Kuidas määrata õhutakistusjõu abil tehtud tööd. Lohistus (aerodünaamika)

1. Sõiduki liikumine on seotud õhuosakeste liikumisega, mis kulutab osa mootori võimsusest. Need kulud koosnevad järgmistest komponentidest:

2. Esitakistus, mis ilmneb rõhkude erinevuse tõttu liikuva auto ees ja taga (õhutakistus 55-60%).

3. Väljaulatuvate osade tekitatud takistus - tahavaatepeegel jne. (12-18%).

4. Vastupidavus, mis tekib siis, kui õhk läbib radiaatorit ja mootoriruumi.

5. Vastupidavus lähedalasuvate pindade hõõrdumisest õhukihtidele (kuni 10%).

6. Auto üla- ja alaosa rõhkude erinevusest põhjustatud takistus (5-8%).

Õhutakistuse arvutuste lihtsustamiseks asendame kogu auto pinnale jaotunud takistuse ühes punktis rakendatud õhutakistusjõuga nn. purje keskpunkt auto.

Kogemused on näidanud, et õhutakistuse jõud sõltub järgmistest teguritest:

Sõiduki kiirusest ja see sõltuvus on olemuselt ruutkeskne;

Auto esiosast F;

Tõhususkoefitsiendist K sisse, mis on arvuliselt võrdne ühe tekitatava õhutakistusjõuga ruutmeeter sõiduki esiosa, kui see liigub kiirusega 1 m/s.

Siis on õhutakistusjõud .

Määramisel F ligikaudse takistuse pindala määramiseks kasutage empiirilisi valemeid. Veoautodele F tavaliselt: F = H × B(kõrguse ja laiuse korrutis), sarnane bussidele. Aktsepteeritud sõiduautodele F = 0,8 H × B. On ka teisi valemeid, mis võtavad arvesse sõiduki jälge, sõiduki kõrguse muutumise tõenäosust jne. K × F helistas ühtlustav tegur ja tähistada W.

Voolukoefitsiendi määramiseks kasutatakse spetsiaalseid seadmeid või vabajooksu meetodit, mis seisneb vabalt veereva sõiduki liikumistee muutumise määramises erinevate sõidukitega liikumisel. algkiirus. Kui auto sisse liigub õhuvoolõhutakistuse jõud R sisse on võimalik laguneda komponentideks piki sõiduki telgesid. Sel juhul erinevad jõudude projektsioonide määramise valemid ainult nende koefitsientide poolest, mis võtavad arvesse jõu jaotust piki telge. Sujuvuskoefitsiendi saab määrata järgmise avaldise põhjal:

kus C X on koefitsient, mis määratakse katseliselt ja võttes arvesse õhutakistusjõu jaotust piki x-telge. See koefitsient saadakse tuuletunnelis puhumisel, ;

r - õhu tihedus, vastavalt GOST-ile r = 1,225 kg / m 3 nulli juures.

Saame .

Korrutis tähistab kiiruse rõhku, mis on võrdne kineetiline energia kuupmeeter õhku, mis liigub auto kiirusel õhu suhtes.

Koefitsient K sisse omab mõõdet.

vahel K sisse Ja C X on sõltuvus: K in = 0,61 С X.

Sõiduki haagis suurendab tõmbejõudu keskmiselt 25%.

Kuidas leida õhutakistuse jõudu? Palun öelge mulle, tänan juba ette.

