Nous savons quelle est la raison résistance électrique conducteur est l'interaction des électrons avec les ions du réseau cristallin métallique (§ 43). On peut donc supposer que la résistance d’un conducteur dépend de sa longueur et de sa surface. coupe transversale, ainsi que de la substance à partir de laquelle il est fabriqué.

La figure 74 montre la configuration pour mener une telle expérience. Différents conducteurs sont tour à tour inclus dans le circuit source de courant, par exemple :

1. des fils de nickel de même épaisseur, mais de longueurs différentes ;
2. fils de nickel de même longueur, mais d'épaisseurs différentes (surfaces de section différentes) ;
3. fils de nickel et de nichrome de même longueur et épaisseur.

Le courant dans le circuit est mesuré avec un ampèremètre et la tension avec un voltmètre.

Connaissant la tension aux extrémités du conducteur et le courant qui y circule, à l'aide de la loi d'Ohm, vous pouvez déterminer la résistance de chacun des conducteurs.

Riz. 74. Dépendance de la résistance du conducteur en fonction de sa taille et du type de substance

Après avoir réalisé ces expériences, nous établirons que :

1. de deux fils de nickel de même épaisseur, le fil le plus long a une plus grande résistance ;
2. de deux fils de nickelin de même longueur, le fil de plus petite section a la plus grande résistance ;
3. Les fils de nickel et de nichrome de même taille ont des résistances différentes.

Ohm a été le premier à étudier expérimentalement la dépendance de la résistance d'un conducteur en fonction de sa taille et de la substance à partir de laquelle le conducteur est fabriqué. Il a découvert que la résistance est directement proportionnelle à la longueur du conducteur, inversement proportionnelle à sa section transversale et dépend de la substance du conducteur.

Comment prendre en compte la dépendance de la résistance au matériau qui constitue le conducteur ? Pour ce faire, calculez ce qu'on appelle résistivité d'une substance.

Résistivité est une grandeur physique qui détermine la résistance d'un conducteur constitué d'une substance donnée d'une longueur de 1 m et d'une section transversale de 1 m 2.

Présentons désignations de lettres: ρ est la résistivité du conducteur, I est la longueur du conducteur, S est sa section transversale. Alors la résistance du conducteur R sera exprimée par la formule

De là, nous obtenons ceci :

A partir de la dernière formule, vous pouvez déterminer l'unité de résistivité. Puisque l’unité de résistance est 1 ohm, l’unité de section transversale est de 1 m2 et l’unité de longueur est de 1 m, alors l’unité de résistivité est :

Il est plus pratique d'exprimer la section transversale du conducteur en millimètres carrés, car elle est le plus souvent petite. L’unité de résistivité sera alors :

Le tableau 8 montre les valeurs de résistivité de certaines substances à 20 °C. La résistance spécifique change avec la température. Il a été établi expérimentalement que pour les métaux, par exemple, la résistivité augmente avec l'augmentation de la température.

Tableau 8. Résistivité électrique de certaines substances (à t = 20 °C)

De tous les métaux, l’argent et le cuivre ont la plus faible résistivité. L’argent et le cuivre sont donc les meilleurs conducteurs d’électricité.

Lors du câblage des circuits électriques, des fils d'aluminium, de cuivre et de fer sont utilisés.

Dans de nombreux cas, des appareils à haute résistance sont nécessaires. Ils sont fabriqués à partir d'alliages spécialement créés - des substances à haute résistivité. Par exemple, comme le montre le tableau 8, l'alliage nichrome a une résistivité près de 40 fois supérieure à celle de l'aluminium.

La porcelaine et l'ébonite ont une résistivité si élevée qu'elles ne conduisent presque pas le courant électrique ; elles sont utilisées comme isolants.

Des questions

1. Comment la résistance d’un conducteur dépend-elle de sa longueur et de sa section transversale ?
2. Comment montrer expérimentalement la dépendance de la résistance d'un conducteur en fonction de sa longueur, de sa section transversale et de la substance à partir de laquelle il est fabriqué ?
3. Quelle est la résistivité d'un conducteur ?
4. Quelle formule peut-on utiliser pour calculer la résistance des conducteurs ?
5. Dans quelles unités est exprimée la résistivité d’un conducteur ?
6. De quelles substances sont faits les conducteurs utilisés dans la pratique ?

