電位差が材料全体に印加されると、材料内の電子が負極から正極に移動し始め、材料に電流が発生します。しかし、この電子の移動中に、それらは経路内の他の電子とさまざまな衝突を起こします。これらの衝突は、電子の流れにいくらかの反対を引き起こします。この現象は、材料への抵抗として知られています。材料の抵抗特性は、電気回路に有益です。多くの要因が材料の抵抗値に影響を与えます。材料の比抵抗の値は、特定の材料の抵抗容量についてのアイデアを与えてくれます。
抵抗率とは何ですか？
材料は、導体、半導体、絶縁体などの導電特性に基づいて分類されます。材料の電気抵抗率は、指定された温度での単位長さおよび単位断面積あたりの材料の抵抗として定義されます。
電位差が物質全体に適用されると、物質の抵抗特性が物質を流れる電流に対抗します。物質のこの特性は温度によって変化し、物質が構成されている材料の種類によっても異なります。それは物質の抵抗を測定します。
抵抗率の式
この式は、抵抗の法則から導き出されます。物質の抵抗には4つの法則があります。
抵抗率-方程式
第一法則
それは、 抵抗 物質の長さRは、その長さLに正比例します。つまり、R∝ Lです。したがって、物質の長さが2倍になると。その抵抗も2倍になります。
第二法則
この法律によると、 抵抗 物質のRは、その断面積Aに間接的に比例します。つまり、R∝ 1 / Aです。したがって、物質の断面積を2倍にすることにより、その抵抗値は半分になります。
第三法則
この法律は、 抵抗 材料の温度は温度に依存します。
第4法
この法律によると、 抵抗 異なる材料で構成された2線の値は、長さと断面積は同じですが異なります。
これらすべての法則から、長さL、断面積Aの導体の抵抗値は次のように導き出すことができます。
R∝ L / A
R =ρL/ A
“テーザーを構築する方法 ”
ここで、ρは比抵抗の抵抗率として知られる抵抗係数です。
したがって、材料の電気抵抗率は次のように与えられます。
ρ= RA / L
そのS.I単位はオームメーターです。記号「ρ」で示されます。
導体、半導体、および絶縁体の抵抗率分類
この材料は温度に大きく依存します。温度の上昇に伴う導体では、材料内を移動する電子の速度も増加します。これは多くの衝突につながります。これにより、電子の平均衝突時間が減少します。この物質は、電子の衝突の平均時間に反比例します。したがって、衝突の平均時間が減少すると、導体の抵抗値が増加します。
半導体物質では、温度が上昇すると、より多くの共有結合が切断されます。これにより、物質内の自由電荷キャリアの数が増加します。この電荷担体の増加に伴い、物質の導電率が増加し、それによって半導体材料の抵抗率が低下します。したがって、温度の上昇に伴い、その半導体は増加します。
電気を通す能力に基づいてさまざまな材料を比較するのに役立ちます。それは導電率の逆数です。 指揮者 導電率の値が高く、抵抗率の値が低くなっています。絶縁体は、高い抵抗値と低い導電率値を持っています。の抵抗率と導電率の値 半導体 真ん中にあります。
20での手描き銅などの優れた導体に対するその値0Cは1.77×10-8抵抗計、一方、これは優れた絶縁体の場合、10から1210まで20オームメーター。
温度係数
抵抗の温度係数は、1Ωの抵抗の増加の変化として定義されます 抵抗器 1あたりの材料の0C温度の上昇。記号「α」で示されます。
温度の変化に伴う材料の抵抗率の変化は、次のように与えられます。
dρ/ dt =ρ.α
ここで、dρは抵抗値の変化です。その単位はオーム-mです二/ m。 「ρ」は物質の抵抗値です。 「dt」は温度値の変化です。 「α」は抵抗の温度係数です。
材料が温度変化を受けたときの新しい抵抗値は、上記の式で計算できます。まず、温度係数を使用して値の変化量を計算します。次に、値が前の値に追加されて、新しい値が計算されます。
これは、さまざまな温度での材料の抵抗値を計算するのに非常に役立ちます。抵抗と抵抗率の両方の項は、流れる電流が経験する反対に関連していますが、それは材料の固有の特性です。長さや断面積に関係なく、すべての銅線の抵抗値は同じですが、抵抗値は長さや断面積の変化に伴って変化します。
すべての素材にはその価値があります。さまざまなタイプの材料の一般的な抵抗率の値は、次のように与えることができます–超伝導体の場合、抵抗率は0、金属の場合、抵抗率は10です。-8、半導体および電解質の場合、抵抗値は可変であり、絶縁体の場合、抵抗値は10からです。16、超絶縁体の場合、抵抗値は「∞」です。
20時0C銀の抵抗値は1.59×10です-8、銅の場合1.68×10-8。さまざまな材料のすべての抵抗率の値は、 テーブル 。木材は高絶縁体と見なされますが、これは木材に存在する水分の量によって異なります。多くの場合、材料の性質が不均一であるため、抵抗率の式を使用して材料の抵抗を計算することは困難です。このような場合、Jの連続の方程式とEのポアソン方程式によって形成される偏微分方程式が使用されます。長さと断面積が異なる2本のワイヤーの値は同じですか？
