Kiến thức

Điện trở suất – Wikipedia tiếng Việt

Điện trở suất

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Bước tới điều hướng

Bước tới tìm kiếm

Điện trở suất

đại lượng

đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của mỗi chất. Chất có điện trở suất thấp sẽ dễ dàng cho dòng điện truyền qua (

chất dẫn điện

) và chất có điện trở suất lớn sẽ có tính cản trở dòng điện lớn (

chất cách điện

). Điện trở suất nói lên tính cản trở sự dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện của mỗi chất. Đơn vị của điện trở suất trong

hệ đơn vị chuẩn

SI

Ohm.met (Ω.m).

Định nghĩa điện trở suất[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Điện trở suất (thường được ký hiệu là ρ) của một dây dẫn là điện trở của một dây dẫn dài 1m có tiết diện 1m2, nó đặc trưng cho vật liệu dây dẫn đó

[1]

, hay một cách tổng quát, nó được cho bởi công thức:

R=ρ.lS{displaystyle R=rho .{frac {l}{S}}}

với R là điện trở, S là

tiết diện

ngang

[2]

(m2), l là

chiều dài

của khối vật dẫn (m{displaystyle m}).

Định luật Ohm vi phân

còn cho định nghĩa (m2){displaystyle (m^{2})}điện trở suất theo công thức:

ρ=EJ{displaystyle rho ={frac {E}{J}}}

Với E là cường độ điện trường, J là mật độ dòng điện.

Người ta còn định nghĩa điện trở suất là nghịch đảo của

độ dẫn điện

:

ρ=1σ{displaystyle rho ={frac {1}{sigma }}}

Xem thêm: Hé Lộ Cách Làm Bánh Phục Linh Ngon Đáo Để Đảm Bảo Thành Công

Điện trở suất của một số vật liệu[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Vật liệu Điện trở suất
Ωm, ở 200C
Hệ số nhiệt
điện trở (K−1)

Bạc

[3]

1,59×10−8 0,0041

Đồng

[3]

1,72×10−8 0,0043

Vàng

[3]

2,44×10−8 0,0034

Nhôm

[3]

2,82×10−8 0,0044

Tungsten

[3]

5,6×10−8 0,0045
Hợp kim

Cu

Zn

[3]

0,8×10−7 0,0015

Sắt

[3]

1,0×10−7 0,005

Bạch kim

[3]

1,1×10−7 0,00392

Chì

[3]

2,2×10−7 0,0039

Mangan

[4]

4,4×10−7 0,000002

Constantan

[5]

4,9×10−7 0,00001

Thủy ngân

[5]

9,8×10−7 0,0009

Nichrome

[3]

[6]

1,10×10−6 0,0004

Cacbon

[3]

[7]

3,5×10−5 -0,0005

Gecmani

[3]

[7]

4,6×10−1 -0,048

Silic

[3]

[7]

6,40×102 -0,075

Thủy tinh

[3]

1010 tới 1014 –chưa xác định

Cao su

[3]

1013 –chưa xác định

Lưu huỳnh

[3]

1015 –chưa xác định

Parafin

1017 –chưa xác định

Thạch anh

[3]

7,5×1017 –chưa xác định

PET

1020 –chưa xác định

Teflon

1022 tới 1024 –chưa xác định

Sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở suất[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Nhìn chung, điện trở suất của các

kim loại

tăng theo

nhiệt độ

trong khi điện trở suất của các

chất bán dẫn

giảm

theo nhiệt độ

, và trong tất cả các trường hợp, điện trở suất của chất phụ thuộc vào các cơ chế

tán xạ

của

điện tử

trong vật liệu: tán xạ trên

phonon

, tán xạ sai hỏng, tán xạ trên

spin

. Điện trở suất còn phụ thuộc vào mật độ

điện tử

tự do trong chất… Một cách tổng quát, điện trở suất trong kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo

công thức Bloch-Gruneissen

:

ρ(T)=ρ(0)+A(TΘR)n∫RTxn(ex−1)(1−e−x)dx{displaystyle rho (T)=rho (0)+Aleft({frac {T}{Theta _{R}}}right)^{n}int _{0}^{frac {Theta _{R}}{T}}{frac {x^{n}}{(e^{x}-1)(1-e^{-x})}}dx}

Với

ρ(0){displaystyle rho (0)} là điện trở suất tồn dư do tán xạ sai hỏng, A là hằng số phụ thuộc vào

vận tốc

của

điện tử

trên

mặt Fermi

, bán kính Debye và mật độ điện tử trong kim loại, ΘR là nhiệt độ Debye, n là số nguyên phụ thuộc vào cơ chế tương tác:

n = 5 nếu điện trở suất là do tán xạ trên

phonon

n = 3 nếu điện trở là do tán xạ của các điện tử s-d (trong các

kim loại chuyển tiếp

)

n = 2 nếu điện trở suất là do tương tác điện tử-điện tử

Với các chất bán dẫn, điện trở suất giảm theo nhiệt độ theo phương trình Steinhart-Hart:

1/T=A+Bln⁡)+C(ln⁡))3{displaystyle 1/T=A+Bln(rho )+C(ln(rho ))^{3},}

Với

A, B, C là các hằng số gọi là các hệ số Steinhart-Hart.

Các chất

siêu dẫn

khi nhiệt độ giảm xuống dưới nhiệt độ tới hạn sẽ không có điện trở.

