Питомий опір провідника

Питомий опір провідникаце здатність провідника опиратись проходженню електричного струму.

Питомий опір провідника формула

питомий опір провідника

Питомий опір провідника залежить від довжини провідника, його матеріалу та площі поперечного перерізу.

Питомі опори різних речовин досить різні:

  • у металів  складає стомільйонні долі ,
  • у ізоляторів – мільйони ;
  • проміжне положення між ними займають електроліти і напівпровідники.

Відзначимо, що питомі опори речовин сильно залежать від домішок. Домішки збільшують питомий опір металів і зменшують його у напівпровідників і ізоляторів. Чому ж різні речовини по-різному проводять електричний струм?

Здатність речовини проводити струм пов’язана з двома обставинами. По-перше, вона залежить від того, скільки в 1 см3 речовини міститься частинок, що переносять заряди, – електронів чи іонів. Ця величина називається концентрацією носіїв заряду. По-друге, вона залежить від рухливості носіїв заряду, тобто від того, з якою швидкістю переміщуються носії при напруженості поля, що складає .

Чим більше концентрація носіїв і чим вони рухливіші, тим менше опір речовини. В металах концентрація носіїв (вільних електронів) дуже велика: приблизно на 1 атом метала приходиться 1 вільний електрон. В електролітах концентрація носіїв – додатніх і від’ємних йонів – набагато менша, ніж концентрація вільних електронів в металах. Крім того, рухливість електронів в металах (особливо, в чистих металах, кристалічна гратка яких не спотворена атомами домішок), набагато більша рухливості йонів в електролітах. Тому питомий опір металів значно менше, ніж електролітів. В ізоляторах носії зарядів або відсутні (немає ні вільних електронів, ні йонів) або рухливість носіїв (йонів) близька до нуля.

Якщо наявність струму в речовині не впливає ні на концентрацію носіїв, ні на їх рухливість, то питомий опір речовини, а отже, і опір провідника не залежить від струму. В цьому випадку закон Ома добре справджується. Прикладами таких речовин є метали та електроліти.

Гази є прикладом речовин, в яких наявність струму може викликати зміну концентрації носіїв заряду, тому закон Ома по відношенню до них часто не справджується.

Поговоримо, зокрема, про природу опору в металах: вільні електрони не можуть вільно пересуватися по провіднику під впливом електричного поля джерела, оскільки стикаються з йонами кристалічної гратки і віддають їм частину енергії. Ці стикання і є причиною виникнення опору.

Опір провідника залежить також від температури. Це зумовлено тим,що при збільшенні  температури амплітуда коливань іонів в вузлах кристалічної гратки збільшується і збільшується швидкість руху вільних електронів,в результаті чого кількість зіткнень між ними і іонами зросте ,а наслідком цього є збільшення опору.

Додати коментар

Відповісти

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *