиком и техническими программами, у LM есть два субподрядчика по полезной нагрузке, которые проектируют, разрабатывают и создают прототипы датчиков предупреждения о ракетном нападении в конкурентной среде, чтобы максимально использовать параллельные процессы проектирования, разработки и испытаний.Два поставщика полезной нагрузки были выбраны в сентябре 2018 года, всего через 45 дней после запуска программы OPIR следующего поколения, что еще больше соответствует требованиям программы к быстрому приобретению. Недавнее успешное завершение SRR / SDR продемонстрировало твердое понимание миссии, требований, текущего дизайна, рисков и планов дальнейшей работы, что позволило программе Next Gen OPIR GEO приступить к работам по предварительному проектированию. В зависимости от решений о финансировании программа продолжает работать по плану доставки космического корабля на ГСО к 2025 финансовому году.

«Самым большим усовершенствованием OPIR GEO-1/2/3 следующего поколения является установка более надежной глобальной системы предупреждения о ракетном нападении с большей чувствительностью, быстродействием и отказоустойчивостью, позволяющей работать в сложных условиях и поддерживать космическое превосходство в 21 веке. — сказал подполковник Лерой Браун-младший, заместитель начальника подразделения OPIR нового поколения Корпуса космических разработок SMC. «Эти улучшения будут гарантировать, что группировка предупреждения о ракетном нападении будет продолжать обеспечивать устойчивое, живое и долговечное предупреждение о ракетном нападении в качестве основы сдерживания для нашей страны.”

OPIR GEO-1/2/3 следующего поколения будет использовать общую спутниковую шину LM 2100, которая используется во многих программах и областях миссий Lockheed Martin. LM 2100 был недавно усовершенствован, чтобы добавить возможности, которые приносят пользу во многих областях, включая OPIR. Усовершенствования шины включают устранение устаревания и включение современной электроники в несколько подсистем, а также повышенные возможности отказоустойчивости, которые могут быть применены к миссии OPIR следующего поколения.

Концепция гибкого приобретения является центральной в SMC 2.0 предлагает инновационные возможности, позволяющие выиграть войну. Это потребует изменения культуры на всех уровнях космического пространства ВВС, от процессов системного проектирования SMC до учебных маршрутов, которые необходимо будет использовать космическим операторам для работы с этими новыми системами предупреждения о ракетном нападении и возможностями. Объединенная команда правительства и подрядчиков сохраняет высокую динамику и своевременно устраняет риски, чтобы обеспечить быстрое выполнение программы.

«Команда OPIR следующего поколения использует SMC 2.0, потому что мы должны быть сосредоточены на более быстрых доставках за счет повышения уровня предпринимательства, интеграции, партнерства, инноваций, культуры (EPIC) и скорости для увеличения возможностей боевиков », — сказал полковник Фредерик Хант, начальник подразделения OPIR нового поколения Корпуса космических разработок SMC. «Объединенная команда приняла на себя просчитанные риски, чтобы смириться с быстрым отказом и быстрым обучением с EPIC скоростью, и будет служить моделью для каждой отдельной миссии, которую мы поддерживаем в SMC, и представляет будущее освоения космоса.”

SRR / SDR проводились под руководством Корпуса космических разработок SMC и присутствовали наблюдатели от космического командования ВВС, канцелярии помощника министра военно-воздушных сил по закупкам, канцелярии заместителя министра обороны по закупкам и обеспечению, Lockheed Martin Space и другие заинтересованные стороны. В ходе проверок программный офис Корпуса космических разработок SMC официально заявил, что Lockheed Martin продемонстрировала зрелость проекта, необходимую для санкционирования продолжения усилий по предварительному рассмотрению проекта GEO-1/2/3 следующего поколения.

SMC Space Development Corps руководит программой OPIR GEO следующего поколения. Lockheed Martin Space, Саннивейл, Калифорния, является генеральным подрядчиком; Разработчиками полезной нагрузки являются Raytheon, Эль-Сегундо, Калифорния, и команда Northorp Grumman Ball-Aerospace, Азуза, Калифорния.

