| Удельное электрическое сопротивление | |
|---|---|
 |
|
| Размерность |
СИ:L3MT-3I-2 СГС:T |
| Единицы измерения | |
| СИ | Ом·метр |
| СГС | с |
Уде́льное электри́ческое сопротивле́ние (удельное сопротивление) — физическая величина, характеризующая способность материала препятствовать прохождению электрического тока, выражается в Ом·метр. Удельное электрическое сопротивление принято обозначать греческой буквой ρ. Значение удельного сопротивления зависит от температуры в различных материалах по-разному: в проводниках, удельное электрическое сопротивление с повышением температуры возрастает, а в полупроводниках и диэлектриках — наоборот, уменьшается. Величина, учитывающая изменение электрического сопротивления от температуры называется температурный коэффициент удельного сопротивления. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества.
Электрическое сопротивление однородного проводника с удельным сопротивлением ρ, длиной l и площадью поперечного сечения S может быть рассчитано по формуле 
(при этом предполагается, что ни площадь, ни форма поперечного сечения не меняются вдоль проводника). Соответственно, для ρ выполняется 
Из последней формулы следует: физический смысл удельного сопротивления вещества заключается в том, что оно представляет собой сопротивление изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины и с единичной площадью поперечного сечения.
Единицы измерения[править | править код]
Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м[1]. Из соотношения 
следует, что единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом[2]. Соответственно, удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².
В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм²/м, равная 10−6 от 1 Ом·м[1]. Данная единица равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом[2]. Соответственно, удельное сопротивление какого-либо вещества, выраженное в этих единицах, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм².
Зависимость от температуры[править | править код]
В проводниках удельное электрическое сопротивление увеличивается с увеличением температуры. Это объясняется тем, что с ростом температуры увеличивается интенсивность колебания атомов в узлах кристаллической решетки проводника, что препятствует движению свободных электронов[3].
В полупроводниках и диэлектриках удельное электрическое сопротивление уменьшается. Это объясняется тем, что с увеличением температуры увеличивается концентрация основных носителей заряда.
Величина, учитывающая изменение удельного электрического сопротивление от температуры называют температурным коэффициентом удельного сопротивления.
Обобщение понятия удельного сопротивления[править | править код]
Кусок резистивного материала с электрическими контактами на обоих концах
Удельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией координат — коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля 
и плотность тока 
в данной точке 
. Указанная связь выражается законом Ома в дифференциальной форме:
Эта формула справедлива для неоднородного, но изотропного вещества. Вещество может быть и анизотропно (большинство кристаллов, намагниченная плазма и т. д.), то есть его свойства могут зависеть от направления. В этом случае удельное сопротивление является зависящим от координат тензором второго ранга, содержащим девять компонент 
. В анизотропном веществе векторы плотности тока и напряжённости электрического поля в каждой данной точке вещества не сонаправлены; связь между ними выражается соотношением
В анизотропном, но однородном веществе тензор от координат не зависит.
Тензор симметричен, то есть для любых 
и 
выполняется 
.
Как и для всякого симметричного тензора, для можно выбрать
ортогональную систему декартовых координат, в которых матрица становится диагональной, то есть приобретает вид, при котором из девяти компонент отличными от нуля являются лишь три: 
, 
и 
. В этом случае, обозначив 
как 
, вместо предыдущей формулы получаем более простую
Величины называют главными значениями тензора удельного сопротивления.
Связь с удельной проводимостью[править | править код]
В изотропных материалах связь между удельным сопротивлением и удельной проводимостью 
выражается равенством
В случае анизотропных материалов связь между компонентами тензора удельного сопротивления и тензора удельной проводимости 
имеет более сложный характер. Действительно, закон Ома в дифференциальной форме для анизотропных материалов имеет вид:
Из этого равенства и приведённого ранее соотношения для 
следует, что тензор удельного сопротивления является обратным тензору удельной проводимости. С учётом этого для компонент тензора удельного сопротивления выполняется:
![rho _{{11}}={frac {1}{det(sigma )}}[sigma _{{22}}sigma _{{33}}-sigma _{{23}}sigma _{{32}}],](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/08befe7409fd1685d379b9d3045f8b7d88b62e44)
![rho _{{12}}={frac {1}{det(sigma )}}[sigma _{{33}}sigma _{{12}}-sigma _{{13}}sigma _{{32}}],](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/023c28c36a33abc59ec81a040eeeee5d6040e007)
где 
— определитель матрицы, составленной из компонент тензора . Остальные компоненты тензора удельного сопротивления получаются из приведённых уравнений в результате циклической перестановки индексов 1, 2 и 3[4].
Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ[править | править код]
Металлические монокристаллы[править | править код]
В таблице приведены главные значения тензора удельного сопротивления монокристаллов при температуре 20 °C[5].
| Кристалл | ρ1=ρ2, 10−8 Ом·м | ρ3, 10−8 Ом·м |
|---|---|---|
| Олово | 9,9 | 14,3 |
| Висмут | 109 | 138 |
| Кадмий | 6,8 | 8,3 |
| Цинк | 5,91 | 6,13 |
| Теллур | 2,90·109 | 5,9·109 |
Металлы и сплавы, применяемые в электротехнике[править | править код]
Разброс значений обусловлен разной химической чистотой металлов, способов изготовления образцов, изученных разными учеными и непостоянством состава сплавов.
|
|
Значения даны при температуре t = 20 °C. Сопротивления сплавов зависят от их химического состава и могут варьироваться. Для чистых веществ колебания численных значений удельного сопротивления обусловлены различными методами механической и термической обработки, например, отжигом проволоки после волочения.
Другие вещества[править | править код]
| Вещество | ρ, Ом·мм²/м |
|---|---|
| Сжиженные углеводородные газы | 0,84⋅1010 |
Тонкие плёнки[править | править код]
Сопротивление тонких плоских плёнок (когда её толщина много меньше расстояния между контактами) принято называть «удельным сопротивлением на квадрат», 
Этот параметр удобен тем, что сопротивление квадратного куска проводящей плёнки не зависит от размеров этого квадрата, при приложении напряжения по противоположным сторонам квадрата. При этом сопротивление куска плёнки, если он имеет форму прямоугольника, не зависит от его линейных размеров, а только от отношения длины (измеренной вдоль линий тока) к его ширине L/W: 
где R — измеренное сопротивление. В общем случае, если форма образца отличается от прямоугольной, и поле в плёнке неоднородное, используют метод ван дер Пау.
См. также[править | править код]
- Электрическое сопротивление
- Сверхпроводимость
- Закон Ома
- Удельная проводимость
- Отрицательное сопротивление
- Импеданс
- Температурный коэффициент электрического сопротивления
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 93. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
- ↑ 1 2 Чертов А. Г. Единицы физических величин. — М.: «Высшая школа», 1977. — 287 с.
- ↑ Никулин Н. В., Назаров А. С. Радиоматериалы и радиокомпоненты. — 3-е изд. — М.: Высшая школа, 1986. — 208 с.
- ↑ Давыдов А. С. Теория твёрдого тела. — М.: «Наука», 1976. — С. 191—192. — 646 с.
- ↑ Шувалов Л. А. и др. Физические свойства кристаллов // Современная кристаллография / Гл. ред. Б. К. Вайнштейн. — М.: «Наука», 1981. — Т. 4. — С. 317.
Литература[править | править код]
- Никулин Н. В., Назаров А. С. Радиоматериалы и радиокомпоненты. — 3-е изд., переработанное и дополненное. — М.: Высшая школа, 1986. — С. 6—7. — 208 с.
Сергей Сергеевич Соев
Эксперт по предмету «Физика»
Задать вопрос автору статьи
Общая информация
Определение 1
Удельное сопротивление – это физическая величина, которая характеризует способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.
Этот параметр обозначается греческой буквой $p$ (ро). Основой для расчета удельного сопротивления является эмпирическая формула, используемая для расчета электрического сопротивления, которую получил Георг Ом.
$R=p • l/S $
Чтобы получить формулу для расчета удельного сопротивления, нужно преобразовать формулу Ома:
$R =p · l/S$
$p • l/S=R$
$p/S=R/l $
$p=R • S/l $
Последний этап преобразования и есть нужная формула:
$p=R•S/l$, где
- $R$ — сопротивление, Ом;
- $S$ — площадь поперечного сечения, $мм^2$;
- $l$ — длина, м.