Xem thêm: ĐỌC SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN XE NÂNG NGƯỜI HAULOTTE DẠNG CẮT KÉO

Điện trở suất phức[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Khi phân tích phản ứng của các vật liệu đối với các

điện trường

xoay chiều, trong các ứng dụng như

chụp cắt lớp trở kháng

(EIT), cần thiết phải thay thế suất điện trở bằng một đại lượng

phức

gọi là trở kháng suất hay suất trở kháng (khái niệm tương tự áp dụng cho

trở kháng

). Trở kháng suất là tổng của một phần

thực

(là điện trở suất) với một phần

ảo

(gọi là điện kháng suất (khái niệm tương tự áp dụng cho

điện kháng

). Độ lớn của trở kháng suất là căn bậc hai của tổng bình phương các độ lớn của điện trở suất và điện kháng suất.

Ngược lại, trong những trường hợp như thế thì độ dẫn điện phải được biểu diễn như là một

số phức

(hay thậm chí như một ma trận các số phức, như trong trường hợp của các vật liệu bất đẳng hướng) gọi là

độ dẫn nạp

. Độ dẫn nạp là tổng của một phần thực gọi là độ dẫn điện và một phần ảo gọi là

độ điện nạp

theo công thức

Y=G+jB{displaystyle Y=G+jB,},

Trong đó:

Y

độ dẫn nạp

, đo bằng

siemens

(hay mho ({displaystyle mho }), nghịch đảo của ohm.

G

độ dẫn điện

, đo bằng siemens.

j là đơn vị ảo.
B là độ điện nạp, đo bằng siemens.

Một miêu tả khác cho phản ứng đối với dòng điện xoay chiều sử dụng độ dẫn điện thực (nhưng phụ thuộc

tần số

), cùng với

độ điện môi

thực. Độ dẫn điện lớn hơn nghĩa là tín hiệu dòng xoay chiều được vật liệu hấp thụ nhanh hơn (hay vật liệu có độ chắn điện từ cao hơn). Để có chi tiết, xem

Miêu tả toán học của độ chắn điện từ

.

Tích điện trở suất mật độ[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Trong một số ứng dụng khi trọng lượng của vật dẫn điện là rất quan trọng thì tích của điện trở suất với

mật độ

(gọi tắt là tích điện trở suất mật độ) là quan trọng hơn so với điện trở suất tuyệt đối thấp – do có thể làm cho vật dẫn điện to và dày hơn để có điện trở thấp tương đương; và khi đó vật liệu có tích điện trở suất mật độ thấp (hay tương đương với nó là tỉ số giữa độ dẫn điện và mật độ là cao) là đáng mong muốn. Chẳng hạn, để truyền tải điện năng đi xa thì

nhôm

thường được sử dụng nhiều hơn so với đồng do nó là nhẹ hơn để có được cùng một độ dẫn điện.

Vật liệu Điện trở suất
[nΩ·m]
Mật độ
[g/cm³]
Tích mật độ
điện trở suất
[nΩ·m·g/cm³]

Natri

47,7 0,97 46

Liti

92,8 0,53 49

Canxi

33,6 1,55 52

Kali

72,0 0,89 64

Nhôm

26,50 2,70 72

Đồng

16,78 8,96 150

Bạc

15,87 10,49 166

Bạc mặc dù là kim loại dẫn điện tốt nhất đã biết, nhưng lại mật độ (khối lượng riêng) cao và như thế là kém hơn theo cách tính này. Canxi và các kim loại kiềm có các tích tốt nhất, nhưng hiếm khi được sử dụng để làm dây dẫn do chúng phản ứng nhanh với nước và ôxy. Nhôm ổn định hơn và có tích mật độ điện trở suất tốt hơn so với đồng.

Xem thêm: Chinh phục kỳ thi vào lớp 10 môn Đại số: Rút gọn biểu thức chứa căn bậc hai

Tham khảo[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

  1. ^

    Kỹ thuật điện, nxb Khoa học và kỹ thuật, 1984, tr 11

  2. ^

    Diện tích mặt cắt ngang được tính với dây hình tròn là: S=(số pi)nhân với d2 (đường kính bình phương), rồi chia cho 4

  3. ^

    a

    ă

    â

    b

    c

    d

    đ

    e

    ê

    g

    h

    i

    k

    l

    m

    n

    o

    Serway, Raymond A. (1998).

    Principles of Physics

    (ấn bản 2). Fort Worth, Texas; Luân Đôn: Saunders College Pub. tr. 602.

    ISBN

     

    0-03-020457-7

    .

  4. ^

    Giancoli 1995

    Lỗi harv: không có mục tiêu: CITEREFGiancoli1995 (

    trợ giúp

    )
    (see also

    Table of Resistivity

    )

  5. ^

    a

    ă

    Giancoli 1995

    Lỗi harv: không có mục tiêu: CITEREFGiancoli1995 (

    trợ giúp

    )
    (see also

    Table of Resistivity

    . hyperphysics.phy-astr.gsu.edu)

  6. ^

    Ni,Fe,Cr alloy commonly used in heating elements.

  7. ^

    a

    ă

    â

    Điện trở suất của

    chất bán dẫn

    rất tuỳ vào việc chất bẩn hoặc chất tạp có mặt không.

  • Paul Tipler (2004). Physics for Scientists and Engineers: Electricity, Magnetism, Light, and Elementary Modern Physics (5th ed.). W. H. Freeman.

    ISBN 0-7167-0810-8

    .

  • Giancoli, Douglas C. (1995).

    Physics: principles with applications

    (ấn bản 4). Luân Đôn: Prentice Hall.

    ISBN

     

    0-13-102153-2

    .

Liên kết ngoài[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

  • http://www.facstaff.bucknell.edu/mastascu/eLessonsHTML/Sensors/TempR.html

    Lưu trữ

    2004-10-18 tại

    Wayback Machine

  • http://www.trekinc.com/pdf/1005_Resistivity_Resistance.pdf

Lấy từ “

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Điện_trở_suất&oldid=65008857

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button