補充教材(1)~電阻與歐姆定律

一、何謂電阻？
9 b  }6 A9 ^1 e6 [4 y1 f　　「電阻」顧名思義，就是阻礙電流流動的因素。當電阻越大，表示阻礙越大，就會讓電流越難流動。所以在相同電壓的條件下，電阻越大，電流就會越小。 而影響電阻大小的因素有四：

材　質：
　　不同的材料，對電產生的阻力也不同，在常見的金屬導體中銀和銅算是電阻最小的，而鉻、鎳的電阻則大的多。在常溫的狀態下，所有會導電的材料都有大小不同的電阻喔！

長　度：
　　當導電的電子，穿過的材料長度增加時，能量的損耗也會增加。就像跑步愈久愈沒體力，慢了下來一樣，阻檔電流的通過也，讓電流變小。所以長度愈長，電的阻力愈大。
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( D; j, g6 V; {2 e2 c, g截面積：
　　當截面積（橫切面積）越大，能夠傳遞電流的電子就愈多，同心協力之下，當然能讓更多的電流流過，電阻就比較小。
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! T5 a2 F* b2 x* Y& D+ w溫　度：
. n$ w- |/ N2 \, \% m　　一般的導電材料，當溫度越高時，材料中的電子受到熱能的激勵，會開始不聽使喚，到處亂撞，無法再專心於傳遞電能的工作，而碰撞的結果更讓電流的前進更加不容易，所以當導體的溫度愈高，電阻便會愈大。
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二、歐姆定律
　　　　歐姆定律為歐姆(Georg Simon Ohm l787～1854德國物理學家)於1826年作的實驗，發現了電流（Ｉ）和電壓（Ｖ）之間成正比。也就是當電壓變成N倍的時候，電流也會變成N倍。但是不同的電阻會讓這個比例常數（除式）有所改變。這個比例常數，就是電阻。此即歐姆定律
& P: G5 U$ e+ X3 p2 z+ v　　　　　　　（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）　或　（Ｖ＝Ｉx Ｒ）
2 l1 ?% z) E8 C8 D從這個式子我們可以看出，電壓和電流成正比的關係。同時電流電阻成反比。

三、電阻的單位
　　電阻的單位稱為歐姆(Ohm)通常記為：Ω。由歐姆定律可界定歐姆之定義如下：若在電阻上施予１伏特的電壓，可得到１安培的電流，就稱這個電阻的大小為１Ω。
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1 _; ~' Z0 b/ v9 [, b2 f

所以說若在電阻上給二伏特的電壓，就可得到二安培的電流喔?

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9/28               謝忠成5 Q( U- v  Z2 i3 g$ C2 Z& \

觀念很好！
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給予２Ｖ（伏特）的電壓，則可流過２Ａ（安培）的電流，依照歐姆定律

　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ　→　２＝２＊＿＿　→　Ｒ＝１（Ω）
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+ K! s% o/ |% h. E所以當電壓為２Ｖ（伏特），但只能流過１Ａ（安培）的電流時，則電阻大小就是２Ω（歐姆）了

* G! f. B, s; Y0 g8 N　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ　→　２＝１＊＿＿　→　Ｒ＝２（Ω）
+ j6 ]9 Y) Q3 a/ }
8 h1 L& {. {+ o: V1 L這有點難，要慢慢看喔！

為甚麼在材質上的差別中，電阻會有所不同ㄋ?
2 n8 [1 x) ~# `* ^$ F, a材質影響電阻的因素是什麼呢?

佑平

這個問題問得很好：
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, U+ W! b+ `5 f+ X* o材質跟電阻間的關係，就存在於材質本身的導電率（導電能力）。
我們知道物質是由原子構成的，而原子的基本結構就是原子核與電子。
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當材質中自由電子（可脫離原子核束縛而到處移動電子）數目越多，就越容易導電；電阻就越小。
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如果是絕緣體，則電子都被原子核束縛住，所以沒有電流流通的媒介，所以電流就無法通過了。

老師上面說:電流沒有流通的媒介，所電阻就相當相當的大。
也就是說，若是絕緣體的話，電流沒有流通的媒介，就一定都沒有任何電流經過嗎?還是說，還是會有一點點的電流，只是電阻較大而已?
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佑平

哈．．．，問得好！

為什麼叫做絕緣體，就是沒有辦法讓電流通過，所以我說電阻相當相當大，
只是個形容。不過，即使是絕緣體，也沒有辦法阻止太高的電位差（兩點電
+ Z% j3 h- N. W! P壓的差距）。

舉例來說：空氣是很好的絕緣體，但如果地面和雲層之間的正負電位差太多，就會產生「閃電」，突破空氣絕緣的限制。

老師上面說:為什麼叫做絕緣體，就是沒有辦法讓電流通過.
老師上面又說:即使是絕緣體，也沒有辦法阻止太高的電位差
到底是神麼?