По международной системе СИ, удельное сопротивление выражается в $Ом•м$. На практике используется альтернативное выражение удельного сопротивления $Ом•мм^2/м$.
Рисунок 1. Удельное сопротивление отдельных материалов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Замечание 1
На рисунке изображены значения удельного сопротивления только для часто используемых материалов. Значения этого параметра для других материалов можно найти в соответствующих справочниках.
Зависимость удельного сопротивления от температуры
Говоря об удельном сопротивлении, нельзя упомянуть о влиянии температуры окружающей среды на его значение. Однако, это влияние будет разным для каждого материала. Это объясняется одним важным параметром $α$ – температурным коэффициентом.
Температурный коэффициент используется в формула для расчета удельного сопротивления с учетом изменения температуры:
«Удельное сопротивление» 👇
$ρ_t =ρ_0 • [1+α•(t-t_0)]$, где
- $ρ_0$ – удельное сопротивление при 20 С*,
- $α$ – температурный коэффициент,
- $t-t_0$ – разница температур.
Рисунок 2. Температурный коэффициент сопротивления. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Рассчитаем удельное сопротивление меди при -30 C и +30 C .
Пример 1
Для расчета удельного сопротивления при +30 C*, нужно взять первую формулу и подставить известные значения:
$ρ_t=ρ_0 • [1+α•(t-t_0)]=0,017• [1+0,0039•(30-20)]=0,017•[1+(0,0039•10)]=0,0176 $
Для расчета удельного сопротивления при -30 C*, нужно взять вторую формулу и выполнить аналогичный расчет:
$ρ_t=ρ_0 • [1+α•(t-t_0)]=0,017 • [1+(0,0039 • (– 30 – 20)=0,0136$
Исходя из расчетов можно сделать вполне логичный вывод, который заключается в следующем.
Замечание 2
Чем выше температура окружающей среды, тем выше удельное сопротивление.
Практическое определение удельного сопротивления
Иногда, материал необходимый для работы бывает неизвестен. Из-за этого нет возможности использовать справочник и посмотреть значение удельного сопротивления. В этом случае, для определения необходимого параметра, нужно использовать расчетные формулы и ряд подручных инструментов: цифровой микрометр и мультиметр.
Определим удельное сопротивление проволоки из неизвестного материала длинной 3,5 м.
Включаем мультиметр и устанавливаем на нижний предел измерения сопротивления (200 Ом).
Подводим по одному щупу к каждому концу проволоки, проводим измерение и снимаем показания прибора, например, 75 Ом.
Берем микрометр и измеряем диаметр проволоки, например, 0,25 $мм^2$
Выпишем формулы для определения сечения провода и удельного сопротивления:
$S=π•d^2/4$;
$ρ=R•S/l$
Преобразуем формулу для нахождения удельного сопротивления с учетом новой формулы и подставим необходимы значения:
$ρ=R•S/l=R• π• d^2/4• l=75• 3,14• 0,25^2/4• 3,5=235,5• 0,25^2/4• 3,5=14,71/14=1,05$ $Ом• мм^2$
Откроем справочник и по найденному удельному сопротивлению определим материал (в данном случае это нихром).
Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу
Поиск по теме
Удельное сопротивление
природных сред, зависящее в естественных
условиях от множества факторов, может
колебаться в широких пределах (табл.2).
Кажущиеся на первый взгляд одинаковыми
ландшафты при измерениях показывают
различное удельное сопротивление.Это
объясняется либо разной влажностью,
либо разной пористостью, либо разной
плотностью прилегания частиц твердой
фазы грунтов друг к другу.
Таблица 2
Удельное электрическое сопротивление горных пород.
|
Горная |
Средняя |
Удельное |
|
|
Сухое |
Влажное |
||
|
Гранит Кварцит Диабаз Базальт Диорит Мрамор Известняк Песчаник Слюда Каменный |
От – От От 1,25 – От От – – |
3*1013 1010 2,2*109 1,3*107 – 2,5*108 1,2*107 5,4*1010 1011-1014 |
1,6*107 4,7*106 3*104 2,3*104 2,8*104 1,4*104 4,2*105 1,4*107 – 340 |
.
