Когда к материалу прикладывается разность потенциалов, электроны в материале начинают перемещаться от отрицательного электрода к положительным электродам, что создает ток в материале. Но во время этого движения электроны подвергаются различным столкновениям с другими электронами на своем пути. Эти столкновения вызывают некоторое сопротивление потоку электронов. Это явление известно как сопротивление материала. Свойство удельного сопротивления материалов полезно в электрических цепях. Многие факторы влияют на величину сопротивления материала. Значение удельного сопротивления материала дает нам представление об резистивной способности конкретного материала.
Что такое удельное сопротивление?
Материалы делятся на проводники, полупроводники и изоляторы в зависимости от их проводящих свойств. Удельное электрическое сопротивление материала определяется как сопротивление материала на единицу длины и на единицу площади поперечного сечения при заданной температуре.
Когда к веществу прикладывается разность потенциалов, свойство сопротивления препятствует прохождению через него тока. Это свойство вещества меняется в зависимости от температуры, а также от типа материала, из которого оно состоит. он измеряет сопротивление вещества.
Формула для удельного сопротивления
Формула для этого выводится из законов сопротивления. Есть четыре закона сопротивления вещества.
Уравнение удельного сопротивления
Первый Закон
В нем говорится, что сопротивление вещества R прямо пропорционально его длине L. то есть R ∝ L. Таким образом, когда длина вещества удваивается. его сопротивление также удваивается.
Второй закон
Согласно этому закону, сопротивление R вещества косвенно пропорционально площади его поперечного сечения A. то есть R ∝ 1 / A. Таким образом, удвоение площади поперечного сечения вещества снижает вдвое значение его сопротивления.
Третий закон
Этот закон гласит, что сопротивление материала зависит от температуры.
Четвертый закон
Согласно этому закону, сопротивление Стоимость двухпроводов из разных материалов различна, хотя они одинаковы по длине и площади поперечного сечения.
Из всех этих законов значение сопротивления проводника длиной L и площадью поперечного сечения A может быть получено как
R ∝ L / A
R = ρL / A
Здесь ρ - коэффициент сопротивления, известный как удельное сопротивление удельного сопротивления.
Таким образом, удельное электрическое сопротивление материала определяется как
ρ = RA / L
Единицей измерения S.I является омметр. Обозначается символом «ρ».
Классификация удельного сопротивления проводников, полупроводников и изоляторов
Этот материал сильно зависит от температуры. В проводниках с повышением температуры скорость движения электронов в материале также увеличивается. Это приводит к множеству коллизий. Это приводит к уменьшению среднего времени столкновения электронов. Это вещество обратно пропорционально среднему времени столкновения электронов. Таким образом, с уменьшением среднего времени столкновения значение удельного сопротивления проводника увеличивается.
В полупроводниковых веществах при повышении температуры происходит разрыв большего количества ковалентных связей. Это увеличивает количество свободных носителей заряда в веществе. При таком увеличении носителей заряда увеличивается проводимость вещества, тем самым уменьшая удельное сопротивление полупроводникового материала. Таким образом, с повышением температуры его полупроводники будут увеличиваться.
это помогает сравнивать различные материалы на основе их способности проводить электричество. это обратно проводимости. Дирижеры имеют высокие значения проводимости и более низкие значения удельного сопротивления. Изоляторы имеют высокие значения удельного сопротивления и низкие значения проводимости. Значения удельного сопротивления и проводимости для полупроводник лежит посередине.
Его значение для хорошего проводника, такого как нарисованная вручную медь, составляет 200C 1,77 × 10-8омметр, а для хорошего изолятора от 1012до 1020ом-метры.
Температурный коэффициент
Температурный коэффициент сопротивления определяется как изменение увеличения сопротивления на 1 Ом. резистор материала за 10C повышение температуры. Обозначается символом «α».
Изменение удельного сопротивления материала при изменении температуры задается как
dρ / dt = ρ. α
Здесь dρ - изменение значения удельного сопротивления. Единицы измерения Ом-мдва/ м. «Ρ» - значение удельного сопротивления вещества. «Dt» - изменение значения температуры. «Α» - температурный коэффициент сопротивления.
Новое значение удельного сопротивления материала, когда он претерпевает изменение температуры, можно рассчитать по приведенному выше уравнению. Во-первых, величина изменения его значения рассчитывается с помощью температурного коэффициента. Затем значение добавляется к предыдущему значению для вычисления нового значения.
Это очень полезно при расчете значений сопротивления материала при различных температурах. Сопротивление и удельное сопротивление - оба термина связаны с противодействием протекающего тока, но это внутреннее свойство материалов. Все медные провода, независимо от их длины и площади поперечного сечения, имеют одинаковое значение удельного сопротивления, тогда как их значение сопротивления изменяется с изменением их длины и площади поперечного сечения.
Каждый материал имеет свою ценность. Общие значения удельного сопротивления для различных типов материалов могут быть заданы как - для сверхпроводников удельное сопротивление равно 0, для металлов удельное сопротивление 10.-8, для полупроводников и электролитов величина удельного сопротивления переменная, для изоляторов - от 1016, для супер изоляторов значение удельного сопротивления составляет ‘∞’.
В 200C значение удельного сопротивления для серебра составляет 1,59 × 10-8, для меди 1.68 × 10-8. Все значения удельного сопротивления для различных материалов можно найти в стол . Дерево считается высокоизолирующим материалом, но это зависит от количества содержащейся в нем влаги. Во многих случаях трудно рассчитать сопротивление материала с использованием формулы удельного сопротивления из-за неоднородной природы материалов. В таких случаях используется уравнение в частных производных, образованное уравнением неразрывности J и уравнением Пуассона для E. Имеют ли два провода разной длины и разного сечения одинаковые значения?
