Преглед на кодот на Електричен отпор

[[Податотека:Metal_film_resistor.jpg|200п|мини|75-омски [[отпорник]]]] 
[[Податотека:Symbole résistance.svg|thumb|upright=.75|Европски симбол за отпор во колото]]
[[Податотека:resistance_amerique.jpg|right|thumb|Американски симбол за отпор во колото]]

'''Отпор''' – мерка со која се мери степенот на отпор на некој објект на поминување на [[електрична струја]]. Единица за мерење на отпорот во системот СИ  е [[ом]]. Реципрочната вредност ја мери спроводливоста, се нарекува кондуктанса и се мери во [[сименс (единица)|сименс]]и.

Отпорот е карактеристика на објектот или материјата да се спротивставува на протокот на електрична струја.

:<math>R = \frac{U}{I}</math>

каде
:'''''R''''' е отпор, се изразува во [[ом]]и.
:'''''U''''' е разлика на потенцијали, напон, се изразува во [[волт]]и. 
:'''''I''''' е струја која поминува низ објектот, се изразува во [[ампер]]и. 

Отпорот зависи од природата и видот на материјалот како и геометријата на спроводното тело. Исто така постои зависност на отпорот од температурата на телото. За поголемиот број материјали не постои значајна зависност на отпорот од струјата низ спроводното тело во поширок опсег на напон и струја.


== Загуби во отпорник ==
Кога струјата '''I''' проаѓа низ објект со отпор ''R'', електричната енергија се претвора во топлина 
:<math>P = {I^{2} \cdot R} \,</math>

каде
:'''''P''''' е моќност изразена во [[ват]]и 

:'''''I''''' е струја изразена во [[ампер]]и 

:'''''R''''' е отпор изразен во [[ом]]и

Овој ефект има одредена примена, на пр. при греење на електрична енергија, но е непожелен при пренос на електрична енергија, односно претставува загуба.

[[Суперспроводливост]]а е појава при која протокот на струја е практично без мерлив отпор, односно без загуби.


== Отпорност на спроводник ==
=== Отпор на [[еднонасочна струја]] ===
Бидејќи [[густина на струја|густината на струјата]] е рамномерна по пресекот на спроводникот, отпорноста ''R'' [[еднонасочна струја]] од спроводник со еднаков попречен пресек може да се пресмета со формулата:
:<math>R = {l \cdot \rho \over S} \,</math>

каде
:'''''l''''' е должина на спроводникот во [[метар|метри]]

:'''''S''''' е површина на попречниот пресек во [[квадратен метар|квадратни метри]]

:'''''ρ''''' (грчко ро) е специфична отпорност на материјалот во омметри. Специфичната отпорност е особина на материјалот со која материјалот се спротивставува на протокот на електрична струја.

Иако ниеден реален отпорник нема во целост рамномерна густина на струја по цела должина во секој попречен пресек, од практични причини оваа формула е прифатена како добра апроксимација за долг танок спроводник, какви што се жиците.

=== Отпор на [[наизменична струја]] ===
Во случај на проток на струи со високи {[[фреквенција|фреквенции]] низ спроводник, доаѓа до отстапување од рамномерната густина на струјата низ попречниот пресек. Тоа предизвикува ефективно намалување на површината на попречниот пресек како спореден ефект. Причина за оваа појава е [[површински ефект|површинскиот ефект]] на струите со високи фреквенции. Ова точно го забележал [[Никола Тесла]] при истражување на ефектот на струи со високи фреквенции кои претежно течат по површината. Така предизвикал внимание фаќајќи со гола рака жица под висок напон (но со висока фреквенција), а со другата држејќи [[жарулка]] која засветлела.


==Причина за отпорноста==
Бидејќи на спроводливоста на материјалот влијаат разни физички и хемиски процеси, така и причината за спроводливоста, а исто така и за отпорноста, се разликува меѓу разни материјали.

