Электрическое сопротивление определяет силу тока, текущего по цепи, при заданном напряжении. Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого изготовлен проводник. Для однородного цилиндрического проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:
, (1)
где – коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника, называемый удельным электрическим сопротивлением.
Единица сопротивления 1 Ом – это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1В течет постоянный ток величиной в 1 А.
Удельное сопротивление – это сопротивление проводника длиной с площадью поперечного сечения 1 м2. Единица удельного сопротивления . На практике удельное сопротивление может измеряться во внесистемных единицах , которые удобны при расчете электрического сопротивления проволок.
Величина обратная сопротивлению
(2)
называется электрической проводимостью. Единицей проводимости является сименс (Сим). 1 Сим – это проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом. Величина , обратная удельному сопротивлению
(3)
называется удельной электропроводностью. Измеряется в Сим/м.
В металлах электрическое сопротивление обусловлено рассеянием электронов проводимости на тепловых колебаниях кристаллической решетки и хаотически расположенных дефектах кристалла. Последнее явление играет особенно большую роль в различных сплавах. Исходя из классической теории электропроводности металлов, удельная электропроводность может быть определена по следующей формуле:
, (4)
где е – заряд электрона, n – концентрация носителей тока, в – подвижность носителей тока.
Подвижность носителей равна отношению дрейфовой скорости к напряженности электрического поля
. (5)
Дрейфовой называется средняя скорость направленного движения носителей тока.
В данной работе сопротивление проводника определяется по закону Ома для однородного участка цепи
, (6)
где U – напряжение на участке цепи, которое определяется по показаниям вольтметра; I – сила тока в цепи, которая определяется по показаниям миллиамперметра.