1. Aga SUL pole mingit ülesannet!! ? Kui õhus kukkudes, siis valemi järgi: Fc=m*g-m*a; m - keha mass g = 9,8 ms a - kiirendus, millega keha langeb.
2. Vastupanujõud määratakse Newtoni valemiga
   F=B*v^2,
   kus B on iga keha teatud koefitsient (olenevalt kujust, materjalist, pinnakvaliteedist - sile, kare), ilmastikutingimused(rõhk ja niiskus) jne. See on rakendatav ainult kiirustel kuni 60-100 m/s - ja siis suurte reservatsioonidega (oleneb jällegi suuresti tingimustest).
   Seda saab valemi abil täpsemalt määrata
   F=Bn*v^n
   , kus Bn on põhimõtteliselt sama koefitsient B, kuid see sõltub kiirusest, nagu eksponent n (n=2 (ligikaudne), kui keha kiirus atmosfääris on väiksem kui M/2 ja suurem kui 2 ..3M, nende parameetritega Bn peaaegu konstantne väärtus).
   Siin on M Machi arv – lihtsalt öeldes – võrdne kiirusega heli õhus - 315 m/s.
   Noh, üldiselt - kõige rohkem tõhus meetod- katse.

   Kui oleks rohkem infot, siis ütleks rohkem.

3. Kui elektrisõiduk (auto) liigub jalakäija kiirust ületava kiirusega, mõjub õhutakistuse jõud tuntavalt. Õhutakistusjõu arvutamiseks kasutage järgmist empiirilist valemit:

   Õiglane = Cx*S*#961;*#957;2/2

   Õiglane õhutakistusjõud, N
   Cx õhutakistuse koefitsient (voolujoonelisuse koefitsient), N*s2/(m*kg). Cx määratakse iga keha jaoks eksperimentaalselt.
   #961; õhutihedus (1,29 kg/m3 at normaalsetes tingimustes)
   Elektrisõiduki (auto) esiosa S, m2. S on keha projektsiooni pindala pikiteljega risti olevale tasapinnale.
   #957; elektrisõiduki (auto) kiirus, km/h

   Elektrisõiduki (auto) kiirendusomaduste arvutamiseks tuleks arvesse võtta kiirendustakistusjõudu (inertsjõudu). Lisaks on vaja arvestada mitte ainult elektrisõiduki enda inertsiga, vaid ka elektrisõiduki sees olevate pöörlevate masside (rootor, käigukast, kardaan, rattad) inertsmomendi mõjuga. Kiirendustakistuse jõu arvutamise valem on järgmine:

   Fin. = m*a*#963;vr

   Fin. kiirenduse takistusjõud, N
   m elektrisõiduki mass, kg
   elektrisõiduki kiirendus, m/s2
   #963;r pöörlevate masside arvestamise tegur

   Ligikaudse pöörlevate masside arvestamise teguri saab arvutada järgmise valemi abil:

   #963;vr=1,05 + 0,05*u2kp

   Kus on käigukasti ülekandearv?

   Jääb veel kirjeldada rataste haardumisjõudu teega. Sellest jõust on aga edasistes arvutustes vähe kasu, seega jätame selle hilisemaks.

   Ja nüüd on meil juba ettekujutus elektrisõidukile (autole) mõjuvatest peamistest jõududest. Selle teoreetilise probleemi tundmine sunnib meid peagi uurima järgmist numbrit, mis käsitleb elektrisõiduki omaduste arvutamist, mis on vajalikud mootori, aku ja kontrolleri teadlikuks valikuks.

Kõiki õhutakistuse komponente on analüütiliselt raske määrata. Seetõttu on praktikas kasutatud empiirilist valemit, millel on reaalsele autole iseloomuliku kiiruste vahemiku jaoks järgmine vorm:

Kus Koos X - ilma mõõtmeteta õhuvoolu koefitsient, olenevalt kehakujust; ρ in – õhu tihedus ρ in = 1,202…1,225 kg/m 3 ; A– auto keskosa pindala (põikiprojektsiooni ala), m2; V– sõiduki kiirus, m/s.

Leitud kirjandusest õhutakistuse koefitsient k V :

F V = k V AV 2 , Kus k V =c X ρ V /2 , – õhutakistuse koefitsient, Ns 2 /m 4.

…ja ühtlustav tegurq V : q V = k V · A.

Kui selle asemel Koos X asendaja Koos z, siis saame aerodünaamilise tõstejõu.

