Kada se na materijal primijeni razlika potencijala, elektroni u materijalu počinju se kretati od negativne elektrode do pozitivnih elektroda, što stvara struju u materijalu. Ali tijekom ovog kretanja elektrona, oni se podvrgavaju raznim sudarima s drugim elektronima na svom putu. Ti sudari uzrokuju određeno protivljenje protoku elektrona. Taj je fenomen poznat kao otpor prema materijalu. Svojstvo otpornosti materijala korisno je u električnim krugovima. Mnogi čimbenici utječu na vrijednost otpora materijala. Vrijednost specifičnog otpora materijala daje nam predodžbu o otpornoj sposobnosti određenog materijala.
Što je otpornost?
Materijali se dijele na temelju njihovih provodnih svojstava kao vodiča, poluvodiča i izolatora. Električna otpornost materijala definira se kao otpor materijala po jedinici duljine i po jedinici površine presjeka pri određenoj temperaturi.
Kada se na tvari primijeni razlika potencijala, svojstvo otpora tvari suprotstavlja se protoku struje kroz nju. Ovo svojstvo tvari varira ovisno o temperaturi, a ovisi i o vrsti materijala od kojeg je tvar sastavljena. mjeri otpor tvari.
Formula otpornosti
Formula za to izvedena je iz zakona otpora. Postoje četiri zakona za otpornost tvari.
Jednadžba otpora
Prvi zakon
U njemu se navodi da otpornost tvari R izravno je proporcionalan njezinoj duljini L. tj. R ∝ L. Dakle, kada se duljina tvari udvostruči. njegov otpor se također udvostručuje.
Drugi zakon
Prema ovom zakonu, otpornost R tvari je neizravno proporcionalan njezinu području presjeka A. tj. R ∝ 1 / A. Dakle, udvostručavanjem površine poprečnog presjeka tvari, vrijednost njene otpornosti se prepolovljuje.
Treći zakon
Ovaj zakon navodi da otpornost materijala ovisi o temperaturi.
Četvrti zakon
Prema ovom zakonu, otpornost Vrijednost dvožica izrađenih od različitih materijala različita je iako su jednake u svojoj duljini i površinama presjeka.
Iz svih tih zakona može se izvesti vrijednost otpora vodiča duljine L i površine presjeka A kao
R ∝ L / A
R = ρL / A
Ovdje je ρ koeficijent otpora poznat kao Otpor specifičnog otpora.
Tako je električna otpornost materijala dana kao
ρ = RA / L
Njegova S.I jedinica je Ohm-Meter. Označava se simbolom ‘ρ’.
Klasifikacija otpornosti vodiča, poluvodiča i izolatora
Ovaj materijal jako ovisi o temperaturi. U vodičima s porastom temperature također se povećava brzina elektrona koji se kreću u materijalu. To dovodi do puno sudara. To rezultira smanjenjem prosječnog vremena sudara elektrona. Ova je tvar obrnuto proporcionalna prosječnom vremenu sudara elektrona. Dakle, smanjenjem prosječnog vremena sudara povećava se vrijednost otpora vodiča.
U poluvodičkim tvarima kada je temperatura povećana dolazi do prekida kovalentnijih veza. To povećava broj slobodnih nosača naboja u tvari. S ovim povećanjem nosača naboja, provodljivost tvari se povećava, smanjujući tako otpornost poluvodičkog materijala. Tako će se s porastom temperature povećavati njegovi poluvodiči.
pomaže u usporedbi različitih materijala na temelju njihove sposobnosti za provođenje električne energije. recipročna je vodljivosti. Dirigenti imaju visoke vrijednosti vodljivosti i niže vrijednosti otpora. Izolatori imaju visoke vrijednosti otpora i niske vrijednosti vodljivosti. Vrijednosti otpornosti i vodljivosti za poluvodiča leži u sredini.
Njegova vrijednost za dobar vodič poput ručno izvučenog bakra na 200C je 1,77 × 10-8ohm-metar, a s druge strane, ovo se za dobar izolator kreće od 1012do 10dvadesetohm-metara.
Temperaturni koeficijent
Koeficijent otpora temperature definiran je kao promjena povećanja otpora od 1Ω otpornik materijala po 10C porast temperature. Označava se simbolom ‘α’.
Promjena otpornosti materijala s promjenom temperature daje se kao
dρ / dt = ρ. α
Ovdje je dρ promjena vrijednosti otpora. Njegove jedinice su ohm-mdva/ m. ‘Ρ’ je vrijednost otpora supstance. ‘Dt’ je promjena vrijednosti temperature. ‘Α’ je temperaturni koeficijent otpora.
Nova vrijednost otpornosti materijala kad se podvrgne temperaturnoj promjeni može se izračunati gornjom jednadžbom. Prvo se količina promjene njegove vrijednosti izračunava pomoću temperaturnog koeficijenta. Tada se vrijednost dodaje prethodnoj vrijednosti za izračunavanje nove vrijednosti.
To je vrlo korisno pri izračunavanju vrijednosti otpora materijala pri različitim temperaturama. Otpor i otpornost oba pojma povezana su s suprotstavljanjem koje doživljava protočna struja, ali je suštinsko svojstvo materijala. Sve bakrene žice, bez obzira na njihovu duljinu i površinu presjeka, imaju jednaku vrijednost otpora, dok se njihova vrijednost otpora mijenja s promjenom njihove duljine i površina presjeka.
Svaki materijal ima svoju vrijednost. Opće vrijednosti otpornosti za različite vrste materijala mogu se dati kao - Za supravodnike otpornost je 0, a za metale otpornost 10-8, za poluvodiče i elektrolite vrijednost otpora je promjenjiva, za izolatore vrijednost otpora je od 1016, za super izolatore vrijednost otpora je ‘∞’.
U 200C vrijednost otpora za srebro je 1,59 × 10-8, za bakar 1,68 × 10-8. Sve vrijednosti otpornosti za različite materijale mogu se naći u a stol . Drvo se smatra visokim izolatorom, ali to varira ovisno o količini vlage koja u njemu postoji. U mnogim je slučajevima teško izračunati otpor materijala pomoću formule otpora zbog nehomogene prirode materijala. U takvim se slučajevima koristi jednadžba parcijalnih diferencijala nastala jednadžbom kontinuiteta J i Poissonova jednadžba za E. Imaju li dvije žice različitih duljina i različitih površina presjeka iste vrijednosti?
