補充教材(1)~電阻與歐姆定律

一、何謂電阻？
+ t, n; y1 m' G4 P　　「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：
+ x- c. M8 c& N9 Q4 t; `
8 p+ a3 B9 M2 y材　質：
6 @) \& T' E. ]7 |7 Q5 P7 T　　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！

, {' @) `$ t0 |- ]2 L長　度：
( \* n! q* G' J+ m- x( i3 S5 p7 u　　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。

" X6 j+ z! j6 `7 T  o' y* R6 O截面積：
2 {  a2 l; Q! \* e　　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。

( Q" y9 _+ D5 H; x. }溫　度：
　　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。

$ E8 `0 R8 e4 X5 e" B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
　　　　　　　（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）　或　（Ｖ＝Ｉx Ｒ）
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。
8 W4 c$ P0 s9 s& ^3 {; y5 Z# @  r
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。
6 t3 I1 y* W) n1 c: g

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?
$ y. D6 M/ F) ~
  i9 X  R: k/ N
7 u. @. B2 o2 h1 O8 k% A3 G
; A2 @0 |6 S6 t, [; p* x6 R9/28               謝忠成5 Q( U- v  Z2 i3 g$ C2 Z& \

觀念很好！

給予２Ｖ（伏特）的電壓，則可流過２Ａ（安培）的電流，依照歐姆定律
, ^0 {, s1 k5 O$ N
* y2 ]* A; O6 Y; z4 d6 q4 t　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ　→　２＝２＊＿＿　→　Ｒ＝１（Ω）
1 W7 r4 u9 z& ]$ j/ t; e4 w* J
! j5 x+ @( Y; E9 X9 n$ R$ l  }5 j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

　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ　→　２＝１＊＿＿　→　Ｒ＝２（Ω）
8 f. ?9 g2 w! _, I; z
這有點難，要慢慢看喔！

7 f; s- S  W; y9 @/ e% F5 t

為甚麼在材質上的差別中，電阻會有所不同ㄋ?
材質影響電阻的因素是什麼呢?
6 J+ C; v4 w" D7 b7 [8 {: j
佑平

這個問題問得很好：

$ {& Y9 Y3 L8 l/ t3 F  @' E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）。
4 }9 W% ~9 r" s9 q5 c& Z5 }6 [: E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。

0 \3 W: c" d- z, [' U: N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。

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?
& }) r3 p9 s7 y2 e
+ n& |4 a- Z5 u8 i佑平

哈．．．，問得好！
. ?! Q0 C, [7 J' N
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，
3 t( i' [0 S! {/ P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
壓的差距）。

: y0 m' j: @( Q' f- m3 S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。

) b+ |* D; r$ S4 @- w4 J: a- W0 w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！

/ J: Q4 }2 r  k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!
; w5 m- D3 }5 h) M6 U2 B' `我終於懂了，謝謝老師的回答。

佑平

老師~~~
發光二極體的亮度會影響車子的行動嗎?
% [" h- q. m+ o* r+ t" [5 \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?

# g! [- _% f! o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。

2 d( X# ]0 g: L3 D$ R跟據歐姆定律：
: j8 S2 @, R' C4 W2 s
　　電壓　除以　電阻　＝　電流　（Ｖ／Ｒ＝Ｉ）
2 {! @$ }+ ~6 g! G7 [　　＝＞　　１０００（Ｖ）／１００（Ω ）＝１０（Ａ）
& b1 E: a: Z' C/ T, b　　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。

% o& ^6 c/ Q  j1 @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）

　　電壓　乘以　電流　＝　功率　（Ｖ＊Ｉ＝Ｗ）
0 w' u: y) u; i# o# L　　＝＞　　１０００（Ｖ）＊１０（Ａ）＝１００００（Ｗ）　　
　　Ｗ：瓦特，是能量大小的單位名稱
* A3 P8 L9 ~. O/ F  l- K( X; m
) @0 D$ L0 t: P6 O% X. |3 F但我們教材用的電阻，能承受的功率只有１／４＝０．２５（Ｗ）

5 U4 _6 b: ?5 M: |/ [　　１００００Ｗ　遠大於　０．２５Ｗ
! f4 x; {' Y8 B接上去會就一定會馬上燒燬的！

老師~~~
4 ~6 a" G8 N& N; r# B
" {- ~$ Z/ }, g  @* P0 C9 @把電阻串連在一起,LED會亮的越來越小;
# b* g! L& e/ S" C把電阻並連在一起,LED會亮的越來越小.
4 i' n9 I0 e* Z6 R對嗎?

老師
最大的伏特是多少。

原帖由 蘇庭葦 於 2008-10-4 23:13 發表
  t2 x. H  F! J- j& }+ o* v: r老師~~~
. [4 M, v. ^! w3 Z4 @1 e- I
把電阻串連在一起,LED會亮的越來越小;
, o, V8 I- @& Y8 R: U) T/ I0 z把電阻並連在一起,LED會亮的越來越小.
; O) o+ `# ~1 y& D對嗎?

可以描述一下你說的並聯是如何接呢？

老師
7 ~3 [; e# z* I) o% bLED是半導體嗎?

並連是電阻的兩端接在一起,
6 X: l, u# \* A8 ]所以串聯就是電阻的一端接在一起。
9 s' E$ h- G5 P0 A* P對嗎?老師

原帖由 蘇庭葦 於 2008-10-5 08:53 發表
並連是電阻的兩端接在一起,
7 u0 e; {) k' a8 ^5 C所以串聯就是電阻的一端接在一起。
對嗎?老師

1 n+ y2 X; h7 n8 e' P6 z% J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。
0 k5 u4 H$ Z, [5 \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。

回答樓上的問題：ＬＥＤ也是用半導體材料製成的。