При этом, как
следует из табл. 3 и 4, удельное электрическое
сопротивление почвогрунта определяется
в основном количественным содержанием
в нем грунтовой влаги, так как само по
себе сопротивление природных вод
изменяется в гораздо меньших пределах,
чем сопротивление твердой фазы.
Таблица
3
Удельное электрическое сопротивление природных вод
|
Наименование |
Удельное |
|
Вода Ключевая Вода Вода Вода Грунтовая |
48,6 40,5
16,7
9,0
42,0
20,8 |
Максимальные
значения сопротивления грунтов
определяются сопротивлением твердой
фазы исследуемого грунта в сухом
состоянии. Несмотря на то что удельное
сопротивление грунта даже на территории
расположения одной опоры может иметь
некоторую вариацию, избежать усреднения
этой величины в пределах некоторой
пространственной зоны вокруг опоры не
удастся. В течение года, в связи с
изменением атмосферных условий, меняется
содержание влаги в грунте, насыщенность
его различных слоев, температура грунта
и физическое состояние влаги. Удельное
сопротивление грунта, зависящее от всех
этих факторов, также меняется в течение
года в широких пределах
Таблица
4
Удельное электрическое сопротивление почв и грунтов.
|
Тип |
Объемное |
Удельное |
Среднее |
|
Чернозем |
60 20 – – |
9.6 71 80 – 200 6 – 50 |
50 |
|
Глина |
20 40 – – |
33 7.6 21 – 95 10 – 50 |
60 |
|
Суглинок |
7.5 – 30 (по массе) 12 – 22 (по массе) – |
260 – 42 87 – 28 40 – 80 |
80 |
|
Песок |
9 – важный – |
130 100 – 1000 410 – 1090 100 – 180 |
400 |
|
Супесь |
влажная |
236 – 370 |
300 |
|
Каменистый |
– – |
>130 >240 |
200 |
|
Торф |
– |
20 |
20 |
|
Лесс |
В период жаркой |
250 |
250 |
|
Глина +известняк +щебень |
– |
54 |
100 |
Соседние файлы в папке методички к лабам по БЖ
- #
- #
- #
Некоторые вещества в природе (как металлы, так и неметаллы) являются проводниками электрического тока. При движении тока в них тока, вещества оказывают сопротивление его прохождению. Физическая величина, которая определяет способность материала препятствовать прохождению через него электрического тока называется удельным сопротивлением.
Металл с небольшим значением этого параметра – медь. Низкое значение сопротивления движению тока [left(0,017 frac{O м * мм^{2}}{м}right)] позволяет использовать медь в качестве проводника.
Описанная величина обозначается греческой буквой «ро» – ρ.
Формула удельного сопротивления
Для расчета данного параметра немецким физиком Георгом Омом была выведена формула удельного сопротивления:
[boldsymbol{R=frac{rho * l}{S}}]
Эта формула записана относительно сопротивления. Для того чтобы вывести значение данной физической величины, необходимо преобразовать исходную формулу:
[frac{rho * l}{S}=R]
сперва нужно умножить обе части уравнения на S:
[frac{rho}{S}=frac{R}{l}]
затем l переносится в правую часть:
[rho=frac{R * S}{l}]
Исходя из полученного выражения, можно сформулировать понятие удельного сопротивления: препятствие данного вещества единичной длины и единичной площади поперечного сечения движению тока.
Получившаяся формула используется для нахождения значения исследуемого параметра. Кроме искомой величины, в формуле фигурируют ещё три члена:
- R – сопротивление, измеряемое в Ом;
- l – длина проводника, в метрах;
- S – площадь поперечного сечения, мм².
В общепринятой международной системе (СИ) единицей измерения удельного сопротивления является Ом*м. При решении практических задач, полученные значения чаще всего выражают в [frac{O_{mathrm{м} * mathrm{мм}^{2}}}{mathrm{м}}].
