補充教材(1)~電阻與歐姆定律

一、何謂電阻？
　　「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：
- V% j9 T) u$ ^$ J: J
9 X4 l9 w7 @" c2 r& s7 v0 B材　質：
$ w0 ^0 `9 B. o5 e3 c- v; X0 w2 J! r　　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！

' U% d* s. [% G  x長　度：
8 U& j/ h: S; W# _% }" S2 ]　　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。
9 Q3 p: n3 G4 }& {6 X7 y
; x9 E7 y) u, u4 j8 U5 }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。

$ _# s. z& t$ e( O. o" N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。

6 @) q2 Q& y1 b5 k6 o& ?! `二、歐姆定律
$ {8 u5 R8 J; s2 j7 E8 y　　　　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）
, g4 x( z1 ]' H7 A: r0 Y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。
; _& N1 ^9 Y. w. |7 x* w6 B
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。

9 @0 E* y9 G' U- B
5 L7 P: ~3 Z5 O8 A* X7 A/ c% v, f+ u

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?


4 l3 u5 Q2 q* z% b
9/28               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
! N! n; ]7 k% x! Q  m' q+ V
) C! R) V% x# F7 b　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ　→　２＝２＊＿＿　→　Ｒ＝１（Ω）
5 N$ E; z7 s9 j2 l% X
* @, t3 L) q( t0 D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

( j- `% V, A& P　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ　→　２＝１＊＿＿　→　Ｒ＝２（Ω）
" ~. h# s# R6 a
4 Y  @5 Y3 y% j6 z這有點難，要慢慢看喔！
" }" E. Y& T* s8 h$ T; G
' L' m* a  S! l

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?

佑平

這個問題問得很好：

& _) x% Y) A* j% [! u. Z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。
. U) R2 B5 X! h8 Y
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。
5 ~2 _" M, E, K5 L1 v) t/ E
+ a* k3 u) T. ^/ w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。
- C8 v% x, |6 c# E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?
9 L0 L. a0 V- ~2 N
/ C& v7 `; b) e9 W% l* D佑平

哈．．．，問得好！
! \: c4 y) ~: ]8 ?9 ?
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
( L8 y# {' T( D2 z9 |* Y+ p壓的差距）。

3 L+ n. I' t9 y3 t9 q1 @& I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.
6 h+ s: B* F; t& n' M: q3 A7 w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。
( p; W( M7 p4 G8 R  R1 |; o3 |
" Q- I2 U4 `- M2 V& y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！
# q+ x7 b, C6 M! k+ G% e
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!
, x0 }+ z& G) q3 g& J# a我終於懂了，謝謝老師的回答。
2 K" S  A! H$ d- D1 T: N
佑平

老師~~~
) x% y3 n) m- |% `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?

原帖由 蘇庭葦 於 2008-10-3 22:19 發表
8 O. ^* {9 ]# ^( b$ K發光二極體的亮度會影響車子的行動嗎?
  M- P7 P% f' R如果車子行走當中,發光二極體掉了車子
還能走嗎?

( s4 q0 h7 O$ d. t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。

: l( Q4 }' w! s: e$ p, L( `跟據歐姆定律：
6 \) j, C9 T% \# B3 a$ m+ O( m
8 H# t, B6 G4 ^. k. X( ~　　電壓　除以　電阻　＝　電流　（Ｖ／Ｒ＝Ｉ）
　　＝＞　　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。

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）
　　＝＞　　１０００（Ｖ）＊１０（Ａ）＝１００００（Ｗ）　　
1 E# q8 ?: h" q# i* n　　Ｗ：瓦特，是能量大小的單位名稱

但我們教材用的電阻，能承受的功率只有１／４＝０．２５（Ｗ）
& b# n( [/ z; r. n' i: e; Y9 q& ^9 x
　　１００００Ｗ　遠大於　０．２５Ｗ
接上去會就一定會馬上燒燬的！

老師~~~

9 c( W* s, |* k) D7 B. b把電阻串連在一起,LED會亮的越來越小;
; H8 i+ H+ l- [5 j3 z5 y# X把電阻並連在一起,LED會亮的越來越小.
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
0 y# q& A* B' j7 _* C老師~~~

& q, _* O9 W8 \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.
# Y, r: A! _8 {1 F% z1 R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,
! I  x! L/ i2 H+ s! B所以串聯就是電阻的一端接在一起。
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,
所以串聯就是電阻的一端接在一起。
! f9 c- i( U: `4 ]$ Z3 d對嗎?老師

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。
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。

7 n7 @6 b' q5 q# o6 G# q5 m! U回答樓上的問題：ＬＥＤ也是用半導體材料製成的。