460-е космическое крыло на авиабазе Бакли в Авроре, штат Колорадо, управляет группировкой предупреждения о ракетном нападении. Миссия следующего поколения OPIR GEO расширяет возможности глобального предупреждения о ракетном пуске и поддерживает национальную систему противоракетной обороны, возможности сбора технической разведки и ситуационную осведомленность боевиков на поле боя.

Space Force возлагает большие надежды на новые спутники предупреждения о ракетном нападении

Космические силы возлагают большие надежды на новые спутники предупреждения о ракетах

Концепт-арт OPIR следующего поколения

Концепт-арт Raytheon

Космические силы разрабатывают новое поколение спутников и связанных с ними наземных систем, чтобы лучше обнаруживать вражеские ракеты и обеспечивать большую устойчивость против противокосмического оружия.Администрация Байдена увеличивает финансирование проекта, поскольку военные пытаются опередить растущую угрозу.

Платформа постоянного инфракрасного излучения нового поколения заменит устаревшую космическую инфракрасную систему или SBIRS. Инфракрасные датчики являются важным инструментом для сбора разведданных, поскольку они могут обнаруживать тепло, исходящее от вражеских ракет, и предупреждать другие объекты.

Должностные лица используют органы по закупкам среднего уровня и быстрое прототипирование, чтобы сэкономить время на программе.Космические силы намерены запустить первый спутник OPIR следующего поколения в 2025 году и вывести на орбиту все пять спутников Block 0 к 2030 году.

Согласно бюджетным документам Пентагона, новая космическая архитектура «обеспечит улучшенное предупреждение о ракетах, противоракетную оборону, осведомленность о боевых действиях и сбор технической разведки».

Бюджетный запрос президента Джо Байдена на 2022 финансовый год предусматривал выделение на программу 2,45 миллиарда долларов, что примерно на 132 миллиона долларов больше, чем администрация Трампа планировала потратить в том году.

Официальные лица не раскрывают возможности обнаружения, которыми будет обладать новая система, поскольку большая часть информации является секретной.

«Я скажу, что … есть ракеты с более коротким сгоранием, есть усовершенствованное топливо, есть больший диапазон тепловых сигнатур — и мы знаем, что для этого требуются более мощные датчики», — полковник Дэн Уолтер, старший руководитель отдела материально-технического снабжения Next-Gen Об этом сообщил в интервью OPIR Центра космических и ракетных систем. «Мы улучшаем возможности сверх того, что есть у SBIRS прямо сейчас, чтобы иметь возможность обнаруживать более широкий диапазон имеющихся ракетных арсеналов.”

По словам официальных лиц, новая система будет более устойчивой к возникающим угрозам.

Противокосмическое оружие, которое может быть использовано противниками против американских космических кораблей, включает в себя противоспутниковые ракеты прямого взлета, противоспутниковые системы на совместной орбите, системы направленной энергии, электронные помехи или кибератаки, по данным Центра стратегических и международных исследований ». Оценка космической угрозы 2021 ».

Уолтер сказал: «Мы изучили множество векторов угроз, когда дело доходит до противокосмических средств, которые могут держать наши активы в опасности и мешать нам выполнять нашу миссию, временно или постоянно, и намеренно проектируем возможности, чтобы быть способны противостоять этим угрозам.”

Ожидается, что

подрядчиков, работающих на Блоке 0, поставят три новых геостационарных спутника и два полярных спутника. Lockheed Martin предоставит геостационарный космический корабль, а Northrop Grumman — полярные платформы. Raytheon и команда Northrop Grumman-Ball Aerospace разрабатывают пакеты датчиков для этих систем.

Наличие спутников на эллиптической полярной орбите в дополнение к платформам на геостационарной орбите обеспечит значительно больший охват, отметил Уолтер.Это важно, потому что ракеты, запущенные из России или других противоборствующих стран, могут пролететь над регионом Северного полюса при нападении на Соединенные Штаты.

«Из-за углов обзора с GEO мы склонны немного упускать из виду северные широты», — сказал он. «Полярные спутники позволяют нам прикрыть область, которую мы просто не можем видеть [с помощью систем GEO], и обеспечивают постоянное покрытие Северного полюса. Итак, мы можем получить практически все интересующие области, которые нам нужны, с помощью комбинации гео и полярных диаграмм.”

