Định luật điện trở và đơn vị điện trở suất

Electrical4u

Trường dữ liệu: Điện Cơ Bản

China

Kháng điện hoặc Hệ số Kháng điện

Kháng điện hoặc Hệ số Kháng điện là thuộc tính của chất, do đó chất cung cấp sự chống lại dòng điện đi qua nó. Kháng điện hoặc Hệ số Kháng điện của bất kỳ chất nào có thể dễ dàng được tính toán từ công thức được rút ra từ Định luật Kháng điện.

Định luật Kháng điện

Kháng điện của bất kỳ chất nào phụ thuộc vào các yếu tố sau,

Chiều dài của chất.
Diện tích mặt cắt ngang của chất.
Chất liệu tính chất vật liệu của chất.
Nhiệt độ của chất.

Có bốn (4) định luật kháng điện chính từ đó kháng điện hoặc kháng điện riêng của bất kỳ chất nào có thể dễ dàng xác định.

Định luật Thứ nhất về Kháng điện

Kháng điện của một chất tỷ lệ thuận với chiều dài của chất. kháng điện R của một chất là

Trong đó L là chiều dài của chất.
Nếu chiều dài của một chất tăng lên, đường đi của electron cũng tăng lên. Nếu electron di chuyển xa hơn, chúng va chạm nhiều hơn và do đó số lượng electron đi qua chất giảm đi; do đó dòng điện qua chất giảm. Nói cách khác, kháng điện của chất tăng khi chiều dài của chất tăng. Mối quan hệ này cũng là tuyến tính.

Định luật Thứ hai về Kháng điện

Kháng điện của một chất tỷ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang của chất. Kháng điện R của một chất là

Trong đó A là diện tích mặt cắt ngang của chất.
Dòng điện qua bất kỳ chất nào phụ thuộc vào số lượng electron đi qua mặt cắt ngang của chất mỗi đơn vị thời gian. Do đó, nếu mặt cắt ngang của bất kỳ chất nào lớn hơn thì nhiều electron hơn có thể đi qua mặt cắt ngang. Việc đi qua nhiều electron hơn qua mặt cắt ngang mỗi đơn vị thời gian gây ra dòng điện lớn hơn qua chất. Với điện áp cố định, dòng điện lớn hơn nghĩa là kháng điện ít hơn kháng điện và mối quan hệ này là tuyến tính.

Kháng điện

Kết hợp hai định luật này, ta có,

Trong đó, ρ (rho) là hằng số tỷ lệ và được gọi là kháng điện hoặc kháng điện riêng của vật liệu của dẫn điện hoặc chất. Bây giờ, nếu đặt L = 1 và A = 1 trong phương trình, ta có, R = ρ. Điều đó có nghĩa là kháng điện của một vật liệu có chiều dài đơn vị và diện tích mặt cắt ngang đơn vị bằng kháng điện hoặc kháng điện riêng của nó. Kháng điện của một vật liệu có thể được định nghĩa thay thế là kháng điện giữa hai mặt đối diện của một khối có thể tích đơn vị của vật liệu đó.

Định luật Thứ ba về Kháng điện

Kháng điện của một chất tỷ lệ thuận với kháng điện của vật liệu mà chất đó được làm. Kháng điện của tất cả các vật liệu không giống nhau. Nó phụ thuộc vào số lượng electron tự do, kích thước của các nguyên tử của vật liệu, loại liên kết trong vật liệu và nhiều yếu tố khác của cấu trúc vật liệu. Nếu kháng điện của một vật liệu cao, sức cản mà chất làm từ vật liệu này cung cấp sẽ cao và ngược lại. Mối quan hệ này cũng là tuyến tính.

Định luật Thứ tư về Kháng điện

Nhiệt độ của chất cũng ảnh hưởng đến sức cản mà chất cung cấp. Điều này là do, năng lượng nhiệt gây ra nhiều rung động giữa nguyên tử trong kim loại, và do đó electron gặp nhiều trở ngại hơn khi di chuyển từ đầu có điện thế thấp đến đầu có điện thế cao. Do đó, trong chất kim loại, kháng điện tăng khi nhiệt độ tăng. Nếu chất không phải là kim loại, khi nhiệt độ tăng, nhiều liên kết cộng hóa trị bị phá vỡ, điều này gây ra nhiều electron tự do hơn trong vật liệu. Do đó, kháng điện giảm khi nhiệt độ tăng.
Vì vậy, việc đề cập đến kháng điện của bất kỳ chất nào mà không đề cập đến nhiệt độ của nó là vô nghĩa.

Đơn vị của Kháng điện

Đơn vị của kháng điện có thể dễ dàng xác định từ phương trình của nó