Сила тока в проводнике зависит не только от напряжения электрического поля в нём. Она зависит ещё от самого проводника: от его формы, размеров, от того, из какого материала он сделан. При одном и том же напряжении поля токи в разных проводниках будут различными.

Возьмём кусок медной проволоки длиной в 100 метров с поперечным сечением в 4 квадратных миллиметра. Создадим на концах её напряжение в один вольт. Амперметр покажет в этом случае силу тока в 2,2 ампера.

При одинаковом напряжении, в таком же куске железной проволоки ток будет равен только 0,44 ампера, а в такой же проволоке, но сделанной из нихрома (сплав никеля, железа и хрома) — всего лишь 0,03 ампера.

Медь, железо и нихром обладают различным электрическим сопротивлением. Сопротивление меди мало, железа — больше, а нихрома — очень велико.

Сопротивление зависит не только от материала проводника, но и от формы и размеров его. У толстой проволоки сопротивление меньше, чем у тонкой. У длинной проволоки, больше, чем у короткой. Чтобы понять, почему это так, надо выяснить, чем вызвано сопротивление проводников электрическому току. Об этом мы расскажем дальше.

За единицу сопротивления принято сопротивление такого проводника, в котором напряжение в один вольт создаёт ток в один ампер. Такое сопротивление называется один ОМ.

Итак, сила тока в проводнике зависит от напряжения поля на концах его и от сопротивления проводника. Чем больше напряжение, тем больше сила тока. Чем больше сопротивление, тем сила тока меньше.

Чтобы узнать, какова сила тока, надо разделить напряжение, созданное полем на концах проводника, на сопротивление этого проводника.

На практике силу тока обычно не вычисляют, а измеряют амперметром. Напряжение тоже измеряют. А зная напряжение и силу тока, не трудно уже вычислить сопротивление проводника.

Так как

Сила тока = Напряжение / Сопротивление,

То

Сопротивление = Напряжение / Сила тока.

На зажимах дугового фонаря, изображённого на рис. 12, создано напряжение в 55 вольт. Через дугу идёт ток в 5 ампер. Значит, сопротивление горящей дуги равно:

55 В / 5 А = 11 Ом.

Электрическим сопротивлением обладают не только металлы, но и все другие тела.

Особенно велико сопротивление изоляторов (кварц, резина, стекло, фарфор и др.). Если бы в изоляторах абсолютно не было свободных зарядов (электронов, ионов), то сопротивление их было бы бесконечным. Самое высокое напряжение не вызывало бы в изоляторах тока.

На самом деле таких идеальных изоляторов не существует. В любом изоляторе имеется небольшое число оторвавшихся от своих мест электронов и ионов. Поэтому и в изоляторах при наложении поля возникает ток.

Токи в изоляторах так малы, что даже при высоких напряжениях их удаётся обнаружить лишь с помощью специальных, очень чувствительных приборов. Число свободных зарядов в изоляторах ничтожно — гораздо меньше, чем в полупроводниках, и несравненно меньше, чем в металлах. Поэтому сопротивление реальных изоляторов хотя и не бесконечно, но колоссально велико.

Вырежем из полистирола — одного из лучших современных искусственно изготовленных изоляторов — пластинку сечением в 1 квадратный сантиметр и толщиной в 1 миллиметр. Сопротивление этой пластинки — 10 000 000 000 000 000 Ом. Чтобы обладать таким же сопротивлением, провод из меди того же сечения должен был бы иметь в длину свыше 10 000 000 000 000 000 километров. Его хватило бы на сто миллионов линий протяжённостью от Земли до Солнца.

Этот пример показывает, как различна у разных веществ, способность проводить электрический ток.

В современной электротехнике находят своё применение и проводники, и изоляторы, и полупроводники. Металлы используются как проводники тока. Но для нормальной передачи электроэнергии недостаточно связать электростанцию и потребителя металлическим проводом. Надо ещё закрыть для тока обходные пути. Иначе ток пойдёт через опорные столбы электрических линий, через землю, через металлические корпуса генераторов, электродвигателей и т. д. Для того, чтобы это избежать, электрическую цепь необходимо изолировать. Для этого-то и используются изоляторы.

На полупроводники раньше смотрели как на плохие изоляторы. Поэтому ими вообще не пользовались. Сейчас в электротехнике и радиотехнике полупроводники применяются очень широко. Они позволяют выпрямлять и усиливать электрические токи, а также превращать тепло и свет в электрическую энергию.