Соответствующая инициатива по предупреждению о ракетном нападении, известная как Future Operationally Resilient Ground Evolution, или FORGE, предназначена для создания модульной, расширяемой и защищенной от киберпространства наземной системы для работы и обработки данных миссии, передаваемых со спутников; пандус для демонстрации новейших инфракрасных технологий; и усилия по интеграции на уровне предприятия в соответствии с бюджетными документами.

Бюджетный запрос Байдена на 2022 год включал 515 миллионов долларов для FORGE, что немного больше, чем 498 миллионов долларов, утвержденных на 2021 год.

«FORGE очень важен для OPIR следующего поколения», — сказал подполковник Тревор Джонсон, руководитель программы Future Operationally Resilient Ground Evolution.

«Часть усилий по модернизации… заключается в создании модульной и масштабируемой архитектуры обработки данных миссии, которая позволит более часто и эффективно добавлять новые возможности OPIR», — сказал он в интервью. «Мы сможем быстро интегрировать новые датчики, новые алгоритмы и новые программные решения, чтобы постоянно противостоять возникающим угрозам.”

Он отметил, что

FORGE обеспечит кибербезопасность, которая сможет более эффективно и действенно обрабатывать увеличивающиеся объемы данных, которые будут собираться полезными нагрузками спутника OPIR следующего поколения.

Raytheon отвечает за проектирование наземной системы, но правительство будет владеть технической базой для FORGE, которая будет способствовать модернизации, отметил Джонсон.

«Если есть лучший алгоритм или лучшее программное обеспечение, которое может более эффективно выполнять часть нашей миссии по предупреждению о ракетном нападении, мы хотим иметь возможность реализовать это быстро, не меняя всю систему», — сказал он.

По словам Джонсона,

FORGE будет использовать ряд приложений для обработки данных миссии. Raytheon был задействован для создания основы.

«Фреймворк приложений — это то место, где работают приложения», — пояснил Джонсон. «Это платформа, которая позволяет данным передаваться через платформу и доставлять их в нужное приложение и интерфейс».

Будет специальная обработка сенсора, которая «берет данные, поступающие от полезной нагрузки, калибрует их, нормализует и переводит в нужный формат для перемещения», — сказал он.Приложениям также необходимо будет принимать откалиброванные данные и превращать их в «что-то значимое, что операторы могут использовать для выпуска сообщений для нашего предприятия по предупреждению о ракетном нападении», — добавил он.

Цель состоит в том, чтобы FORGE могла включать больше приложений по мере необходимости. Вот почему важно иметь государственную архитектуру, отметил Джонсон.

«Мы можем не только добавить дополнительные приложения для выполнения других задач в будущем, но и если мы хотим взять имеющиеся у нас приложения и передать их кому-то другому — другому поставщику или подрядчику — они могут улучшить эти приложения, а затем повторно развернуть их. в нашу структуру », — сказал он.

Между тем, на осень намечена критическая проверка конструкции космического корабля следующего поколения OPIR Block 0 GEO. «Это означает, что мы устанавливаем техническую базу и фиксируем конструкцию самой спутниковой системы», — сказал Уолтер.

Что касается полярного космического корабля, то предварительный анализ проекта на уровне системы ожидается в 2023 году.

Заглядывая вперед, министерство обороны проводит анализ альтернатив, которые будут использоваться в планах по блоку 1, отметил он.«Как это будет выглядеть, мы обсудим в будущем».

Официальные лица говорят, что OPIR нового поколения идет по плану. Однако Счетная палата правительства выразила обеспокоенность.

«Программа сталкивается со значительными проблемами в разработке и внедрении новых технологий в рамках агрессивного графика», — говорится в ежегодной оценке системы вооружений Конгрессу, опубликованной в июне.

В соответствии с требованиями к запуску 2025 года, программа одновременно разрабатывает конструкцию полезной нагрузки миссии и летные части, что повышает риск задержек графика, поскольку проблемы, выявленные во время испытаний инженерных единиц, потребуют корректирующей доработки летных единиц, говорится в отчете.

«Должностные лица Министерства обороны признали дополнительные риски, связанные с графиком и стоимостью, связанные с первой интеграцией нового датчика с модифицированным космическим кораблем», — говорится в сообщении. «Кроме того, наземный сегмент, разработанный в рамках отдельной программы, может быть не готов, когда будет доставлен первый спутник», — добавили в нем со ссылкой на FORGE.

