Ten artykuł dotyczy pojęcia w fizyce. Sprawdź też: inne znaczenie tego słowa.

Rezystancja (opór, opór czynny, oporność^[1], oporność czynna) – wielkość charakteryzująca relacje pomiędzy napięciem a natężeniem prądu elektrycznego w obwodach prądu stałego. W obwodach prądu przemiennego rezystancją nazywa się cząstka rzeczywistą zespolonej impedancji.

Zwyczajowo rezystancję oznacza się wielokrotnie symbolem R. Jednostką rezystancji w układzie SI jest om, którego symbolem jest Ω.

Historia oraz znaczenie

W latach 1825 - 1827 Georg Simon Ohm badał zależność prądu płynącego przez przewodniki od ich wymiarów oraz przyłożonego napięcia^[2]. Odkrył przy tym, że prąd płynący przez przewodnik (I) oraz przyłożone napięcie (U) są do siebie wprost proporcjonalne. Proporcjonalność ta zwana jest prawem Ohma.

Współczynnik proporcjonalności R nazywa się rezystancją (oporem elektrycznym). Współcześnie wiadomo, że wiele materiałów zachowuje się inaczej oraz proporcjonalność nie jest zachowana (prawo Ohma nie jest spełnione, a opór, czyli współczynnik R, nie jest stały). Materiały oraz elementy elektroniczne, dla których spełnione jest prawo Ohma nazywa się liniowymi (lub omowymi), a dla których nie - nieliniowymi (lub nieomowymi).

Mimo, że prawo Ohma nie jest uniwersalnym prawem przyrody, ale zaledwie właściwością pewnej klasy materiałów w ograniczonym zakresie napięć oraz prądów, ma duże znaczenie historyczne, a także praktyczne. Było pierwszym ilościowym matematycznym opisem przepływu prądu elektrycznego^[2], a opór elektryczny R oraz jego uogólnienia są szeroko stosowane w praktycznej analizie obwodów elektrycznych.

W obwodach prądu stałego

Dla materiałów spełniających prawo Ohma rezystancja nie zależy od natężenia prądu, wówczas natężenie prądu jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia.

Rezystancja przewodnika o jednakowym przekroju poprzecznym do kierunku przepływu prądu jest proporcjonalna do długości przewodnika, przeciwnie proporcjonalna do przekroju oraz zależy od materiału, co wyraża zależność (niekiedy nazywana drugim prawem Ohma^[3]):

gdzie

l — długość przewodnika,

S — pole przekroju poprzecznego przewodnika,

ρ — rezystywność (oporność właściwa) przewodnika, parametr charakteryzujący materiał.

Uogólnienia

Impedancja

 Osobny artykuł: Impedancja.

W obwodach prądu przemiennego natężenie prądu bywa przesunięte w fazie względem napięcia. Zależność pomiędzy prądem a napięciem opisuje się wtedy za pomocą zespolonej impedancji, składającej się z części rzeczywistej, rezystancji, (opisującej składową prądu zgodną w fazie) oraz części urojonej, reaktancji, opisującej składową przesuniętą o kąt π/2.

,

gdzie

Z(ω) - impedancja;

X(ω) - reaktancja.

Reaktancję w obwodzie wprowadzają elementy pojemnościowe (kondensatory) oraz indukcyjne. Rezystancja R(ω) jest funkcją częstości, w granicy małych częstości (ω→0) przechodzi w rezystancję stałoprądową.

Opór dynamiczny

 Osobny artykuł: Rezystancja dynamiczna.

Charakterystyka prądowo-napięciowa diody tunelowej z zaznaczonym obszarem ujemnej rezystancji dynamicznej.

Do opisu materiałów oraz elementów nie spełniających prawa Ohma wielokrotnie stosuje się rezystancję dynamiczną (nazywaną także rezystancją różniczkową, oporem różniczkowym) zdefiniowaną przez pochodną:

będącą nachyleniem stycznej do wykresu U = f(I).

Wielkość zdefiniowaną przez:

nazywa się wtedy rezystancją statyczną albo całkową. Rezystancje statyczna oraz dynamiczna elementów liniowych są stałe oraz sobie równe.

Charakterystyki poniektórych elementów nieliniowych, dla przykładu diody tunelowej, potrafią posiadać obszary o ujemnej rezystancji dynamicznej, w którym przy wzroście napięcia maleje płynący prąd. Rezystancja statyczna jest jednak dodatnia.

Związek z innymi wielkościami

 Osobne artykuły: admitancja i  konduktancja .

Odwrotnością impedancji jest admitancja określona przez

,

gdzie

G(ω) - nosi nazwę konduktancji, a

B(ω) - susceptancji.

Wynika stąd zależność pomiędzy rezystancją a konduktancją oraz susceptancją:

,

W szczególnym przypadku, kiedy cząstka urojona admitancji oraz impedancji jest równa zeru (na przykład dla prądu stałego), rezystancja jest równa odwrotności konduktancji. Jednostką konduktancji jest simens.

Oporniki

 Osobny artykuł: opornik.

Opornik, czyli rezystor, to liniowy element elektroniczny, w którym prąd jest proporcjonalny do przyłożonego napięcia, jest charakteryzowany przez jego opór R.

Istnieją też rezystory nieliniowe, których opór zależy od przyłożonego napięcia, dla przykładu warystor. Opór fotorezystora zależy od natężenia padającego światła, a termistor to rezystor o oporze zależnym od temperatury.

Sprawdź też

• nadprzewodnictwo

Przypisy