Čo je to rezistivita: definícia a jej vzorec

Čo je to rezistivita: definícia a jej vzorec

Keď sa na materiál aplikuje rozdiel potenciálov, elektróny v materiáli sa začnú pohybovať od zápornej elektródy k kladným elektródam, ktoré produkujú prúd v materiáli. Ale počas tohto pohybu elektrónov prechádzajú rôznymi zrážkami s inými elektrónmi, ktoré im stoja v ceste. Tieto kolízie spôsobujú určitú opozíciu voči toku elektrónov. Tento jav je známy ako Odolnosť voči materiálu. Vlastnosť odporu materiálov je v elektrických obvodoch prospešná. Hodnotu odporu materiálu ovplyvňuje veľa faktorov. Hodnota špecifického odporu materiálu nám dáva predstavu o odporovej schopnosti konkrétneho materiálu.



Čo je to rezistivita?

Materiály sa delia na základe ich vodivých vlastností ako vodiče, polovodiče a izolátory. Elektrický odpor materiálu je definovaný ako odpor materiálu na jednotku dĺžky a na jednotku plochy prierezu pri stanovenej teplote.


Ak sa na látku použije potenciálny rozdiel, odporová vlastnosť látky je v rozpore s tokom prúdu cez ňu. Táto vlastnosť látky sa mení s teplotou a tiež závisí od typu materiálu, z ktorého je látka vyrobená. meria odolnosť látky.





Vzorec pre rezistivitu

Vzorec je odvodený zo zákonov odporu. Existujú štyri zákony týkajúce sa odolnosti látky.

Rovnica rezistivity

Rovnica rezistivity



Prvý zákon

Uvádza sa v ňom, že odpor látky R je priamo úmerná jej dĺžke L. t. j. R ∝ L. Teda keď sa dĺžka látky zdvojnásobí. jeho odpor sa tiež zdvojnásobí.

Druhý zákon

Podľa tohto zákona sa odpor R látky je nepriamo úmerné jej prierezovej ploche A. t. J. R ∝ 1 / A. Zdvojnásobením plochy prierezu látky sa teda hodnota jej odporu zníži na polovicu.


Tretí zákon

Tento zákon stanovuje, že: odpor materiálu závisí od teploty.

Štvrtý zákon

Podľa tohto zákona sa odpor hodnota dvojvodiča vyrobeného z rôznych materiálov je odlišná, aj keď sú rovnaké v dĺžke aj priereze.

Od všetkých týchto zákonov možno odvodiť hodnotu odporu vodiča s dĺžkou L a prierezovou plochou A ako

R ∝ L / A

R = ρL / A

Ρ je tu koefektívny odpor známy ako rezistivita špecifického odporu.

Elektrický odpor materiálu je teda daný ako

ρ = RA / L

Jeho jednotkou S.I je Ohm-Meter. Je označený symbolom „ρ“.

Klasifikácia odporu pre vodiče, polovodiče a izolátory

Tento materiál veľmi závisí od teploty. Vo vodičoch so zvýšením teploty sa zvyšuje aj rýchlosť elektrónov pohybujúcich sa v materiáli. To vedie k mnohým kolíziám. To má za následok zníženie priemernej doby zrážky elektrónov. Táto látka je nepriamo úmerná priemernej dobe zrážky elektrónov. S poklesom priemerného času kolízie sa teda zvyšuje hodnota odporu vodiča.

Pri zvyšovaní teploty v polovodičových látkach dochádza k lámaniu kovalentnejších väzieb. To zvyšuje počet bezplatných nosičov náboja v látke. S týmto nárastom nosičov náboja sa zvyšuje vodivosť látky, čím sa znižuje rezistivita polovodičového materiálu. So zvyšovaním teploty sa teda budú zvyšovať jeho polovodiče.

pomáha pri porovnávaní rôznych materiálov na základe ich schopnosti viesť elektrinu. je to vzájomná vodivosť. Vodiče majú vysoké hodnoty vodivosti a nižšie hodnoty odporu. Izolátory majú vysoké hodnoty odporu a nízke hodnoty vodivosti. Hodnoty rezistivity a vodivosti pre polovodič leží v strede.

Jeho hodnota pre dobrý vodič, ako je ručne ťahaná meď, je 200C je 1,77 × 10-8ohm-meter a na druhej strane sa to pre dobrý izolant pohybuje od 1012do 10dvadsaťohm-metre.

Teplotný koeficient

Teplotný koeficient odporu je definovaný ako zmena nárastu odporu o 1Ω odpor materiálu na 10C zvýšenie teploty. Je označený symbolom „α“.

Zmena rezistivity materiálu so zmenou teploty sa udáva ako

dρ / dt = ρ. α

Tu dρ je zmena hodnoty odporu. Jeho jednotky sú ohm-mdva/ m. „Ρ“ je hodnota rezistivity látky. „Dt“ je zmena hodnoty teploty. „Α“ je teplotný koeficient odporu.

Novú hodnotu odporu pre materiál, keď prechádza zmenami teploty, je možné vypočítať z vyššie uvedenej rovnice. Najskôr sa pomocou zmeny teplotného koeficientu vypočíta veľkosť zmeny jeho hodnoty. Potom sa hodnota pripočíta k predchádzajúcej hodnote a vypočíta sa nová hodnota.

To je veľmi užitočné pri výpočte hodnôt odporu materiálu pri rôznych teplotách. Odpor a rezistivita obidva pojmy súvisia s opozíciou, ktorej čelí prúdiaci prúd, ale je to vlastnosť materiálov. Všetky medené drôty bez ohľadu na ich dĺžku a prierezovú plochu majú rovnakú hodnotu odporu, zatiaľ čo sa ich hodnota odporu mení so zmenou ich dĺžkových a prierezových plôch.

Každý materiál má svoju hodnotu. Všeobecné hodnoty rezistivity pre rôzne typy materiálov môžu byť dané ako - Pre supravodiče je rezistivita 0, pre kovy 10-8, pre polovodiče a elektrolyty je hodnota odporu premenlivá, pre izolátory je hodnota odporu od 1016, pre superizolátory je hodnota odporu „∞“.

O 200C hodnota rezistivity pre striebro je 1,59 × 10-8, pre meď 1,68 × 10-8. Všetky hodnoty rezistivity pre rôzne materiály nájdete v a stôl . Drevo sa považuje za vysoko izolačný prostriedok, ale ten sa líši v závislosti od množstva vlhkosti v ňom prítomného. V mnohých prípadoch je ťažké vypočítať odolnosť materiálu pomocou vzorca odporu kvôli nehomogénnej povahe materiálov. V takýchto prípadoch sa používa parciálna diferenciálna rovnica tvorená rovnicou kontinuity J a Poissonovou rovnicou pre E. Majú dva vodiče s rôznymi dĺžkami a rôznymi prierezmi rovnaké hodnoty?