Космические силы предпринимают шаги для снижения рисков.

По словам Уолтера, наиболее опасным элементом любой оптической спутниковой программы является датчик. Чтобы решить эту проблему, Космические силы используют две отдельные группы разработчиков полезной нагрузки из подрядчиков, которые соревнуются за будущий выбор: Raytheon и Northrop Grumman-Ball Aerospace.

Их системы будут интегрированы в модифицированный автобус Lockheed LM 2100.

«Каждая из этих команд разрабатывает отдельный датчик, который будет работать либо на первом, либо на втором транспортном средстве», — сказал он. «Они оба совместимы с этим первым космическим аппаратом», — отметил он. Так что, если у одного из датчиков есть проблемы, другой должен быть готов к полету с первым спутником GEO.

Руководители программы также пытаются использовать зрелые технологии, чтобы сэкономить время на разработке и снизить риски.

«Мы выбрали… основные строительные блоки, пригодные для использования в космосе. Другими словами, они и раньше летали в космос, — сказал Уолтер. «Мы взяли очень большую часть программы и убедились, что она основана на наследии».

Однако есть риск интеграции, связанный с объединением всех этих строительных блоков и обеспечением правильного функционирования, добавил он.

По словам Джонсона, работа с рядом различных поставщиков также создает проблемы для FORGE.

«Мы разделили разработку системы между несколькими группами подрядчиков, чтобы предоставить возможности», — сказал он. «Это хорошо, потому что позволяет нам предоставлять возможности … которые соответствуют их основным сильным сторонам, но при этом вносит некоторые программные сложности, которыми должно управлять правительство».

Он продолжил: «Но, делая это, правительство может индивидуально конкурировать с основными возможностями системы, такими как… структура обработки данных миссии, приложения, обработка данных от датчиков, а также удаленные наземные станции.Таким образом, мы можем конкурировать с ними, а не заказывать полную систему одним подрядчиком. И это помогает нам увеличивать конкуренцию, расширять нашу отраслевую базу и помогает обеспечить переход к открытой и модульной системе ».

Сотрудники программы

FORGE каждые три месяца проводят обзоры прогресса, в ходе которых подрядчики представляют свой статус, обсуждают, что они разработали за последние 90 дней, и пытаются решить любые возникающие проблемы. Но есть запасной план на случай, если FORGE не будет готов, когда будет запущен первый спутник OPIR следующего поколения, отметил Джонсон.Космические силы работают с Lockheed над разработкой «временной наземной системы», которая будет совместима как с SBIRS, так и с OPIR следующего поколения.

«Эта временная система представляет собой синергетические усилия по снижению риска, и при необходимости также станет ступенькой для перехода к FORGE», — сказал он. «Мы осознаем важность запуска и поэтому делаем это, чтобы быть готовыми».

Несмотря на предупреждения GAO, Уолтер выразил уверенность, что первый спутник OPIR следующего поколения будет готов к запуску вовремя.

«Когда мы начали программу, мы составили график программы… и достигли всех основных этапов», — сказал он. «Мы понимаем, что график очень агрессивный, особенно по сравнению с другими программами. Но мы по-прежнему находимся на пути к выполнению в срок до 2025 года, и у нас нет причин полагать, что мы не сможем сделать это в срок ».

Темы: Космос, противоракетная оборона

Отчет

GAO предупреждает о «множественных вызовах» ракетной спутниковой программе OPIR нового поколения

Художественное исполнение спутника OPIR GEO нового поколения.Фотография: « Lockheed Martin

».

Космические силы США должны учитывать несколько рисков для продвижения своей спутниковой программы предупреждения о ракетном нападении следующего поколения, в том числе тот факт, что его наземная система может быть не готова к доставке первого спутника, согласно ежегодному отчету правительства. о программах оборонных закупок выпущен 3 июня.

Программа нового поколения с постоянным инфракрасным излучением (OPIR следующего поколения) Block 0 была запущена U.S. Air Force в 2018 году построит новые спутники предупреждения о ракетном нападении на геостационарной орбите (GEO). В настоящее время он управляется новыми космическими силами США, главными подрядчиками которых являются Lockheed Martin и Northrop Grumman . Это было признано одним из главных приоритетов отдела закупок, и представители службы запросили 2,3 миллиарда долларов на финансирование исследований и разработок в запросе президентского бюджета на 2021 финансовый год.

