Wzór na opór – najważniejsze zależności w fizyce
W tym artykule wyjaśnimy krok po kroku, czym jest opór (opór elektryczny) w fizyce, jakie są najważniejsze wzory na opór oraz jak je stosować w praktyce. Skupimy się na prostych przykładach, tak abyś po przeczytaniu potrafił samodzielnie obliczyć opór i zrozumieć, od czego on zależy.
Co to jest opór elektryczny?
Opór elektryczny to wielkość fizyczna, która opisuje, jak bardzo dany element obwodu elektrycznego „utrudnia” przepływ prądu elektrycznego.
Można to porównać do przepływu wody w rurze:
- jeśli rura jest wąska lub szorstka w środku, przepływ wody jest utrudniony → opór jest duży,
- jeśli rura jest szeroka i gładka, woda płynie łatwo → opór jest mały.
W obwodach elektrycznych rolę takiej „rury” pełni przewodnik (np. drut miedziany, opornik, grzałka). Opór oznaczamy literą \(R\) i mierzymy w omach (symbol jednostki: \(\Omega\)).
Prawo Ohma – podstawowy wzór na opór
Najważniejszą zależnością łączącą opór, napięcie i natężenie prądu jest prawo Ohma:
\[ R = \frac{U}{I} \]
gdzie:
- \(R\) – opór elektryczny [\(\Omega\)],
- \(U\) – napięcie elektryczne [V],
- \(I\) – natężenie prądu [A].
Jak czytać prawo Ohma?
- Im większe napięcie \(U\) przy stałym oporze \(R\), tym większy prąd \(I\) (silniejsze „parcie” elektronów).
- Im większy opór \(R\) przy stałym napięciu \(U\), tym mniejszy prąd \(I\) (prąd ma trudniej się „przecisnąć”).
Z prawa Ohma możemy łatwo przekształcić wzór, aby obliczać także napięcie lub natężenie:
\[ U = R \cdot I \]
\[ I = \frac{U}{R} \]
Przykład 1 – jak obliczyć opór?
Zadanie: Przez żarówkę płynie prąd o natężeniu \(I = 0{,}5\ \text{A}\), a napięcie na jej końcach wynosi \(U = 12\ \text{V}\). Oblicz opór żarówki.
Rozwiązanie:
Korzystamy ze wzoru
\[ R = \frac{U}{I} \]
Podstawiamy dane:
\[ R = \frac{12\ \text{V}}{0{,}5\ \text{A}} = 24\ \Omega \]
Odpowiedź: Opór żarówki wynosi \(24\ \Omega\).
Budowa przewodnika a opór – wzór materiałowy
Opór przewodnika (np. drutu) zależy nie tylko od napięcia i prądu, ale również od jego długości, przekroju i materiału, z którego jest wykonany.
Podstawowy wzór materiałowy na opór przewodnika o stałym przekroju ma postać:
\[ R = \rho \cdot \frac{l}{S} \]
gdzie:
- \(R\) – opór [\(\Omega\)],
- \(\rho\) – rezystywność (oporność właściwa) materiału [\(\Omega \cdot \text{m}\)],
- \(l\) – długość przewodnika [m],
- \(S\) – pole przekroju poprzecznego przewodnika [\(\text{m}^2\)].
Co oznacza rezystywność \(\rho\)?
Rezystywność \(\rho\) mówi, jak „oporny” jest dany materiał na przepływ prądu:
- mała \(\rho\) → dobry przewodnik (np. miedź, aluminium),
- duża \(\rho\) → słaby przewodnik / izolator (np. szkło, plastik).
Jak długość i przekrój wpływają na opór?
- Im dłuższy przewodnik, tym większy opór:
\[ R \propto l \] - Im większe pole przekroju (grubszy przewodnik), tym mniejszy opór:
\[ R \propto \frac{1}{S} \]
Przykład 2 – obliczanie oporu z długości i przekroju
Zadanie: Mamy drut miedziany (\(\rho \approx 1{,}7 \cdot 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\)) o długości \(l = 10\ \text{m}\) i polu przekroju \(S = 1{,}0 \cdot 10^{-6}\ \text{m}^2\). Oblicz jego opór.