Для большинства часто применяемых металлов этот параметр уже рассчитан. Ниже представлена таблица 1, в которой собраны значения величины для некоторых металлов.
| Металл | Числовое значение удельного сопротивления при температуре [20C^{circ}], [frac{O_{м * м м^{2}}}{м}] |
| Медь | 0,017 |
| Серебро | 0,016 |
| Вольфрам | 0,055 |
| Золото | 0,024 |
| Алюминий | 0,028 |
| Железо | 0,1 |
| Свинец | 0,21 |
Зависимость удельного сопротивления от температуры
В приведенной таблице отмечено, что указанные значения приводятся при температуре [20C^{circ}]. Действительно, удельное сопротивление зависит от температуры. Но для каждого материала влияние температуры внешней среды будет разным. Такое явление обусловливается температурным коэффициентом [(alpha)]. Он учитывается при расчете параметра по формуле: [rho_{t}=rho_{0} *left[1+alpha *left(t_{1}-t_{o}right)right]].
В этом выражении представлены значения:
- [rho_{0}] – удельного сопротивления металла при температуре окружающей среды [20 C^{o}];
- α – температурного коэффициента;
- t1 – t0 – разница температур (Δt).
Данная формула устанавливает зависимость удельного сопротивления от температуры.
В таблице 2 приведены числовые значения температурного коэффициента для некоторых металлов.
| Металл | Температурный коэффицент сопротивления [alpha, K^{-1}] |
| Алюминий | 0,0049 |
| Вольфрам | 0,0045 |
| Медь | 0,0039 |
| Никель | 0,0050 |
| Олово | 0,0042 |
| Ртуть | 0,0009 |
| Серебро | 0,0036 |
Примеры расчета удельного сопротивления
Используя приведенную формулу, можно рассчитать значения удельного электрического сопротивления с учетом температурного коэффициента.
Пример
Необходимо рассчитать числовое значение исследуемой величины для вольфрама при температурах 50 и -50 градусов Цельсия.
Применяем полученную формулу для расчетов при 50-ти градусах:
[begin{gathered}
rho_{t}=rho_{0} *left[1+alpha *left(t_{1}-t_{0}right)right]=0,055 *[1+0,0045 *(50-20)]=0,0624 .
end{gathered}]
По этой же формуле произведем расчет при температуре -50 градусов:
[begin{gathered}
rho_{t}=rho_{0} *left[1+alpha *left(t_{1}-t_{0}right)right]=0,055 *[1+0,0045 *(-50-20)]=0,0376 .
end{gathered}]
Исходя из примеров расчета удельного сопротивления, можно сделать вывод, что с увеличением температуры внешней среды растет удельное сопротивление.
На рисунке представлен график зависимости удельного сопротивления от температуры.
График наглядно показывает рост этой физической величины в процессе повышения температуры.
Применение формул на практике
На практике часто приходится производить расчет по той причине, что материал изделия неизвестен. Это обстоятельство лишает возможности обратиться к справочной литературе за необходимыми данными.
При расчете искомого параметра понадобятся не только теоретические формулы, но и специальные приборы: мультиметр и микрометр.
Дан пруток, имеющий длину 5 метров. При помощи штангенциркуля определим диаметр сечения. Полученное значение составило 0,42 мм.
Площадь сечения определяется по формуле:
[boldsymbol{S=frac{pi * d^{2}}{4}}]
Затем необходимо измерить электрическое сопротивление материала. Мультиметр показывает 45 Ом.
Подставим площадь в исходную формулу для расчета искомой величины:
[begin{gathered}
rho=frac{R * S}{l} \
rho=frac{R * pi * d^{2}}{4 * l}
end{gathered}]
Далее подставим полученные значения в формулу и рассчитаем искомый параметр:
[rho=frac{45 * 3,14 * 0,42^{2}}{4 * 5}=1,24 frac{O м * cdot мм^{2}}{м}]
Полученное значение необходимо сверить со справочником. Учитывая несовершенство приборов, и возникшие в процессе непосредственного измерения размеров изделия погрешности, можно сделать вывод, что пруток изготовлен из нихрома.
Нет времени решать самому?
Наши эксперты помогут!
Понятие проводимости
Физическая величина, которая характеризует возможность материала проводить электрический ток, называется проводимостью (электропроводностью). Единицей измерения этой величины в системе СИ служит Сименс (См).
Проводимость является величиной, обратной к электрическому сопротивлению.
Соотношение между удельным сопротивлением и удельной электропроводностью можно представить в виде:[sigma=frac{1}{rho}]
Электропроводность материала определяется способностью заряженных частиц (ионов и электронов) свободно перемещаться в пределах данной среды. Из этого можно сделать вывод, что проводимость зависит от нескольких характеристик материала:
- строения вещества;
- химического состава;
- агрегатного состояния.