Résistivité les métaux sont une mesure de leur capacité à résister au passage courant électrique. Cette valeur est exprimée en Ohm-mètre (Ohm⋅m). Le symbole de la résistivité est la lettre grecque ρ (rho). Une résistivité élevée signifie que le matériau est un mauvais conducteur de charge électrique.

Résistivité

La résistivité électrique est définie comme le rapport entre la tension champ électriqueà l'intérieur du métal à la densité de courant qu'il contient :

Où:
ρ—résistivité du métal (Ohm⋅m),
E - intensité du champ électrique (V/m),
J est la valeur de la densité de courant électrique dans le métal (A/m2)

Si l’intensité du champ électrique (E) dans un métal est très élevée et la densité de courant (J) est très faible, cela signifie que le métal a une résistivité élevée.

L'inverse de la résistivité est la conductivité électrique, qui indique dans quelle mesure un matériau conduit le courant électrique :

σ est la conductivité du matériau, exprimée en siemens par mètre (S/m).

Résistance électrique

La résistance électrique, l'une des composantes, est exprimée en ohms (Ohm). Il convient de noter que la résistance électrique et la résistivité ne sont pas la même chose. La résistivité est une propriété d'un matériau, tandis que la résistance électrique est une propriété d'un objet.

La résistance électrique d’une résistance est déterminée par une combinaison de sa forme et de la résistivité du matériau qui la constitue.

Par exemple, une résistance filaire constituée d'un fil long et fin a une résistance plus élevée qu'une résistance constituée d'un fil court et épais du même métal.

Dans le même temps, une résistance bobinée constituée d'un matériau à haute résistivité a une résistance électrique supérieure à une résistance constituée d'un matériau à faible résistivité. Et tout cela malgré le fait que les deux résistances sont constituées de fil de même longueur et diamètre.

Pour illustrer cela, nous pouvons faire une analogie avec système hydraulique où l'eau est pompée à travers des tuyaux.

• Plus le tuyau est long et fin, plus la résistance à l’eau est grande.
• Un tuyau rempli de sable résistera mieux à l’eau qu’un tuyau sans sable.

Résistance du fil

La quantité de résistance du fil dépend de trois paramètres : la résistivité du métal, la longueur et le diamètre du fil lui-même. Formule de calcul de la résistance du fil :

Où:
R - résistance du fil (Ohm)
ρ - résistivité du métal (Ohm.m)
L - longueur du fil (m)
A - section transversale du fil (m2)

A titre d'exemple, considérons une résistance bobinée en nichrome avec une résistivité de 1,10 × 10-6 Ohm.m. Le fil a une longueur de 1500 mm et un diamètre de 0,5 mm. A partir de ces trois paramètres, on calcule la résistance du fil nichrome :

R=1,1*10 -6 *(1,5/0,000000196) = 8,4 ohms

Le nichrome et le constantan sont souvent utilisés comme matériaux de résistance. Ci-dessous, dans le tableau, vous pouvez voir la résistivité de certains des métaux les plus couramment utilisés.

Résistance superficielle

La valeur de la résistance de surface est calculée de la même manière que la résistance du fil. DANS dans ce cas La surface de la section transversale peut être représentée comme le produit de w et t :

Pour certains matériaux, tels que les films minces, la relation entre la résistivité et l'épaisseur du film est appelée résistance feuille feuille RS :

où RS est mesuré en ohms. Pour ce calcul, l'épaisseur du film doit être constante.

Souvent, les fabricants de résistances découpent des pistes dans le film pour augmenter la résistance afin d'augmenter le trajet du courant électrique.

Propriétés des matériaux résistifs

La résistivité d'un métal dépend de la température. Leurs valeurs sont généralement données pour température ambiante(20°C). Le changement de résistivité résultant d'un changement de température est caractérisé par un coefficient de température.

Par exemple, les thermistances (thermistances) utilisent cette propriété pour mesurer la température. En revanche, en électronique de précision, il s’agit d’un effet plutôt indésirable.
Les résistances à film métallique ont d'excellentes propriétés de stabilité en température. Ceci est obtenu non seulement grâce à la faible résistivité du matériau, mais également grâce à la conception mécanique de la résistance elle-même.

