Ellenállásosság törvényei és az ellenállásosság mértékegysége
Tárgyanyag ellenállása vagy ellenállási együttható
A tárgyanyag ellenállása vagy ellenállási együtthatója a tárgyanyag tulajdonsága, amely ellenállást mutat az áram átmenetének. A tárgyanyag ellenállása vagy ellenállási együtthatója könnyen kiszámítható a Ellenállás törvényeiből származó képletből.
Ellenállás törvényei
A bármilyen anyag ellenállása a következő tényezőktől függ:
A hossz a anyagnak.
A keretszélesség a anyagnak.
Az anyag természete.
A hőmérséklet a anyagnak.
Négy (4) ellenállás törvénye létezik, amelyekből bármely anyag ellenállási együtthatója vagy specifikus ellenállása könnyen meghatározható.
Az ellenállás első törvénye
Egy anyag ellenállása arányos az anyag hosszával. Az elektromos ellenállás R egy anyagnak
Ahol L az anyag hossza.
Ha növeljük az anyag hosszát, akkor növekszik az elektronok által megtett út is. Ha az elektronok hosszabb utat tesznek meg, több ütközés történik, és ennek eredményeként kevesebb elektron jut át az anyagon; így csökken az áram az anyagon keresztül. Más szavakkal, az anyag ellenállása növekszik az anyag hosszának növekedésével. Ez a kapcsolat lineáris.
Az ellenállás második törvénye
Egy anyag ellenállása fordítottan arányos az anyag keretszélességével. Az elektromos ellenállás R egy anyagnak
Ahol A az anyag keretszélessége.
Az áram, amely bármilyen anyagon keresztül halad, függ attól, hogy mennyi elektron halad át a anyag keretszélességén egységidőben. Tehát, ha a keretszélesség nagyobb, akkor több elektron tud áthaladni. Több elektron áthaladása a keretszélességen egységidőben nagyobb áramot okoz az anyagon. Fix feszültségnél, nagyobb áram jelenti kevesebb elektromos ellenállást, és ez a kapcsolat lineáris.
Ellenállási együttható
E két törvénnyel kombinálva kapjuk:
Ahol, ρ (rho) a proporcionalitási konstans, és az ellenállási együttható vagy specifikus ellenállás a vezető vagy anyag anyagának. Ha behelyettesítünk, L = 1 és A = 1 a képletbe, akkor kapjuk, R = ρ. Ez azt jelenti, hogy egy egység hosszúságú, egység keretszélességű anyag ellenállása egyenlő az ellenállási együtthatójával vagy specifikus ellenállásával. Az ellenállási együttható egy anyagra alternatívan definiálható, mint a közös oldalai közötti elektromos ellenállás egy egység térfogatú kockában.
Az ellenállás harmadik törvénye
Egy anyag ellenállása arányos az anyag ellenállási együtthatójával, amelyből az anyag készült. Nem minden anyag ellenállási együtthatója ugyanaz. Függ a szabad elektronok számától, az atomok méretétől, a kötések típusától, és sok más tényezőtől az anyag szerkezetében. Ha az anyag ellenállási együtthatója magas, akkor a vele készült anyag ellenállása magas, és fordítva. Ez a kapcsolat is lineáris.
Az ellenállás negyedik törvénye
Az anyag hőmérséklete is befolyásolja az anyag által nyújtott ellenállást. Ez azért van, mert a hőenergia okoz több interatomos rezgést a fémekben, és így az elektronok több akadályra találnak, amikor a kisebb potenciálú végéről a nagyobb potenciálú végére haladnak. Így, a fémek esetében, az ellenállás növekszik a hőmérséklet növekedésével. Ha az anyag nemfém, a hőmérséklet növekedése során több kovalens kötés szakad, ami több szabad elektront okoz az anyagban. Így, az ellenállás csökken a hőmérséklet növekedésével.
Ezért értelmetlen bármely anyag ellenállásának említése anélkül, hogy megemlítenénk a hőmérsékletét.
Az ellenállási együttható egysége
Az ellenállási együttható egysége könnyen meghatározható a képletből
Az ellenállási együttható egysége Ω – m az MKS rendszerben, és Ω – cm a CGS rendszerben, és 1 Ω – m = 100 Ω – cm.
Gyakran használt anyagok ellenállási együtthatóinak listája
