مقاومت قانون او مقاومت واحد
مقاومت یا ضریب مقاومت
مقاومت یا ضریب مقاومت ویژگی مادهای است که به دلیل آن ماده مقاومت در برابر جریان الکتریکی از طریق خود ارائه میدهد. مقاومت یا ضریب مقاومت هر ماده را میتوان به راحتی با استفاده از فرمولی که از قوانین مقاومت بدست میآید محاسبه کرد.
قوانین مقاومت
مقاومت هر ماده به عوامل زیر بستگی دارد،
طول ماده.
مساحت مقطعی ماده.
طبیعت ماده مواد ماده.
دمای ماده.
در واقع چهار (4) قانون اصلی وجود دارد که از آنها میتوان مقاومت خاص یا مقاومت نوعی هر ماده را به راحتی تعیین کرد.
قانون اول مقاومت خاص
مقاومت یک ماده به طول ماده نسبت مستقیم دارد. مقاومت الکتریکی R یک ماده است
که L طول ماده است.
اگر طول یک ماده افزایش یابد، مسیر پیموده شده توسط الکترونها نیز افزایش مییابد. اگر الکترونها مسافت طولانیتری را طی کنند، برخورد بیشتری خواهند داشت و در نتیجه تعداد الکترونهای عبوری از ماده کاهش مییابد؛ بنابراین جریان از طریق ماده کاهش مییابد. به عبارت دیگر، مقاومت ماده با افزایش طول ماده افزایش مییابد. این رابطه نیز خطی است.
قانون دوم مقاومت خاص
مقاومت یک ماده به مساحت مقطعی ماده نسبت معکوس دارد. مقاومت الکتریکی R یک ماده است
که A مساحت مقطعی ماده است.
جریان از طریق هر ماده به تعداد الکترونهای عبوری از مقطع ماده در واحد زمان بستگی دارد. بنابراین، اگر مقطع ماده بزرگتر باشد، تعداد بیشتری الکترون میتوانند از مقطع عبور کنند. عبور تعداد بیشتری الکترون از مقطع در واحد زمان باعث جریان بیشتر از طریق ماده میشود. برای ولتاژ ثابت، جریان بیشتر به معنای مقاومت کمتر است و این رابطه نیز خطی است.
مقاومت خاص
با ترکیب این دو قانون داریم،
که ρ (رو) ثابت تناسب و مقاومت خاص یا مقاومت نوعی ماده رسانا است. حالا اگر L = 1 و A = 1 قرار دهیم در معادله، داریم R = ρ. به این معنا که مقاومت یک ماده با طول واحد و مساحت مقطعی واحد برابر است با مقاومت خاص یا مقاومت نوعی آن. مقاومت خاص یک ماده را میتوان به صورت دیگری تعریف کرد که مقاومت الکتریکی بین دو سطح مقابل یک مکعب با حجم واحد از آن ماده است.
قانون سوم مقاومت خاص
مقاومت یک ماده به مقاومت خاص موادی که ماده از آن ساخته شدهاست نسبت مستقیم دارد. مقاومت خاص تمام مواد یکسان نیست. به تعداد الکترونهای آزاد، اندازه اتمهای مواد، نوع پیوند در مواد و عوامل دیگر ساختار مواد بستگی دارد. اگر مقاومت خاص یک ماده بالا باشد، مقاومت ارائه شده توسط مادهای که از این ماده ساخته شدهاست نیز بالا خواهد بود و برعکس. این رابطه نیز خطی است.
قانون چهارم مقاومت خاص
دمای ماده نیز مقاومت ارائه شده توسط ماده را تحت تأثیر قرار میدهد. این به این دلیل است که انرژی حرارتی باعث ارتعاشات بین اتمی بیشتر در فلز میشود و بنابراین الکترونها در طی مسیر از سمت پایین پتانسیل به سمت بالای پتانسیل با موانع بیشتری مواجه میشوند. بنابراین، در مواد فلزی، مقاومت با افزایش دما افزایش مییابد. اگر ماده غیرفلزی باشد، با افزایش دما، پیوندهای کووالانسی بیشتری بشکنند و این باعث تعداد بیشتری الکترون آزاد در ماده میشود. بنابراین، مقاومت با افزایش دما کاهش مییابد.
به همین دلیل ذکر مقاومت هر ماده بدون ذکر دمای آن بیمعنی است.
واحد مقاومت خاص
واحد مقاومت خاص میتواند به راحتی از معادله آن تعیین شود
واحد مقاومت خاص در سیستم MKS Ω – m و در سیستم CGS Ω – cm است و 1 Ω – m = 100 Ω – cm.
فهرست مقاومت خاص مواد مختلف معمولاً استفاده شده