Beaucoup de divers matériaux et les alliages sont utilisés dans la production de résistances. Nichrome (un alliage de nickel et de chrome), en raison de sa haute résistivité et de sa résistance à l'oxydation à hautes températures, est souvent utilisé comme matériau pour la fabrication de résistances bobinées. Son inconvénient est qu’il ne peut pas être soudé. Le Constantan, un autre matériau populaire, est facile à souder et possède un coefficient de température plus faible.

Il est donc important de connaître les paramètres de tous les éléments et matériaux utilisés. Et pas seulement électrique, mais aussi mécanique. Et ayez à votre disposition des documents de référence pratiques qui vous permettent de comparer les caractéristiques différents matériaux et choisissez pour la conception et le travail exactement ce qui sera optimal dans situation spécifique.
Dans les lignes de transport d'énergie, là où la tâche est confiée de la manière la plus productive, c'est-à-dire avec haute efficacité, pour apporter de l'énergie au consommateur, l'économie des pertes et la mécanique des lignes elles-mêmes sont prises en compte. L'efficacité économique finale de la ligne dépend de la mécanique, c'est-à-dire du dispositif et de la disposition des conducteurs, des isolateurs, des supports, des transformateurs élévateurs/abaisseurs, du poids et de la résistance de toutes les structures, y compris les fils tendus sur de longues distances, ainsi que les matériaux sélectionnés pour chaque élément de structure, ses travaux et coûts d'exploitation. De plus, dans les lignes transportant de l'électricité, il existe des exigences plus élevées pour assurer la sécurité des lignes elles-mêmes et de tout ce qui les entoure là où elles passent. Et cela ajoute des coûts à la fois pour la fourniture du câblage électrique et pour une marge de sécurité supplémentaire de toutes les structures.

À des fins de comparaison, les données sont généralement réduites à une forme unique et comparable. Souvent, l'épithète « spécifique » est ajoutée à ces caractéristiques, et les valeurs elles-mêmes sont considérées sur la base de certaines normes unifiées par des paramètres physiques. Par exemple, la résistivité électrique est la résistance (ohms) d'un conducteur constitué d'un métal (cuivre, aluminium, acier, tungstène, or) ayant une unité de longueur et une section unitaire dans le système d'unités de mesure utilisé (généralement SI ). De plus, la température est précisée, car lorsqu'ils sont chauffés, la résistance des conducteurs peut se comporter différemment. Les conditions de fonctionnement moyennes normales sont prises comme base - à 20 degrés Celsius. Et lorsque les propriétés sont importantes lors de la modification des paramètres environnementaux (température, pression), des coefficients sont introduits et des tableaux et graphiques de dépendance supplémentaires sont compilés.

Types de résistivité

Puisque la résistance se produit :

• actif - ou ohmique, résistif - résultant de la dépense d'électricité pour chauffer le conducteur (métal) lorsqu'un courant électrique le traverse, et
• réactif - capacitif ou inductif - qui résulte des pertes inévitables dues à la création de tout changement dans le courant traversant le conducteur de champs électriques, alors la résistivité du conducteur se décline en deux variétés :

1. Résistance électrique spécifique au courant continu (ayant un caractère résistif) et
2. Résistance électrique spécifique au courant alternatif (ayant un caractère réactif).

Ici, la résistivité de type 2 est une valeur complexe ; elle se compose de deux composants TC - actif et réactif, car la résistance résistive existe toujours lorsque le courant passe, quelle que soit sa nature, et la résistance réactive ne se produit qu'avec tout changement de courant dans les circuits. Enchaîné courant continu la réactance ne se produit que pendant les processus transitoires associés à l'activation du courant (changement du courant de 0 au nominal) ou à la désactivation (différence du nominal à 0). Et ils ne sont généralement pris en compte que lors de la conception de la protection contre les surcharges.

Enchaîné courant alternatif les phénomènes associés à la réactance sont beaucoup plus diversifiés. Ils dépendent non seulement du passage réel du courant à travers une certaine section, mais également de la forme du conducteur, et la dépendance n'est pas linéaire.

