Resistivitet eller Modstandskoefficient
Resistivitet eller modstandskoefficient er en egenskab hos et stof, der gør at stoffet modarbejder strømstrømmen igennem det. Resistiviteten eller modstandskoefficienten for ethvert stof kan nemt beregnes ud fra formlen, der er afledt fra Modstandslove.
Modstandslove
Modstanden i et stof afhænger af følgende faktorer,
Længde af stoffet.
Krydssektionareal af stoffet.
Den natur af materialet i stoffet.
Temperatur af stoffet.
Der er hovedsageligt fire (4) modstandslove, hvorfra resistiviteten eller den specifikke modstand for ethvert stof kan let bestemmes.
Første Lov om Resistivitet
Modstanden i et stof er proportional med længden af stoffet. elektrisk modstand R for et stof er
Hvor L er længden af stoffet.
Hvis længden af et stof øges, øges også vejen, som elektronerne rejser. Hvis elektronerne rejser længere, kolliderer de mere, og konsekvent bliver antallet af elektronerne, der passerer igennem stoffet, mindre; derfor reduceres strømmen igennem stoffet. Med andre ord, modstanden i stoffet øges med øget længde af stoffet. Denne relation er også lineær.
Anden Lov om Resistivitet
Modstanden i et stof er invers proportional med krydssektionarealet af stoffet. Elektrisk modstand R for et stof er
Hvor A er krydssektionarealet af stoffet.
Strømmen igennem ethvert stof afhænger af antallet af elektronpasseringer igennem krydssektionen pr. tidsenhed. Så hvis krydssektionen af et stof er større, kan flere elektroner passere krydssektionen. Passering af flere elektroner igennem en krydssektion pr. tidsenhed forårsager mere strøm igennem stoffet. For fastspænding betyder mere strøm mindre elektrisk modstand og denne relation er lineær.
Resistivitet
Ved at kombinere disse to love får vi,
Hvor, ρ (rho) er proportionalitetskonstanten og kendt som resistivitet eller specifik modstand for materialet i lederen eller stoffet. Nu, hvis vi sætter, L = 1 og A = 1 i ligningen, får vi, R = ρ. Det betyder, at modstanden i et materiale med enhedslængde og enhedskrydssektionsareal er lig med dens resistivitet eller specifikke modstand. Resistiviteten for et materiale kan alternativt defineres som den elektriske modstand mellem modsatte flader af en terning med enhedsvolumen af dette materiale.
Tredje Lov om Resistivitet
Modstanden i et stof er proportional med resistiviteten af materialerne, som stoffet er lavet af. Resistiviteten for alle materialer er ikke den samme. Den afhænger af antallet af frie elektroner, og størrelsen på atomerne i materialerne, type af binding i materialerne og mange andre faktorer i materialets struktur. Hvis resistiviteten for et materiale er høj, er modstanden, som stoffet, der er lavet af dette materiale, tilbyder, også høj, og vice versa. Denne relation er også lineær.
Fjerde Lov om Resistivitet
Temperaturen i stoffet påvirker også modstanden, som stoffet tilbyder. Dette skyldes, at varmean energi forårsager mere interatomar vibration i metallet, og dermed får elektronerne mere hindring under drift fra lavt potentiale end til højt potentiale end. Derfor, i metalliske stoffer, øges modstanden med øget temperatur. Hvis stoffet er ikkemetallisk, vil øget temperatur bryde flere kovalente bindinger, hvilket forårsager flere frie elektroner i materialet. Derfor, modstand reduceres med øget temperatur.
Derfor er det meningsløst at nævne modstanden i et stof uden at nævne dets temperatur.
Enheden for Resistivitet
Enheden for resistivitet kan let bestemmes fra dens ligning
Enheden for resistivitet er Ω – m i MKS-systemet og Ω – cm i CGS-systemet, og 1 Ω – m = 100 Ω – cm.
Liste over Resistivitet for forskellige almindelige materialer