Elektriese resistiwiteit

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek

Elektriese resistiwiteit (ook bekend as spesifieke elektriese weerstand of volume resistiwiteit) is 'n mate van hoe sterk 'n materiaal die vloei van elektriese stroom opponeer. 'n Lae resistiwiteit wys op 'n materiaal wat die gemaklike beweging van elektriese lading toelaat. Die SI-eenheid van elektriese resistiwiteit is die ohm meter (Ω m).

Definisies[wysig]

'n Stuk resistiewe materiaal met elekriese kontakte aan beide kante.

Electriese resistiwiteit ρ (Grieks: rho) is gedefinieer deur,

\rho={E \over J} \,\!

waar

ρ is die statiese resistiwiteit (gemeet in volt-meter per ampère, V m/A);
E is die grootte van die elektriese veld (gemeet in volts per meter, V/m);
J is die grootte van die stroomdigtheid (gemeet in ampère per vierkante meter, A/m²).

Die elektriese resistiwiteit ρ kan ook gegee word deur,

\rho = R \frac{A}{\ell} \,\!

waar

ρ is die statiese resistiwiteit (gemeet in ohm-meters, Ω m);
R is die elektriese weerstand van 'n uniforme monster van die materiaal (gemeet in ohms, Ω);
\ell is die lengte van die stuk materiaal (gemeet in meters, m);
A is deursnitarea van die monster (gemeet in vierkante meters, m²).

Laastens word elektriese resistiwiteit ook gedefinieer as die inverse van die geleiding σ (sigma), van die materiaal, of

\rho = {1\over\sigma} \,\!


Verduideliking[wysig]

Resistiwiteit het eenhede van ohm-meter (Ω.m), in plaas van die meer intuitiewe ohm per meter (Ω/m), die rede hiervoor kan waarskynlik die beste verduidelik word deur die weerstand die onderwerp te maak vanaf die definisie;

R = \rho \frac{\ell}{A} \,\!

Die weerstand van 'n gegewe monster sal toeneem met die lengte, maar afneem met die deursnitarea. As die algemene vergelyking met hidroliese stelsels gebruik word, om 100 liter water per minuut deur 'n tuinslang te probeer druk sal redelike weerstand tot gevolg hê. 100 liter per minuut deur 'n 100mm deursnee pyp sal baie makliker gaan, en mider druk benodig. Dus vehoging in deursnitarea verlaag die weerstand. Soortgelyk sal 'n 5m tuinslang 'n seker tyd neem om 'n 20 liter emmer vol te maak. Om dieselfde emmer met dieselfde druk in die tuinslang vol te maak, sal 'n 100m tuinslang heelwat langer neem. Soos die lengte grootter word vehoog die weerstand.

Weerstand word gemeet in ohm. Lengte oor area het eenhede van 1/afstand. Om met ohm te eindig, moet resitiwiteit in eenhede van "ohms × afstand" wees (SI ohm-meter).

Tabel van resistiwiteite[wysig]

Hierdie tabel wys die resistiwiteit en temperatuur koëffisiënt van verskeie materiale teen 20 °C (68 °F)

Materiaal Resistiwiteit (Ω·m) by 20 °C Temperatuur koëffisiënt* [K−1] Verwysing
Silwer 1.59×10−8 0.0038 [1][2]
Koper 1.72×10−8 0.0039 [2]
Goud 2.44×10−8 0.0034 [1]
Aluminium 2.82×10−8 0.0039 [1]
Kalsium 3.36x10−8 ?
Tungsten 5.60×10−8 0.0045 [1]
Sink 5.90×10−8 ?
Nikkel 6.99×10−8 ?
Yster 1.0×10−7 0.005 [1]
Tin 1.09×10−7 0.0045
Platinum 1.06×10−7 0.00392 [1]
Lood 2.2×10−7 0.0039 [1]
Mangaan 4.82×10−7 0.000002 [3]
Konstantan 4.9×10−7 0.000 008 [4]
Kwik 9.8×10−7 0.0009 [3]
Nichroom[5] 1.10×10−6 0.0004 [1]
Koolstof[6] 3.5×10−5 −0.0005 [1]
Germanium[6] 4.6×10−1 −0.048 [1][2]
Silikon[6] 6.40×102 −0.075 [1]
Glas 1010 to 1014 ? [1][2]
Harde rubber approx. 1013 ? [1]
Swawel 1015 ? [1]
Paraffin 1017 ?
Kwarts (fused) 7.5×1017 ? [1]
PET 1020 ?
Teflon 1022 to 1024 ?


Sien ook[wysig]

Notas en Verwysings[wysig]

  1. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 Serway, Raymond A. (1998). Principles of Physics, 2nd ed, Fort Worth, Texas; London: Saunders College Pub, 602. ISBN 0-03-020457-7. 
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 David Griffiths (physicist) [1981] (1999). “7. Electrodynamics”,In Alison Reeves (ed.): Introduction to Electrodynamics, 3rd edition, Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 286. ISBN 0-13-805326-x. OCLC 40251748. Besoek op 20068-01-29. 
  3. 3,0 3,1 Giancoli, Douglas C. (1995). Physics: Principles with Applications, 4th ed, London: Prentice Hall. ISBN 0-13-102153-2. 
    (sien ook Table of Resistivity)
  4. John O'Malley, Schaum's outline of theory and problems of basic circuit analysis, p.19, McGraw-Hill Professional, 1992 ISBN 0070478244
  5. Ni,Fe,Cr alloy commonly used in heating elements.
  6. 6,0 6,1 6,2 The resistivity of semiconductors depends strongly on the presence of impurities in the material.

Verdere leesstof[wysig]

  • Paul Tipler (2004). Physics for Scientists and Engineers: Electricity, Magnetism, Light, and Elementary Modern Physics (5th ed.). W. H. Freeman. ISBN 0-7167-0810-8. 

Eksterne skakels[wysig]