Le fait est que le courant alternatif induit champ électriqueà la fois autour du conducteur à travers lequel il circule, et dans le conducteur lui-même. Et de ce champ naissent des courants de Foucault, qui ont pour effet de « pousser » le mouvement principal réel des charges, des profondeurs de toute la section transversale du conducteur jusqu'à sa surface, ce qu'on appelle « l'effet de peau » (de peau - peau). Il s'avère que les courants de Foucault semblent « voler » sa section au conducteur. Le courant circule dans une certaine couche proche de la surface, l'épaisseur restante du conducteur reste inutilisée, cela ne réduit pas sa résistance et il ne sert tout simplement à rien d'augmenter l'épaisseur des conducteurs. Surtout aux hautes fréquences. Par conséquent, pour le courant alternatif, la résistance est mesurée dans les sections de conducteurs où toute sa section peut être considérée comme proche de la surface. Un tel fil est dit fin ; son épaisseur est égale à deux fois la profondeur de cette couche superficielle, où les courants de Foucault déplacent le courant principal utile circulant dans le conducteur.

Bien entendu, la réduction de l'épaisseur des fils à section ronde ne se limite pas à mise en œuvre efficace courant alternatif. Le conducteur peut être aminci, mais en même temps rendu plat sous la forme d'un ruban, la section transversale sera alors supérieure à celle d'un fil rond et, par conséquent, la résistance sera inférieure. De plus, la simple augmentation de la surface aura pour effet d’augmenter la section efficace. La même chose peut être obtenue en utilisant du fil toronné au lieu du fil toronné. De plus, le fil toronné est plus flexible que le fil monoconducteur, ce qui est souvent précieux. D'autre part, compte tenu de l'effet de peau dans les fils, il est possible de rendre les fils composites en réalisant l'âme à partir d'un métal qui présente de bonnes caractéristiques de résistance, par exemple l'acier, mais de faibles caractéristiques électriques. Dans ce cas, une tresse d'aluminium est réalisée sur l'acier, qui présente une résistivité plus faible.

En plus de l'effet de peau, la circulation du courant alternatif dans les conducteurs est affectée par l'excitation des courants de Foucault dans les conducteurs environnants. De tels courants sont appelés courants d'induction, et ils sont induits à la fois dans des métaux qui ne jouent pas le rôle de câblage (éléments structurels porteurs) et dans les fils de l'ensemble du complexe conducteur - jouant le rôle de fils d'autres phases, neutres , mise à la terre.

Tous ces phénomènes se produisent dans toutes les structures électriques, ce qui rend encore plus important de disposer d’une référence complète pour une grande variété de matériaux.

La résistivité des conducteurs est mesurée avec des instruments très sensibles et précis, car les métaux ayant la plus faible résistance sont sélectionnés pour le câblage - de l'ordre de l'ohm * 10 -6 par mètre de longueur et m². mm. sections. Pour mesurer la résistance spécifique d'isolement, il faut au contraire des instruments qui ont des plages très grandes valeurs résistance - généralement des mégohms. Il est clair que les conducteurs doivent bien conduire et que les isolants doivent bien isoler.

Tableau

Le fer comme conducteur en électrotechnique

Le fer est le métal le plus répandu dans la nature et dans la technologie (après l’hydrogène, qui est aussi un métal). C'est le moins cher et il offre un excellent caractéristiques de résistance, donc utilisé partout comme base de solidité divers modèles.

En électrotechnique, le fer est utilisé comme conducteur sous forme de fils d'acier flexibles où la résistance physique et la flexibilité sont nécessaires, et la résistance requise peut être obtenue grâce à la section appropriée.

Disposant d'un tableau des résistivités de divers métaux et alliages, vous pouvez calculer les sections transversales des fils constitués de différents conducteurs.

A titre d'exemple, essayons de trouver la section électriquement équivalente de conducteurs constitués de différents matériaux : fil de cuivre, de tungstène, de nickel et de fer. Prenons comme fil d'aluminium d'une section de 2,5 mm comme fil initial.

Il faut que sur une longueur de 1 m la résistance du fil composé de tous ces métaux soit égale à la résistance de celui d'origine. La résistance de l'aluminium par 1 m de longueur et 2,5 mm de section sera égale à

Où R.- résistance, ρ – résistivité du métal du tableau, S- superficie de la section transversale, L- longueur.

En remplaçant les valeurs d'origine, nous obtenons la résistance d'un morceau de fil d'aluminium d'un mètre de long en ohms.

Après cela, résolvons la formule de S

Nous remplacerons les valeurs du tableau et obtiendrons les surfaces transversales pour différents métaux.