Rozwiązanie:
\[ R = \rho \cdot \frac{l}{S} = 1{,}7 \cdot 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m} \cdot \frac{10\ \text{m}}{1{,}0 \cdot 10^{-6}\ \text{m}^2} \]
Najpierw obliczamy ułamek:
\[ \frac{10}{1{,}0 \cdot 10^{-6}} = 10 \cdot 10^{6} = 10^{7} \]
Teraz:
\[ R = 1{,}7 \cdot 10^{-8} \cdot 10^{7}\ \Omega = 1{,}7 \cdot 10^{-1}\ \Omega = 0{,}17\ \Omega \]
Odpowiedź: Opór drutu wynosi około \(0{,}17\ \Omega\).
Najważniejsze zależności oporu – podsumowanie w tabeli
Poniższa tabela zbiera najważniejsze zależności dotyczące oporu w fizyce (opór elektryczny w przewodnikach i elementach obwodu).
| Wielkość | Symbol | Jednostka | Wzór / zależność | Opis słowny |
|---|---|---|---|---|
| Opór elektryczny | \(R\) | \(\Omega\) | \(R = \frac{U}{I}\) | Prawo Ohma – stosunek napięcia do natężenia prądu. |
| Opór przewodnika | \(R\) | \(\Omega\) | \(R = \rho \cdot \frac{l}{S}\) | Zależność od materiału, długości i przekroju. |
| Rezystywność | \(\rho\) | \(\Omega\cdot\text{m}\) | wartość tabelaryczna | Charakterystyczna dla materiału (miedź, aluminium, stal itd.). |
| Napięcie | \(U\) | V | \(U = R \cdot I\) | Różnica potencjałów, „siła” pchająca elektrony. |
| Natężenie prądu | \(I\) | A | \(I = \frac{U}{R}\) | Ilość ładunku przepływającego w jednostce czasu. |
Opór w obwodach elektrycznych – połączenie szeregowe i równoległe
W praktyce często mamy do czynienia z obwodami, w których występuje więcej niż jeden opornik. Wtedy musimy umieć obliczyć zastępczy opór całego fragmentu obwodu.
Połączenie szeregowe
Elementy są połączone „jeden za drugim”, ten sam prąd płynie przez każdy z nich.
Dla połączenia szeregowego opór zastępczy wynosi:
\[ R_{\text{zast}} = R_1 + R_2 + R_3 + \dots \]
Przykład: Dwa oporniki: \(R_1 = 10\ \Omega\), \(R_2 = 20\ \Omega\) połączone szeregowo.
\[ R_{\text{zast}} = 10\ \Omega + 20\ \Omega = 30\ \Omega \]
Połączenie równoległe
Elementy są połączone „obok siebie”, mają wspólne zaciski. Napięcie na każdym jest takie samo, a prądy się rozdzielają.
Dla połączenia równoległego:
\[ \frac{1}{R_{\text{zast}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \dots \]
Przykład: Dwa oporniki: \(R_1 = 10\ \Omega\), \(R_2 = 20\ \Omega\) połączone równolegle.
\[ \frac{1}{R_{\text{zast}}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{20} = \frac{2}{20} + \frac{1}{20} = \frac{3}{20} \]
\[ R_{\text{zast}} = \frac{20}{3}\ \Omega \approx 6{,}67\ \Omega \]
Zależność oporu od temperatury
Dla wielu metali opór rośnie wraz ze wzrostem temperatury. W przybliżeniu liniowym można to zapisać:
\[ R(T) = R_0 \left[1 + \alpha (T – T_0)\right] \]
gdzie:
- \(R(T)\) – opór w temperaturze \(T\),
- \(R_0\) – opór w temperaturze odniesienia \(T_0\) (np. \(20^\circ\text{C}\)),
- \(\alpha\) – temperaturowy współczynnik rezystancji [\(1/^\circ\text{C}\)],
- \(T\), \(T_0\) – temperatury w stopniach Celsjusza (lub w kelwinach, jeśli różnice są te same).
