Когато се прилага потенциална разлика върху материал, електроните в материала започват да се движат от отрицателния електрод към положителните електроди, което произвежда ток в материала. Но по време на това движение на електрони те претърпяват различни сблъсъци с други електрони по пътя си. Тези сблъсъци предизвикват известно противопоставяне на потока от електрони. Това явление е известно като устойчивост на материала. Съпротивлението на свойствата на материалите е от полза в електрическите вериги. Много фактори влияят върху стойността на устойчивостта на даден материал. Стойността на специфичното съпротивление на материала ни дава представа за резистивната способност на даден материал.
Какво е съпротивление?
Материалите се разделят въз основа на техните проводими свойства като проводници, полупроводници и изолатори. Електрическото съпротивление на даден материал се определя като съпротивлението на материала на единица дължина и на единица площ на напречното сечение при определена температура.
Когато се прилага потенциална разлика върху веществото, свойството на съпротивлението на веществото се противопоставя на потока на ток през него. Това свойство на веществото варира в зависимост от температурата и зависи също от вида на материала, от който е съставено веществото. измерва устойчивостта на веществото.
Формула за съпротивление
Формулата за това е извлечена от законите на съпротивата. Има четири закона за устойчивостта на дадено вещество.
Съпротивление-уравнение
Първи закон
В него се посочва, че съпротива на вещество R е право пропорционално на дължината му L. т.е. R ∝ L. По този начин, когато дължината на веществото се удвои. неговата съпротива също се удвоява.
Втори закон
Съгласно този закон, съпротива R на веществото е непряко пропорционално на площта му на напречно сечение A. т.е. R ∝ 1 / A. По този начин чрез удвояване на площта на напречното сечение на веществото стойността му на съпротивление се намалява наполовина.
Трети закон
Този закон гласи, че съпротива на материала зависи от температурата.
Четвърти закон
Съгласно този закон, съпротива Стойността на двупроводната мрежа, изработена от различни материали, е различна, въпреки че те са еднакви по своята дължина и площ на напречното сечение.
От всички тези закони стойността на съпротивлението на проводник с дължина L и площ на напречното сечение A може да бъде получена като
R ∝ L / A
R = ρL / A
Тук ρ е коефициентът на съпротивление, известен като съпротивление на специфично съпротивление.
По този начин електрическото съпротивление на материала е дадено като
ρ = RA / L
Единицата на S.I е Ohm-Meter. Обозначава се със символа ‘ρ’.
Класификация на съпротивлението за проводници, полупроводници и изолатори
Този материал силно зависи от температурата. В проводниците с повишаване на температурата скоростта на електроните, движещи се в материала, също се увеличава. Това води до много сблъсъци. Това води до намаляване на средното време на сблъсък на електроните. Това вещество е обратно пропорционално на средното време на сблъсъка на електрони. По този начин, с намаляването на средното време на сблъсъка, стойността на съпротивлението на проводника се увеличава.
В полупроводниковите вещества при повишаване на температурата се получава разкъсване на по-ковалентни връзки. Това увеличава броя на свободните носители на заряд във веществото. С това увеличаване на носителите на заряд, проводимостта на веществото се увеличава, като по този начин намалява съпротивлението на полупроводниковия материал. Така с повишаването на температурата нейните полупроводници ще се увеличат.
помага при сравняване на различните материали въз основа на способността им да провеждат електричество. то е реципрочно на проводимостта. Диригенти имат високи стойности на проводимост и по-ниски стойности на съпротивление. Изолаторите имат високи стойности на съпротивление и ниски стойности на проводимост. Стойностите на съпротивлението и проводимостта за полупроводник лежи в средата.
Стойността му за добър проводник като ръчно изтеглена мед при 200С е 1,77 × 10-8омметър и от друга страна, това за добър изолатор варира от 1012до 10двайсетом-метри.
Температурен коефициент
Температурният коефициент на съпротивление се определя като промяната в нарастването на съпротивлението от 1Ω резистор от материал на 10C повишаване на температурата. Обозначава се със символа ‘α’.
Промяната в съпротивлението на материала с промяната на температурата е дадена като
dρ / dt = р. α
Тук dρ е промяната в стойността на съпротивлението. Неговите единици са ом-мдве/ м. „Ρ“ е стойността на съпротивлението на веществото. „Dt“ е промяната в стойността на температурата. ‘Α’ е температурният коефициент на съпротивление.
Новата стойност на съпротивлението на материала, когато претърпи температурна промяна, може да бъде изчислена чрез горното уравнение. Първо, размерът на промяната в стойността му се изчислява с помощта на температурния коефициент. След това стойността се добавя към предишната стойност, за да се изчисли новата стойност.
Това е много полезно при изчисляване на стойностите на съпротивлението на материала при различни температури. Съпротивлението и съпротивлението и двата термина са свързани с противопоставянето, което изпитва течащ ток, но това е присъщо свойство на материалите. Всички медни проводници, независимо от тяхната дължина и площ на напречното сечение, имат еднаква стойност на съпротивлението, докато стойността на тяхното съпротивление се променя с промяна в дължината и площта на напречното им сечение.
Всеки материал има своята стойност. Общите стойности на съпротивление за различните видове материали могат да бъдат дадени като - За свръхпроводници съпротивлението е 0, за металите съпротивлението е 10-8, за полупроводници и електролити стойността на съпротивлението е променлива, а за изолаторите стойността на съпротивлението е от 1016., за супер изолаторите стойността на съпротивлението е ‘∞’.
На 200C стойността на съпротивлението за сребро е 1,59 × 10-8, за мед 1,68 × 10-8. Всички стойности на съпротивлението за различни материали могат да бъдат намерени в a маса . Дървесината се счита за високоизолационен, но това варира в зависимост от количеството влага в него. В много случаи е трудно да се изчисли съпротивлението на даден материал, като се използва формулата за съпротивление поради нехомогенната природа на материалите. В такива случаи се използва уравнението на частните диференции, образувано от уравнението за непрекъснатост на J и уравнението на Поасон за E. Двата проводника с различна дължина и различни площи на напречното сечение имат еднакви стойности?
