Když se na materiál aplikuje potenciální rozdíl, elektrony v materiálu se začnou pohybovat od záporné elektrody k kladným elektrodám, které produkují proud v materiálu. Ale během tohoto pohybu elektronů procházejí různými srážkami s jinými elektrony v jejich dráze. Tyto srážky způsobují určitou opozici vůči toku elektronů. Tento jev se nazývá Odolnost vůči materiálu. Vlastnost odporu materiálů je výhodná v elektrických obvodech. Na hodnotu odporu materiálu má vliv mnoho faktorů. Hodnota měrného odporu materiálu nám dává představu o odporové kapacitě konkrétního materiálu.
Co je to rezistivita?
Materiály jsou rozděleny na základě jejich vodivých vlastností jako vodiče, polovodiče a izolátory. Elektrický odpor materiálu je definován jako odpor materiálu na jednotku délky a na jednotku plochy průřezu při stanovené teplotě.
Když se na látku aplikuje potenciální rozdíl, odporová vlastnost látky je proti toku proudu skrz látku. Tato vlastnost látky se mění s teplotou a závisí také na typu materiálu, z něhož je látka složena. měří odpor látky.
Vzorec pro rezistivitu
Vzorec je odvozen ze zákonů odporu. Existují čtyři zákony pro odolnost látky.
Rovnice odporu
První zákon
Uvádí se v něm, že odpor látky R je přímo úměrné její délce L. tj. R ∝ L. Když se tedy délka látky zdvojnásobí. jeho odpor se také zdvojnásobí.
Druhý zákon
Podle tohoto zákona odpor R látky je nepřímo úměrná její průřezové ploše A. tj. R ∝ 1 / A. Zdvojnásobením průřezové plochy látky se tedy její hodnota odporu sníží na polovinu.
Třetí zákon
Tento zákon stanoví, že: odpor materiálu závisí na teplotě.
Čtvrtý zákon
Podle tohoto zákona odpor hodnota dvouvodičového materiálu vyrobeného z různých materiálů je odlišná, i když jsou stejné v délce i průřezu.
Ze všech těchto zákonů lze odvodit hodnotu odporu vodiče o délce L a ploše průřezu A jako
R ∝ L / A
R = ρL / A
Zde je ρ koeficient odporu známý jako rezistivita měrného odporu.
Elektrický odpor materiálu je tedy uveden jako
ρ = RA / L
Jeho jednotkou S.I je Ohm-Meter. Označuje se symbolem „ρ“.
Klasifikace odporu pro vodiče, polovodiče a izolátory
Tento materiál velmi závisí na teplotě. Ve vodičích se zvýšením teploty se také zvyšuje rychlost elektronů pohybujících se v materiálu. To vede ke spoustě kolizí. To má za následek snížení průměrné doby srážky elektronů. Tato látka je nepřímo úměrná průměrné době srážky elektronů. S poklesem průměrné doby kolize se tedy zvyšuje hodnota odporu vodiče.
V polovodičových látkách dochází při zvýšení teploty k rozbití kovalentnějších vazeb. Tím se zvyšuje počet bezplatných nosičů náboje v látce. S tímto nárůstem nosičů náboje se zvyšuje vodivost látky, čímž se snižuje odpor polovodičového materiálu. S nárůstem teploty se tedy jeho polovodiče zvýší.
pomáhá při porovnávání různých materiálů na základě jejich schopnosti vést elektřinu. je to vzájemná vodivost. Vodiče mají vysoké hodnoty vodivosti a nižší hodnoty odporu. Izolátory mají vysoké hodnoty odporu a nízké hodnoty vodivosti. Hodnoty odporu a vodivosti pro polovodič leží uprostřed.
Jeho hodnota pro dobrý vodič, jako je ručně tažená měď, na 200C je 1,77 × 10-8ohm-metr a na druhé straně se to pro dobrý izolátor pohybuje od 1012do 10dvacetohm-metry.
Teplotní koeficient
Teplotní koeficient odporu je definován jako změna zvýšení odporu o 1Ω odpor materiálu na 10C vzestup teploty. Označuje se symbolem „α“.
Změna měrného odporu materiálu se změnou teploty se udává jako
dρ / dt = ρ. α
Zde dρ je změna hodnoty odporu. Jeho jednotky jsou ohm-mdva/ m. „Ρ“ je hodnota měrného odporu látky. „Dt“ je změna hodnoty teploty. „Α“ je teplotní koeficient odporu.
Novou hodnotu odporu pro materiál, když prochází změnou teploty, lze vypočítat pomocí výše uvedené rovnice. Nejprve se pomocí změny teplotního koeficientu vypočítá rozsah změny jeho hodnoty. Poté se hodnota přidá k předchozí hodnotě, aby se vypočítala nová hodnota.
To je velmi užitečné při výpočtu hodnot odporu materiálu při různých teplotách. Odpor a měrný odpor, oba pojmy, se vztahují k odporu, kterému čelí protékající proud, ale je to vnitřní vlastnost materiálů. Všechny měděné dráty bez ohledu na jejich délku a plochu průřezu mají stejnou hodnotu odporu, zatímco jejich hodnota odporu se mění se změnou jejich délky a plochy průřezu.
Každý materiál má svou hodnotu. Obecné hodnoty rezistivity pro různé typy materiálů lze uvést jako - U supravodičů je rezistivita 0, u kovů 10-8, u polovodičů a elektrolytů je hodnota odporu proměnná, u izolátorů je hodnota odporu od 1016, pro superizolátory je hodnota měrného odporu „∞“.
Ve 200C hodnota odporu pro stříbro je 1,59 × 10-8, pro měď 1,68 × 10-8. Všechny hodnoty odporu pro různé materiály najdete v a stůl . Dřevo je považováno za vysoce izolátor, ale to se liší v závislosti na množství vlhkosti v něm. V mnoha případech je obtížné vypočítat odpor materiálu pomocí vzorce odporu kvůli nehomogenní povaze materiálů. V takových případech se používá parciální diferenciální rovnice tvořená rovnicí kontinuity J a Poissonovou rovnicí pro E. Mají dva vodiče s různými délkami a různými plochami průřezu stejné hodnoty?
