Удельное электрическое сопротивление

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Удельное электрическое сопротивление, или просто удельное сопротивление вещества характеризует его способность препятствовать прохождению электрического тока.

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м[1]; кроме того, в некоторых случаях на практике используются внесистемные единицы Ом·см и Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в СИ: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм²/м, равная 10−6 от 1 Ом·м[1]. Соответственно выполняется: 1 Ом·м = 1·106 Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в технике: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 мм².

Величина удельного сопротивления обозначается греческой буквой \rho.

Сопротивление проводника с удельным сопротивлением \rho, длиной l и площадью сечения S может быть рассчитано по формуле R=\frac{\rho \cdot l}{S}.

Обобщение понятия удельного сопротивления[править | править исходный текст]

Удельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией — коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля \vec{E}(\vec{r}) и плотность тока \vec{J}(\vec{r}) в данной точке \vec{r}:

\vec{E}(\vec{r}) = \rho(\vec{r})\vec{J}(\vec{r}).

Эта формула справедлива для неоднородного, но изотропного вещества. Вещество может быть и анизотропно (большинство кристаллов, намагниченная плазма и т. д.), то есть его свойства зависят от направления (вообще говоря, в нём векторы тока и напряжённости электрического поля в данной точке не сонаправлены). В этом случае удельное сопротивление является зависящим от координат тензором второго ранга:

E_j(\vec{r}) = \sum_{i=1}^3\rho_{ij}(\vec{r})J_i(\vec{r}).

Удельное электрическое сопротивление металлов и сплавов, применяемых в электротехнике[править | править исходный текст]

Металл ρ, Ом·мм²/м
Серебро 0,015..0,0162
Медь 0,01724..0,018
Золото 0,023
Алюминий 0,0262..0,0295
Иридий 0,0474
Молибден 0,054
Вольфрам 0,053..0,055
Цинк 0,059
Никель 0,087
Железо 0,098
Платина 0,107
Олово 0,12
Свинец 0,217..0,227
Титан 0,5562 — 0,7837
Висмут 1,2
Сплав ρ, Ом·мм²/м
Сталь 0,103..0,137
Никелин 0,42
Константан 0,5
Манганин 0,43…0,51
Нихром 1,05…1,4
Фехраль 1,15…1,35
Хромаль 1,3…1,5
Латунь 0,043..0,108
Бронза 0,095..0,1
Другие вещества ρ, Ом·мм²/м
Сжиженные углеводородные газы 0,84·1010

Значения даны при температуре t = 20° C. Сопротивления сплавов зависят от их точного состава и могут варьироваться.

Тонкие плёнки[править | править исходный текст]

Удельное сопротивление в тонких плёнках (когда толщина образца много меньше расстояния между контактами) характеризуется «удельным сопротивлением на квадрат», R_{Sq}. В этом случае сопротивление не зависит от линейных размеров образца если он имеет форму прямоугольника, а только от отношения (длины к ширине) L/W: R_{Sq}=R W/L, где R — измеренное сопротивление. В случае если форма образца отличается от прямоугольной используют метод ван дер Пау.

Примечания[править | править исходный текст]

  1. 1 2 Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 93. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5

См. также[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]