Источник тока всегда обладает некоторым напряжением, и именно вследствие этого ток течет по электрической цепи. В то же время всякая электрическая цепь в той или иной мере препятствует протеканию тока. Это свойство цепи называется сопротивлением. Закон Ома устанавливает зависимость между такими тремя основными величинами электрической цепи, как напряжение U, ток / и сопротивление R:
I = U/R, (3.1)

т. е. сила тока (или ток) в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этой цепи. За единицу электрического напряжения принят 1 В (вольт), за единицу силы тока — 1 А (ампер) и за единицу сопротивления — 1 Ом.

Из формулы 3.1 имеем: U = IR, R = U/T. Таким образом, зная две величины из трех, легко определить и третью. Вышеприведенная формула закона Ома справедлива для постоянного тока. При переменном токе полное сопротивление электрической цепи z будет являться геометрической суммой активного сопротивления цепи г и реактивного х.

При изменении температуры меняется сопротивление проводников. Изменение сопротивления на 1 Ом при изменении температуры на 1 °С называется температурным коэффициентом. У всех металлических проводников температурный коэффициент положительный — с увеличением температуры возрастает сопротивление проводника, а у электролитов и угля температурный коэффициент отрицательный, т. е. с ростом температуры сопротивление уменьшается, а при снижении температуры сопротивление увеличивается.

Из всех материалов, применяемых для изготовления проводов, меди свойственно наименьшее удельное сопротивление, а это значит, что при одинаковых длине и площади поперечного сечения медный провод обладает и наименьшим сопротивлением, что имеет большое значение при передаче электрической энергии. Если по проводнику идет ток /, А, а сопротивление проводника равно R, Ом, то по закону Ома падение напряжения в этом проводнике и = IR и действующее напряжение у зажимов потребителя будет уменьшено на величину и, т. е. составит U — и.

Принимая во внимание, что удельное сопротивление алюминия в 1,7 раза, а стали в 5—7 раз больше, чем у меди, площадь сечения алюминиевого проводника должна быть в 1,7 раза, а стального в 5—7 раз больше по сравнению с медным проводником. Практически площадь сечения алюминиевых проводников в 1,5 раза выше медных, а стальные проводники имеют ограниченное применение — в качестве троллейных проводов мостовых кранов, где увеличение площади сечения проводника не вызывает удорожания его стоимости, а возрастание его массы часто не имеет значения.

С падением напряжения ухудшается работа электроустановок, поэтому имеются ограничения, нормирующие допустимые колебания напряжения. Особенно чувствительны к колебаниям напряжения осветительные лампы накаливания, для них допускается колебание напряжения + 3 , а для электродвигателей +10.

Среди наиболее распространенных проводниковых материалов (табл. 3.1) наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро, но из-за дороговизны его не применяют для изготовления проводниковых материалов, за исключением контактов различной электроаппаратуры: реле, пускателей, блок-контактов и т. п. В этих случаях серебро используют вследствие того, что его окислы так же хорошо проводят ток, как и сам металл.

Таблица 3.1
Проводниковые материалы

Медный контакт быстро покрывается тонкой пленкой окиси меди, которая очень плохо проводит электрический ток. В связи с этим поверхности медных контактов надо часто зачищать тонкой наждачной или крокусной бумагой. С появлением слоя окиси поверхностное сопротивление серебряных контактов почти не меняется. Но это не означает, что серебряные контакты не требуется чистить. Грязь и пыль с них надо счищать кисточкой или щеткой, смоченной винным спиртом. Нельзя чистить серебряные контакты бензином и ацетоном — на их поверхности появляется налет, плохо проводящий ток.

Количество теплоты в проводнике при протекании электрического тока прямо пропорционально сопротивлению этого проводника, квадрату силы тока и времени, в течение которого протекал ток. Из этого закона следует, что при увеличении сопротивления растет количество теплоты. Сопротивление переходных контактов (зажимов, кабельных наконечников и др.) должно быть очень малым. При неплотном контакте, слабо затянутых гайках переходное сопротивление значительно возрастает, контакт нагревается, что может привести к обгоранию контактных поверхностей или распайке кабельного наконечника. В связи с этим контактные поверхности должны быть гладкими, плотно соприкасающимися.