Dla metali współczynnik \(\alpha\) jest dodatni, więc gdy \(T\) rośnie, rośnie też \(R(T)\).
Prosty przykład zmian oporu z temperaturą
Załóżmy, że w temperaturze \(T_0 = 20^\circ\text{C}\) opór przewodnika wynosi \(R_0 = 10\ \Omega\), a \(\alpha = 0{,}004\ 1/^\circ\text{C}\). Oblicz opór w temperaturze \(T = 70^\circ\text{C}\).
Różnica temperatur:
\[ T – T_0 = 70^\circ\text{C} – 20^\circ\text{C} = 50^\circ\text{C} \]
Stosujemy wzór:
\[ R(T) = 10\ \Omega \left[1 + 0{,}004 \cdot 50\right] = 10\ \Omega [1 + 0{,}2] = 10\ \Omega \cdot 1{,}2 = 12\ \Omega \]
Opór wzrósł z \(10\ \Omega\) do \(12\ \Omega\).
Prosty wykres: zależność oporu od długości przewodnika
Poniżej znajduje się prosty wykres ilustrujący, jak opór przewodnika rośnie liniowo wraz z długością \(l\) przy stałym przekroju \(S\) i stałej rezystywności \(\rho\). Wzór, który opisuje tę zależność, to:
\[ R = \rho \cdot \frac{l}{S} \]
Załóżmy dla przykładu: \(\rho = 1{,}0\ \Omega\cdot\text{m}\), \(S = 1{,}0\ \text{m}^2\). Wtedy \(R = l\).
Prosty kalkulator: jak obliczyć opór z prawa Ohma
Poniższy kalkulator pomoże Ci w praktyce zastosować prawo Ohma i obliczyć opór na podstawie zadanego napięcia \(U\) i natężenia prądu \(I\). Wpisz wartości i kliknij „Oblicz opór”.
Jak samodzielnie rozwiązywać zadania z oporem?
Podczas rozwiązywania zadań z oporem w fizyce warto stosować prostą, powtarzalną metodę:
- Spisz dane z treści zadania (np. \(U\), \(I\), \(R\), \(l\), \(S\), \(\rho\), \(T\), \(\alpha\)).
- Ustal, czego szukasz (np. opór \(R\), długość \(l\), natężenie \(I\)).
- Wybierz odpowiedni wzór:
- \(R = \frac{U}{I}\) – gdy masz napięcie i natężenie,
- \(R = \rho \cdot \frac{l}{S}\) – gdy dane są parametry geometryczne i materiał,
- \(R(T) = R_0[1 + \alpha(T – T_0)]\) – gdy istotna jest temperatura.
- Podstaw dane do wzoru, zwracając uwagę na jednostki.
- Wykonaj obliczenia i sprawdź, czy wynik jest realistyczny (np. nie jest ujemny, rząd wielkości ma sens).
Dzięki temu schematowi nawet bardziej złożone zadania z oporem (np. z połączeniami szeregowymi i równoległymi) staną się dużo prostsze.

Pieśń o Rolandzie – streszczenie lektury i analiza
Jak napisać opowiadanie – praktyczne wskazówki dla ucznia
Dowidzenia czy do widzenia – jak poprawnie zapisać?
W cudzysłowie czy w cudzysłowiu – która forma jest poprawna?
Wzór na współczynnik kierunkowy – interpretacja i przykłady
Czy przed oraz stawiamy przecinek – zasady interpunkcji w języku polskim
Bunt dwulatka i trzylatka: Jak wspierać rozwój dziecka w wieku przedszkolnym
Wielkanocne słówka po angielsku dla dzieci
Czy licencjat to wykształcenie wyższe – wyjaśnienie przepisów i statusu
Żadna czy rzadna – jak zapamiętać poprawny zapis?
