Leis da resistencia e unidade de resistividade
Resistencia ou Coeficiente de Resistencia
A resistencia ou coeficiente de resistencia é unha propiedade dunha substancia, debido á que a substancia ofrece oposición ao fluxo da corrente a través dela. A resistencia ou coeficiente de resistencia de calquera substancia pode calcularse facilmente a partir da fórmula derivada das Leis de Resistencia.
Leis de Resistencia
A resistencia de calquera substancia depende dos seguintes factores,
Lonxitude da substancia.
Área seccional transversal da substancia.
A natureza do material da substancia.
Temperatura da substancia.
Hai principalmente catro (4) leis de resistencia dende as cales a resistividad ou resistencia específica de calquera substancia pode determinarse facilmente.
Primeira Lei de Resistividad
A resistencia dunha substancia é directamente proporcional á lonxitude da substancia. A resistencia eléctrica R dunha substancia é
Onde L é a lonxitude da substancia.
Se a lonxitude dunha substancia aumenta, o camiño percorrido polos electróns tamén aumenta. Se os electróns viaxan máis, colidiron máis e, en consecuencia, o número de electróns que pasan a través da substancia diminúe; polo tanto, a corrente a través da substancia reducise. En outras palabras, a resistencia da substancia aumenta co aumento da súa lonxitude. Esta relación tamén é linear.
Segunda Lei de Resistividad
A resistencia dunha substancia é inversamente proporcional á área seccional transversal da substancia. A resistencia eléctrica R dunha substancia é
Onde A é a área seccional transversal da substancia.
A corrente a través de calquera substancia depende do número de electróns que pasan a través dunha sección transversal da substancia por unidade de tempo. Así, se a sección transversal de calquera substancia é maior, entón máis electróns poden cruzar a sección transversal. O paso de máis electróns a través dunha sección transversal por unidade de tempo causa máis corrente a través da substancia. Para unha tensión fixa, máis corrente significa menos resistencia eléctrica e esta relación é linear.
Resistividad
Combinando estas dúas leis obtemos,
Onde, ρ (rho) é a constante de proporcionalidade e coñécese como resistividad ou resistencia específica do material do conductor ou substancia. Agora, se ponemos, L = 1 e A = 1 na ecuación, obtemos, R = ρ. Isto significa que a resistencia dun material de lonxitude unitaria cunha área seccional transversal unitaria é igual á súa resistividad ou resistencia específica. A resistividad dun material pódese definir alternativamente como a resistencia eléctrica entre caras opostas dun cubo de volume unitario desse material.
Tercera Lei de Resistividad
A resistencia dunha substancia é directamente proporcional á resistividad dos materiais cos que está feita a substancia. A resistividad de todos os materiais non é a mesma. Dependendo do número de electróns libres, do tamaño dos átomos dos materiais, do tipo de enlace nos materiais e de moitos outros factores estruturais dos materiais. Se a resistividad dun material é alta, a resistencia ofrecida pola substancia feita con este material é alta e viceversa. Esta relación tamén é linear.
Cuarta Lei de Resistividad
A temperatura da substancia tamén afecta á resistencia ofrecida pola substancia. Isto é debido a que a enerxía térmica provoca máis vibración interatómica no metal, e, polo tanto, os electróns atopan máis obstáculos durante o seu desprazamento do extremo de menor potencial ao de maior potencial. Polo tanto, no caso de substancias metálicas, a resistencia aumenta co aumento da temperatura. Se a substancia é non metálica, co aumento da temperatura, rompéronse máis ligazóns covalentes, o que causa máis electróns libres no material. Polo tanto, a resistencia diminúe co aumento da temperatura.
É por iso que mencionar a resistencia de calquera substancia sen mencionar a súa temperatura é inútil.
Unidade de Resistividad
A unidade de resistividad pode determinarse facilmente a partir da súa ecuación
A unidade de resistividad é Ω – m no sistema MKS e Ω – cm no sistema CGS e 1 Ω – m = 100 Ω – cm.
Listaxe de Resistividad de Diversos Materiais Comúnmente Usados
