補充教材(1)~電阻與歐姆定律

一、何謂電阻？
% d$ |/ U2 l* l% k　　「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：

4 c, x% {" [5 i- z) \: @  |4 y材　質：
) D9 ~0 @" Z+ p0 g9 ?$ p- P  k* g　　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！
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( d5 V" r  i5 {6 K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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8 T) J5 j# q% @, l4 A/ `; J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。

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。

  m( V, {7 {! q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
0 A0 ^' \! h6 z　　　　　　　（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。

- s0 G4 s5 z% F, u0 k+ I$ N三、電阻的單位
' g1 F6 P( e) g7 o4 `% U% ]　　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。
( P# c2 K6 k$ }0 _

1 S, |. F, v) n4 N' O' p  Z6 e

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?


% F9 `# s* ~  q1 \* |9 Q! |
8 G- n- W7 C. F% ]4 v8 f$ y9/28               謝忠成5 Q( U- v  Z2 i3 g$ C2 Z& \

觀念很好！
: r3 z- `/ |# v3 n* }
# h; v2 }! h7 |& t  ~給予２Ｖ（伏特）的電壓，則可流過２Ａ（安培）的電流，依照歐姆定律
9 K/ V- _$ ?" O. `7 U
　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ　→　２＝２＊＿＿　→　Ｒ＝１（Ω）

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

1 @- c* a+ d: p* B( H  o6 ^- }0 j* a　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ　→　２＝１＊＿＿　→　Ｒ＝２（Ω）
9 F* X! r5 T, h4 G* y8 U
: r, ~2 {+ a4 }這有點難，要慢慢看喔！

0 M' g  t& H1 }+ [

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：

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。

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。

  z0 ^- O. B5 L8 n. O& [; 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。
3 d+ Z6 I" a/ _- J$ b$ R, L4 @5 ^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?
  ?' O; Y9 m3 n0 ?9 w) Y% C$ |0 Z
& o  x* J: z( |+ r) B2 L佑平

哈．．．，問得好！
6 F% D& u4 @, |/ M; H5 \7 n
& ^& j" J0 r0 Q' z5 O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
" k; w' Z1 l& j6 I- Z) _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.
6 s# k& {) e; Y1 {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。

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！
! t; f' ?( q. T9 c/ o# W
. y$ d3 w1 W! I6 `- l! }5 f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!
我終於懂了，謝謝老師的回答。
) ?) r9 z+ ~; ]
佑平

老師~~~
* f# p: Q& x* g* l( ~5 E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
發光二極體的亮度會影響車子的行動嗎?
* D; B5 {$ v& s: k& ~8 M0 U. f如果車子行走當中,發光二極體掉了車子
還能走嗎?

9 A, u7 p9 l6 G* j* \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
( }  {6 p4 |4 k+ K5 Z! |如果伏特有1000那100毆姆的電阻會不會有事。

跟據歐姆定律：

　　電壓　除以　電阻　＝　電流　（Ｖ／Ｒ＝Ｉ）
4 v1 J& ~( D5 ^) i& ^1 o( c　　＝＞　　１０００（Ｖ）／１００（Ω ）＝１０（Ａ）
, x; e9 f" @: _  z　　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）　　
2 S) D7 i) u6 N  Y% n　　Ｗ：瓦特，是能量大小的單位名稱
  K+ |$ C8 V3 m% t4 w% `+ ?
但我們教材用的電阻，能承受的功率只有１／４＝０．２５（Ｗ）

　　１００００Ｗ　遠大於　０．２５Ｗ
接上去會就一定會馬上燒燬的！

老師~~~

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
最大的伏特是多少。

原帖由 蘇庭葦 於 2008-10-4 23:13 發表
老師~~~

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?

: m4 {8 L$ S* N9 E9 \6 q* c( M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,
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
* N2 e; l% K( H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。
+ Y$ m6 J! x8 J  M- X) v' s對嗎?老師

, E, H; ^, E% R# L) p% Z8 F) F6 o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。
# s8 ^" t+ a: 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。

回答樓上的問題：ＬＥＤ也是用半導體材料製成的。