С наблюдателями, ожидающими критического обзора проекта программы в ноябре 2021 года, Государственная бухгалтерская служба (GAO) сообщила, что OPIR следующего поколения сталкивается с «множеством проблем», включая то, что будущая наземная система может быть не готова к работе, когда первая Система GEO передана в сервис.Программа разрабатывает свои спутники для интеграции в существующую наземную архитектуру космической инфракрасной системы (SBIRS) в качестве временного исправления, но это также потребует изменений, говорится в отчете.

Кроме того, космический корабль потребует некоторой интеграции датчиков по мере разработки новых миссий, которые могут быть более сложными, чем ожидает Министерство обороны США (DOD), сообщает GAO. Спутники OPIR следующего поколения разрабатываются с существующими шинами и датчиками для снижения риска, но затем их необходимо будет модифицировать для соответствия новым требованиям.«Министерство обороны признало дополнительный риск, связанный с первой интеграцией новой конструкции датчика с модифицированным космическим кораблем», — говорится в отчете.

В 2018 году ВВС заключили с Lockheed Martin эксклюзивный контракт на разработку трех спутников GEO. В мае этого года Космические силы заключили с Northrop Grumman ранний контракт на закупку оборудования для создания двух дополнительных спутников предупреждения о ракетном нападении на полярной орбите. Raytheon и команда Northrop Grumman- Ball Aerospace в настоящее время конкурируют за предоставление полезной нагрузки для миссии, а Lockheed намеревается выбрать окончательного поставщика в этом календарном году.В служебных документах представлены планы по запуску полного и открытого конкурса на два спутника в следующей программе Block 1 к середине 20 финансового года с присуждением награды к 22 финансовому году.

Первый спутник GEO должен достичь начальной пусковой способности к концу 2025 года, а все пять космических аппаратов Block 0 выйдут на орбиту к 2029 году, отмечает GAO. «Тем не менее, наша текущая работа оценила график как очень агрессивный и высокий риск, учитывая одновременные усилия по разработке в Блоке 0 и сложную интеграцию, которая включает в себя первоначальную интеграцию новой полезной нагрузки и космического корабля, среди других значительных технических рисков», — говорится в отчете.

Эта статья изначально была опубликована в нашем родственном издании Defense Daily.

Slingshot, разрабатывающий графический инструмент для операторов спутников предупреждения о ракетах

Slingshot совместно с Zoic Labs разработали графический инструмент, который поможет операторам просматривать сложные данные и взаимодействовать с ними.

ВАШИНГТОН — 13 апреля компания Slingshot Aerospace объявила, что выиграла контракт Space Force на сумму 1,2 миллиона долларов на разработку программного обеспечения, которое поможет операторам спутников визуализировать обнаружение ракет.

По словам Мелани Стриклан, соучредителя и генерального директора Slingshot,

Slingshot совместно с Zoic Labs разработали графический инструмент, который упрощает операторам просмотр и взаимодействие со сложными данными, собранными спутниками с постоянным инфракрасным (OPIR) сенсором Space Force.

Zoic Studios, материнская компания

Zoic Labs, создает визуальные эффекты для голливудских фильмов.

Спутники

OPIR обнаруживают запуски ракет, а операторы заблаговременно предупреждают США.войска и союзники, которые могут подвергнуться риску нападения.

Контракт заключается в разработке и испытании алгоритмов и методов обработки с использованием контролируемых данных из прошлых событий запуска ракет. Стриклан сказал, что компания надеется выиграть последующий контракт на передачу этого инструмента для реальных операций космического инфракрасного наблюдения, слежения и спутников предупреждения о ракетном нападении.

Zoic Labs будет использовать данные спутниковых датчиков для создания видеоконтента, который операторы могут воспроизводить и анализировать.

Стриклан сказал, что проект спонсировала лаборатория TAP Lab в Боулдере, штат Колорадо.Лаборатория, финансируемая Центром космических и ракетных систем, занимается поиском новых способов анализа и распространения данных дистанционного зондирования. «Мы представили предложение о том, как по-новому визуализировать пути предупреждения о ракетном нападении, чтобы операторы могли понять эти пути», — сказала она.

