Leggi della resistività e unità di misura della resistività
Resistività o Coefficiente di Resistenza
La resistività o coefficiente di resistenza è una proprietà della sostanza, a causa della quale la sostanza oppone resistenza al flusso di corrente attraverso di essa. La resistività o coefficiente di resistenza di qualsiasi sostanza può essere facilmente calcolata dalla formula derivata dalle Leggi della Resistenza.
Leggi della Resistenza
La resistenza di qualsiasi sostanza dipende dai seguenti fattori,
Lunghezza della sostanza.
Sezione trasversale della sostanza.
La natura del materiale della sostanza.
Temperatura della sostanza.
Ci sono principalmente quattro (4) leggi della resistenza dalle quali la resistività o resistenza specifica di qualsiasi sostanza può essere facilmente determinata.
Prima Legge della Resistività
La resistenza di una sostanza è direttamente proporzionale alla lunghezza della sostanza. La resistenza elettrica R di una sostanza è
Dove L è la lunghezza della sostanza.
Se la lunghezza di una sostanza aumenta, il percorso viaggiato dagli elettroni aumenta. Se gli elettroni viaggiano a lungo, collidono di più e conseguentemente il numero di elettroni che passano attraverso la sostanza diventa minore; quindi la corrente attraverso la sostanza si riduce. In altre parole, la resistenza della sostanza aumenta con l'aumentare della sua lunghezza. Questa relazione è anche lineare.
Seconda Legge della Resistività
La resistenza di una sostanza è inversamente proporzionale alla sezione trasversale della sostanza. La resistenza elettrica R di una sostanza è
Dove A è la sezione trasversale della sostanza.
La corrente attraverso qualsiasi sostanza dipende dal numero di elettroni che passano attraverso una sezione trasversale della sostanza per unità di tempo. Quindi, se la sezione trasversale di qualsiasi sostanza è maggiore, allora più elettroni possono attraversare la sezione trasversale. Il passaggio di più elettroni attraverso una sezione trasversale per unità di tempo causa una maggiore corrente attraverso la sostanza. Per una tensione fissa, una maggiore corrente significa minore resistenza elettrica e questa relazione è lineare.
Resistività
Combinando queste due leggi otteniamo,
Dove, ρ (rho) è la costante di proporzionalità e nota come resistività o resistenza specifica del materiale del conduttore o sostanza. Ora, se mettiamo L = 1 e A = 1 nell'equazione, otteniamo, R = ρ. Ciò significa che la resistenza di un materiale di lunghezza unitaria con sezione trasversale unitaria è uguale alla sua resistività o resistenza specifica. La resistività di un materiale può essere definita in modo alternativo come la resistenza elettrica tra facce opposte di un cubo di volume unitario di quel materiale.
Terza Legge della Resistività
La resistenza di una sostanza è direttamente proporzionale alla resistività dei materiali con cui la sostanza è realizzata. La resistività di tutti i materiali non è la stessa. Dipende dal numero di elettroni liberi, dalla dimensione degli atomi dei materiali, dai tipi di legame nei materiali e da molti altri fattori delle strutture dei materiali. Se la resistività di un materiale è alta, la resistenza offerta dalla sostanza realizzata con questo materiale è alta e viceversa. Questa relazione è anche lineare.
Quarta Legge della Resistività
La temperatura della sostanza influenza anche la resistenza offerta dalla sostanza. Questo perché, l'energia termica causa più vibrazioni interatomiche nel metallo, e quindi gli elettroni incontrano più ostacoli durante il loro spostamento dall'estremità a potenziale inferiore a quella a potenziale superiore. Pertanto, nelle sostanze metalliche, la resistenza aumenta con l'aumentare della temperatura. Se la sostanza è non metallica, con l'aumentare della temperatura, vengono rotte più legami covalenti, ciò causa più elettroni liberi nel materiale. Di conseguenza, la resistenza diminuisce con l'aumentare della temperatura.
Per questo motivo, menzionare la resistenza di qualsiasi sostanza senza menzionare la sua temperatura è privo di significato.
Unità di Resistività
L'unità di resistività può essere facilmente determinata dalla sua equazione
L'unità di resistività è Ω – m nel sistema MKS e Ω – cm nel sistema CGS e 1 Ω – m = 100 Ω – cm.
Elenco di Resistività di Diversi Materiali Comunemente Usati