Auto keskosa ala:

A = 0,9 B max · N,

Kus IN max – sõiduki maksimaalne rööbastee, m; N– sõiduki kõrgus, m.

Metatsentris rakendatakse jõudu ja tekitatakse momente.

Õhuvoolu takistuse kiirus, võttes arvesse tuult:

, kus β on nurk auto liikumissuundade ja tuule vahel.

KOOS X mõned autod

1. Tõstetakistusjõud

F P = G A patt α.

Teepraktikas hinnatakse kalde suurust tavaliselt teekatte tõusu suuruse järgi, mis on seotud tee horisontaalprojektsiooni suurusega, s.o. nurga puutuja ja tähistada i, väljendades saadud väärtust protsentides. Kui kalle on suhteliselt väike, on lubatud mitte kasutada pattα ja väärtus i suhtelises mõttes. Suure kaldeväärtuse korral asendage pattα puutuja väärtusega ( i/100) vastuvõetamatu.

1. Kiirenduse takistusjõud

Autot kiirendades auto edasi liikuv mass kiireneb ja pöörlevad massid kiirendavad, suurendades vastupanuvõimet kiirendusele. Seda kasvu saab arvutustes arvesse võtta, kui eeldame, et auto massid liiguvad translatsiooniliselt, kuid kasutame teatud ekvivalentmassi m noh, veidi suurem m a (klassikalises mehaanikas väljendatakse seda Koenigi võrrandiga)

Kasutame meetodit N.E. Žukovski, võrdsustades translatsiooniliselt liikuva ekvivalentmassi kineetilise energia energiate summaga:

,

Kus J d– mootori hooratta ja sellega seotud osade inertsmoment, N s 2 m (kg m 2); ω d – nurkkiirus mootor, rad/s; J To– ühe ratta inertsimoment.

Kuna ω k = V A / r k , ω d = V A · i kp · i o / r k , r k = r k 0 ,

siis saame
.

InertsimomentJsõiduki ülekandeüksused, kg m 2

Teeme asendus: m uh = m A · δ,

Kui sõiduk ei ole täielikult koormatud:
.

Kui auto sõidab vabal teel: δ = 1 + δ 2

Vastupidavusjõud sõiduki kiirendusele (inerts): F Ja = m uh · A A = δ · m A · A A .

Esimese lähendusena võime võtta: δ = 1,04+0,04 i kp 2

Kere ees pidurdamise tõttu voolukiirus väheneb ja rõhk tõuseb. Selle suurenemise määr sõltub keha esiosa kujust. Lameda plaadi ees on rõhk suurem kui pisarakujulise korpuse ees. Kere taga rõhk väheneb hõrenemise tõttu, samal ajal kui tasasel plaadil on suurem väärtus võrreldes tilgakujulise korpusega.

Seega tekib kere ees ja taga rõhkude erinevus, mille tulemusena tekib aerodünaamiline jõud, mida nimetatakse rõhutakistuseks. Lisaks tekib piirkihi õhuhõõrdumisel aerodünaamiline jõud, mida nimetatakse hõõrdetakistuseks.

Sümmeetriliselt ümber keha voolates takistus

surve- ja hõõrdetakistus on suunatud keha liikumisele vastupidises suunas ja moodustavad koos tõmbejõu. Katsetega on kindlaks tehtud, et aerodünaamiline jõud sõltub voolukiirusest, õhu massitihedusest, keha kujust ja suurusest, selle asendist voolus ja pinna seisundist. Kui vastutuleva voolu kiirus suureneb, suureneb selle kineetiline energia, mis on võrdeline kiiruse ruuduga. Seetõttu on vooluga risti suunatud lameda plaadi ümber voolamisel kiiruse suurenedes rõhk esiosas

see suureneb, sest enamik Voolu kineetiline energia pidurdamisel muundatakse potentsiaalseks rõhuenergiaks. Sel juhul väheneb rõhk plaadi taga veelgi, kuna joa inertsi suurenemise tõttu suureneb madalrõhu piirkonna ulatus. Seega suureneb voolukiiruse suurenemisega kere ees ja taga oleva rõhu erinevuse suurenemise tõttu aerodünaamiline takistusjõud võrdeliselt kiiruse ruuduga.

