В предыдущем параграфе мы познакомились с первой количественной величиной, характеризующей ток, – мощностью. Сделаем теперь первый шаг в знакомстве с двумя другими электрическими величинами: «сила тока» и «электрическое сопротивление». К их углублённому изучению мы ещё вернёмся в следующей теме.
Проделаем опыт. Присоединив лампочку к источнику энергии, убедимся, что она ярко светит (рис.а). Включим последовательно с лампочкой спираль из железной проволоки и убедимся, что свет ослабнет (рис.б). Заменив железную спираль на такую же по размерам нихромовую (это сплав никеля, хрома и других веществ), заметим, что яркость лампочки ещё уменьшится (рис.в). Значит, мощность тока уменьшается.
 |
Вспомним: тепловое действие тока в металлических проводниках мы объясняем соударениями электронов с неподвижными ионами металла, из которого сделан проводник (см. § 8-з). И если яркость лампы уменьшилась, то уменьшился поток электронов через неё. Физики скажут: уменьшилась сила тока. Это произошло потому, что железная и нихромовая спирали в разной мере препятствуют движению электронов. Другими словами, проводники из различных веществ могут иметь различные электрические сопротивления.
Многочисленными опытами в физике и химии установлено, что электроны в различных веществах одинаковы, а молекулы, атомы и ионы – различны (по массам, размерам, порядку и плотности расположения). Поэтому различные вещества оказывают потоку электронов (электрическому току) различное сопротивление.
Итак, мы выяснили, что сопротивление проводника зависит от рода вещества, из которого этот проводник изготовлен (например, медь, железо, нихром и так далее). Но есть и другие причины, влияющие на электрическое сопротивление проводников. Рассмотрим опыт.
 |
Взгляните на рисунок. Буквами A и B обозначены концы нихромовой проволоки, а буквой K – подвижный контакт. Двигая его по проволоке, мы изменяем длину участка, по которому идёт ток (участок AK). Сдвигая контакт K влево, мы видим, что лампочка светит ярче. Передвижение контакта K вправо сделает свет тусклее. Следовательно, сопротивление проводника зависит от его длины.
 |
На рисунке справа изображён реостат – электрический прибор с регулируемым сопротивлением. Принцип его действия такой же, как и в предыдущем опыте с нихромовой проволокой. Отличие лишь в том, что для уменьшения размеров реостата его проволоку наматывают на фарфоровый цилиндр, а подвижный контакт (говорят: «движок») надевают на металлический стержень, служащий проводником.
Итак, в первом опыте мы выяснили, что электрическое сопротивление зависит от рода вещества. Второй опыт продемонстрировал нам его зависимость от длины проводника. Но сопротивление зависит также от его толщины, точнее, от площади поперечного сечения, а также от температуры проводника. Чем тоньше провод, тем меньше площадь его поперечного сечения, тем меньший поток электронов сможет «протискиваться» через проводник. Аналогично, чем выше температура металла, тем сильнее колеблются его ионы, и электронам сложнее продвигаться между ними, что и означает большее сопротивление.