Puisque la résistivité dans le tableau est mesurée sur un fil de 1 m de long, en microohms par section de 1 mm 2, alors nous l'avons obtenue en microohms. Pour l'obtenir en ohms, vous devez multiplier la valeur par 10 -6. Mais on n’a pas forcément besoin d’obtenir le nombre ohm avec 6 zéros après la virgule, puisqu’on retrouve quand même le résultat final en mm2.

Comme vous pouvez le constater, la résistance du fer est assez élevée, le fil est épais.

Mais il existe des matériaux pour lesquels il est encore plus important, par exemple le nickel ou le constantan.

Beaucoup de gens ont entendu parler de la loi d’Ohm, mais tout le monde ne sait pas de quoi il s’agit. L'étude commence par cours scolaire la physique. Ils sont enseignés plus en détail à la Faculté de physique et d'électrodynamique. Il est peu probable que ces connaissances soient utiles à la personne moyenne, mais elles sont nécessaires au développement général, et pour les autres, à un futur métier. D’un autre côté, des connaissances de base sur l’électricité, sa structure et ses caractéristiques à la maison vous aideront à vous protéger des dangers. Ce n’est pas pour rien que la loi d’Ohm est appelée loi fondamentale de l’électricité. Pour le bricoleur à domicile Vous devez avoir des connaissances dans le domaine de l'électricité pour éviter les surtensions, qui peuvent entraîner une augmentation de la charge et un incendie.

Concept de résistance électrique

Relation entre les grandeurs physiques de base circuit électrique– la résistance, la tension, le courant ont été découverts par le physicien allemand Georg Simon Ohm.

La résistance électrique d'un conducteur est une valeur qui caractérise sa résistance au courant électrique. En d’autres termes, une partie des électrons sous l’influence du courant électrique sur le conducteur quitte sa place dans le réseau cristallin et est dirigée vers le pôle positif du conducteur. Certains électrons restent dans le réseau et continuent de tourner autour de l'atome nucléaire. Ces électrons et atomes forment une résistance électrique qui empêche le mouvement des particules libérées.

Le processus ci-dessus s’applique à tous les métaux, mais la résistance s’y produit différemment. Cela est dû à la différence de taille, de forme et de matériau dont est fait le conducteur. En conséquence, les dimensions du réseau cristallin ont des formes différentes pour différents matériaux, par conséquent, la résistance électrique au mouvement du courant à travers eux n'est pas la même.

De ce concept découle la définition de la résistivité d'une substance, qui est un indicateur individuel pour chaque métal séparément. La résistivité électrique (SER) est une grandeur physique, désignée par la lettre grecque ρ, et caractérisée par la capacité d'un métal à empêcher le passage de l'électricité à travers lui.

Le cuivre est le matériau principal des conducteurs

La résistivité d'une substance est calculée à l'aide de la formule, où l'un des indicateurs importants est le coefficient de température de la résistance électrique. Le tableau contient les valeurs de résistivité de trois métaux connus dans la plage de température de 0 à 100°C.

Si l'on prend l'indicateur de résistivité du fer comme l'un des matériaux disponibles, égal à 0,1 Ohm, alors pour 1 Ohm vous aurez besoin de 10 mètres. L'argent a la résistance électrique la plus faible ; pour sa valeur de 1 ohm, elle sera de 66,7 mètres. Une différence significative, mais l’argent est un métal coûteux et peu pratique à utiliser partout. Le deuxième meilleur indicateur est le cuivre, où 57,14 mètres sont nécessaires pour 1 ohm. En raison de sa disponibilité et de son coût par rapport à l’argent, le cuivre est l’un des matériaux les plus utilisés dans les réseaux électriques. Faible résistivité fil de cuivre ou la résistance du fil de cuivre permet d'utiliser conducteur en cuivre dans de nombreuses branches de la science, de la technologie, ainsi qu'à des fins industrielles et domestiques.