Varem tehti kindlaks, et õhu tihedus iseloomustab selle inertsust: mida suurem on tihedus, seda suurem on inertsus. Keha liigutamiseks inertses ja seega tihedamas õhus on vaja rohkem jõupingutusi õhuosakeste liigutamiseks, mis tähendab, et õhk on suurem tugevus mõjutada keha. Järelikult, mida suurem on õhutihedus, seda suurem on liikuvale kehale mõjuv aerodünaamiline jõud.

Vastavalt mehaanika seadustele on aerodünaamilise jõu suurus võrdeline keha ristlõike pindalaga, mis on risti selle jõu toimesuunaga. Enamiku kehade puhul on see ristlõige suurim ristlõige, mida nimetatakse keskosaks, ja tiiva puhul selle plaaniala.

Keha kuju mõjutab aerodünaamilise spektri olemust (antud keha ümber voolavate voogude kiirust) ja seega ka rõhkude erinevust, mis määrab aerodünaamilise jõu suuruse. Kui keha asend õhuvoolus muutub, muutub selle vooluspekter, millega kaasneb aerodünaamiliste jõudude suuruse ja suuna muutumine.

Vähem kareda pinnaga kehad kogevad väiksemaid hõõrdejõude, kuna suurema osa pinnast on nende piirkihis laminaarne vool, mille korral on hõõrdetakistus väiksem kui turbulentses voolus.

Seega, kui kuju ja asendi mõju
voolus olevaid kehasid, võta arvesse pinnatöötluse astet
parandustegur nimega aero
dünaamiline koefitsient, võime selle järeldada
et aerodünaamiline jõud on otseselt võrdeline selle
selle koefitsient, kiirusrõhk ja mi-
jagavad kehad (tiival - selle piirkond),

Kui tähistame õhutakistuse aerodünaamilist kogujõudu tähega R, selle aerodünaamiline koefitsient - kiirusrõhk - q, ja tiiva pindala, saab õhutakistuse valemi kirjutada järgmiselt:

ründab, kuna kiirusrõhk on võrdne

näeb välja selline:

valem saab olema

Antud õhutakistusjõu valem on peamine, kuna sarnaste kujundite abil on võimalik määrata mis tahes aerodünaamilise jõu suurus, asendades ainult jõu ja selle koefitsiendi tähistuse.

Kogu aerodünaamiline jõud ja selle komponent

Kuna tiiva kõverus ülaosas on suurem kui allosas, on õhuvooluga kokku puutudes vastavalt teise õhuvoolu kiiruse püsivuse seadusele kohalik voolukiirus tiiva ümber ülaosas suurem kui põhjas ja ründeservas väheneb see järsult ja langeb kohati nullini. Bernoulli seaduse kohaselt ilmub tiiva ette ja alla suurenenud rõhuala; Tiiva kohale ja taha ilmub madalrõhuala. Lisaks õhu viskoossuse tõttu. tekib jõud, hõõrdumine piirkihis. Rõhu jaotumise muster piki tiivaprofiili sõltub tiiva asendist õhuvoolus, mille iseloomustamiseks kasutatakse mõistet "ründenurk".

Tiiva lööginurk (α) on nurk tiiva kõõlu suuna ja sissetuleva õhuvoolu või lennukiiruse vektori suuna vahel (joonis 11).

