• conducteurs;
• diélectriques (avec propriétés isolantes);
• semi-conducteurs.

Électrons et courant

Au cœur du concept moderne de courant électrique se trouve l'hypothèse selon laquelle il se compose de particules matérielles - des charges. Mais diverses expériences physiques et chimiques permettent d'affirmer que ces porteurs de charge peuvent être de natures différentes dans un même conducteur. Et cette inhomogénéité des particules affecte la densité de courant. Pour les calculs liés aux paramètres du courant électrique, certaines grandeurs physiques sont utilisées. Parmi eux, une place importante est occupée par la conductivité ainsi que la résistance.

• La conductivité est liée à la résistance par une relation mutuelle inverse.

On sait que lorsqu'une certaine tension est appliquée à un circuit électrique, il y apparaît un courant électrique dont la valeur est liée à la conductivité de ce circuit. Cette découverte fondamentale a été faite à l'époque par le physicien allemand Georg Ohm. Depuis lors, une loi appelée loi d'Ohm a été utilisée. Il existe pour différentes options de circuit. Par conséquent, leurs formules peuvent être différentes les unes des autres, car elles correspondent à des conditions complètement différentes.

Chaque circuit électrique a un conducteur. S'il contient un type de particules porteuses de charge, le courant dans le conducteur est comme un écoulement de fluide qui a une certaine densité. Il est déterminé par la formule suivante :

La plupart des métaux correspondent au même type de particules chargées, grâce auxquelles il existe un courant électrique. Pour les métaux, le calcul de la conductivité électrique s'effectue selon la formule suivante :

Puisque la conductivité peut être calculée, il est maintenant facile de déterminer la résistivité électrique. On a déjà mentionné ci-dessus que la résistivité d'un conducteur est l'inverse de la conductivité. Par conséquent,

Dans cette formule, la lettre grecque ρ (rho) est utilisée pour désigner la résistivité électrique. Cette désignation est le plus souvent utilisée dans la littérature technique. Cependant, vous pouvez également trouver des formules légèrement différentes à l'aide desquelles la résistivité des conducteurs est calculée. Si la théorie classique des métaux et leur conductivité électronique sont utilisées pour les calculs, la résistivité est calculée par la formule suivante:

Cependant, il y a un "mais". L'état des atomes dans un conducteur métallique est affecté par la durée du processus d'ionisation, qui est effectué par un champ électrique. Avec un seul effet ionisant sur le conducteur, les atomes qu'il contient recevront une seule ionisation, ce qui créera un équilibre entre la concentration des atomes et des électrons libres. Et les valeurs de ces concentrations seront égales. Dans ce cas, les dépendances et formules suivantes ont lieu :

Écarts de conductivité et de résistance

Ensuite, nous considérons ce qui détermine la conductivité spécifique, qui est inversement proportionnelle à la résistivité. La résistivité d'une substance est une grandeur physique plutôt abstraite. Chaque conducteur existe sous la forme d'un échantillon spécifique. Il se caractérise par la présence de diverses impuretés et défauts dans la structure interne. Ils sont pris en compte comme des termes distincts dans l'expression qui détermine la résistivité selon la règle de Matthiessen. Cette règle prend également en compte la diffusion d'un flux d'électrons en mouvement sur les nœuds du réseau cristallin de l'échantillon qui fluctue en fonction de la température.

La présence de défauts internes, tels que des inclusions de diverses impuretés et des vides microscopiques, augmente également la résistivité. Pour déterminer la quantité d'impuretés dans les échantillons, la résistivité des matériaux est mesurée pour deux valeurs de température du matériau de l'échantillon. Une valeur de température est la température ambiante et l'autre correspond à l'hélium liquide. A partir du rapport du résultat de la mesure à température ambiante au résultat à la température de l'hélium liquide, on obtient un coefficient qui illustre la perfection structurale du matériau et sa pureté chimique. Le coefficient est noté par la lettre β.

Si un alliage métallique à structure en solution solide désordonnée est considéré comme conducteur de courant électrique, la valeur de la résistivité résiduelle peut être nettement supérieure à la résistivité. Une telle caractéristique des alliages métalliques à deux composants qui ne sont pas liés aux éléments de terres rares, ainsi qu'aux éléments de transition, est couverte par une loi spéciale. C'est ce qu'on appelle la loi de Nordheim.

Les technologies modernes en électronique s'orientent de plus en plus vers la miniaturisation. Et à tel point que le mot "nanocircuit" apparaîtra bientôt à la place d'un microcircuit. Les conducteurs de tels dispositifs sont si minces qu'il serait correct de les appeler des films métalliques. Il est tout à fait clair que l'échantillon de film avec sa résistivité différera vers le haut du plus grand conducteur. La faible épaisseur du métal dans le film entraîne l'apparition de propriétés semi-conductrices dans celui-ci.