Valeur de résistivité

La valeur de résistivité n'est pas constante ; elle varie en fonction des facteurs suivants :

• Taille. Plus le diamètre du conducteur est grand, plus il laisse passer d’électrons. Ainsi, plus sa taille est petite, plus la résistivité est grande.
• Longueur. Les électrons traversent les atomes, donc plus le fil est long, plus les électrons doivent les traverser. Lors des calculs, il est nécessaire de prendre en compte la longueur et la taille du fil, car plus le fil est long ou fin, plus sa résistivité est grande et vice versa. Le fait de ne pas calculer la charge de l'équipement utilisé peut entraîner une surchauffe du fil et un incendie.
• Température. Il est connu que régime de température Il a grande importance sur le comportement des substances différemment. Le métal, comme rien d’autre, change ses propriétés à différentes températures. La résistivité du cuivre dépend directement du coefficient de température de résistance du cuivre et augmente lorsqu'il est chauffé.
• Corrosion. La formation de corrosion augmente considérablement la charge. Cela se produit en raison de l'impact environnement, pénétration d'humidité, de sel, de saleté, etc. Il est recommandé d'isoler et de protéger toutes les connexions, bornes, torsades, d'installer une protection pour les équipements situés dans la rue et de remplacer rapidement les fils, composants et assemblages endommagés.

Calcul de résistance

Les calculs sont effectués lors de la conception des objets à des fins diverses et l’usage, car la survie de chacun vient de l’électricité. Tout est pris en compte, à commencer par appareils d'éclairage, pour finir avec des équipements techniquement complexes. A la maison, il serait également utile de faire un calcul, surtout s'il est prévu de remplacer le câblage électrique. Pour la construction de logements privés, il est nécessaire de calculer la charge, sinon le montage « improvisé » du câblage électrique peut provoquer un incendie.

Le but du calcul est de déterminer la résistance totale des conducteurs de tous les appareils utilisés, en tenant compte de leur spécifications techniques. Il est calculé à l'aide de la formule R=p*l/S, où :

R – résultat calculé ;

p – indicateur de résistivité du tableau ;

l – longueur du fil (conducteur);

S – diamètre de section.

Unités

Dans le système international d'unités grandeurs physiques(SI) la résistance électrique est mesurée en Ohms (ohms). L'unité de mesure de la résistivité selon le système SI est égale à la résistivité d'une substance à laquelle un conducteur constitué d'un seul matériau de 1 m de long et d'une section de 1 m². m. a une résistance de 1 Ohm. L'utilisation de 1 ohm/m pour différents métaux est clairement indiquée dans le tableau.

Importance de la résistivité

La relation entre résistivité et conductivité peut être considérée comme des quantités réciproques. Plus l'indicateur d'un conducteur est élevé, plus l'indicateur de l'autre est bas et vice versa. Par conséquent, lors du calcul de la conductivité électrique, le calcul 1/r est utilisé, car l'inverse de X est 1/X et vice versa. L'indicateur spécifique est désigné par la lettre g.

Avantages du cuivre électrolytique

Le cuivre ne se limite pas à son faible indice de résistivité (après l’argent) comme avantage. Il possède des propriétés uniques par ses caractéristiques, à savoir une plasticité et une grande malléabilité. Grâce à ces qualités, il est produit haut degré cuivre électrolytique de pureté pour la production de câbles utilisés dans les appareils électriques, les équipements informatiques, l'industrie électrique et l'industrie automobile.

Dépendance de l'indice de résistance à la température

Coéfficent de température est une quantité égale à la variation de la tension d'une partie du circuit et de la résistivité du métal suite aux changements de température. La plupart des métaux ont tendance à augmenter leur résistivité avec l'augmentation de la température en raison des vibrations thermiques du réseau cristallin. Le coefficient de température de résistance du cuivre affecte la résistivité du fil de cuivre et à des températures de 0 à 100°C est de 4,1 10− 3(1/Kelvin). Pour l'argent, cet indicateur dans les mêmes conditions est de 3,8, et pour le fer il est de 6,0. Cela prouve une fois de plus l'efficacité de l'utilisation du cuivre comme conducteur.

L'apparition du courant électrique se produit lorsque le circuit est fermé, lorsqu'une différence de potentiel se produit aux bornes. Le mouvement des électrons libres dans un conducteur s'effectue sous l'influence d'un champ électrique. En se déplaçant, les électrons entrent en collision avec les atomes et leur transfèrent partiellement l’énergie accumulée. Cela entraîne une diminution de leur vitesse de déplacement. Par la suite, sous l’influence du champ électrique, la vitesse de déplacement des électrons augmente à nouveau. Le résultat de cette résistance est un échauffement du conducteur traversé par le courant. Exister différentes manières calculs de cette valeur, y compris la formule de résistivité utilisée pour les matériaux ayant des propriétés physiques individuelles.

