Ce este rezistivitatea: definiție și formula sa

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Când se aplică o diferență de potențial pe un material, electronii din material încep să se deplaseze de la electrodul negativ la electrozii pozitivi, care produce curent în material. Dar în timpul acestei mișcări de electroni, aceștia suferă diverse coliziuni cu alți electroni din calea lor. Aceste coliziuni provoacă o anumită opoziție față de fluxul de electroni. Acest fenomen este cunoscut sub numele de Rezistență la material. Proprietatea de rezistivitate a materialelor este benefică în circuitele electrice. Mulți factori afectează valoarea rezistenței unui material. Valoarea rezistenței specifice a materialului ne oferă o idee despre capacitatea rezistivă a unui anumit material.

Ce este Rezistivitatea?

Materialele sunt împărțite pe baza proprietăților lor conductoare ca conductori, semiconductori și izolatori. Rezistivitatea electrică a unui material este definită ca rezistența materialului pe unitate de lungime și pe unitate de secțiune transversală la o temperatură specificată.




Când se aplică o diferență de potențial pe o substanță, proprietatea de rezistență a substanței se opune fluxului de curent prin ea. Această proprietate a substanței variază în funcție de temperatură și depinde, de asemenea, de tipul de material din care este alcătuită substanța. măsoară rezistența substanței.

Formula pentru rezistivitate

Formula pentru aceasta este derivată din legile rezistenței. Există patru legi pentru rezistența unei substanțe.



Rezistivitate-ecuație

Rezistivitate-ecuație

Prima lege

Se afirmă că rezistenţă unei substanțe R este direct proporțională cu lungimea acesteia L. adică R ∝ L. Astfel, atunci când lungimea substanței este dublată. rezistența sa este de asemenea dublată.

A doua lege

Conform acestei legi, rezistenţă R al unei substanțe este indirect proporțional cu aria secțiunii sale transversale A. adică R ∝ 1 / A. Astfel, prin dublarea ariei secțiunii transversale a unei substanțe, valoarea rezistenței acesteia este redusă la jumătate.


A treia lege

Această lege prevede că rezistenţă a unui material depinde de temperatura.

Legea a patra

Conform acestei legi, rezistenţă valoarea celor două fire formate din materiale diferite este diferită, deși sunt aceleași în lungime și în secțiuni transversale.

Din toate aceste legi, valoarea rezistenței unui conductor cu lungimea L și aria secțiunii transversale A poate fi derivată ca

R ∝ L / A

R = ρL / A

Aici, ρ este coeficientul de rezistență cunoscut sub numele de Rezistivitatea rezistenței specifice.

Astfel, rezistivitatea electrică a materialului este dată ca

ρ = RA / L

Unitatea S.I a acestuia este Ohm-Meter. Este notat cu simbolul „ρ”.

Clasificarea rezistenței pentru conductori, semiconductori și izolatori

Acest material depinde foarte mult de temperatură. La conductorii cu creșterea temperaturii crește și viteza electronilor care se mișcă în material. Acest lucru duce la o mulțime de coliziuni. Acest lucru are ca rezultat o scădere a timpului mediu de coliziune a electronilor. Această substanță este invers proporțională cu timpul mediu de coliziune a electronilor. Astfel, odată cu scăderea timpului mediu al coliziunii, crește valoarea rezistivității conductorului.

La substanțele semiconductoare, când temperatura este crescută, se produce ruperea legăturilor mai covalente. Acest lucru mărește numărul de transportatori de taxe gratuite din substanță. Odată cu această creștere a purtătorilor de sarcină, conductivitatea substanței crește astfel reducând rezistivitatea materialului semiconductor. Astfel, odată cu creșterea temperaturii, semiconductorii săi vor crește.

ajută la compararea diferitelor materiale pe baza capacității lor de a conduce electricitatea. este reciproc de conductivitate. Conductori au valori ridicate ale conductivității și valori mai mici ale rezistivității. Izolatorii au valori de rezistivitate ridicate și valori de conductivitate scăzute. Valorile rezistivității și conductivității pentru semiconductor zace la mijloc.

Valoarea sa pentru un conductor bun, cum ar fi cuprul desenat manual, la 200C este 1,77 × 10-8ohm-metru și, pe de altă parte, aceasta pentru un bun izolator variază de la 1012la 10douăzeciohm-metri.

Coeficientul de temperatură

Coeficientul de temperatură al rezistenței este definit ca modificarea creșterii rezistenței de 1Ω rezistor a unui material per 10C creșterea temperaturii. Este notat cu simbolul „α”.

Modificarea rezistivității materialului cu modificarea temperaturii este dată ca

dρ / dt = ρ. α

Aici, dρ este schimbarea valorii rezistivității. Unitățile sale sunt ohm-mDouă/ m. „Ρ” este valoarea de rezistivitate a substanței. „Dt” este modificarea valorii temperaturii. „Α” este coeficientul de temperatură al rezistenței.

Noua valoare a rezistivității pentru material atunci când suferă schimbări de temperatură poate fi calculată prin ecuația de mai sus. În primul rând, cantitatea de modificare a valorii sale este calculată utilizând coeficientul de temperatură. Apoi, valoarea este adăugată la valoarea anterioară pentru a calcula noua valoare.

Acest lucru este foarte util în calcularea valorilor de rezistență ale materialului la diferite temperaturi. Rezistența și rezistivitatea ambii termeni sunt legați de opoziția experimentată de un curent care curge, dar este o proprietate intrinsecă a materialelor. Toate firele de cupru, indiferent de lungimea și aria secțiunii transversale, au aceeași valoare de rezistivitate, în timp ce valoarea rezistenței lor se modifică odată cu modificarea lungimii și a secțiunilor transversale.

Fiecare material are valoarea sa. Valorile generale ale rezistivității pentru diferite tipuri de materiale pot fi date ca - Pentru supraconductori rezistivitatea este 0, pentru metal rezistivitatea este 10-8, pentru semiconductori și electroliți valoarea rezistivității este variabilă, pentru izolatorii valoarea rezistivității este de la 1016, pentru superizolatori valoarea rezistivității este „∞”.

La 20 de ani0C, valoarea rezistivității pentru argint este de 1,59 × 10-8, pentru cupru 1,68 × 10-8. Toate valorile rezistivității pentru diverse materiale pot fi găsite într-un masa . Lemnul este considerat ca un izolator ridicat, dar acesta variază în funcție de cantitatea de umiditate prezentă în el. În multe cazuri, este dificil să se calculeze rezistența unui material folosind formula de rezistivitate datorită naturii neomogene a materialelor. În astfel de cazuri, se utilizează ecuația diferențială parțială formată din ecuația de continuitate a ecuației lui J și Poisson pentru E. Cele două fire cu lungimi diferite și secțiuni transversale diferite au aceleași valori?