Kiedy różnica potencjałów jest przyłożona do materiału, elektrony w materiale zaczynają przemieszczać się od elektrody ujemnej do elektrod dodatnich, co wytwarza prąd w materiale. Ale podczas tego ruchu elektronów ulegają różnym zderzeniom z innymi elektronami na swojej drodze. Zderzenia te powodują pewną opozycję dla przepływu elektronów. Zjawisko to znane jest jako odporność na materiał. Właściwości rezystywne materiałów są korzystne w obwodach elektrycznych. Na wartość odporności materiału wpływa wiele czynników. Wartość rezystancji właściwej materiału daje wyobrażenie o pojemności rezystancyjnej danego materiału.
Co to jest rezystywność?
Materiały są podzielone na podstawie ich właściwości przewodzących jako przewodniki, półprzewodniki i izolatory. Oporność elektryczną materiału definiuje się jako rezystancję materiału na jednostkę długości i na jednostkę pola przekroju poprzecznego w określonej temperaturze.
Gdy różnica potencjałów jest przykładana do substancji, właściwość oporności substancji przeciwstawia się przepływowi przez nią prądu. Ta właściwość substancji zmienia się wraz z temperaturą, a także zależy od rodzaju materiału, z którego jest wykonana. mierzy odporność substancji.
Wzór na rezystywność
Wzór na to wywodzi się z praw oporu. Istnieją cztery prawa określające odporność substancji.
Równanie rezystywności
Pierwsza zasada
Stwierdza, że odporność substancji R jest wprost proporcjonalna do jej długości L. tj. R ∝ L. Zatem gdy długość substancji jest podwojona. jego odporność również się podwoi.
Drugie prawo
Zgodnie z tym prawem odporność R substancji jest pośrednio proporcjonalne do jej pola przekroju poprzecznego A. tj. R ∝ 1 / A. Zatem podwojenie pola przekroju poprzecznego substancji zmniejsza o połowę jej wartość oporu.
Prawo trzecie
To prawo stanowi, że odporność materiału zależy od temperatury.
Prawo czwarte
Zgodnie z tym prawem odporność wartość dwuprzewodowych wykonanych z różnych materiałów jest różna, chociaż są one takie same pod względem długości i przekroju poprzecznego.
Ze wszystkich tych praw można wyprowadzić wartość rezystancji przewodnika o długości L i polu przekroju A jako
R ∝ L / A
R = ρL / A
Tutaj ρ jest współczynnikiem oporu znanym jako rezystywność określonego oporu.
Tak więc rezystywność elektryczna materiału jest podana jako
ρ = RA / L
Jednostką SI jest omomierz. Jest oznaczony symbolem „ρ”.
Klasyfikacja rezystywności dla przewodników, półprzewodników i izolatorów
Ten materiał w dużym stopniu zależy od temperatury. W przewodnikach wraz ze wzrostem temperatury rośnie również prędkość elektronów poruszających się w materiale. Prowadzi to do wielu kolizji. Powoduje to skrócenie średniego czasu zderzenia elektronów. Substancja ta jest odwrotnie proporcjonalna do średniego czasu zderzenia elektronów. Tak więc wraz ze spadkiem średniego czasu zderzenia wzrasta wartość rezystywności przewodnika.
W substancjach półprzewodnikowych wraz ze wzrostem temperatury następuje zerwanie bardziej kowalencyjnych wiązań. Zwiększa to liczbę bezpłatnych nośników ładunku w substancji. Wraz ze wzrostem nośników ładunku, przewodnictwo substancji wzrasta, zmniejszając w ten sposób rezystywność materiału półprzewodnikowego. Zatem wraz ze wzrostem temperatury jego półprzewodniki wzrosną.
pomaga w porównywaniu różnych materiałów na podstawie ich zdolności do przewodzenia prądu. jest odwrotnością przewodnictwa. Przewodniki mają wysokie wartości przewodności i niższe wartości rezystywności. Izolatory mają wysokie wartości rezystywności i niskie wartości przewodności. Wartości rezystywności i przewodności dla półprzewodnik leży pośrodku.
Jego wartość dla dobrego przewodnika, takiego jak ręcznie rysowana miedź przy 200C wynosi 1,77 × 10-8omomierz, az drugiej strony, dla dobrego izolatora waha się od 1012do 1020om-metry.
Współczynnik temperatury
Współczynnik temperaturowy rezystancji definiuje się jako zmianę wzrostu rezystancji o 1Ω rezystor materiału na 10C wzrost temperatury. Jest oznaczony symbolem „α”.
Zmiana rezystywności materiału wraz ze zmianą temperatury jest podana jako
dρ / dt = ρ. α
Tutaj dρ jest zmianą wartości rezystywności. Jego jednostki to om-mdwa/ m. „Ρ” jest wartością rezystywności substancji. „Dt” oznacza zmianę wartości temperatury. „Α” jest temperaturowym współczynnikiem oporu.
Nową wartość rezystywności materiału, gdy ulega on zmianie temperatury, można obliczyć z powyższego równania. Najpierw wielkość zmiany jego wartości jest obliczana za pomocą współczynnika temperaturowego. Następnie wartość jest dodawana do poprzedniej wartości w celu obliczenia nowej wartości.
Jest to bardzo przydatne przy obliczaniu wartości rezystancji materiału w różnych temperaturach. Opór i rezystywność oba terminy są związane z oporem doświadczanym przez płynący prąd, ale jest to nieodłączna właściwość materiałów. Wszystkie druty miedziane, niezależnie od ich długości i przekroju, mają taką samą wartość rezystywności, natomiast wartość rezystancji zmienia się wraz ze zmianą ich długości i pola przekroju.
Każdy materiał ma swoją wartość. Ogólne wartości rezystywności dla różnych typów materiałów można podać jako - Dla nadprzewodników rezystywność wynosi 0, dla metali rezystywność wynosi 10-8, dla półprzewodników i elektrolitów wartość rezystywności jest zmienna, dla izolatorów wartość rezystywności wynosi od 1016, dla superizolatorów wartość rezystywności wynosi „∞”.
O 200C wartość rezystywności dla srebra wynosi 1,59 × 10-8, dla miedzi 1,68 × 10-8. Wszystkie wartości rezystywności dla różnych materiałów można znaleźć w a stół . Uważa się, że drewno ma wysoką izolacyjność, ale zależy to od ilości wilgoci w nim zawartej. W wielu przypadkach trudno jest obliczyć opór materiału za pomocą wzoru na rezystywność ze względu na niejednorodny charakter materiałów. W takich przypadkach używane jest równanie różniczkowe cząstkowe utworzone przez równanie ciągłości J i równanie Poissona dla E. Czy dwa druty o różnych długościach i różnych powierzchniach przekroju mają takie same wartości?