Кроме того, поскольку удельное сопротивление зависит от температуры, то и проводимость тоже будет зависеть от этого фактора.
Ниже представлена таблица 3, в которой показаны значения проводимости для основных металлов.
| Металл | Значение проводимости *107, См/м |
| Серебро | 6,2 |
| Медь | 5,8 |
| Золото | 4,52 |
| Алюминий | 3,77 |
| Вольфрам | 1,9 |
| Латунь | 1,55 |
| Железо | 0,99 |
Стоит отметить, что указанные в данной таблице значения реальны только при температуре 25 градусов Цельсия. С изменение температуры, электропроводность материалов будет изменяться. На основании приведенной выше зависимости удельного сопротивления от температуры и, руководствуясь формулой для расчета проводимости, можно сделать вывод, что с увеличением температуры окружающей среды значение проводимости будет снижаться.
Проводимость серебра выше проводимости меди. Однако серебро не получило широкого промышленного распространения в качестве проводника электричества, поскольку имеет высокую стоимость.
Удельное сопротивление
Содержание:
- Что такое удельное сопротивление
- Как образуется в материале проводимость
- Единицы измерения
- Формула расчета удельного сопротивления
-
От чего зависит сопротивление
- Связь с удельной проводимостью
- Удельное сопротивление различных материалов
Что такое удельное сопротивление
Удельное сопротивление (УС) — это свойство вещества оказывать сопротивление электротоку в момент прохождения через него.
Все вещества по способности проводить электрический ток делятся на:
- Проводники. Проводниками называют вещества, в которых находится большое количество свободных заряженных частиц — электронов. Благодаря наличию таких заряженных частиц, свободно перемещающихся по всему металлическому проводнику, электрическое поле внутри таких веществ отсутствует. Отличными проводниками, например, являются металлы.
- Полупроводники. Полупроводниками называют такие вещества, которые способны изменять удельное сопротивление в широких пределах и быстро уменьшать его значение с повышением температуры.
Как образуется в материале проводимость
Причина того, что вещества оказывают сопротивление электрическому току, кроется в том, что движению электрического тока, представляющему собой направленное движение электрических зарядов, мешают ионы кристаллической решетки вещества, движущиеся беспорядочно. Это препятствие или сопротивление электротоку влияет на его скорость — она уменьшается.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Единицы измерения
В физике символом р принято обозначать удельную проводимость вещества. Она характеризует то вещество, из которого выполнен проводник. Ее значение равняется сопротивлению проводника, длина которого составляет 1 метр, а площадь сечения — 1 (м^2.)
Единицами УС вещества в международной системе принято считать 10(м*1) (м^2 /1 м).
Так как площадь поперечного сечения часто измеряют в (мм^2), поэтому в учебниках по физике для удельного сопротивления можно встретить два варианта единиц измерения: (Ом*м) и (Ом*мм^2/м).
Формула расчета удельного сопротивления
Удельное сопротивление рассчитывается по формуле:
(p=frac{Rtimes S}l)
Где R — сопротивление проводника, S — площадь его поперечного сечения, l — его длина.
От чего зависит сопротивление
УС зависит от температуры в различных материалах. Но меняется оно по-разному:
- В проводниках p с повышением температуры увеличивается.
- В полупроводниках и диэлектриках p с повышением температуры уменьшается.
Температурный коэффициент электрического сопротивления — величина, которая учитывает изменение электрического сопротивления от температуры.
Связь с удельной проводимостью
Удельной электропроводностью называют величину, обратную удельному сопротивлению. Она обозначается символом k и измеряется в сименс/м.
Взаимосвязь двух величин выражает формула:
(p=frac1k)
Электрическое сопротивление является свойством проводника и зависит от материала, размеров и формы вещества.
Удельное электрическое сопротивление — это свойство только вещества.
Удельное сопротивление различных материалов
В таблице приведены значения УС некоторых веществ:
Опытным путём было установлено, что у металлов удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается. Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь — лучшие проводники электричества.
Стекло и дерево имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток и являются изоляторами.
Насколько полезной была для вас статья?
Рейтинг: 2.00 (Голосов: 7)
Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»
Текст с ошибкой:
Расскажите, что не так
