Kad visā materiālā tiek pielietota potenciāla starpība, materiālā esošie elektroni sāk pārvietoties no negatīvā elektroda uz pozitīvajiem elektrodiem, kas materiālā rada strāvu. Bet šīs elektronu kustības laikā viņi savā ceļā piedzīvo dažādas sadursmes ar citiem elektroniem. Šīs sadursmes rada zināmu pretestību elektronu plūsmai. Šī parādība ir pazīstama kā Izturība pret materiālu. Materiālu pretestības īpašība ir izdevīga elektriskajās ķēdēs. Materiāla pretestības vērtību ietekmē daudzi faktori. Materiāla īpatnējās pretestības vērtība dod mums priekšstatu par konkrēta materiāla pretestības spēju.
Kas ir pretestība?
Materiāli tiek sadalīti, pamatojoties uz to vadīšanas īpašībām kā vadītājiem, pusvadītājiem un izolatoriem. Materiāla elektrisko pretestību definē kā materiāla pretestību uz garuma vienību un šķērsgriezuma laukuma vienību noteiktā temperatūrā.
Ja vielai tiek piemērota potenciāla atšķirība, vielas pretestības īpašība ir pretrunā ar strāvas plūsmu caur to. Šī vielas īpašība mainās atkarībā no temperatūras un ir atkarīga arī no materiāla veida, no kura viela sastāv. tā mēra vielas pretestību.
Resistivitātes formula
Formula tam ir atvasināta no pretestības likumiem. Vielas pretestībai ir četri likumi.
Pretestība-vienādojums
Pirmais likums
Tajā norādīts, ka pretestība vielas R ir tieši proporcionāls tās garumam L. t.i., R ∝ L. Tādējādi, ja vielas garums tiek dubultots. tā pretestība arī dubultojas.
Otrais likums
Saskaņā ar šo likumu pretestība Vielas R ir netieši proporcionāls šķērsgriezuma laukumam A. t.i., R ∝ 1 / A. Tādējādi, dubultojot vielas šķērsgriezuma laukumu, tās pretestības vērtība tiek samazināta uz pusi.
Trešais likums
Šis likums nosaka, ka pretestība materiāla daudzums ir atkarīgs no temperatūras.
Ceturtais likums
Saskaņā ar šo likumu pretestība dažādu vadu, kas sastāv no dažādiem materiāliem, vērtība ir atšķirīga, lai gan pēc garuma un šķērsgriezuma laukumiem tie ir vienādi.
No visiem šiem likumiem vadītāja ar garumu L un šķērsgriezuma laukumu A pretestības vērtību var atvasināt kā
R ∝ L / A
R = ρL / A
Šeit ρ ir pretestības koeficients, kas pazīstams kā īpašās pretestības pretestība.
Tādējādi materiāla elektriskā pretestība tiek dota kā
ρ = RA / L
Tās S.I vienība ir ommetrs. To apzīmē ar simbolu ‘ρ’.
Vadītāju, pusvadītāju un izolatoru pretestības klasifikācija
Šis materiāls ir ļoti atkarīgs no temperatūras. Vadītājos ar temperatūras paaugstināšanos palielinās arī materiālā pārvietojošos elektronu ātrums. Tas noved pie daudzām sadursmēm. Tā rezultātā samazinās vidējais elektronu sadursmes laiks. Šī viela ir apgriezti proporcionāla vidējam elektronu sadursmes laikam. Tādējādi, samazinoties sadursmes vidējam laikam, palielinās vadītāja pretestības vērtība.
Pusvadītāju vielās, paaugstinot temperatūru, notiek vairāk kovalentu saišu pārrāvums. Tas palielina brīvo lādiņu nesēju skaitu vielā. Ar šo lādiņu nesēju palielināšanos vielas vadītspēja palielinās, tādējādi samazinot pusvadītāja materiāla pretestību. Tādējādi, paaugstinoties temperatūrai, tā pusvadītāji palielināsies.
tas palīdz salīdzināt dažādus materiālus, pamatojoties uz to spēju vadīt elektrību. tas ir abpusējs vadītspēja. Diriģenti ir augstas vadītspējas vērtības un zemākas pretestības vērtības. Izolatoriem ir augstas pretestības vērtības un zemas vadītspējas vērtības. Rezistences un vadītspējas vērtības pusvadītājs atrodas vidū.
Tā vērtība labam diriģentam, piemēram, ar roku vilktam varam pie 200C ir 1,77 × 10-8ommetrs un, no otras puses, tas labam izolatoram svārstās no 1012līdz 10divdesmitommetri.
Temperatūras koeficients
Temperatūras pretestības koeficients tiek definēts kā 1Ω pretestības pieauguma izmaiņas rezistors materiāla uz 10C temperatūras paaugstināšanās. To apzīmē ar simbolu ‘α’.
Materiāla pretestības izmaiņas ar temperatūras izmaiņām tiek dotas kā
dρ / dt = ρ. α
Šeit dρ ir pretestības vērtības izmaiņas. Tās vienības ir omm-mdivi/ m. ‘Ρ’ ir vielas pretestības vērtība. ‘Dt’ ir temperatūras vērtības izmaiņas. ‘Α’ ir pretestības temperatūras koeficients.
Jauno materiāla pretestības vērtību, kad tam mainās temperatūra, var aprēķināt, izmantojot iepriekšējo vienādojumu. Pirmkārt, tās vērtības izmaiņu daudzumu aprēķina, izmantojot temperatūras koeficientu. Tad vērtība tiek pievienota iepriekšējai vērtībai, lai aprēķinātu jauno vērtību.
Tas ir ļoti noderīgi, aprēķinot materiāla pretestības vērtības dažādās temperatūrās. Pretestība un pretestība abi termini ir saistīti ar pretestību, ko piedzīvo plūstoša strāva, taču tā ir materiālu raksturīgā īpašība. Visiem vara vadiem neatkarīgi no to garuma un šķērsgriezuma laukuma ir vienāda pretestības vērtība, turpretī to pretestības vērtība mainās, mainoties garumam un šķērsgriezuma laukumam.
Katram materiālam ir sava vērtība. Dažādu materiālu veidu vispārējās pretestības vērtības var norādīt kā - supravadītājiem pretestība ir 0, metāliem - 10-8, pusvadītājiem un elektrolītiem pretestības vērtība ir mainīga, izolatoriem pretestības vērtība ir no 1016, superizolatoriem pretestības vērtība ir ‘∞’.
Pulksten 200C sudraba pretestības vērtība ir 1,59 × 10-8, varam 1,68 × 10-8. Visas dažādu materiālu pretestības vērtības ir atrodamas a tabula . Koks tiek uzskatīts par augstu izolatoru, taču tas mainās atkarībā no tajā esošā mitruma daudzuma. Daudzos gadījumos materiāla nehomogēnā rakstura dēļ ir grūti aprēķināt materiāla pretestību, izmantojot pretestības formulu. Šādos gadījumos tiek izmantots daļējais diferenciālvienādojums, ko veido J nepārtrauktības vienādojums, un Puasona vienādojums E. Vai abiem vadiem ar dažādu garumu un dažādu šķērsgriezuma laukumu vērtības ir vienādas?
