Rezistivita
Rezistivita (též měrný elektrický odpor nebo také specifický elektrický odpor) je fyzikální veličina charakterizující lokální (diferenciální) vodivostní či odporové vlastnosti látek vedoucích elektrický proud. Jde o materiálovou konstantu. Rezistivita je převrácená hodnota konduktivity (měrné vodivosti). Čím větší je rezistivita, tím menší je lokální vodivost dané látky a tím větší je lokální elektrický odpor.
Rezistivita látek závisí na teplotě. U kovových vodičů s teplotou roste, u polovodičů klesá.
Definice, značení a jednotky
Rezistivita je číselně rovna velikosti elektrického odporu homogenního vodiče s jednotkovým obsahem kolmého průřezu na jednotku délky.
- Značka veličiny:
- Technická jednotka: ohm milimetr čtvereční / metr, Ω·(mm)2·m−1, uváděná jako mikroohmmetr, μΩ·m
- 1 Ω·(mm)2·m−1 = 10−6 Ω·m2·m−1 = 10−6 Ω·m = 1 μΩ·m
Základní vztahy
Měrný odpor homogenního vodiče stálého průřezu lze určit ze vztahu
- ,
kde R je odpor vodiče, S je obsah kolmého průřezu a l je délka vodiče.
Vztah ke konduktivitě
- ,
kde σ je konduktivita.
Z něj plyne diferenciální definiční vztah (pro izotropní látky):
kde j je hustota elektrického proudu, E intenzita elektrického pole.
Závislost na teplotě
Kovy
Závislost rezistivity na teplotě lze v technicky běžném rozsahu teplot přibližně vyjádřit lineární závislostí:
- ,
kde ρ0 je počáteční rezistivita, Δt je rozdíl teplot a α je teplotní součinitel elektrického odporu.
U některých látek při poklesu teploty do blízkosti absolutní nuly rezistivita prudce klesá k nulové hodnotě, nastává supravodivost.
Použití
Měrný odpor lze použít pro výpočet odporu R vodiče z látky o rezistivitě ρ, délky l a obsahu průřezu S.
Používá se také pro výpočet charakteristické hloubky vniku δ proudu do vodiče protékaného střídavým proudem o frekvenci f (vizte článek Skin efekt), kde ρ je rezistivita, je permitivita a μ je permeabilita materiálu:
- pro nižší frekvence
- ;
- pro vyšší frekvence (nebo špatné vodiče), kdy
- .
Příklady hodnot
Hodnoty rezistivity (při teplotě 20 °C). Údaje v různých tabulkách se mohou mírně lišit - záleží na konkrétním zpracování měřeného vzorku materiálu.
Látka | Složení | ρ [nΩ·m] (při 20 °C) |
---|---|---|
Cín | Sn | 115 |
Hliník | Al | 28 |
Konstantan | 54 % Cu, 45 % Ni, 1 % Mn | 490 |
Měď | Cu | 18 |
Mosaz | 50 - 99 % Cu, Zn | 75 |
Nichrom | 78 % Ni, 20 % Cr, 2 % Mn | 1080 |
Nikelin | 67 % Cu, 30 % Ni, 3 % Mn | 400 |
Olovo | Pb | 207 |
Platina | Pt | 110 |
Stříbro | Ag | 17 |
Tantal | Ta | 155 |
Uhlík (grafit) | C | 330 - 1850 |
Wolfram | W | 50 |
Zlato | Au | 23,5 |
Železo | Fe | 98 |
Odkazy
Reference
- ČSN EN 80000:2008 (Veličiny a jednotky - Část 6: Elektromagnetismus), Český normalizační institut, Praha 2008
- MIKULČÁK, Jiří. Matematické, fyzikální a chemické tabulky pro SŠ. Praha: Prometheus, 2010. 206 s. ISBN 978-80-7196-345-5.
Literatura
- Elektrotechnické tabulky pro průmyslové školy, SPN, Praha 1959
- Štěpán Berka; Elektrotechnická schémata a zapojení 2; BEN - technická literatura, Praha 2010, ISBN 978-80-7300-254-1, str. 228 (Měrný odpor kovů - Rezistivita)