Resistanssi

Resistanssi

Resistanssi R

  • kuvaa johtimen (tai laitteen) kykyä vastustaa sähkövirran kulkua
  • yksikkö ohmi (1 Ω)

  • Ohmin laki: Mitä suurempi resistanssi, sitä pienempi virta (jos jännite pysyy vakiona)[[$$ R=\frac{U}{I}\\ \\ (\text{eli } \quad U=RI) $$]]​

  • Resistanssiin vaikuttaa
    • materiaali
      • kuparilla pienempi resistanssi kuin raudalla (johtaa paremmin)
    • pituus
      • Mitä pidempi johdin, sitä suurempi resistanssi
      • (pidemmällä matkalla elektronit törmäilevät useammin metalli-ioneihin)
    • poikkipinta-ala
      • Mitä paksumpi johdin (suurempi poikkipinta-ala) sitä pienempi resistanssi
      • (paksummassa johtimessa elektronit mahtuvat kulkemaan paremmin)
Tehtävät 1-6 s. 241

(Hehkulampun resistanssi)

Laitteiden rinnan- ja sarjaankytkennät

  • Virtapiirin laitteiden (esim. lamppu, vastus) yhteenlaskettu jännitehäviö on yhtä suuri kuin virtalähteen antama jännite (napajännite) (kaavio: kirjan s. 237!)

Lamput (tai vastukset) sarjassa

  • Lamppu palaa himmeämmin
  • virta pienenee (2 lamppua sarjassa: virta putoaa puoleen jne.)
  • jännite pienenee
    • (jännitehäviö per laite on napajännite jaettuna sarjaankytkettyjen laitteiden lukumäärällä)
  • Kokonaisresistanssi kasvaa
    • Laitteiden resistanssit lasketaan yhteen:[[$$ R=R_1+R_2+\ldots $$]]​

Lamput (tai vastukset) rinnan

  • Lamppu palaa yhtä kirkkaasti kuin yksittäinen lamppu
  • virta kasvaa (2 lamppua rinnan: virta kaksinkertaistuu jne.)
  • jännite pysyy samana kuin yksittäisellä laitteella
    • (jokaisen laitteen yli on sama jännite kuin virtalähteen napajännite)
  • Kokonaisresistanssi R pienenee
    • "Kokonaisresistanssin käänteisluku on yksittäisten resistanssien käänteislukujen summa" ...hmm? [[$$ \frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\ldots $$]]​
    • (virralla on enemmän tilaa kulkea!)
    • HUOM! samanlaisten vastusten tapauksessa 2 vastusta -> R puolittuu, 3 vastusta -> R on 1/3 yhteen vastukseen verrattuna jne.

  • esim.
    • vastuksen resistanssi on 12 Ω. Laske neljän rinnakkain kytketyn vastuksen resistanssi. (helppo!)
      [[$ R=\frac{R}{4}=\frac{12}{4}=3\Omega $]]​

    • Laske 8 Ω:n ja 16 Ω:n rinnankytketyn vastuksen kokonaisresistanssi (vaikeampi!)[[$ \frac{1}{R} = \frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2} = \frac{1}{8}+\frac{1}{16} = \frac{2}{16}+\frac{1}{16} = \frac{3}{16} \\ R=\frac{16}{3}=5,333... \Omega \approx 5,3 \Omega $]]​

Vastus (komponentti)

  • Vastuksella (mm.) säädetään virtapiirissä kulkevan virran suuruutta

Selitys ja esimerkkejä englanniksi: electronics-tutorials.ws

Tehtävät 7-10 s. 241