«Большая часть информации поступает с датчиков на орбите, и у операторов нет простого способа посмотреть на эти треки и перенести их в среду совместной работы», — сказал Стриклан. «Этот инструмент предназначен для анализа и помогает им понять, как сократить сроки.”

Slingshot, стартап с четырехлетней историей, базирующийся в Эль-Сегундо, Калифорния, и в Остине, Техас, стремится побороться за будущие контракты по программе FORGE, сокращенно от Future Operationally Resilient Ground Evolution. Это наземная система управления и обработки данных, которую Space Force разрабатывает для своих будущих спутников предупреждения о ракетном нападении, Next Generation Overhead Persistent Infrared.

«Я предвижу, что это можно было бы использовать как приложение FORGE», — сказал Стриклан.«Мы рассматриваем эти требования».

US Space Force выбирает Slingshot Aerospace для разработки инструмента визуализации нового поколения для осведомленности о боевых действиях и обнаружения ракет

Slingshot Aerospace и Zoic Labs являются партнером для создания видеопотоков из сложных данных с использованием передовых практик Голливуда в области визуальных эффектов

Slingshot Aerospace, Inc. , компания, создающая решения мирового класса для космического моделирования и аналитики, объявила сегодня о присуждении 1 доллара США.Контракт на сумму 2 миллиона на разработку сложного инструмента для Космических сил США, который упрощает визуализацию вражеских ракет и улучшает интеграцию данных и сотрудничество в критически важных задачах. Компания стала партнером компании Zoic Labs, расположенной в Калвер-Сити, Калифорния, компании, занимающейся программным обеспечением и современной визуализацией, для разработки транскодера видео. Zoic Labs черпает вдохновение в дочерней компании Zoic Studios, которая создала визуальные эффекты для Avengers: Age of Ultron и других .

Данный пресс-релиз содержит мультимедиа.Посмотреть полный выпуск можно здесь: https://www.businesswire.com/news/home/20210413005069/en/

Условное изображение предоставлено Zoic Labs.

Новая технология направлена на усиление национальной безопасности за счет расширенной визуализации предупреждения о ракетном нападении, обеспечивая более эффективные способы просмотра и взаимодействия со сложными наборами данных, собранными со спутниковых датчиков. Эти инструменты, известные как удаленные датчики постоянного инфракрасного излучения (OPIR), используют инфракрасное излучение для визуализации оружия и средств противника.Инструмент Slingshot Aerospace преследует следующие цели в отношении трех миссий:

Предупреждение о ракетах — Выявление и определение характеристик запусков ракет и более быстрое сообщение ключевой информации соответствующим заинтересованным сторонам.
Техническая разведка — Помогите операторам использовать данные OPIR для обнаружения, отслеживания и характеристики активов противника.
Battlespace Awareness — Осуществляйте общее наблюдение, чтобы успешно применять боевую мощь, обеспечивать национальную безопасность и выполнять миссии.

Инструмент Slingshot Aerospace поможет операторам выявлять угрозы и минимизировать количество ложных срабатываний. Это решение также заложит основу для поддержки новой высокоприоритетной спутниковой программы предупреждения о ракетном нападении Министерства обороны, «Постоянное инфракрасное излучение нового поколения» (или OPIR следующего поколения). Правительство США планирует запустить эти спутники в 2025 году.

История продолжается

«Миссия по предупреждению о ракетном нападении имеет решающее значение для Соединенных Штатов, чтобы сохранить превосходство во всех сферах обороны и разведки.Наше инновационное решение поможет повысить удобство работы оператора и повысить эффективность полетов, одновременно позиционируя Slingshot Aerospace как потенциального лидера в области ситуационной осведомленности OPIR следующего поколения, — сказала Мелани Стриклан, соучредитель и генеральный директор Slingshot Aerospace. На этапе разработки инструмент Slingshot Aerospace будет обрабатывать архивные данные космических инфракрасных систем. Контролируемые наборы данных будут использоваться для разработки и тестирования алгоритмов и методов обработки, которые будут оцениваться и тестироваться конечными пользователями на этапе разработки прототипа.На последнем этапе инструмент Slingshot Aerospace может быть переведен в реальное использование операторами ВВС, которые отвечают за космическое инфракрасное наблюдение, отслеживание и отчеты, связанные с предупреждением о ракетах и информацией о боевых действиях.