Wzór na opór – najważniejsze zależności w fizyce
Wzór na natężenie prądu – jak stosować w zadaniach?
Wzór na objętość kuli – zastosowanie w zadaniach z geometrii
Geometria analityczna – wzory najważniejszych zależności
Mistrz i Małgorzata – streszczenie i omówienie lektury
Wzór na przekątną prostokąta – szybkie obliczenia krok po kroku
Ciągi – wzory, przykłady i zadania
Graniastosłupy – wzory i przykłady zadań
Stoi czy stoji – poprawna forma i wyjaśnienie
Wzór na długość odcinka – przykłady z rozwiązaniami
Wzór na sumę ciągu geometrycznego – omówienie i przykłady zadań
Jak podłączyć włącznik schodowy – prosty poradnik krok po kroku
Present continuous – ćwiczenia krok po kroku
Wartości funkcji trygonometrycznych – praktyczne zestawienie tabel
Byłoby czy było by – jak to poprawnie zapisać?
Jak napisać kondolencje – delikatne i taktowne słowa
Jak napisać list – zasady, przykłady, zwroty
Wesele – czas i miejsce akcji, konteksty oraz przykładowe tematy rozprawek maturalnych
Jak napisać przemówienie – plan, schemat, przykłady
Jak obliczyć medianę – proste wyjaśnienie krok po kroku
Mowa zależna – ćwiczenia z języka angielskiego
Aha czy acha – która forma jest poprawna?
Żadko czy rzadko – poprawna pisownia i uzasadnienie
Epoki literackie po kolei – daty, podział, najważniejsze cechy
Jak napisać zaproszenie – krok po kroku
Nie ważne czy nieważne – poprawna pisownia i przykłady
Przykładowa rozprawka maturalna – schemat, argumenty, struktura
Legitymacja nauczyciela od 2024 roku: nowe zasady i uprawnienia
Have something done – praktyczne ćwiczenia z angielskiego
Jak napisać list – zasady, przykłady, zwroty
Moi czy moji – zasady poprawnej pisowni
A propo czy apropo – jak to poprawnie napisać?
Conajmniej czy co najmniej – jak zapamiętać poprawną formę?
Obaj czy oboje – kiedy używać której formy?
Paniom czy panią – odmiana i zastosowanie w zdaniu
Wskutek czy w skutek – różnice, przykłady, zasady pisowni
Sąsiedzi Polski i ich stolice – przydatna ściągawka dla ucznia
Wprost czy w prost – która forma jest poprawna?
Po południu czy popołudniu – która forma jest poprawna?
Rozumiem czy rozumię – zasady poprawnej pisowni
Jak nauczyć dziecko czytać – skuteczne metody i zabawy
Nie dobrze czy niedobrze – poprawna pisownia i użycie
Człowiek wobec niestałości świata – interpretacje i konteksty
Czy nazwiska się odmienia – najważniejsze zasady i przykłady
Nadzieji czy nadziei – jak to poprawnie napisać?
Ham czy cham – co jest poprawne i dlaczego?
Notatka syntetyzująca – jak ją poprawnie napisać?
Jak zaadresować kopertę krok po kroku
Przykładowa rozprawka – schemat i gotowy wzór
Naprzeciwko czy na przeciwko – jak pisać poprawnie?
Jakby czy jak by – różnice w znaczeniu i pisowni
Wziąć czy wziąść – jak to napisać poprawnie?
Z powrotem czy spowrotem – poprawna pisownia wyjaśniona
Sprzed czy z przed – najczęstsze błędy i poprawki
Wujek czy wójek – poprawna forma i wymowa
Karze czy każe – jak nie pomylić znaczeń?
W ogóle czy wogóle – jak zapamiętać poprawną pisownię?
Na pewno czy napewno – która forma jest poprawna?
Byłaby czy była by – kiedy łącznie, kiedy osobno?
Po prostu czy poprostu – jak pisać zgodnie z normą?
Czy Albania jest w UE?