Rezystywność - Polski Serwis Naukowy

Rezystywność (oporność właściwa, opór właściwy) – wielkość charakteryzująca przewodnictwo elektryczne materiału. Jej wartość jest różna dla różnych materiałów.

Rezystywność jest zazwyczaj oznaczana jako ρ (mała grecka litera rho). Jednostką rezystywności w układzie SI jest om⋅metr (Ω·m).

Definicja

Rezystywność ρ wiąże gęstość prądu elektrycznego z natężeniem pola elektrycznego w materiale:

Rezystywność gruntu – rezystancja bloku gruntu w kształcie sześcianu o długości boku równej 1 m, przy czym elektrody pomiarowe są umieszczone na przeciwległych ścianach tego sześcianu.
Temperatura – jedna z podstawowych ) w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

$\vec E = \rho \vec j$ ,

gdzie: $\vec j$ - gęstość prądu elektrycznego, $\vec E$ - natężenie pola elektrycznego.

W jednorodnym materiale izotropowym

W przypadku jednorodnego materiału izotropowego kierunki prądu elektrycznego, gęstości prądu i pola elektrycznego pokrywają się. Gdy gęstość prądu jest proporcjonalna do natężenia przyłożonego pola (materiał spełnia prawo Ohma) rezystywność jest stała i wynosi

Polaryzacja dielektryka (również: polaryzacja dielektryczna) – zjawisko polegające na utworzeniu dipoli elektrycznych lub orientacji już istniejących dipoli w reakcji na przyłożone pole elektryczne. W wyniku polaryzacji w dielektryku powstaje wewnętrzne pole elektryczne, które częściowo równoważy przyłożone zewnętrzne pole.
Konduktywność (przewodnictwo właściwe, przewodność elektryczna właściwa) to wielkość fizyczna charakteryzująca przewodnictwo elektryczne materiału.

$\rho=\frac{E}{j}$ .

Odwrotność tej wielkości to konduktywność.

Rezystywność określa wtedy zależność rezystancji (oporu) materiału od jego wymiarów: $R = \rho \frac l S$

Z czego wynika: $\rho=\frac{RS}l$ ,

gdzie: R – rezystancja (opór), S – pole przekroju poprzecznego elementu, l – długość elementu.

Gdy gęstość prądu i natężenie pola elektrycznego nie są do siebie proporcjonalne (materiał nie spełnia prawa Ohma) rezystywność można określić jako: $\sigma=\frac{dE}{dj}$

Nazywa się ją wtedy rezystywnością różniczkową. Zależność natężenia pola elektrycznego od gęstości prądu nazywa się charakterystyką napięciowo-prądową danego materiału. Zależność ta jest różna dla różnych materiałów i charakterystyczna dla konkretnego materiału.

Metr to jednostka podstawowa długości w układach: SI, MKS, MKSA, MTS, oznaczenie m. Metr został określony 26 marca 1791 roku we Francji, ze względu na potrzebę korzystania z dziesiętnego systemu miar[potrzebne źródło]. W myśl definicji zatwierdzonej przez XVII Generalną Konferencję Miar i Wag w 1983 jest to odległość, jaką pokonuje światło w próżni w czasie 1/299 792 458 s.
Rezystancja (opór, opór czynny, oporność, oporność czynna) – wielkość charakteryzująca relacje między napięciem a natężeniem prądu elektrycznego w obwodach prądu stałego. W obwodach prądu przemiennego rezystancją nazywa się część rzeczywistą zespolonej impedancji.

W zmiennym polu elektrycznym

W przemiennym polu elektrycznym prąd może być przesunięty w fazie względem przyłożonego pola elektrycznego. Zależność pomiędzy gęstością prądu i natężeniem pola elektrycznego opisać można wtedy za pomocą rezystywności zespolonej, opisującej zarówno przewodnictwo elektryczne, jak i zjawiska związane z polaryzacją dielektryczną

Dielektryk, izolator elektryczny – materiał, w którym bardzo słabo przewodzony jest prąd elektryczny. Może to być rezultatem niskiej koncentracji ładunków swobodnych, niskiej ich ruchliwości, lub obu tych czynników równocześnie. Oporność właściwa dielektryków jest większa od 106 Ωm (dla dobrych przewodników, np. metali, wynosi 10−8–10−6 Ωm).
Stop oporowy - stop metali odznaczający się dużą rezystywnością, stosunkowo małym współczynnikiem cieplnym oporu elektrycznego i dużą stabilnością obu tych wielkości w pewnych zakresach temperatur. Stopy oporowe stosuje się w elektronice na: rezystory regulacyjne i obciążające (konstantan, manganin, nikielina), rezystory pomiarowe (np. konstatntan, manganin) oraz na elementy grzejne (nichrom, kantal).

$\vec E (\omega) = \rho(\omega) \vec j(\omega) = (\rho' (\omega) + i \rho'' (\omega)) \vec j (\omega)$

gdzie i - jednostka urojona, ρ(ω) - rezystywność zespolona, ρ' - część rzeczywista odpowiedzialna za pole elektryczne zgodne w fazie z płynącym prądem, ρ" - część urojona, odpowiedzialna za pole elektryczne przesunięte w fazie do płynącego prądu.

Przypadek ogólny

W materiałach anizotropowych kierunek pola elektrycznego elektrycznego nie musi być zgodny z płynącego prądu. Rezystywność jest wtedy tensorem, a zależność między natężeniem pola elektrycznego a gęstością prądu ma postać

Przewodnictwo elektryczne - to zjawisko skierowanego przenoszenia ładunków elektrycznych przez dodatnie lub ujemne nośniki prądu (np. elektrony, jony) w ośrodku pod wpływem przyłożonego zewnętrznego pola elektrycznego. Zależnie od natury fizycznej ładunków wytwarzających prąd elektryczny wyróżnia się następujące rodzaje przewodnictwa elektrycznego:
Temperaturowy współczynnik rezystancji (α lub TWR) to względna zmiana rezystancji danego materiału przy zmianie temperatury o 1 K, wyrażona w K-1. W elektronice stosuje się między innymi rezystory wykonane ze specjalnych stopów metali o małym α, jak manganin czy konstantan oraz elementy półprzewodnikowe o dużym, ujemnym α - termistory.

$\vec E = \hat \rho \vec j$ ,

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)