補充教材(1)~電阻與歐姆定律

一、何謂電阻？
3 t3 ?$ D* g( r) t: T# B9 V　　「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：
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  s  h! h' ~4 g  ~: C材　質：
/ }4 O+ s* o; a$ J% v+ T7 U* a　　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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4 p" c) Y! b1 o7 l長　度：
. g5 V& U8 h. Z+ y7 f% J　　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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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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+ @) f% I. f1 w) Q% I5 ~溫　度：
" z0 h4 }. n" u" d5 }4 r　　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。

( Q: \! i5 e( d* U  @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。
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; W/ ~4 W, ?  B  C( u3 I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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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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) ~- U  Q8 `9 k$ c9/28               謝忠成5 Q( U- v  Z2 i3 g$ C2 Z& \
$ u. \1 Z" Q" ?3 K5 o

觀念很好！
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0 O3 R4 H* g9 O+ y給予２Ｖ（伏特）的電壓，則可流過２Ａ（安培）的電流，依照歐姆定律
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　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ　→　２＝２＊＿＿　→　Ｒ＝１（Ω）
0 c* @5 ~, {5 t( h9 h
6 O: d: l* h" Y' L$ I: d& m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）

6 s. t4 ?+ s2 s9 X# I' p* G7 y這有點難，要慢慢看喔！

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為甚麼在材質上的差別中，電阻會有所不同ㄋ?
* x; P) n. R; k材質影響電阻的因素是什麼呢?

佑平

這個問題問得很好：
) T+ W9 ?2 h/ c& `$ S
# n) o/ b. I6 G( `7 T/ Z% ]$ k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）。
2 A" \2 O0 S2 B2 {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。

4 B' ^4 d/ K* W% r+ s! ~1 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。
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$ B9 i9 f7 O: r+ r* o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。
2 ^, v" W1 z) C3 ^# x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！

/ v7 E* q8 G% }! x8 L0 h- r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
, p! g4 H( x' v* E4 a% t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
# o$ t% m, J# {# H1 J1 @1 L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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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！

$ S7 u! }; J; r/ {! X  A1 O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!
' \- A% J0 m& {' I; V" f' Q. p$ i5 e我終於懂了，謝謝老師的回答。
7 R( a8 u3 J  C8 s# g
2 N' ^! |/ ^+ b' @1 @% B# @佑平

老師~~~
發光二極體的亮度會影響車子的行動嗎?
1 u' q; e+ V0 Y- V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
( N0 Y/ w6 L% H. b8 V( S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。

  k; u0 U$ i# n: Z! P8 v跟據歐姆定律：
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　　電壓　除以　電阻　＝　電流　（Ｖ／Ｒ＝Ｉ）
" K4 S4 l8 Y( D# \- k$ R　　＝＞　　１０００（Ｖ）／１００（Ω ）＝１０（Ａ）
( l" Y1 x8 N0 F9 L　　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。
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& f- ^1 I* g5 Q8 f/ q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）

% N& j! K. M2 U; w4 Z$ @　　電壓　乘以　電流　＝　功率　（Ｖ＊Ｉ＝Ｗ）
　　＝＞　　１０００（Ｖ）＊１０（Ａ）＝１００００（Ｗ）　　
　　Ｗ：瓦特，是能量大小的單位名稱
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但我們教材用的電阻，能承受的功率只有１／４＝０．２５（Ｗ）

$ A- E3 [5 c& X& A　　１００００Ｗ　遠大於　０．２５Ｗ
% x  G/ k7 h: l' X& k- ?0 g* T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.
3 o4 U$ _6 w* J* @# D5 {% A對嗎?

老師
0 v  K/ L. s! V  b最大的伏特是多少。

原帖由 蘇庭葦 於 2008-10-4 23:13 發表
* Y: m5 a9 Y4 z! O# v老師~~~

6 V9 Z1 q" I" m* u8 B- a9 G6 a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.
7 c! W. }5 ?9 v) U( u對嗎?

, w9 T# C  [+ k+ i1 y2 w可以描述一下你說的並聯是如何接呢？

老師
- ^8 p, g& U0 bLED是半導體嗎?

並連是電阻的兩端接在一起,
1 Z& F! a6 l7 B) s% r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。
1 C7 y3 \1 z8 q) Z# q# M對嗎?老師

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0 ]; w! ]& H1 p1 r

: Y: V, E, l, u) I+ r6 F! P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 |5 W0 _, d6 z7 y1 Z- ^2 V
8 Y0 Z8 u* L  x6 ~1 P回答樓上的問題：ＬＥＤ也是用半導體材料製成的。