Qu'est-ce que la résistivité: définition et sa formule

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Lorsqu'une différence de potentiel est appliquée à travers un matériau, les électrons du matériau commencent à se déplacer de l'électrode négative vers les électrodes positives, ce qui produit un courant dans le matériau. Mais lors de ce mouvement d'électrons, ils subissent diverses collisions avec d'autres électrons sur leur chemin. Ces collisions provoquent une certaine opposition au flux d'électrons. Ce phénomène est connu sous le nom de résistance au matériau. La propriété de résistivité des matériaux est bénéfique dans les circuits électriques. De nombreux facteurs affectent la valeur de résistance d'un matériau. La valeur de la résistance spécifique du matériau nous donne une idée de la capacité résistive d'un matériau particulier.

Qu'est-ce que la résistivité?

Les matériaux sont divisés en fonction de leurs propriétés conductrices en tant que conducteurs, semi-conducteurs et isolants. La résistivité électrique d'un matériau est définie comme la résistance du matériau par unité de longueur et par unité de section transversale à une température spécifiée.




Lorsqu'une différence de potentiel est appliquée à travers une substance, la propriété de résistance de la substance s'oppose à la circulation du courant à travers elle. Cette propriété de la substance varie avec la température et dépend également du type de matériau dont la substance est constituée. il mesure la résistance de la substance.

Formule de résistivité

La formule pour cela est dérivée des lois de la résistance. Il existe quatre lois pour la résistance d'une substance.



Résistivité-Equation

Résistivité-Equation

Première loi

Il déclare que le la résistance d'une substance R est directement proportionnelle à sa longueur L. soit R ∝ L. Ainsi, lorsque la longueur de la substance est doublée. sa résistance est également doublée.

Deuxième loi

Selon cette loi, le la résistance R d'une substance est indirectement proportionnel à sa section transversale A. c'est-à-dire R ∝ 1 / A. Ainsi, en doublant la section transversale d'une substance, sa valeur de résistance est divisée par deux.


Troisième loi

Cette loi stipule que le la résistance d'un matériau dépend de la température.

Quatrième loi

Selon cette loi, le la résistance La valeur des deux fils constitués de matériaux différents est différente bien qu'ils soient identiques dans leur longueur et leurs sections transversales.

À partir de toutes ces lois, la valeur de résistance d'un conducteur de longueur L et de section transversale A peut être dérivée comme

R ∝ L / A

R = ρL / A

Ici, ρ est le coefficient de résistance connu sous le nom de résistivité d'une résistance spécifique.

Ainsi, la résistivité électrique du matériau est donnée par

ρ = RA / L

L'unité S.I de son est Ohm-Meter. Il est désigné par le symbole «ρ».

Classification de résistivité pour les conducteurs, les semi-conducteurs et les isolants

Ce matériau dépend fortement de la température. Dans les conducteurs avec l'augmentation de la température, la vitesse des électrons se déplaçant dans le matériau augmente également. Cela conduit à de nombreuses collisions. Il en résulte une diminution du temps moyen de collision des électrons. Cette substance est inversement proportionnelle au temps moyen de collision des électrons. Ainsi, avec la diminution du temps moyen de la collision, la valeur de résistivité du conducteur augmente.

Dans les substances semi-conductrices, lorsque la température est augmentée, la rupture de plusieurs liaisons covalentes se produit. Cela augmente le nombre de porteurs de charge gratuits dans la substance. Avec cette augmentation des porteurs de charge, la conductivité de la substance augmente, ce qui diminue la résistivité du matériau semi-conducteur. Ainsi avec l'augmentation de la température, ses semi-conducteurs augmenteront.

il aide à comparer les différents matériaux en fonction de leur capacité à conduire l'électricité. c'est réciproque de conductivité. Conducteurs ont des valeurs de conductivité élevées et des valeurs de résistivité inférieures. Les isolateurs ont des valeurs de résistivité élevées et de faibles valeurs de conductivité. Les valeurs de résistivité et de conductivité pour semi-conducteur se trouve au milieu.

Sa valeur pour un bon conducteur tel que le cuivre étiré à la main à 200C est 1,77 × 10-8ohm-mètre et d'autre part, cela pour un bon isolant va de 1012à 10vingtohm-mètres.

Coéfficent de température

Le coefficient de température de résistance est défini comme le changement de l'augmentation de la résistance de 1Ω résistance d'un matériau pour 10C augmentation de la température. Il est désigné par le symbole «α».

Le changement de la résistivité du matériau avec le changement de température est donné comme

dρ / dt = ρ. α

Ici, dρ est le changement de la valeur de résistivité. Ses unités sont ohm-mdeux/ m. «Ρ» est la valeur de résistivité de la substance. «Dt» est le changement de la valeur de la température. «Α» est le coefficient de température de résistance.

La nouvelle valeur de résistivité pour le matériau lorsqu'il subit un changement de température peut être calculée par l'équation ci-dessus. Tout d'abord, la quantité de changement de sa valeur est calculée à l'aide du coefficient de température. Ensuite, la valeur est ajoutée à la valeur précédente pour calculer la nouvelle valeur.

Ceci est très utile pour calculer les valeurs de résistance du matériau à différentes températures. Résistance et résistivité les deux termes sont liés à l'opposition subie par un courant circulant mais c'est une propriété intrinsèque des matériaux. Tous les fils de cuivre, indépendamment de leur longueur et de leur section transversale, ont la même valeur de résistivité alors que leur valeur de résistance change avec le changement de leur longueur et de leur section transversale.

Chaque matériau a sa valeur. Les valeurs générales de résistivité pour différents types de matériaux peuvent être données comme suit: pour les supraconducteurs, la résistivité est de 0, pour les métaux, la résistivité est de 10-8, pour les semi-conducteurs et les électrolytes la valeur de résistivité est variable, pour les isolateurs la valeur de résistivité est de 1016, pour les super isolants, la valeur de résistivité est «∞».

A 20 ans0C la valeur de résistivité de l'argent est de 1,59 × 10-8, pour le cuivre 1,68 × 10-8. Toutes les valeurs de résistivité pour différents matériaux peuvent être trouvées dans un table . Le bois est considéré comme un isolant élevé mais cela varie en fonction de la quantité d'humidité qu'il contient. Dans de nombreux cas, il est difficile de calculer la résistance d'un matériau en utilisant la formule de résistivité en raison de la nature inhomogène des matériaux. Dans de tels cas, l’équation aux dérivées partielles formée par l’équation de continuité de J et l’équation de Poisson pour E est utilisée. Les deux fils de longueurs différentes et de sections transversales différentes ont-ils les mêmes valeurs?