===Отпорност во метали===
Металите се такви материјали кои се составени од [[атом]]и сместени во правилни кристални решетки чии врски се остварени во [[електрон]]ите во надворешната лушпа, а кои не се цврсто врзани за матичните атоми. Таквите електрони тогаш се присутни во меѓуатомскиот простор во облик на електронски облак, слабо врзана и лесно подвижна маса на носители на електрицитет. Овие електрони прават металот да е спроводник. Кога ќе се појави разлика на потенцијали на [[електрично поле|електричното поле]] ([[напон]]) тогаш електроните тргнуваат низ спроводникот под влијание на силата на електричното поле.

Движењето на електроните низ металот е попречено со постоењето на кристална решетка низ која треба да течат електроните. Овој вид на триење всушност е електричен отпор. Колку попречниот пресек низ кој тече струја е поголем, толку целокупниот отпор е помал бидејќи е поголема количината електрони која е носител на електрицитет. Колку што е спроводникот подолг, толку и ова „триење“, електричен отпор, е поголемо.

==Типични отпори ==
{{see also|Electrical resistivities of the elements (data page)|Electrical resistivity and conductivity}}

{| class="wikitable"
|-
! Component
! Resistance (Ω)
|-
| 1 meter of copper wire with 1 mm diameter
| 0.02<ref>The resistivity of copper is about 1.7×10<sup>−8</sup> Ωm. See [http://hypertextbook.com/facts/2004/BridgetRitter.shtml].</ref>
|-
| 1&nbsp;km [[overhead power line]] (''typical'')
| 0.03<ref>''Electric power substations engineering'' by John Douglas McDonald, p 18-37, [https://books.google.com/books?id=e__hltcUQIQC&pg=PT363 google books link]</ref>
|-
| [[AA battery]] (''typical [[internal resistance]]'')
| 0.1<ref>[http://data.energizer.com/PDFs/BatteryIR.pdf] For a fresh Energizer E91 AA alkaline battery, the internal resistance varies from 0.9 Ω at -40 °C, to 0.1 Ω at +40 °C.</ref>
|-
| [[Incandescent light bulb]] filament (''typical'')
| 200–1000<ref>A 60 W light bulb in the USA (120 V [[mains electricity]]) draws RMS current 60 W/120 V=500 mA, so its resistance is 120 V/500 mA=240 Ω. The resistance of a 60 W light bulb in Europe (230 V mains) is 900 Ω. The resistance of a filament is temperature-dependent; these values are for when the filament is already heated up and the light is already glowing.</ref>
|-
| Human body
| 1000 to 100,000<ref>100,000 Ω for dry skin contact, 1000 Ω for wet or broken skin contact. High voltage breaks down the skin, lowering resistance to 500 Ω. Other factors and conditions are relevant as well. For more details, see the [[electric shock]] article, and: {{cite web|url=http://www.cdc.gov/niosh/docs/98-131/pdfs/98-131.pdf|accessdate=2014-11-02|title=Publication No. 98-131: Worker Deaths by Electrocution|publisher=[[National Institute for Occupational Safety and Health]]}}</ref>
|}

==Статички и диференцијален отпор==
{{multiple image
| align     = right
| direction = horizontal
| width     = 200
| image1    = DifferentialChordalResistance.svg
| width1    = 110
| alt1      = Differential versus chordal resistance
| caption1  = The [[Current–voltage characteristic|IV curve]] of a non-ohmic device (purple).  The '''static resistance''' at point ''A'' is the [[Multiplicative inverse|inverse]] [[slope]] of line ''B'' through the origin. The '''differential resistance''' at ''A'' is the inverse slope of [[tangent line]] ''C''. 
| image2    = Negative_differential_resistance.svg
| width2    = 90
| alt2      = Negative differential resistance
| caption2  = The [[Current–voltage characteristic|IV curve]] of a component with [[negative resistance|negative differential resistance]], an unusual phenomenon where the IV curve is non-[[Monotonic function|monotonic]].}}
{{see also|Small-signal model}}

Многу електрични елементи, како [[диода | диодите]] и [[батерија | батериите]] не го задоволуваат Омовиот закон.  Овие се наречени  „не-Омски“ или '', не-линеарни '', и се карактеризираат со [[I-V крива | '' I-V '' крива]], што не е на права линија преку  ORIGIN. 

