СОПРОТИВЛЕНИЕ

СОПРОТИВЛЕНИЕ — (1) аэродинамическое (лобовое) — сила, с которой газ действует на движущееся в нём тело. Оно всегда направлено в сторону, противоположную скорости движения тела, и является одной из составляющих аэродинамической силы; (2) С. гидравлическое — сопротивление движению жидкостей (и газов) по трубам, каналам и т.д., обусловленное их вязкостью (см.) и приводящее к потере механической энергии потока. С. гидравлическое увеличивается пропорционально квадрату скорости потока; (3) С. изоляции (электроизоляции) — физ. величина, характеризующая С., оказываемое изолирующими материалами (см. изоляция) электрическому току проводимости. В отличие от проводников в изолирующих (электроизоляционных) материалах ток проходит не только через их толщу, но и по их поверхности (ток утечки). С. изоляции измеряют мегометром (см.); (4) С. магнитное — характеристика магнитной цепи (см.). С. магнитное равно отношению магнитодвижущей силы (см.) в цепи к создаваемому в ней магнитному потоку (см.). Это определение формально аналогично определению понятия сопротивление электрическое (см. (6)), но резко отличается от закона Ома (см.), описывающего совершенно иное физ. явление. В СИ единицей магнитного сопротивления служит ампер (см.) млн. ампер-виток на вебер (см.); (5) С. материалов — наука о прочности и деформируемости элементов (деталей) конструкций, сооружений и машин. Основные объекты изучения — стержни и пластины, исследуемые теоретическими и экспериментальными методами. Главная задача исследований — создание методов инженерного расчёта элементов (деталей) на прочность, жёсткость и устойчивость при действии статических и динамических нагрузок и сравнение результатов расчёта с нормативными величинами, безопасными для эксплуатации конструкции, сооружения, машины; закон Гука, деформация, напряжение механическое, (6) С. электрическое — физ. величина, характеризующая противодействие проводника или электрической цепи направленному в них движению электрических зарядов, а также структурный элемент (устройство) электрической цепи, включаемый в цепь для ограничения или регулирования силы тока. Для постоянного тока С. электрическое определяется законом Ома (см.). В случае переменного тока полное сопротивление (см.) цепи зависит как от омического (активного) С., так и от ёмкости, индуктивности и частоты протекающего по цепи переменного тока (вследствие скин-эффекта (см.)). С. металлических проводников с повышением температуры увеличивается, а полупроводников — значительно уменьшается. С. электрическое некоторых веществ вблизи абсолютного нуля температуры (см.) резко обращается в ноль (см. сверхпроводимость). Различают следующие виды С.: а) активное, или омическое, — сопротивление электрической цепи или её участка, в которых отсутствуют индуктивность или ёмкость, определяемое свойствами материала однородного проводника, его длиной и площадью поперечного сечения. Активное сопротивление цепи для переменного тока оказывается больше, чем для постоянного тока из-за потерь на вихревые токи, магнитный гистерезис, утечек в изоляции, электромагнитных излучений, а также диэлектрических потерь в конденсаторах или изоляторах и др. Это сопротивление равно отношению мощности переменного тока на участке электрической цепи к квадрату действующего значения силы тока на этом участке; выражается в омах; б) базы — электрическое сопротивление базовой области транзистора; в) внутреннее (лампы млн. источника тока) — параметр электронной лампы, представляющий собой сопротивление промежутка между её катодом и анодом для переменной составляющей анодного тока, а также одни из параметров всякого источника тока. Это важная характеристика источника тока, определяющая напряжение, которое может создать источник на зажимах питаемой им цепи, ту наибольшую силу тока, который может дать источник при коротком замыкании (см.). В замкнутой электрической цепи электроны вне источника движутся от отрицательного к положительному полюсу, а внутри источника — от положительного полюса к отрицательному. Во всех точках неразветвлённой цепи сила тока остаётся одинаковой. Значения внутреннего и внешнего сопротивлений определяют силу тока в электрической цепи. Внутреннее сопротивление источника тока может быть чисто активным (аккумуляторы и гальванические элементы) или реактивным (генераторы). Обычно внутреннее сопротивление источника очень мало. Чтобы избежать аварии в результате короткого замыкания, максимальную силу тока ограничивают предохранителями; г) волновое линии передачи (см. (10)) — отношение напряжения к силе тока в любой точке электрической линии передачи, по которой распространяются бегущие электромагнитные волны. Применяемые на практике линии передачи (симметричные двухпроводные, коаксиальные) имеют волновое сопротивление в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен ом. Нагрузку линии подбирают равной млн. близкой волновому сопротивлению, что обеспечивает наибольший коэффициент бегущей волны, с увеличением которого растёт КПД линии; д) входное — полное электрическое сопротивление цепи, измеренное на её входных зажимах, равное отношению напряжения к силе тока на входе четырёхполюсника (см.). Входное сопротивление четырёхполюсника зависит не только от свойств самого четырёхполюсника, но и от характера нагрузки на его выходе. Для того чтобы четырёхполюсник являлся согласованной нагрузкой (см. согласование) для источника, к которому он присоединён, его входное сопротивление должно быть равным внутреннему сопротивлению источника; е) добавочное — сопротивление резистора, подключаемого последовательно с вольтметром (см.) для увеличения предела измерения напряжения на участке цепи в п раз по сравнению с тем, на которое рассчитан вольтметр. При переменном токе резистор может быть заменен реактивной катушкой (дросселем) или конденсатором. Добавочное сопротивление необходимо также для создания устойчивой работы приёмников с падающей вольтамперной характеристикой (дуговая лампа, газоразрядная трубка и др.). С той же целью у амперметров (см.) применяют шунты (см.); ж) ёмкостное — реактивное сопротивление, обусловленное электрической ёмкостью (см. (4)) цепи и равное произведению обратного значения этой ёмкости на угловую частоту; обозначается Х_с. При увеличении этой частоты ёмкостное сопротивление уменьшается. Для постоянного тока оно бесконечно велико; з) индуктивное — реактивное сопротивление, обусловленное индуктивностью (см.) цепи переменного тока и равное произведению индуктивности на угловую частоту; обозначается X . Индуктивное сопротивление растёт с увеличением этой частоты; для постоянного тока оно равно нулю; и) н е линейное — сопротивление электрической цепи, зависящее от силы тока в этой цепи; к) обратное — сопротивление электронного прибора с односторонней проводимостью при приложении к нему обратного напряжения; л) отрицательное — свойство электрической цепи, выражающееся в уменьшении падения напряжения в ней при увеличении силы протекающего тока; м) полное — общее сопротивление переменному току электрической цепи, обладающей активным и реактивным сопротивлениями (см.); обозначается Z, равно геометрической сумме активного и реактивного сопротивлений. В случае резонанса (см.), когда реактивное сопротивление цепи обращается в ноль, её полное сопротивление становится равным активному, т. е. достигает минимума, и ток в цепи совпадает по фазе с напряжением. Если же реактивное сопротивление в цепи не равно нулю, то между током и напряжением существует сдвиг фаз, знак которого зависит от знака реактивного сопротивления; н) прямое — сопротивление электронного прибора с односторонней проводимостью при прохождении через него прямого тока; о) реактивное — сопротивление переменному току, не уменьшающее энергии этого тока; обусловлено наличием в электрической цепи нагрузок — ёмкостной (Х_с) млн. индуктивной (X_L), включённых последовательно с резистором, обладающим активным сопротивлением R. Если бы в конденсаторе или катушке действительно не было никаких потерь, то накопленная энергия полностью возвращалась бы к источнику. В случае резонанса (см.) реактивное сопротивление цепи обращается в ноль; п) удельное — физ. величина, равная отношению произведения электрического сопротивления проводника и его площади к длине проводника; удельное электрическое сопротивление равно сопротивлению проводника, имеющего форму прямолинейного цилиндра с площадью поперечного сечения 1 м² и длиной 1 м. Обозначается, р, в СИ единица удельного сопротивления — Ом-м. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью, обозначается σ; р) эмиттера — сопротивление эмиттерного перехода транзистора в рабочем режиме.