Rõhu jaotus piki profiili on kujutatud ka vektordiagrammi kujul. Selle ehitamiseks joonistage tiiva profiil, märkige sellele punktid, kus

millest rõhku mõõdeti, ja nendest punktidest kantakse ülerõhu väärtused vektoritena. Kui antud punktis on rõhk madal, siis on vektornool suunatud profiilist eemale, kui rõhk on kõrge, siis profiili poole. Vektorite otsad on ühendatud ühise joonega. Joonisel fig. Joonisel 12 on kujutatud surve jaotust piki tiivaprofiili madala ja kõrge ründenurga korral. See näitab, et suurim vaakum saavutatakse tiiva ülemisel pinnal voogude maksimaalse ahenemise kohas. Nulliga võrdse lööginurga korral on suurim vaakum profiili suurima paksuse punktis. Tiiva all toimub ka vooluveekogude ahenemine, mille tulemusena tekib ka seal haruldaste tsoon, kuid väiksem kui tiiva kohal. Tiiva otsa ees on suurenenud rõhu ala.

Kui ründenurk suureneb, nihkub haruldaste tsoon rünnaku serva poole ja suureneb oluliselt. See juhtub seetõttu, et ojade suurima ahenemise koht liigub ründeserva poole. Tiiva all tiiva alumise pinnaga kohtuvad õhuosakesed aeglustuvad, mille tulemusena rõhk tõuseb.

Iga diagrammil näidatud ülerõhuvektor tähistab jõudu, mis mõjub tiiva pinna ühikule, see tähendab, et iga nool tähistab teatud skaalal ülerõhu suurust või erinevust kohaliku rõhu ja rõhu vahel häirimatus ruumis. vool:

Kõigi vektorite summeerimisel saame aerodünaamilise jõu ilma hõõrdejõude arvestamata. See jõud, võttes arvesse õhu hõõrdejõudu piirkihis, võrdub tiiva kogu aerodünaamilise jõuga. Seega kogu aerodünaamiline jõud (R) tekib rõhkude erinevuse tõttu tiiva ees ja taga, tiiva all ja selle kohal, samuti õhuhõõrdumise tagajärjel piirkihis.

Kogu aerodünaamilise jõu rakenduspunkt asub tiiva kõõlusel ja seda nimetatakse rõhukeskmeks (CP). Kuna kogu aerodünaamiline jõud toimib madalama rõhu suunas, suunatakse see üles ja kaldub tagasi.

Kooskõlas vastupanu põhiseadusega

Riis. 13. Tiiva aerodünaamilise kogujõu lagunemine selle komponentideks

õhk, kogu aerodünaamiline jõud väljendatakse järgmise valemiga:

Kogu aerodünaamiline jõud loetakse tavaliselt kui geomeetriline summa kaks komponenti: üht neist, Y, mis on risti häirimatu vooluga, nimetatakse tõstejõuks ja teist, Q, mis on suunatud tiiva liikumisele, nimetatakse tõmbejõuks.

Kõiki neid jõude võib pidada kahe termini algebraliseks summaks: survejõud ja hõõrdejõud. Tõstejõu puhul võib teise liikme praktiliselt tähelepanuta jätta ja eeldada, et tegemist on ainult survejõuga. Vastupidavust tuleks käsitleda kui survetakistuse ja hõõrdetakistuse summat (joonis 13).

Tõstejõu vektorite ja kogu aerodünaamilise jõu vahelist nurka nimetatakse kvaliteedinurgaks (Θк).

Tiibtõstuk

Tõstejõud (Y) tekib keskmiste rõhkude erinevuse tõttu tiiva all- ja ülaosas.

Asümmeetrilise profiili ümber voolamisel on tiiva kohal voolukiirus suurem kui tiiva all, mis on tingitud tiiva ülapinna suuremast kumerusest ja vastavalt Bernoulli seadusele on rõhk ülalt väiksem kui altpoolt.

Kui tiivaprofiil on sümmeetriline ja ründenurk null, siis on vool sümmeetriline, rõhk tiiva kohal ja all on sama ja tõusu ei toimu (joon. 14). Sümmeetrilise profiiliga tiib loob tõstejõu ainult nullist erineva ründenurga korral.

