Rezystywność
Ten artykuł należy dopracować |
Rezystywność(opór elektryczny właściwy) – wielkość charakteryzująca materiały pod względemprzewodnictwa elektrycznego.Rezystywność jest zazwyczaj oznaczana jako(małagrecka literarho). Jednostką rezystywności w układzieSIjestom⋅metr (Ω·m), inaczejomometr[1].
Definicja[edytuj|edytuj kod]
Rezystywnośćwiążegęstość prądu elektrycznegoznatężeniem pola elektrycznegow materiale:
gdzie:
- – gęstość prądu elektrycznego,
- – natężenie pola elektrycznego.
W jednorodnym materiale izotropowym[edytuj|edytuj kod]
W przypadku jednorodnego materiału izotropowego kierunki prądu elektrycznego, gęstości prądu i pola elektrycznego pokrywają się. Gdy gęstość prądu jest proporcjonalna do natężenia przyłożonego pola (materiał spełniaprawo Ohma) rezystywność jest stała i wynosi
Odwrotność tej wielkości tokonduktywność.
Rezystywność określa wtedy zależnośćrezystancji(oporu) materiału od jego wymiarów:
Z czego wynika:
gdzie:
- – rezystancja (opór),
- – pole przekroju poprzecznego elementu,
- – długość elementu.
Gdy gęstość prądu i natężenie pola elektrycznego nie są do siebie proporcjonalne (materiał nie spełnia prawa Ohma) rezystywność można określić jako:
Nazywa się ją wtedy rezystywnością różniczkową. Zależność natężenia pola elektrycznego od gęstości prądu nazywa się charakterystyką napięciowo-prądową danego materiału. Zależność ta jest różna dla różnych materiałów i charakterystyczna dla konkretnego materiału.
W zmiennym polu elektrycznym[edytuj|edytuj kod]
W przemiennym polu elektrycznym prąd może być przesunięty w fazie względem przyłożonego pola elektrycznego. Zależność pomiędzy gęstością prądu i natężeniem pola elektrycznego opisać można wtedy za pomocą rezystywności zespolonej, opisującej zarówno przewodnictwo elektryczne, jak i zjawiska związane zpolaryzacją dielektryczną
gdzie:
- – jednostka urojona,
- – rezystywność zespolona,
- – część rzeczywista odpowiedzialna za pole elektryczne zgodne w fazie z płynącym prądem,
- – część urojona, odpowiedzialna za pole elektryczne przesunięte w fazie do płynącego prądu.
Przypadek ogólny[edytuj|edytuj kod]
W materiałach anizotropowych kierunek pola elektrycznego nie musi być zgodny z kierunkiem płynącego prądu. Rezystywność jest wtedy tensorem, a zależność między natężeniem pola elektrycznego a gęstością prądu ma postać
Podział substancji ze względu na opór właściwy[edytuj|edytuj kod]
Ze względu na opór właściwy ciała dzieli się na następujące grupy:
- metale,będące bardzo dobrymiprzewodnikami(opór właściwy rzędu 10−8Ω·m),
- półprzewodniki(10−6Ω·m),
- izolatory(ponad 1010Ω·m).
Granice te są umowne, w różnych dziedzinach techniki i fizyki używa się różnych.
Zależność oporu właściwego od temperatury[edytuj|edytuj kod]
Rezystywność jest wielkością zależną od temperatury.
Opór właściwy metali przy wzroście temperatury rośnie na skutek zmniejszeniaruchliwościelektronów, w różnym stopniu dla różnych metali. Jedynie niewielki wzrost występuje wstopach oporowycho specjalnym składzie. Wartość oporu właściwego metali w bardzo niskichtemperaturachzależy w dużym stopniu od jego czystości. Niewielkie domieszki mogą silnie zmienić opór właściwyprzewodnikóww pobliżuzera bezwzględnego.
W półprzewodnikach samoistnych wraz ze wzrostemtemperaturyrezystywność maleje.
W niektórych materiałach w pewnej temperaturze, zwanej temperaturą przejścia, opór właściwy spada gwałtownie do zera i przechodzą one w stannadprzewodnictwa.Zależność taka jest typowa dla bardzo wielu metali i stopów.
Rezystywność różnych materiałów[edytuj|edytuj kod]
materiał | rezystywność (Ω·m) |
srebro | 1,59×10−8 |
miedź | 1,72×10−8 |
złoto | 2,44×10−8 |
aluminium | 2,82×10−8 |
wolfram | 5,60×10−8 |
nikiel | 6,99×10−8 |
żelazo | 10×10−8 |
cyna | 10,9×10−8 |
platyna | 11×10−8 |
ołów | 22×10−8 |
nichrom | 150×10−8 |
węgiel | 3,5×10−5 |
german | 0,46 |
krzem | 640 |
szkło | 1010–1014 |
guma | około 1013 |
siarka | 1015 |
Zobacz też[edytuj|edytuj kod]
Przypisy[edytuj|edytuj kod]
- ↑omometr,[w:]Encyklopedia PWN[dostęp 2022-09-09].
Bibliografia[edytuj|edytuj kod]
- CzesławBobrowski ,Fizyka. Krótki kurs,Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1993,ISBN83-204-1541-1,OCLC749556237.
- Arkadiusz H. Piekara,Elektryczność i magnetyzm,Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1970.