Che cos'è la resistività e come dipende dalla temperatura

Corrente elettrica nel corpo fisico si verifica quando sono soddisfatte due condizioni: la presenza di una differenza di potenziale nelle sue sezioni e la presenza di particelle cariche libere in una sostanza. Il suo valore dipende dalla tensione e resistenza del circuito lungo cui va.

Il significato fisico della resistenza elettrica

La resistenza è il parametro elettrico principale di qualsiasi oggetto. Ovviamente, dipende dall'area della sezione trasversale e dalla lunghezza. Per visualizzare i processi che si verificano nel conduttore, è sufficiente immaginare un corridoio scolastico lungo il quale un gruppo di studenti sta cercando di correre nella direzione del pubblico desiderato. Se nulla li impedisce, questo percorso sarà veloce e facile. Ma se succede durante una grande pausa, allora il compito diventa più complicato, lo scolaretto si imbatte nei suoi compagni in piedi o corre lungo il corridoio, e più il tumulto circostante, più difficile è correre. Superando la strada, gli scolari lavorano, manovrano, spingono, fa caldo. Nel linguaggio della fisica, maggiore è l'entropia (cioè il grado di confusione), maggiore è la resistenza. Dipende dal numero di studenti nel corridoio. Per stimare il numero di ostacoli nel percorso della corrente elettrica, è stato introdotto un termine come la resistività, il cui valore mostra come particelle cariche sarà facile superare un singolo segmento della lunghezza del conduttore attraverso una singola sezione.

Resistenza specifica

La resistività è diversa per ogni materiale. Nei dielettrici, è grande, praticamente non passano la corrente elettrica e vengono utilizzati per creare strati isolanti. I metalli sono buoni conduttori, ma hanno anche differenze nel numero di particelle cariche (gli elettroni, e nei semiconduttori questi possono essere "buchi", cioè radicali liberi carichi positivamente). Pertanto, la resistività dell'acciaio è 0, 013 Ω x quadrato. mm / m, argento - 0,016, e in piombo, questo parametro raggiunge un valore di 0,2. Usando questo glorioso valore di riferimento, puoi facilmente calcolare quale diametro del filo dovrebbe avere il conduttore in modo che per una determinata lunghezza abbia la resistenza desiderata. Viceversa, misurando l'area di 1000 mm con un ohmmetro e conoscendo l'area della sezione, è possibile determinare da quale metallo viene realizzato l'oggetto.

L'effetto della temperatura sulla resistenza

Ricordando l'esempio del corridoio scolastico, possiamo concludere che non solo il numero di ostacoli è importante per il movimento riuscito di particelle cariche, ma anche il loro comportamento. Dopotutto, è molto più semplice correre in una stanza in cui tutti gli altri stanno in silenzio rispetto a se corrono a caso. E questa stessa entropia è influenzata dalla temperatura. Pertanto, la resistività dei metalli dipende direttamente dal grado del loro calore. Ma negli elettroliti caldi, al contrario, aumenta la conduttività, che è il reciproco di R. (G = 1 / R, misurato in siemens). La differenza nelle proprietà di trasmissione elettrica è significativa. È vero, esistono leghe speciali (ad esempio, nickeline, constantan e altre) con parametri resistivi termicamente stabili, ma per la maggior parte i metalli cambiano la loro resistività se riscaldati a 100 gradi nell'intervallo del 30-50%. Tuttavia, questa qualità può essere considerata utile poiché consente di ricevere informazioni sulla temperatura di una sostanza direttamente sotto forma di un segnale elettrico. I dispositivi termometrici sono semplici e per la loro graduazione si applicano i coefficienti di correzione della temperatura, utilizzando la formula:

Rt = Ro [1 ± α (t - to)]

dove:

Rt - resistenza a una temperatura specifica;

Ro è la resistività a 20 gradi Celsius (valore di riferimento);

(t - a) - differenza di temperatura;

a è il coefficiente di temperatura.