Zoic Labs создает инновационный пользовательский интерфейс за счет итеративного проектирования и разработки программного обеспечения, которое использует сотрудничество между пользователями и разработчиками для обеспечения индивидуального решения для клиентов. Компания будет нести ответственность за преобразование данных спутниковых датчиков в видео, хранение динамического кэша и публикацию запрошенного видеоконтента в формате, подобном камерам безопасности, доступном для использования космическими операторами.

«Zoic Labs очень рада взять на себя важнейший компонент этих усилий, преобразовывая данные спутниковых датчиков в действенную информацию, позволяющую принимать решения для наших космических боевиков и руководителей национальной безопасности», — сказал Тим МакБрайд, президент Zoic Labs.

Это третий проект Zoic Labs для космических сил в дополнение к множеству проектов для Министерства обороны и разведывательного сообщества США за последние 13 лет. Zoic Labs, продвинутая компания по визуализации и разработке программного обеспечения с голливудской родословной, привносит уникальные дизайнерские решения в свои визуализации для кино и телевидения, включая Battlestar Galactica и недавние телешоу Space Force и The Haunting of Bly Manor.

Ранее Slingshot Aerospace получила контракт на разработку лаборатории Slingshot для космических сил, что сделало его вторым контрактом с недавно созданным военным подразделением. Slingshot Aerospace уже второй раз пригласила ведущую голливудскую студию для совместной разработки современных иммерсивных технологий для правительства.

О компании Slingshot Aerospace

Slingshot Aerospace, Inc. расширяет возможности организаций с помощью решений мирового класса для космического моделирования и аналитики.Компания позволяет командам быстро перемещаться, анализировать и использовать данные из различных источников, таких как спутники, наземные датчики и т. Д., И применяет расширенную аналитику и машинное обучение для обеспечения ясности в сложных средах. Компания Slingshot Aerospace, созданная в 2017 году и базирующаяся в Остине, штат Техас, и Лос-Анджелесе, штат Калифорния, стремится помочь государственным и коммерческим клиентам построить более безопасный и устойчивый мир. Посетите slingshotaerospace.com и подпишитесь на Slingshot Aerospace в Twitter, Facebook и LinkedIn.

О Zoic Labs

Zoic Labs, основанная в 2013 году, является компанией по разработке программного обеспечения и передовой визуализации, специализирующейся на больших данных, новейших технологиях и новаторском дизайне. Он обеспечивает разработку программного обеспечения, НИОКР и UI / UX-дизайн, связанный с виртуальной реальностью, дополненной реальностью, аналитикой и визуализацией, а также искусственным интеллектом для широкого круга частных компаний, фармацевтических и медицинских фирм, а также разведывательного сообщества США и Министерства обороны.Запатентованная веб-платформа Zoic Labs для визуализации данных (Cognitive CoreTM®) принимает, объединяет и отображает огромные разрозненные наборы данных в трехмерной «игровой среде». Дочерняя компания Zoic Studios получила три премии «Эмми» и бесчисленное количество других наград и похвал за свою работу в кино, телевидении и мультимедиа. В целом ZOIC насчитывает более 350 сотрудников с офисами в Лос-Анджелесе, Ванкувере и Нью-Йорке. Посетите zoiclabs.com и подпишитесь на Zoic Labs в Twitter, Facebook и LinkedIn.

О Центре космических и ракетных систем

Центр космических и ракетных систем — это центр передового опыта Космических сил США по приобретению и разработке военных космических систем. Портфель SMC включает космические запуски, глобальное позиционирование, связь с военными космическими аппаратами, оборонные метеорологические космические аппараты, системы дальности, сети управления космическими аппаратами, космические инфракрасные системы и средства контроля космической обстановки.

Посмотреть исходную версию на businesswire.com: https://www.businesswire.com/news/home/20210413005069/en/

Контакты

Стейси Моррис
(310) 415-9188, [email protected]

Slingshot для разработки новых средство визуализации предупреждения о ракетном нападении для USSF

Поставщик решений для космического моделирования и аналитики Slingshot Aerospace получил 1 доллар.Двухмесячный контракт на разработку средства визуализации предупреждения о ракетном нападении для Космических сил США (USSF).

