Rezystywność w encyklopedii
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwaniaRezystywność (oporność właściwa, opór właściwy) – wielkość charakteryzująca materiały pod względem przewodnictwa elektrycznego.
Rezystywność jest zazwyczaj oznaczana jako (mała grecka litera rho). Jednostką rezystywności w układzie SI jest om⋅metr (Ω·m).
Spis treści
- 1 Definicja
- 2 Podział substancji ze względu na opór właściwy
- 3 Zależność oporu właściwego od temperatury
- 4 Rezystywność różnych materiałów
- 5 Zobacz też
- 6 Bibliografia
Definicja | edytuj kod
Rezystywność wiąże gęstość prądu elektrycznego z natężeniem pola elektrycznego w materiale:
gdzie:
– gęstość prądu elektrycznego, – natężenie pola elektrycznego.W jednorodnym materiale izotropowym | 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 spełnia prawo Ohma) rezystywność jest stała i wynosi
Odwrotność tej wielkości to konduktywność.
Rezystywność określa wtedy zależność rezystancji (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 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 z polaryzacją 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 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 kod
Ze względu na opór właściwy ciała dzieli się na następujące grupy:
- metale, będące bardzo dobrymi przewodnikami (opór właściwy rzędu 10−8 Ω·m),
- półprzewodniki (10−6 Ω·m),
- izolatory (1010 – 1016 Ω·m).
Granice te są umowne, w różnych dziedzinach techniki i fizyki używa się różnych.
Zależność oporu właściwego od temperatury | edytuj kod
Rezystywność jest wielkością zależną od temperatury.
Opór właściwy metali przy wzroście temperatury rośnie na skutek zmniejszenia ruchliwości elektronów, w różnym stopniu dla różnych metali. Jedynie niewielki wzrost występuje w stopach oporowych o specjalnym składzie. Wartość oporu właściwego metali w bardzo niskich temperaturach zależy w dużym stopniu od jego czystości. Niewielkie domieszki mogą silnie zmienić opór właściwy przewodników w pobliżu zera bezwzględnego.
W półprzewodnikach samoistnych wraz ze wzrostem temperatury rezystywność maleje.
W niektórych materiałach w pewnej temperaturze, zwanej temperaturą przejścia, opór właściwy spada gwałtownie do zera i przechodzą one w stan nadprzewodnictwa. Zależność taka jest typowa dla bardzo wielu metali i stopów.
Rezystywność różnych materiałów | edytuj kod
Zobacz też | edytuj kod
Bibliografia | edytuj kod
- CzesławC. Bobrowski CzesławC., Fizyka. Krótki kurs, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1993, ISBN 83-204-1541-1, OCLC 749556237 .
- Arkadiusz H. Piekara, Elektryczność i magnetyzm, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1970.