آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
مقاومت الکتریکی سیم به طول و قطرش چه ربطی داره؟
دو سیم از یک جنس می‌تونن مقاومت متفاوتی داشته باشن. آیا دو برابر کردن قطر، مقاومت رو نصف می‌کنه یا یک‌چهارم؟
آزمایش رو شروع کنبا سیم مسی به طول ۲ متر و قطر ۰٫۵ میلی‌متر شروع کن. کارت‌های مقاومت و رسانایی رو بخون؛ مدل دمای سیم رو روی ۲۰ درجه ثابت می‌گیره و جریان یا گرم‌شدنش رو حساب نمی‌کنه.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
سیم مسی پایه
جنس رو روی مس، طول رو روی ۲ متر و قطر رو روی ۰٫۵ میلی‌متر بگذار و اجرا کن.
حدست چیه؟ اگر سیم بلندتر بشه، مقاومتش بیشتر می‌شه یا کم‌تر؟
توضیح نتیجه رو ببین
مقاومت حدود ۰٫۱۷۱۱ اهم و رسانایی حدود ۵٫۸۴۴ زیمنس می‌شه. مدل از مقاومت ویژه‌ی ثابت مس و سطح مقطع دایره‌ای استفاده می‌کنه.
سیم رو دو برابر بلند کن
قطر و جنس رو همان نگه دار و طول سیم رو از ۲ به ۴ متر برسون.
حدست چیه؟ با دو برابر شدن طول، مقاومت هم دو برابر می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
مقاومت به حدود ۰٫۳۴۲۲ اهم می‌رسه؛ تقریباً دو برابر حالت پایه. در فرمول، طول در صورت کسر قرار داره و سطح مقطع تغییر نکرده.
قطر رو دو برابر کن
طول رو روی ۲ متر و جنس رو روی مس برگردون. قطر رو از ۰٫۵ به ۱ میلی‌متر تغییر بده.
حدست چیه؟ دو برابر شدن قطر چه اثری بر سطح مقطع و مقاومت دارد؟
توضیح نتیجه رو ببین
مقاومت به حدود ۰٫۰۴۲۸ اهم می‌رسه؛ یک‌چهارم مقدار پایه. چون سطح مقطع با مربع قطر زیاد می‌شه، دو برابر شدن قطر مساحت رو چهار برابر می‌کنه.
پشت این حرکت چه خبره؟
مقاومت، طول و سطح مقطع رو به هم وصل می‌کنه
R = rho*L/A; A = pi*(d/2)^2
در یک سیم یکنواخت، مقاومت ویژه‌ی جنس با طول ضرب و بر سطح مقطع تقسیم می‌شه. برای سیم دایره‌ای، سطح مقطع از شعاع به دست می‌آد؛ پس اثر قطر خطی نیست.
قطر دو برابر، مقاومت یک‌چهارم
R(2*d) = R(d)/4
اگر جنس و طول عوض نشن، دو برابر شدن قطر شعاع رو هم دو برابر می‌کنه و سطح مقطع چهار برابر می‌شه. مقاومت با سطح مقطع نسبت وارون داره، پس یک‌چهارم می‌شه.
رسانایی وارون مقاومته
G = 1/R
رسانایی می‌گه رساندن جریان چقدر آسانه و از وارون مقاومت به دست می‌آد. در این ابزار ولتاژ انتخاب نمی‌کنی، برای همین جریان واقعی یا توان گرمایی سیم خروجی نیست.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا دو برابر شدن قطر، مقاومت رو یک‌چهارم می‌کنه؟
چون سیم گرده و سطح مقطعش به مربع قطر وابسته است. قطر دو برابر، مساحت رو چهار برابر می‌کنه؛ مقاومت هم با سطح مقطع نسبت وارون داره و به یک‌چهارم می‌رسه. این نتیجه با ثابت بودن جنس و طول به دست می‌آد.
سؤال‌های رایج
اگر طول سیم دو برابر بشه، رسانایی چه می‌شه؟
با ثابت بودن جنس و قطر، مقاومت دو برابر و رسانایی که وارون آن است نصف می‌شه. آزمایش طول این تغییر رو نشان می‌ده.
قطر و سطح مقطع چه فرقی دارن؟
قطر یک فاصله‌ی خطیه، اما سطح مقطع سیم گرد با مربع قطر بالا می‌ره. برای همین دو برابر شدن قطر سطح رو چهار برابر و مقاومت رو یک‌چهارم می‌کنه.
جنس سیم هم روی مقاومت اثر دارد؟
بله. در همین مدل مقاومت ویژه‌ی مس، نیکروم و کنستانتان فرق داره؛ برای مقایسه طول و قطر رو ثابت نگه دار و فقط جنس رو عوض کن.
از این عدد می‌شه فهمید سیم چه‌قدر داغ می‌شه؟
نه. این مدل فقط مقاومت و رسانایی رو حساب می‌کنه و دما رو ثابت می‌گیره؛ جریان، توان و انتقال گرما در خروجی‌ها نیستند.