Инструмент следующего поколения улучшит интеграцию данных и критически важную совместную работу, повысив при этом национальную безопасность.

Slingshot Aerospace в сотрудничестве с компанией Zoic Labs, производящей программное обеспечение и современную визуализацию, разработала транскодер видео.

Новая технология направлена на обеспечение более эффективных способов просмотра и взаимодействия со «сложными наборами данных», собранными со спутниковых датчиков.

Известные как удаленные датчики постоянного инфракрасного излучения (OPIR), эти инструменты используют инфракрасное излучение для «визуализации оружия и средств противника».

Соучредитель и генеральный директор компании

Slingshot Aerospace Мелани Стриклан заявила: «Задача предупреждения о ракетном нападении крайне важна для Соединенных Штатов, поскольку они позволяют сохранить превосходство во всех сферах обороны и разведки.

«Наше инновационное решение поможет повысить удобство работы оператора и повысить эффективность полетов, в то же время позиционируя Slingshot Aerospace как потенциального лидера в области ситуационной осведомленности OPIR следующего поколения.”

Инструмент Slingshot Aerospace будет поддерживать определенные задачи, связанные с предупреждением о ракетах, технической разведкой и миссиями по информированию о боевых действиях.

Решение направлено на помощь в обнаружении и описании пусков ракет и быстрой передаче ключевой информации соответствующим заинтересованным сторонам.

Это поможет операторам использовать данные непрерывного инфракрасного излучения (OPIR) для обнаружения, отслеживания и определения характеристик злоумышленников.

Кроме того, он позволит вести общее наблюдение для «успешного применения боевой мощи».

Президент Zoic Labs Тим Макбрайд сказал: «Zoic Labs очень рада взять на себя важнейший компонент этих усилий — преобразовать данные спутниковых датчиков в действенную информацию, позволяющую принимать решения для наших космических боевиков и руководства национальной безопасности».

В апреле 2019 года USSF и Центр ракетных систем (SMC) заключили с Slingshot Aerospace контракт на поставку решения на основе искусственного интеллекта (AI) для ситуационной осведомленности в космосе нового поколения и управления корпоративными космическими боями.

Связанные компании

B GSE Group

Техника наземного обеспечения ВВС

28 августа 2020

Трентон Системс

Защищенные серверы военного уровня для приложений ВВС

28 августа 2020

Опір провідника: Неприпустима назва — Вікіпедія

Що таке опір провідника ​

Опір провідника. Електричний опір і провідність

фізичні визначення

Фізичні основи електропровідності

Незрозумілий досвід Юнга

Як утворюється опір провідників

Трохи анимашек для повноти картини

Електрика

напруга

Електричний струм

опір

потужність

електричний опір

Питомий електричний опір

електрична провідність

Закон Ома.Питомий електричний опір.Розрахунок опору провідника.

Визначення питомого опору провідника. Як визначити опір провідника

Електричний опір провідника ❤️ — Фізика

§ 18. Залежність опору провідника від його довжини, площі перерізу та матеріалу » Народна Освіта

Залежність опору провідника від температури: графік, відео, формули

метали

гази

рідини

напівпровідники

Space Force выбирает Slingshot Aerospace для разработки инструмента визуализации

Надземные постоянные инфракрасные спутники GEO нового поколения, обеспечивающие быстрое приобретение и успешную проверку системных требований

Space Force возлагает большие надежды на новые спутники предупреждения о ракетном нападении

Космические силы возлагают большие надежды на новые спутники предупреждения о ракетах

GAO предупреждает о «множественных вызовах» ракетной спутниковой программе OPIR нового поколения

Slingshot, разрабатывающий графический инструмент для операторов спутников предупреждения о ракетах

US Space Force выбирает Slingshot Aerospace для разработки инструмента визуализации нового поколения для осведомленности о боевых действиях и обнаружения ракет

Slingshot для разработки новых средство визуализации предупреждения о ракетном нападении для USSF

Связанные компании

B GSE Group

Трентон Системс

Добавить комментарий Отменить ответ

Що таке опір провідника