Quando uma diferença de potencial é aplicada em um material, os elétrons no material começam a se mover do eletrodo negativo para os eletrodos positivos, o que produz corrente no material. Mas durante esse movimento dos elétrons, eles sofrem várias colisões com outros elétrons em seu caminho. Essas colisões causam alguma oposição ao fluxo de elétrons. Este fenômeno é conhecido como Resistência ao material. A propriedade de resistividade dos materiais é benéfica em circuitos elétricos. Muitos fatores afetam o valor da resistência de um material. O valor da resistência específica do material nos dá uma ideia sobre a capacidade resistiva de um determinado material.

O que é resistividade?

Os materiais são divididos com base em suas propriedades condutoras como condutores, semicondutores e isolantes. A resistividade elétrica de um material é definida como a resistência do material por unidade de comprimento e por unidade de área de seção transversal em uma temperatura especificada.

Quando uma diferença de potencial é aplicada em uma substância, a propriedade de resistência da substância se opõe ao fluxo de corrente através dela. Essa propriedade da substância varia com a temperatura e também depende do tipo de material de que a substância é composta. mede a resistência da substância.

Fórmula para resistividade

A fórmula para isso é derivada das leis de resistência. Existem quatro leis para a resistência de uma substância.

Resistividade-Equação

Primeira Lei

Afirma que o resistência de uma substância R é diretamente proporcional ao seu comprimento L. ou seja, R ∝ L. Assim, quando o comprimento da substância é duplicado. sua resistência também é duplicada.

Segunda lei

De acordo com esta lei, o resistência R de uma substância é indiretamente proporcional à sua área de seção transversal A. i.e. R ∝ 1 / A. Assim, ao dobrar a área da seção transversal de uma substância, seu valor de resistência é reduzido à metade.

Terceira lei

Esta lei afirma que o resistência de um material depende da temperatura.

Quarta Lei

De acordo com esta lei, o resistência o valor de dois fios compostos de materiais diferentes é diferente, embora sejam iguais em seu comprimento e áreas de seção transversal.

De todas essas leis, o valor da resistência de um condutor com comprimento L e área de seção transversal A pode ser derivado como

R ∝ L / A

R = ρL / A

“princípio de funcionamento do motor DC ”

Aqui, ρ é o coeficiente de resistência conhecido como Resistividade de resistência específica.

Assim, a resistividade elétrica do material é dada como

ρ = RA / L

A unidade S.I dele é o Ohm-Meter. É denotado pelo símbolo ‘ρ’.

Classificação de resistividade para condutores, semicondutores e isoladores

Este material depende muito da temperatura. Em condutores, com o aumento da temperatura, a velocidade dos elétrons que se movem no material também aumenta. Isso leva a muitas colisões. Isso resulta em uma diminuição no tempo médio de colisão dos elétrons. Essa substância é inversamente proporcional ao tempo médio de colisão dos elétrons. Assim, com a diminuição do tempo médio de colisão, o valor da resistividade do condutor aumenta.

Em substâncias semicondutoras, quando a temperatura é elevada, ocorre a quebra de mais ligações covalentes. Isso aumenta o número de transportadores gratuitos na substância. Com este aumento nos portadores de carga, a condutividade da substância aumenta, diminuindo assim a resistividade do material semicondutor. Assim, com o aumento da temperatura, seus semicondutores aumentarão.

ajuda a comparar os vários materiais com base em sua capacidade de conduzir eletricidade. é recíproco de condutividade. Condutores têm altos valores de condutividade e menores valores de resistividade. Os isoladores têm altos valores de resistividade e baixos valores de condutividade. Os valores de resistividade e condutividade para semicondutor encontra-se no meio.

Seu valor para um bom condutor, como cobre desenhado à mão em 20⁰C é 1,77 × 10^-8ohm-metro e por outro lado, isso para um bom isolador varia de 10¹²a 10^vinteohm-metros.

Coeficiente de temperatura

O coeficiente de resistência de temperatura é definido como a mudança no aumento da resistência de 1Ω resistor de um material por 1⁰C aumento da temperatura. É denotado pelo símbolo ‘α’.

A mudança na resistividade do material com a mudança na temperatura é dada como

dρ / dt = ρ. α

Aqui, dρ é a mudança no valor de resistividade. Suas unidades são ohm-m^dois/ m. ‘Ρ’ é o valor de resistividade da substância. ‘Dt’ é a mudança no valor da temperatura. ‘Α’ é o coeficiente de resistência da temperatura.

O novo valor de resistividade para o material quando ele sofre mudança de temperatura pode ser calculado pela equação acima. Primeiro, a quantidade de mudança em seu valor é calculada usando o coeficiente de temperatura. Em seguida, o valor é adicionado ao valor anterior para calcular o novo valor.

Isso é muito útil no cálculo dos valores de resistência do material em várias temperaturas. Resistência e resistividade, ambos os termos, estão relacionados à oposição experimentada por uma corrente fluindo, mas é uma propriedade intrínseca dos materiais. Todos os fios de cobre, independentemente do seu comprimento e área da seção transversal, têm o mesmo valor de resistividade, enquanto o valor da resistência muda com a mudança no comprimento e nas áreas da seção transversal.

Todo material tem seu valor. Os valores gerais de resistividade para diferentes tipos de material podem ser dados como - Para supercondutores, a resistividade é 0, para metais, a resistividade é 10^-8, para semicondutores e eletrólitos, o valor de resistividade é variável, para isoladores, o valor de resistividade é de 10¹⁶, para superisoladores, o valor de resistividade é '∞'.

Aos 20⁰C o valor de resistividade da prata é 1,59 × 10^-8, para cobre 1,68 × 10-8. Todos os valores de resistividade para vários materiais podem ser encontrados em um tabela . A madeira é considerada um alto isolante, mas isso varia dependendo da quantidade de umidade presente nela. Em muitos casos, é difícil calcular a resistência de um material usando a fórmula de resistividade devido à natureza não homogênea dos materiais. Em tais casos, a equação diferencial parcial formada pela equação de continuidade de J e a equação de Poisson para E é usada. Os dois fios com comprimentos diferentes e áreas de seção transversal diferentes têm os mesmos valores?