Отпорот и спроводливоста сепак можат да се дефинираат за „не-омските“ елементи. Но за разлика од омовиот отпор, не-линеарниот отпор не е константен туку напонот варира преку уредот.  Постојат 2 типа на отпор<ref name=brown/><ref name=kaiser/>

*'''Статички отпор''' (also called ''chordal'' or ''DC resistance'') – Кој што кореспондира со дефиницијата за отпор; напонот  поделен со струјата. 
:<math>R_\mathrm{static} = \frac {V}{I} \,</math>. 
:Претставува наклон на линијата ([[акорд (геометрија)|акорд]]) од потеклото, преку моментот на искривувањето. Статичкиот отпор ја детерминира силата на дисипацијата во електричните компоненти. Точките на кривата  ''IV'' лоцирани во вториот и четвртиот квадрант, за коишто наклонот на хордалната линија е негативен, односно има „негативен статички отпор. [[Пасивните (инжињерство)|Пасивните]] уреди, коишто немаат извор на енергија, неможат да имаат негативен статички отпор. Иако постојат активни уреди како што се транзисторите или H [[op-amp]]s можат да синтетизираат негативен статички отпор со  повратна информација, и се  користат за кола како што се [[gyrator]]s.

*'''Диференцијален отпор''' (''динамичен'' или  ''РАСТЕЧКИ'') - [[Електричен отпор |Диференцијалниот отпор]] е изводот од напонот во одност на струјата; лакот на ''IV'' кривата во точка
:<math>R_\mathrm{diff} = \frac {dV}{dI}  \,</math>.
:Ако кривата ''IV'' не е [[монотона]], кривата има негативен лак во некои делови – и во овие делови уредот има негативен диференцијален отпор.  Уредите со негативен диференцијален отпор можат да го зголемат сигналот кој им се нанесува на нив, и се користат за изработување на осцилатори и засилувачи. Тука се вклучени   [[tunnel diode]]s, [[Gunn diode]]s, [[IMPATT diode]]s, [[magnetron]] tubes, and [[unijunction transistor]]s.

==AC circuits==

===Impedance and admittance===
[[File:VI phase.png|thumb|right|300px|The voltage (red) and current (blue) versus time (horizontal axis) for a [[capacitor]] (top) and [[inductor]] (bottom). Since the [[amplitude]] of the current and voltage [[Sine wave|sinusoid]]s are the same, the [[absolute value]] of [[electrical impedance|impedance]] is 1 for both the capacitor and the inductor (in whatever units the graph is using). On the other hand, the [[phase (waves)|phase difference]] between current and voltage is -90° for the capacitor; therefore, the [[argument (complex analysis)|complex phase]] of the [[electrical impedance|impedance]] of the capacitor is -90°. Similarly, the [[phase (waves)|phase difference]] between current and voltage is +90° for the inductor; therefore, the complex phase of the impedance of the inductor is +90°.]]
{{main|Electrical impedance|Admittance}}
Кога наизменична струја тече низ коло, односот помеѓу напонот и струјата низ колата се карактеризира не само со односот на нивните величини, но, исто така, разликата во нивните [[фаза (бранови) | фази]]. На пример, во идеален отпорник, во моментот кога напонот ке го достигне својот максимум, струјата, исто така, го достигнува својот максимум (напонот и струјата се осцилираат во фаза). Но, за [[кондензатор]] или [[намотка]], струјниот тек го достига својот максимум со поминување на напонот низ нула и обратно . [[Комплексни броеви]]  се користат  за следење на фазата и големината на струјата и напонот::
:<math>V(t)=\text{Re}(V_0 e^{j\omega t}), \quad I(t)=\text{Re}(I_0 e^{j\omega t}), \quad Z=\frac{V_0}{I_0}, \quad Y=\frac{I_0}{V_0}</math>
Каде:
*''t''е времето,
*''V''(''t'') and ''I''(''t'') се, напонот и струјата како функција на времето
*''V<sub>0</sub>'', ''I<sub>0</sub>'', ''Z'', и ''Y'' се комплекси броеви
*''Z'' се нарекува [[електрична импеданца | импеданца]],
*''Y'' се нарекува [[приод]],
*Re посочува кон  [[реален дел]],
*<math>\omega</math> е [[аголна фреквенција]] на  AC current,
*<math>j=\sqrt{-1}</math> е [[имагинарна единица]].
Импеданцата и приодот можат да бидат изразени преку комплексни броеви кои можат да се разделат на реални и имагинарни делови:
:<math>Z=R+jX, \quad Y=G+jB</math>
кадe ''R'' и ''G'' се отпорот и спроводливоста, ''X'' е [[електрични реактанса | реактанса]],  и  ''B'' iе [[susceptance]]. За идеален отпорници, '' Z '' и '' Y '' се намалува на '' R '' и '' G '', но за наизменична струја  која содржи [[кондензатор|кондензатори]]  и [[намотка|намотки]] ''X'' и ''B'' се различни од нула.

