Ko se na materialu uporabi potencialna razlika, se elektroni v materialu začnejo premikati z negativne elektrode na pozitivne elektrode, ki proizvajajo tok v materialu. Toda med tem gibanjem elektronov pride do različnih trkov z drugimi elektroni na svoji poti. Ta trčenja povzročajo nekaj nasprotovanja toku elektronov. Ta pojav je znan kot odpornost na material. Lastnost upornosti materialov je koristna v električnih vezjih. Številni dejavniki vplivajo na odpornost materiala. Vrednost specifične odpornosti materiala nam daje predstavo o uporovni sposobnosti določenega materiala.
Kaj je upornost?
Materiali so razdeljeni glede na njihove prevodne lastnosti kot prevodniki, polprevodniki in izolatorji. Električna upornost materiala je definirana kot upornost materiala na enoto dolžine in na enoto prečnega prereza pri določeni temperaturi.
Ko uporabimo potencialno razliko med snovjo, odporna lastnost snovi nasprotuje toku toka skozi to. Ta lastnost snovi se spreminja glede na temperaturo in je odvisna tudi od vrste materiala, iz katerega je sestavljena. meri odpornost snovi.
Formula za upornost
Formula za to izhaja iz zakonov upora. Za odpornost snovi obstajajo štirje zakoni.
Enačba upornosti
Prvi zakon
Navaja, da odpornost snovi R je neposredno sorazmeren z njeno dolžino L., tj. R ∝ L. Torej, ko se dolžina snovi podvoji. tudi njen odpor se podvoji.
Drugi zakon
V skladu s tem zakonom je odpornost R snovi je posredno sorazmeren njeni površini preseka A. t.j. R ∝ 1 / A. Tako se podvojitev površine preseka snovi zmanjša na polovico.
Tretji zakon
Ta zakon določa, da odpornost materiala je odvisno od temperature.
Četrti zakon
V skladu s tem zakonom je odpornost vrednost dvožične žice, sestavljene iz različnih materialov, je različna, čeprav sta po dolžini in prerezu enaka.
Iz vseh teh zakonov lahko dobimo vrednost upora vodnika z dolžino L in prečnim prerezom A kot
R ∝ L / A
R = ρL / A
Tu je ρ koeficient upora, znan kot upor specifične odpornosti.
Tako je električna upornost materiala podana kot
ρ = RA / L
Njegova enota S.I je Ohm-Meter. Označena je s simbolom ρ.
Klasifikacija upornosti za vodnike, polprevodnike in izolatorje
Ta material je zelo odvisen od temperature. V vodnikih s povečanjem temperature se poveča tudi hitrost elektronov, ki se gibljejo v materialu. To vodi do številnih trkov. Posledica tega je zmanjšanje povprečnega časa trka elektronov. Ta snov je obratno sorazmerna s povprečnim časom trka elektronov. Tako se z zmanjšanjem povprečnega časa trka poveča vrednost uporovnosti vodnika.
V polprevodniških snoveh se pri zvišanju temperature pojavi prekinitev bolj kovalentnih vezi. To poveča število prostih nosilcev naboja v snovi. S tem povečanjem nosilcev naboja se poveča prevodnost snovi in s tem zmanjša upor polprevodniškega materiala. Tako se bodo s povišanjem temperature povečali njegovi polprevodniki.
pomaga pri primerjavi različnih materialov glede na njihovo sposobnost prevajanja električne energije. je povratna prevodnost. Dirigenti imajo visoke vrednosti prevodnosti in nižje vrednosti upora. Izolatorji imajo visoke vrednosti upornosti in nizke vrednosti prevodnosti. Vrednosti upora in prevodnosti za polprevodnik leži na sredini.
Njegova vrednost za dober vodnik, kot je ročno vlečen baker pri 200C je 1,77 × 10-8ohm-meter, po drugi strani pa je to za dober izolator od 1012.do 10dvajsetohm-metrov.
Temperaturni koeficient
Temperaturni koeficient upora je opredeljen kot sprememba v povečanju upora za 1Ω upor materiala na 10C dvig temperature. Označuje se s simbolom 'α'.
Sprememba upornosti materiala s spremembo temperature je podana kot
dρ / dt = ρ. α
Tu je dρ sprememba vrednosti upora. Njegove enote so ohm-mdva/ m. „Ρ“ je vrednost upornosti snovi. „Dt“ je sprememba vrednosti temperature. „Α“ je temperaturni koeficient upora.
Novo vrednost upornosti materiala, ko se spremeni temperatura, lahko izračunamo z zgornjo enačbo. Najprej se z uporabo temperaturnega koeficienta izračuna količina spremembe njegove vrednosti. Nato se vrednost doda prejšnji vrednosti za izračun nove vrednosti.
To je zelo koristno pri izračunu vrednosti upora materiala pri različnih temperaturah. Oba izraza odpornost in upornost sta povezana z nasprotovanjem tekočega toka, vendar je to bistvena lastnost materialov. Vse bakrene žice, ne glede na njihovo dolžino in površino preseka, imajo enako vrednost upora, njihova vrednost upora pa se spreminja s spremembo njihove dolžine in površin prereza.
Vsak material ima svojo vrednost. Splošne vrednosti upornosti za različne vrste materiala lahko damo kot - Za superprevodnike je upor 0, za kovine pa 10-8, za polprevodnike in elektrolite je vrednost upornosti spremenljiva, za izolatorje pa vrednost upornosti od 1016., pri superizolatorjih je vrednost upora upornosti „∞“.
Ob 200C vrednost upornosti srebra je 1,59 × 10-8, za baker 1,68 × 10-8. Vse vrednosti upornosti za različne materiale najdete v a tabela . Les velja za visokoizolacijski element, vendar se ta razlikuje glede na količino vlage, ki je v njem. V mnogih primerih je težko izračunati odpornost materiala z uporabo formule upornosti zaradi nehomogene narave materialov. V takih primerih se uporablja delna diferencialna enačba, ki jo tvorita enačba kontinuitete J in Poissonova enačba za E. Imata dve žici z različno dolžino in različnimi površinami preseka enake vrednosti?
