Що таке електричний опір?
На сьогоднішній день однією з найважливіших характеристик будь-якого матеріалу є його електричний опір. Цей факт пояснюється безпрецедентним в історії людства поширенням електричних машин, що змусив по-іншому поглянути на властивості оточуючих матеріалів як штучного, так і природного походження. Поняття «електричний опір» стало таким же важливим, як теплоємність і ін. Воно може бути застосовано абсолютно до всього, що нас оточує: вода, повітря, метал, навіть вакуум.
Кожна сучасна людина повинна мати уявлення про дану характеристиці матеріалів. На питання «що ж таке електричний опір» можна відповісти лише в тому випадку, якщо відомий зміст терміну «електричний струм». З цього і почнемо ...
Матеріальним проявом енергії є атом. Все складається з них, з`єднаних в групи. Існуюча в даний час фізична модель стверджує, що атом схожий на зменшену модель зоряної системи. У центрі знаходиться ядро, що включає в себе частки двох типів: нейтрони і протони. Протон несе електричний позитивний заряд. На різних відстанях від ядра по кругових орбітах обертаються інші частинки - електрони, що несуть негативний заряд. Кількість протонів завжди відповідає кількості електронів, тому сумарний заряд дорівнює нулю. Чим віддалені від ядра знаходиться орбіта електрона (валентний), то менше сила тяжіння, що утримує його в структурі атомі.
У генеруючої ток машині магнітне поле вивільняє з орбіт валентні електрони. Так як в ядрі атома, втратив електрон, залишається «зайвий» протон, то сила тяжіння «відриває» інший валентний електрон із зовнішньої орбіти сусіднього атома. В процес заманюють вся структура матеріалу. В результаті з`являється рух заряджених частинок (атомів з позитивним зарядом і вільних електронів з негативним), яке і називається електричним струмом.
Матеріал, в структурі якого електрони зовнішніх орбіт можуть легко залишати атом, називається провідником. Його електричний опір мало. Це група металів. Наприклад, для виробництва проводів в основному використовують алюміній і мідь. Згідно із законом Ома електричне опір провідника являє собою відношення створеного генератором напруги до сили проходить струму. До речі, опір вимірюється в "Омах".
Легко здогадатися, що існують матеріали, в яких валентних електронів дуже мало або атоми сильно віддалені один від одного (газ), тому їх внутрішня структура не може забезпечити проходження струму. Вони носять назву діелектриків і використовуються для ізолювання провідних ліній у електротехніці. Електричний опір в них дуже високо.
Всім відомо, що мокрий діелектрик починає проводити електричний струм. У світлі цього факту особливий інтерес набуває питання «чи існує електричний опір води». Відповідь на нього суперечливий: і так, і ні. Як вже зазначалося раніше, якщо в матеріалі валентних електронів практично немає, а сама структура складається більше з порожнечі, ніж частинок (згадуємо таблицю Менделєєва і водень з єдиним електроном на орбіті), то в звичайних умовах провідність існувати не може. Під цей опис ідеально підходить вода: з`єднання двох газів, яке ми називаємо рідиною. І дійсно, будучи повністю очищеної від розчинених домішок, вона є дуже хорошим діелектриком. Але так як в природі в воді завжди присутні розчини солей, то електрична провідність забезпечується саме ними. На її рівень впливає насиченість розчину і температура (агрегатний стан). Ось тому однозначної відповіді на питання бути не може, адже вода буває різною.
