Električni otpor

Električni otpor (znak: R) – fizikalna veličina kojom se izražava visina napona koji je potreban da bi se uspostavio protok električne struje određene jačine, što je za mnoge materijale stalna vrijednost (Ohmov zakon). Mjerna jedinica u Međunarodnom sistemu (SI) je om. Za fizičko ostvarivanje određene vrijednosti otpora u elektrotehnici i elektronici koriste se otpornici.

Otpor vodiča

Otpor vodiča stalnog poprečnog presjeka proporcionalan je njegovoj dužini (l), obrnuto proporcionalan površini presjeka (S), a specifični električni otpor (ρ) ovisi o materijalu:

$R=\rho \cdot {\frac {l}{S}}$

Željezo kao vodič nije dovoljno dobro jer je njegov otpor oko 7 puta veći od otpora bakrenog vodiča potpuno istih dimenzija. Kod čistih metala (bakar, aluminij, zlato, srebro, itd.) otpor raste s porastom temperature. Kod nekih legura proizvedenih za izradu otpornika, kao što su manganin i konstantan otpor se ne mijenja s temperaturom. Kod koristimo ugljen, njegov otpor čak i pada kada ga zagrijavamo.

Vrste električnog otpora

Omski električni otpor

Omski električni otpor je specijalni otpor čija vrijednost ostaje konstantna bez obzira na promjenu visine električnog napona, jačine električne struje ili frekvencije. U ovom slučaju vrijedi:

$R={\frac {U}{I}}={\text{konst.}}\ ;\quad U\sim I\ ;\quad I={\frac {U}{R}}$

Protokom struje kroz omski otpornik, dolazi do pada napona na otporniku i zagrijavanja koje rezultira električnim radom.

$P=U\cdot I=U^{2}:R=I^{2}\cdot R$

Slijepi električni otpor

Slijepi električni otpor je veličina u elektrotehnici koja izmjeničnu električnu struju kroz prouzrokovanje određenog električnog napona ograničava i time dovodi do pomjeranja faznog toka između struje i napona. Vrijednost ovog otpora je ovisna o frekvenciji. Kapacitivni ili induktivni otpor se može nazvati i slijepi otpor jer do njega dolazi do prenosa električne energije koja se na otporniku ne pretvara u termičku ili mehaničku energiju.

Induktivni električni otpor

Navojni otpornik:

• Kod sinusoidnih signala za navojni otpornik sa indukcijom L vrijedi za impedaciju:

$\,Z_{L}=\mathrm {j} \omega L=\mathrm {j} X_{L}$

gdje je j imaginarna vrijednost. Njegov induktivni otpor je imaginarni dio impedacije:

$\,X_{L}=2\pi fL=\omega L$

Ovaj otpor je linearno neovisan o jačini struje i veličini napona, dok se njegova vrijednost povećava povećanjem frekvencije.

Kapacitivni električni otpor

Kondenzator:

• Kod sinusoidnih signala za kondenzator sa kapacitetom C vrijedi za impedaciju:

$Z_{C}={\frac {1}{\mathrm {j} \omega C}}={\frac {-\mathrm {j} }{\omega C}}=\mathrm {j} X_{C}$

Njegov kapacitivni otpor je imaginarni dio impedacije:

$X_{C}=-{1 \over {2\pi fC}}=-{1 \over {\omega C}}$

Ovaj otpor je linearno neovisan o jačini struje i veličini napona, dok se njegova vrijednost smanjuje povećanjem frekvencije.