Sellest järeldub, et tõstejõu suurus on võrdne tiiva all (Rizb.low) ja selle kohal ülerõhu erinevuse korrutisega ( Rizb. ülemine) tiiva pindala kohta:

C Y- tõstustegur, mis määratakse katseliselt tuuletunnelis tiiva puhumisel. Selle suurus sõltub: 1 - tiiva kujust, mis võtab tõstejõu loomisel põhiosa; 2 - ründenurgast (tiiva orientatsioon voolu suhtes); 3 - tiiva töötlemisastme kohta (kareduse puudumine, materjali terviklikkus jne).

Kui koostada graafik tuuletunnelis erinevate rünnakunurkade all oleva asümmeetrilise tiiva puhumise andmete põhjal, näeb see välja selline (joonis 15).

See näitab, et:

1. Mõne jaoks negatiivne väärtus ründenurk, tõste koefitsient on null. See on nulltõusu nurk ja seda tähistatakse α0.

2. Ründenurga tõusuga teatud väärtuseni

Riis. 14. Allhelikiirus tiiva ümber: A- vooluspekter (piirkihti pole näidatud); b- rõhu jaotus (rõhu muster)

Riis. 15. Ajakava oleneb
koefitsient
tõstejõud ja koefitsient
eesmine juht
nurga takistus
rünnakud.

Joonis, 16. Voolu seiskumine ülekriitiliste rünnakunurkade korral: punktis A on rõhk suurem kui punktis B ja punktis C on rõhk suurem kui punktides A ja B

tõstejõu koefitsient suureneb proportsionaalselt (sirge), pärast teatud lööginurka tõsteteguri tõus väheneb, mis on seletatav keeriste tekkega ülemisel pinnal.

3. Teatud lööginurga korral saavutab tõsteteguri maksimumväärtuse. Seda nurka nimetatakse kriitiliseks ja tähistatakse α cr. Seejärel ründenurga edasisel suurenemisel tõsteteguri vähenemine, mis tuleneb voolu intensiivsest eraldumisest tiivast, mis on põhjustatud piirkihi liikumisest põhivoolu liikumise vastu (joon. 16).

Rünnaku nurkade ulatus on nurgad alates α 0 kuni α kr. Kriitilise lähedase ründenurkade korral ei ole tiival piisav stabiilsus ja see on halvasti juhitav.

Juhised

Leidke liikumistakistusjõud, mis mõjub ühtlaselt sirgjooneliselt liikuvale kehale. Selleks mõõdetakse dünamomeetri või muu meetodiga jõudu, mis tuleb kehale rakendada, et see liiguks ühtlaselt ja sirgjooneliselt. Newtoni kolmanda seaduse kohaselt on see arvuliselt võrdne keha liikumise takistusjõuga.

Määrake horisontaalpinda mööda liikuva keha liikumise takistusjõud. Sel juhul on hõõrdejõud otseselt võrdeline toe reaktsioonijõuga, mis omakorda on võrdne kehale mõjuva gravitatsioonijõuga. Seetõttu on liikumistakistusjõud sel juhul või hõõrdejõud Ftr võrdne kehamassi m, mida mõõdetakse skaalal kilogrammides, ja kiirenduse korrutisega. vabalangus g≈9,8 m/s² ja proportsionaalsustegur μ, Ftr=μ∙m∙g. Arvu μ nimetatakse hõõrdeteguriks ja see sõltub pindadest, mis liikumisel kokku puutuvad. Näiteks terase ja puidu vahelise hõõrdumise korral on see koefitsient 0,5.

Arvutage mööda liikuva keha liikumise takistusjõud. Lisaks hõõrdetegurile μ, kehamassile m ja gravitatsioonikiirendusele g sõltub see tasapinna kaldenurgast horisondi suhtes α. Sel juhul liikumistakistusjõu leidmiseks tuleb leida hõõrdeteguri, kehamassi, raskuskiirenduse ja nurga koosinus, mille all tasapind on horisondi suhtes Ftr = μ∙m∙g ∙cos(α).