<math>Z=1/Y</math> за наизменична струја, истко како  <math>R=1/G</math> for DC circuits.

===Зависност на отпорот од ===
Друга компликација на AC колата е дека отпорот и спроводливоста можат да бидат зависни. Една од причините, наведени погоре е [[ефектот на кожата]]. Друга причина е што самата отпорност може да зависи од фреквенцијата (види [[Drude модел]], [[deep-level trap]]s, [[resonant frequency]], [[Kramers–Kronig relations]], etc.)


==Energy dissipation and Joule heating==
[[File:Cartridge-heater-hot.jpg|thumb|Running current through a material with high resistance creates heat, in a phenomenon called [[Joule heating]]. In this picture, a [[cartridge heater]], warmed by Joule heating, is [[Incandescence|glowing red hot]].]]
{{main|Joule heating}}
Отпорниците (и другите елементи на отпорот)се спротиставуваат на протокот на електричната струја; такашто,електричната енергија е приморана да ја турка струјата низ отпорот. Оваа електрична енергија е потрошена на загревањето на отпорникот во овој процес. Ова е наречено ''[[Joule heating]]'' (по[[James Prescott Joule]]), исто така наречено ''ohmic heating'' или ''отпорно загревање''.

Растурање на електрична енергија е често несаканa појава, особено во случај на [[трансмисија на електрична енергија | загуби при трансмисија]] кај [[надземен далновод | далноводите]]. [[Трансмисија на електрична енергија|трансмисија на висок напон]] овозможува намалување на загубите со намалување на електричната струја.

Од друга страна, џуловото загревање се применува кај електричните греачи како електричниот шпорет.  Друг пример  се блескави лампи кои се зависни од џуловото загревање, филаментот се загрева до висока температура при што почнува да свети. 

Формулата на џуловото загревање е:
:<math>P=I^2R</math>
Каде  ''P'' е  [[електричната енергија | енергија]] добиена од топлинската енергија,  ''R'' е отпорот, и  ''I'' количеството на струја низ отпорниците.

==Зависност на отпорот од други услови ==

=== Зависност од температура===
{{main|Electrical resistivity and conductivity#Temperature dependence}}
Во собна температура, отпорноста на металите се зголемува, додека отпорноста на полукондукторите се намалува со зголемување на температурата. Отпорноста на инсулаторите и електролитите се зголемува во зависност од системот. 

Како последица, отпорот на жиците, отпорниците и други компоненти  се менува со промена на температурата. Овој ефект често е непожелен поради тоа што предизвикува неисправност кај електричните кола при екстремни температури. Во некои случаи овој ефект наоѓа ефикасна примена. Кога отпор зависен од температурата се користи намерно, компонентата се нарекува термистор. (Термисторите најчесто се правад од керамика или од полимер.)

Термисторите се употребуваат на 2 начини. Тие можат да се користат како термометри. Со мерење на отпорот, може да се добие и температурата на околината. Исто така наоѓаат примена  во комбинација со [[џулови закони |џуловото загревање]]: ако големо количество струја се движи преку отпорникот, неговата температура се зголемува а со тоа се менува и отпорноста. Овие компоненти можат да се користат како заштита на коло, слично како електричните [[осигурувачи | осигурувач]].  Генерално, самозагревањето може да направи отпорник во нелинеарен елемент.

