V fiziki je upor merilo težnje materiala, da se upira toku električnega toka. Odvisno je od narave materiala, njegove debeline in dolžine ter od temperature. Odpornost je nizka pri snoveh, kot so kovine, ki so dobri prevodniki, in visoka vsebnost materialov, kot sta plastika in guma, ki sta izolatorji. Ko električni tok naleti na upor, se del njegove energije pretvori v toploto in včasih svetlobo, kar zmanjša tok. Ta pojav je lahko problem, vendar ima tudi veliko uporab.
Dejavniki, ki vplivajo na odpornost
Odpornost lahko obravnavamo kot obratno prevodnost, najpomembnejši dejavnik prevodnosti pa je sestava materiala. Električni tok je sestavljen iz toka elektronov, upor pa naleti, ko se ti zaletijo v atome. Kovine imajo veliko ohlapnih elektronov, ki omogočajo enostavno pretok toka, medtem ko nekovine ne. Tekočine, ki vsebujejo ione – na primer raztopina soli ali staljena sol – so tudi dobri prevodniki, saj ti mobilni, električno nabiti atomi in molekule omogočajo pretok toka.
Pri žici ali kablu igrata vlogo tudi debelina in dolžina. Odpornost narašča z dolžino, saj je več atomov, v katere se je treba zaleteti, vendar se z debelino zmanjšuje, saj je v debelejši žici na voljo več elektronov, ki prenašajo tok. Poveča se tudi z naraščajočo temperaturo. Nižja kot je prevodnost materiala, višja je napetost ali elektromotorna sila, potrebna, da skozenj teče tok.
Ohmov zakon
Razmerje med uporom, tokom in napetostjo je znano kot Ohmov zakon, poimenovan po nemškem fiziku Georgu Ohmu (1789-1854), ki je zaslužen za odkritje vpliva sestave, dolžine in debeline materiala na količino toka, ki bo teče skozenj pri dani napetosti. Po njem je poimenovana tudi enota ohm. Zakon v svoji običajni obliki pravi, da je električni tok enak napetosti, deljeni z uporom. Fizikalne enačbe običajno uporabljajo črke in simbole za izražanje razmerij; Ohmov zakon je običajno zapisan kot
I = G/R
kjer je I = tok v amperih, V = elektromotorna sila v voltih in R = upor v
Ohm
. To pomeni, da če so vrednosti za dva od teh faktorjev znane, je mogoče najti vrednost drugega. Enačbo lahko zapišemo kot
R = V / I
in
V = IR
odvisno od tega, katere vrednosti so znane in katero je treba izračunati. Na primer, če je elektromotorna sila šest voltov in tok, ki teče dva ampera, je upor 3 ohma: R = V/I.
uporabljate
Dejstvo, da električni upor ustvarja toploto, se izkorišča za električno ogrevanje domov in za kuhanje. Električne kuhalne plošče, pečice, žari in opekači so odvisni od tega pojava. Na enak način žarnica z žarilno nitko uporablja zelo tanko žico za ustvarjanje svetlobe, ko skozenj teče tok.
Naprave, imenovane upori, se uporabljajo za zmanjšanje amperov v določenih vezjih za zaščito občutljivih komponent pred poškodbami, varovalke pa se uporabljajo za zaščito električne opreme pred sunki toka. Sestavljeni so iz žice, katere sestava, debelina in dolžina so prilagojeni tako, da ustvarijo raven upora, ki povzroči, da se stopijo zaradi toplote, ki nastane, ko tok preseže določeno vrednost. To prekine tokokrog in prepreči, da bi tok povzročil poškodbe. Običajno se uporabljajo v vtičih in so na voljo v različnih vrstah, kot so 3-amp, 5-amp in 13-amp.
Detektorji laži se zanašajo na dejstvo, da prevodnost človeške kože močno poveča znoj, ki vsebuje ionske spojine, kot je sol. Preiskovanec je povezan z napravo, ki prenaša majhen tok čez kožo in meri njegovo vrednost. Ideja je, da ležanje poveča količino potenja, kar poveča prevodnost kože in povzroči večji tok.
power Transmission
Za prenos električne energije iz proizvodnih postaj v domove je treba po električnih vodih prepotovati velike razdalje. Zaradi tega bi bilo nepraktično pri napetostih, pri katerih se električna energija prvotno proizvaja, saj bi se zaradi upora kablov izgubilo preveč energije. Zaradi tega se transformatorji uporabljajo za močno povečanje napetosti za prenos in zmanjšanje izgube energije. Napetost ponovno znižajo transformatorji v bližini hiš, ki jih je treba oskrbovati.