Zákon o odporu a jednotka specifického odporu
Odpornost nebo koeficient odporu
Odpornost nebo koeficient odporu je vlastnost látky, která jí umožňuje bránit průtoku elektrického proudu. Odpornost nebo koeficient odporu jakékoli látky lze snadno vypočítat z vzorce odvozeného z Zákonů odporu.
Zákony odporu
Odpor jakékoli látky závisí na následujících faktorech,
Délka látky.
Plocha průřezu látky.
Povaha materiálu látky.
Teplota látky.
Existuje hlavně čtyři (4) zákony odporu, ze kterých lze snadno určit odpornost nebo specifický odpor jakékoli látky.
První zákon odpornosti
Odpor látky je přímo úměrný délce látky. elektrický odpor R látky je
Kde L je délka látky.
Pokud se délka látky zvýší, zvýší se také dráha, kterou elektrony urazí. Pokud elektrony urazí delší dráhu, kolizí se více a následně počet elektronů procházejících látkou klesne; tedy proud procházející látkou se sníží. Jinak řečeno, odpor látky roste s rostoucí délkou látky. Tato vztah je také lineární.
Druhý zákon odpornosti
Odpor látky je nepřímo úměrný ploše průřezu látky. Elektrický odpor R látky je
Kde A je plocha průřezu látky.
Proud procházející jakoukoliv látkou závisí na počtu elektronů procházejících průřezem látky za jednotku času. Pokud je průřez látky větší, mohou průřez procházet více elektronů. Procházení více elektronů průřezem za jednotku času způsobuje větší proud procházející látkou. Při pevném napětí větší proud znamená menší elektrický odpor a tento vztah je lineární.
Odpornost
Spojením těchto dvou zákonů dostáváme,
Kde, ρ (rho) je konstanta úměrnosti a známá jako odpornost nebo specifický odpor materiálu vodivce nebo látky. Nyní, pokud dosadíme L = 1 a A = 1 do rovnice, dostaneme, R = ρ. To znamená, že odpor materiálu o délce 1 a ploše průřezu 1 je roven jeho odpornosti nebo specifickému odporu. Odpornost materiálu lze alternativně definovat jako elektrický odpor mezi protilehlými stěnami kostky o objemu 1 tohoto materiálu.
Třetí zákon odpornosti
Odpor látky je přímo úměrný odpornosti materiálů, z nichž je látka vyrobena. Odpornost všech materiálů není stejná. Závisí na počtu volných elektronů, velikosti atomů materiálů, typech vazeb v materiálech a mnoha dalších faktorech struktury materiálů. Pokud je odpornost materiálu vysoká, odpor nabízený látkou vyrobenou z tohoto materiálu je také vysoký a naopak. Tento vztah je také lineární.
Čtvrtý zákon odpornosti
Teplota látky také ovlivňuje odpor nabízený látkou. To je proto, že tepelná energie způsobuje větší vibrační pohyb mezi atomy v kovu, a proto elektrony narazí na větší překážky při posouvání se od nižší potenciální strany k vyšší potenciální straně. Proto v kovových látkách odpor roste s rostoucí teplotou. Pokud je látka nemetalická, s rostoucí teplotou se rozpadají více kovalentních vazeb, což způsobuje větší počet volných elektronů v materiálu. Proto odpor klesá s rostoucí teplotou.
Proto je bez smyslu uvádět odpor jakékoli látky bez uvedení její teploty.
Jednotka odpornosti
Jednotku odpornosti lze snadno určit z její rovnice
Jednotka odpornosti je Ω – m v MKS systému a Ω – cm v CGS systému a 1 Ω – m = 100 Ω – cm.
Seznam odpornosti různých běžně používaných materiálů
