Rezystancja
Jeśli wrzucisz kulkę do piaskownicy, to potoczy się ona niezbyt daleko. Gdyby jednak tę samą kulkę rzucić na zamarznięte jezioro, to zanim by się zatrzymała, przebyłaby szmat drogi. W obu przypadkach do zatrzymania kulki dochodzi w wyniku działania siły
mechanicznej nazywanej tarciem — na piasku tarcie jest znacznie większe niż na lodzie.
Rezystancja w elektronice w dużym stopniu przypomina tarcie mechaniczne — hamuje elektrony (te małe cząstki, które tworzą prąd) poruszające się wewnątrz materiału przewodzącego.
Rezystancja - Ograniczanie przepływu prądu
Rezystancja to wielkość charakteryzująca opór, jaki dany przedmiot stawia przepływającemu prądowi. Mimo iż brzmi to groźnie, to w rzeczywistości można ją wykorzystać do własnych celów. Dzięki rezystancji możliwe jest wytwarzanie ciepła i światła, zmniejszanie przepływu prądu, gdy jest to konieczne, oraz dostarczanie do urządzeń prądu o odpowiednim napięciu.
Kiedy na przykład elektrony płyną przez żarnik żarówki, napotykają tak duży opór, że znacznie zwalniają. Gdy przedzierają się między atomami żarnika, atomy te gwałtownie się ze sobą zderzają, wydzielając ciepło, które wytwarza światło żarówki.
Wszystko stawia przepływającym elektronom jakiś opór, nawet najlepsze przewodniki (w istocie istnieje pewna grupa materiałów, które nie stawiają żadnego oporu, nazywają się one nadprzewodnikami, ale swoje właściwości zyskują dopiero w bardzo niskich temperaturach i w tradycyjnej elektronice ich się nie używa). Im wyższa rezystancja, tym bardziej ograniczony przepływ prądu.
Co decyduje o poziomie rezystancji danego przedmiotu?
Ma na to wpływ kilka czynników:
- Rodzaj materiału — niektóre materiały pozwalają swoim elektronom swobodnie się poruszać, a inne trzymają je ściśle na miejscu. Siła, z jaką dany materiał stawia opór przepływającym elektronom, określa jego rezystywność (opór właściwy). Rezystywność to cecha materiału odzwierciedlająca jego chemiczną strukturę. Przewodniki stawiają względnie niski opór elektryczny, a izolatory — wysoki.
- Przekrój materiału — rezystancja zmienia się odwrotnie w stosunku do pola powierzchni przekroju przewodnika, tzn. im większa średnica, tym mniejsza rezystancja, ponieważ elektronom łatwiej jest się poruszać. Pomyśl o wodzie przepływającej przez rurę — im szersza rura, tym łatwiej wodzie płynąć. Z tego wynika, że miedziany drut o dużej średnicy stawia mniejszy opór elektryczny niż drut miedziany o małej średnicy.
- Długość materiału — im dłuższy materiał, tym większy stawia opór, ponieważ na większej długości dochodzi do większej liczby zderzeń elektronów z innymi cząstkami. Rezystancja rośnie wraz ze wzrostem długości przewodnika.
- Temperatura — w większości materiałów podwyższenie temperatury powoduje zwiększenie oporu elektrycznego. Jest to związane z tym, że w wyższych temperaturach cząstki mają większą energię, przez co dochodzi do znacznie większej liczby zderzeń między nimi, co spowalnia ruch elektronów. Wyjątkiem od tej reguły jest rezystor nazywany termistorem — stawiany przez niego opór elektryczny zmniejsza się w przewidywalny sposób wraz ze wzrostem temperatury (nietrudno sobie wyobrazić, jak bardzo ta cecha jest przydatna w układach czujników temperatury).
Rezystancję w obwodzie elektronicznym oznacza się symbolem R. Czasami obok symbolu może znajdować się dodatkowy napis w indeksie dolnym, określający, o którego elementu rezystancję chodzi, np. Rż może oznaczać rezystancję żarówki w obwodzie. Jednostką rezystancji jest om, a jej symbolem jest grecka litera omega. Im większa wartość omegi, tym wyższa rezystancja.
Om jest bardzo małą jednostką oporu elektrycznego i dlatego w większości przypadków do określania rezystancji używa się bardzo dużych wartości, np. kiloomów (połączenie wyrazów „kilo” i „om”), czyli tysiąc omów (symbol kΩ), i megaomów (połączenie wyrazów „mega” i „om”), czyli milion omów (symbol MΩ). Podsumowując, 1 kΩ = 1000 Ω, a 1 MΩ = 1 000 000 Ω.