Доколку температурата  ''T'' не варира, се користи линеарна апроксимација:
:<math>R(T) = R_0[1+\alpha (T - T_0)]</math>
каде<math>\alpha</math>се нарекува коефициент на отпор, <math>T_0</math> е фиксна температура (обично собна температура), и  <math>R_0</math> е отпорот при температура <math>T_0</math>. Параметарот <math>\alpha</math> е емпириски параметар. Бидејки линеарната апроксимација е само апроксимација, <math>\alpha</math>  е различно за различни температури. Поради оваа причина, се наведува температурата претходно при која  <math>\alpha</math>  е мерено, со суфиксот <math>\alpha_{15}</math>.<ref>Ward, MR, ''Electrical Engineering Science'', pp36–40, McGraw-Hill, 1971.</ref>

Коефициентот на температурата <math>\alpha</math> е обично  +3×10<sup>−3</sup> K<sup>−1</sup> to +6×10<sup>−3</sup> K<sup>−1</sup> за металите при собна температура, додека е негативен за полукондукторите и инслуаторите.<ref>See [[Electrical resistivity and conductivity]] for a table. The temperature coefficient of resistivity is similar but not identical to the temperature coefficient of resistance. The small difference is due to [[thermal expansion]] changing the dimensions of the resistor.</ref>

=== Strain dependence ===
{{main|Strain gauge}}
Исто како што отпорот на кондукторот зависи од температурата, отпорот на кондукторот зависи и од  [[strain (materials science)|strain]]. Со затегнување на кондуктор, должината на делот од кондукторот кој се растега се зголемува а пресекот се намалува. Овие ефекти придонесуваат до зголемување на отпорноста на затегнатиот дел на кондукторот.  При [[компресија]], отпорот на затегнатиот дел на кондукторот се намалува. 

=== Light illumination dependence ===
{{main|Photoresistor|Photoconductivity}}
Некои отпорници, поточно тие направени од полукондуктори, покажуваат [[фотоспроводливост]], што значи дека нивниот отпор се менува кога светлина блеска врз нив. Затоа се нарекуваат [[фото отпорници]], ( отпорници зависни од светлина).

==Суперспроводливост==
{{main|Superconductivity}}
[[Суперкондуктор|Суперкондукторите]] се материјали каде отпорот изнесува нула, и имаат неограничена спроводливост. Ова значи дека кај нив нема [[Џулови закони | џулово загревање]], со други зборови нема дисипација на електричната енергија. Затоа, ако суперкондуктивна жица се направи во облик на затворено струјно коло, струјата ке се движи вечно. Металните суперкондуктори имаат потреба од ладење на температура приближна на 4К со течен хелиум, додека керамичките суперкондуктори се ладат на температура од 77К со течен азот. 
Nevertheless, there are many [[technological applications of superconductivity]], including [[superconducting magnet]]s.

Сепак, постојат многу [[технолошки апликации на суперспроводливост]], вклучувајќи  и [[суперкондукторски магнети]].


==Поврзано==
* [[Омов закон]]
* [[Електричен спроводник]]
* [[Отпорник]]
* [[Витстонов мост]]
* [[Омметар]]
* 

== Надворешни врски ==
{{Commonscat|Resistors}}
*[http://www.unitconversion.org/unit_converter/electric-resistance.html Конвертор на електрична отпорност] {{en}}
*[http://www.unitconversion.org/unit_converter/electric-resistance-ex.html Таблица на конверзија на електричниот отпор] {{en}}
*[http://www.unitconversion.org/unit_converter/electric-resistivity.html Конверзија на специфичната електрична отпорност] {{en}}
*[http://www.unitconversion.org/unit_converter/electric-resistivity-ex.html Таблица на конверзија на специфичната електрична отпорност] {{en}}
*[http://www.sengpielaudio.com/calculator-ohm.htm Калкулатор: Електричен отпор, напон, струја и моќ] {{en}}


{{Нормативна контрола}}
[[Категорија:Електротехника]]
[[Категорија:Физички величини]]