Питомий опір провідника – це здатність провідника опиратись проходженню електричного струму.
Питомий опір провідника формула
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.