Résistivité électrique

L’essence de la résistance électrique réside dans la capacité d’une substance à se convertir énergie électrique en thermique lors de l'action du courant. Cette quantité est désignée par le symbole R et l'unité de mesure est l'Ohm. La valeur de la résistance dans chaque cas est associée à la capacité de l'un ou l'autre.

Au cours des recherches, une dépendance à la résistance a été établie. L’une des principales qualités du matériau est sa résistivité, qui varie en fonction de la longueur du conducteur. Autrement dit, à mesure que la longueur du fil augmente, la valeur de la résistance augmente également. Cette dépendance est définie comme directement proportionnelle.

Une autre propriété d’un matériau est sa surface en coupe transversale. Il représente les dimensions de la section du conducteur, quelle que soit sa configuration. Dans ce cas, une relation inversement proportionnelle est obtenue lorsque, avec l'augmentation de la section transversale, elle diminue.

Un autre facteur influençant la résistance est le matériau lui-même. Au cours de la recherche, différentes résistances ont été trouvées pour différents matériaux. Ainsi, les valeurs de résistivité électrique de chaque substance ont été obtenues.

Il s’est avéré que les métaux sont les meilleurs conducteurs. Parmi eux, l’argent présente également la résistance la plus faible et la conductivité élevée. Ils sont utilisés dans les endroits les plus critiques circuits électroniques De plus, le cuivre a un coût relativement faible.

Les substances dont la résistivité est très élevée sont considérées comme de mauvais conducteurs du courant électrique. Ils sont donc utilisés comme matériaux isolants. Les propriétés diélectriques sont les plus caractéristiques de la porcelaine et de l'ébonite.

Ainsi, la résistivité d’un conducteur est d’une grande importance car elle peut être utilisée pour déterminer le matériau à partir duquel le conducteur a été fabriqué. Pour ce faire, la section transversale est mesurée, le courant et la tension sont déterminés. Cela vous permet de définir la valeur de la résistivité électrique, après quoi, à l'aide d'un tableau spécial, vous pouvez facilement déterminer la substance. Par conséquent, la résistivité est l’une des caractéristiques les plus caractéristiques d’un matériau particulier. Cet indicateur vous permet de déterminer le plus longueur optimale circuit électrique afin que l’équilibre soit maintenu.

Formule

Sur la base des données obtenues, nous pouvons conclure que la résistivité sera considérée comme la résistance de tout matériau avec une unité de surface et une unité de longueur. Autrement dit, une résistance égale à 1 ohm se produit à une tension de 1 volt et un courant de 1 ampère. Cet indicateur est influencé par le degré de pureté du matériau. Par exemple, si vous ajoutez seulement 1 % de manganèse au cuivre, sa résistance augmentera 3 fois.

Résistivité et conductivité des matériaux

La conductivité et la résistivité sont généralement considérées à une température de 20 0 C. Ces propriétés diffèrent selon les métaux :

• Cuivre. Le plus souvent utilisé pour la fabrication de fils et câbles. Il a une haute résistance, une résistance à la corrosion, un traitement facile et simple. Dans le bon cuivre, la proportion d'impuretés ne dépasse pas 0,1 %. Si nécessaire, le cuivre peut être utilisé dans des alliages avec d'autres métaux.
• Aluminium. Son densité spécifique Moins que le cuivre, mais il a une capacité thermique et un point de fusion plus élevés. La fonte de l’aluminium nécessite beaucoup plus d’énergie que le cuivre. Les impuretés dans l'aluminium de haute qualité ne dépassent pas 0,5 %.
• Fer. Outre sa disponibilité et son faible coût, ce matériau présente une résistivité élevée. De plus, il présente une faible résistance à la corrosion. Par conséquent, il est courant de recouvrir les conducteurs en acier de cuivre ou de zinc.

La formule de résistivité à basse température est considérée séparément. Dans ces cas-là, les propriétés des mêmes matériaux seront complètement différentes. Pour certains d’entre eux, la résistance peut tomber jusqu’à zéro. Ce phénomène est appelé supraconductivité, dans lequel les caractéristiques optiques et structurelles du matériau restent inchangées.