”即使是絕緣體，也沒有辦法阻止太高的電位差”，意思就是說：絕緣（防止電流通過）的能力也是有極限的。
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5 K8 K0 T0 u5 V2 Q; ^; z. U舉例來說：
１顆電池的電量沒辦法穿透一張紙，但１００００顆電池串聯起來的能量，一張紙就檔不下來了！
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5 p- t4 M( |1 D# {. x這樣解釋也許比較容易懂。

也就是說，絕緣體也不能抵擋太陽的電流嚕!
1 r; S4 U: X6 V$ v, b我終於懂了，謝謝老師的回答。
; [5 Z* o# ]  C8 U0 G" k0 W& |
; _' C3 [! R; ~# K$ E佑平

老師~~~
7 Q$ O( X7 W8 ?- Q  Q發光二極體的亮度會影響車子的行動嗎?
4 ^: b- w4 N# {8 y) R/ m! A4 d如果車子行走當中,發光二極體掉了車子
還能走嗎?

原帖由 蘇庭葦 於 2008-10-3 22:19 發表
發光二極體的亮度會影響車子的行動嗎?
如果車子行走當中,發光二極體掉了車子
還能走嗎?

我們的實驗中，LED是用來當指示燈，只負責顯示電路狀態，所以不會影響車子的行動

如果伏特有1000那100毆姆的電阻會不會有事。

原帖由 蘇庭葦 於 2008-10-4 23:39 發表
如果伏特有1000那100毆姆的電阻會不會有事。

) U- ?  b- @4 }& z
跟據歐姆定律：
5 h' b3 q! D, e
　　電壓　除以　電阻　＝　電流　（Ｖ／Ｒ＝Ｉ）
! E5 x, A# K8 U3 v　　＝＞　　１０００（Ｖ）／１００（Ω ）＝１０（Ａ）
　　Ａ：安培，是電流大小的單位名稱，就像Ｍ（公尺）是長度大小的名稱。
: R# G7 ^0 C9 a& L* |5 o/ \( Z
' E3 c8 R- q* J& `4 K9 z所以電阻接上１０００Ｖ電壓，會有１０Ａ的電流流過，則該電阻將承受一個很大的能量（功率）
& E) S, |7 `7 @+ H' G
- }- p* h6 J2 d5 ^8 X) ?0 @5 O　　電壓　乘以　電流　＝　功率　（Ｖ＊Ｉ＝Ｗ）
( o+ e! w2 P, V2 M　　＝＞　　１０００（Ｖ）＊１０（Ａ）＝１００００（Ｗ）　　
( f* t: o% n  N8 l8 B: I) T　　Ｗ：瓦特，是能量大小的單位名稱

2 D/ K3 s" {3 w8 z5 \9 z但我們教材用的電阻，能承受的功率只有１／４＝０．２５（Ｗ）
3 p) ^* X% o, F  G
　　１００００Ｗ　遠大於　０．２５Ｗ
* A2 x6 N1 s/ V# A/ Z* w0 P接上去會就一定會馬上燒燬的！

老師~~~
0 [% C! H$ h0 K- E8 N' R
把電阻串連在一起,LED會亮的越來越小;
把電阻並連在一起,LED會亮的越來越小.
對嗎?

老師
( O1 [; o# R# b2 q; J2 p+ v$ ]7 ]1 J最大的伏特是多少。

原帖由 蘇庭葦 於 2008-10-4 23:13 發表
8 R( p) r7 U: `老師~~~

把電阻串連在一起,LED會亮的越來越小;
2 p- U- S' e. s# R把電阻並連在一起,LED會亮的越來越小.
對嗎?

可以描述一下你說的並聯是如何接呢？

老師
LED是半導體嗎?

並連是電阻的兩端接在一起,
) n+ `* Y; [, n2 A所以串聯就是電阻的一端接在一起。
3 v2 U$ L5 o4 k- n( |對嗎?老師

原帖由 蘇庭葦 於 2008-10-5 08:53 發表
+ a4 F+ l3 [( f/ F: S9 X6 K" m3 v並連是電阻的兩端接在一起,
所以串聯就是電阻的一端接在一起。
1 D# o" r: X; d; W7 Q- _9 Y. V對嗎?老師

  u% `. J' F3 C! C+ j  g

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1 g9 L6 b( k& I$ E( W左邊為串聯電路，電阻有降低ＬＥＤ電流的作用，所以ＬＥＤ亮度會受電阻控制。
8 g& F/ T% x+ W& k% D% E3 N- v右邊為並聯電路，電阻沒有降低ＬＥＤ電流的作用，所以ＬＥＤ亮度不會受電阻控制。而且還因為直接接到電池，所以還會燒壞ＬＥＤ。
( E: E+ K8 A6 U+ y
- ^! k* I9 X4 y) V回答樓上的問題：ＬＥＤ也是用半導體材料製成的。