Kui keha liigub õhus väikese kiirusega, on takistusjõud Fс otseselt võrdeline keha kiirusega v, Fc=α∙v. Koefitsient α sõltub keha omadustest ja keskkonna viskoossusest ning arvutatakse eraldi. Suurel kiirusel liikudes, näiteks kui keha langeb oluliselt kõrguselt või auto liigub, on takistusjõud otseselt võrdeline kiiruse ruuduga Fc=β∙v². Lisaks arvutatakse koefitsient β suured kiirused.

Allikad:

• 1 Üldvalemõhutakistusjõu jaoks Joonisel

Määramiseks tugevus vastupanu õhku luua tingimused, mille korral keha hakkab gravitatsiooni mõjul ühtlaselt ja lineaarselt liikuma. Arvutage gravitatsiooni väärtus, see võrdub õhutakistusjõuga. Kui keha liigub õhus, kogudes kiirust, leitakse selle takistusjõud Newtoni seaduste abil ning õhutakistusjõu võib leida ka mehaanilise energia jäävuse seadusest ja spetsiaalsetest aerodünaamilistest valemitest.

Sa vajad

• kaugusmõõtja, kaalud, spidomeeter või radar, joonlaud, stopper.

Juhised

Enne mõõtmist vastupanu Kasutatud takisti puhul tuleb see kindlasti vanast plaadist või plokist lahti joota. Vastasel juhul võivad teised vooluringi osad sellest mööda minna ja saate sellest valed näidud. vastupanu.

Video teemal

Leidma elektritakistus dirigent, kasutage vastavaid valemeid. Vooluahela sektsiooni takistus leitakse Ohmi seaduse järgi. Kui juhi materjal ja geomeetrilised mõõtmed on teada, saab selle takistuse arvutada spetsiaalse valemi abil.

Sa vajad

• - tester;
• - nihik;
• - joonlaud.

Juhised

Pidage meeles, mida tähendab takisti mõiste. Sel juhul tuleks takisti all mõista elektriahela mis tahes juhti või elementi, millel on aktiivne takistus. Nüüd on oluline küsida, kuidas takistuse väärtuse muutus mõjutab hetkeväärtust ja millest see sõltub. Resistentsuse fenomeni olemus seisneb selles, et takistid moodustavad omamoodi takistuse läbipääsule elektrilaengud. Mida suurem on aine takistus, seda tihedamalt paiknevad aatomid resistiivse aine võres. See muster selgitab Ohmi seadust ahela lõigu kohta. Nagu teate, on Ohmi seadus vooluringi lõigu kohta järgmine: voolutugevus vooluahela sektsioonis on otseselt võrdeline sektsiooni pingega ja pöördvõrdeline ahela enda sektsiooni takistusega.

Joonistage paberitükile Ohmi seaduse alusel voolu sõltuvuse graafik takisti pingest ja selle takistusest. Esimesel juhul saate hüperbooli graafiku ja teisel juhul sirgjoone graafiku. Seega, mida suurem on takisti pinge ja väiksem takistus, seda suurem on voolutugevus. Veelgi enam, sõltuvus resistentsusest on siin rohkem väljendunud, kuna sellel on hüperbooli välimus.

Pange tähele, et takisti takistus muutub ka temperatuuri muutudes. Kui kuumutate takistuslikku elementi ja jälgite voolutugevuse muutumist, märkate, kuidas vool temperatuuri tõustes väheneb. Seda mustrit seletatakse asjaoluga, et temperatuuri tõustes suurenevad sõlmede aatomite vibratsioonid kristallvõre takisti, vähendades seega vaba ruumi laetud osakeste läbimiseks. Teine põhjus, mis sel juhul voolutugevust vähendab, on asjaolu, et aine temperatuuri tõustes suureneb osakeste, sealhulgas laetud, kaootiline liikumine. Seega muutub vabade osakeste liikumine takistis suunatust kaootilisemaks, mis mõjutab voolutugevuse vähenemist.

Video teemal