Otwórz menu główne

Rezystywność

wielkość charakteryzująca materiały pod względem przewodnictwa elektrycznego
Zobacz też: inne znaczenia tego słowa.

Rezystywność (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).

DefinicjaEdytuj

Rezystywność   wiąże gęstość prądu elektrycznego z natężeniem pola elektrycznego w materiale:

 

gdzie:

  – gęstość prądu elektrycznego,
  – natężenie pola elektrycznego.

W jednorodnym materiale izotropowymEdytuj

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 elektrycznymEdytuj

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 ogólnyEdytuj

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 właściwyEdytuj

Ze względu na opór właściwy ciała dzieli się na następujące grupy:

Granice te są umowne, w różnych dziedzinach techniki i fizyki używa się różnych.

Zależność oporu właściwego od temperaturyEdytuj

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 materiałówEdytuj

Tabela rezystywności niektórych substancji (w temp. 20 °C)
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 teżEdytuj

BibliografiaEdytuj

  • Czesław Bobrowski, Fizyka. Krótki kurs, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1993, ​ISBN 83-204-1541-1​.
  • Arkadiusz H. Piekara, Elektryczność i magnetyzm, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1970.