La proportionnalité entre l'épaisseur du métal et le libre parcours des électrons dans ce matériau commence à apparaître. Il y a peu de place pour que les électrons se déplacent. Par conséquent, ils commencent à s'empêcher de se déplacer de manière ordonnée, ce qui entraîne une augmentation de la résistivité. Pour les films métalliques, la résistivité est calculée à l'aide d'une formule spéciale obtenue à partir d'expériences. La formule porte le nom de Fuchs, un scientifique qui a étudié la résistivité des films.

Les films sont des formations très spécifiques qui sont difficiles à répéter de sorte que les propriétés de plusieurs échantillons sont les mêmes. Pour une précision acceptable dans l'évaluation des films, un paramètre spécial est utilisé - la résistance de surface spécifique.

Les résistances sont formées de films métalliques sur le substrat du microcircuit. Pour cette raison, les calculs de résistivité sont une tâche très demandée en microélectronique. La valeur de la résistivité, évidemment, est influencée par la température et est liée à celle-ci par une dépendance directe de proportionnalité. Pour la plupart des métaux, cette dépendance a une certaine section linéaire dans une certaine plage de température. Dans ce cas, la résistivité est déterminée par la formule :

Dans les métaux, le courant électrique est dû au grand nombre d'électrons libres, dont la concentration est relativement élevée. De plus, les électrons déterminent également la conductivité thermique élevée des métaux. Pour cette raison, un lien a été établi entre la conductivité électrique et la conductivité thermique par une loi spéciale, qui a été justifiée expérimentalement. Cette loi de Wiedemann-Franz est caractérisée par les formules suivantes :

Des perspectives alléchantes pour la supraconductivité

Cependant, les processus les plus étonnants se produisent à la température la plus basse techniquement réalisable de l'hélium liquide. Dans de telles conditions de refroidissement, tous les métaux perdent pratiquement leur résistivité. Les fils de cuivre refroidis à la température de l'hélium liquide sont capables de conduire des courants plusieurs fois plus importants que dans des conditions normales. Si cela devenait possible dans la pratique, l'effet économique serait inestimable.

Plus surprenante encore fut la découverte des conducteurs à haute température. Ces variétés de céramiques dans des conditions normales étaient très éloignées dans leur résistivité des métaux. Mais à une température d'environ trois douzaines de degrés au-dessus de l'hélium liquide, ils sont devenus des supraconducteurs. La découverte de ce comportement des matériaux non métalliques est devenue un puissant stimulant pour la recherche. En raison des énormes conséquences économiques de l'application pratique de la supraconductivité, des ressources financières très importantes ont été investies dans cette direction et des recherches à grande échelle ont commencé.

Mais pour l'instant, comme on dit, "les choses sont toujours là" ... Les matériaux céramiques se sont avérés inadaptés à une utilisation pratique. Les conditions de maintien de l'état de supraconductivité nécessitaient des dépenses si importantes que tous les bénéfices de son utilisation étaient anéantis. Mais les expériences de supraconductivité se poursuivent. Il y a du progrès. La supraconductivité a déjà été obtenue à une température de 165 degrés Kelvin, mais cela nécessite une pression élevée. La création et le maintien de telles conditions particulières nie à nouveau l'utilisation commerciale de cette solution technique.

Facteurs d'influence supplémentaires

A l'heure actuelle, tout continue à aller de son côté, et pour le cuivre, l'aluminium et certains autres métaux, la résistivité continue d'assurer leur utilisation industrielle pour la fabrication de fils et câbles. En conclusion, il convient d'ajouter quelques informations supplémentaires sur le fait que non seulement la résistivité du matériau conducteur et la température ambiante affectent les pertes dans celui-ci lors du passage d'un courant électrique. La géométrie du conducteur est très importante lors de son utilisation à une fréquence de tension accrue et à une intensité de courant élevée.

Dans ces conditions, les électrons ont tendance à se concentrer près de la surface du fil, et son épaisseur en tant que conducteur perd son sens. Par conséquent, il est possible de réduire à juste titre la quantité de cuivre dans le fil en n'en fabriquant que la partie extérieure du conducteur. Un autre facteur d'augmentation de la résistivité d'un conducteur est la déformation. Par conséquent, malgré les performances élevées de certains matériaux électriquement conducteurs, dans certaines conditions, ils peuvent ne pas apparaître. Il est nécessaire de choisir les bons conducteurs pour des tâches spécifiques. Les tableaux ci-dessous vous y aideront.

Résistivité métaux est une mesure de leurs propriétés à résister au passage du courant électrique. Cette valeur est exprimée en Ohm-mètre (Ohm⋅m). Le symbole de la résistivité est la lettre grecque ρ (rho). Une résistivité élevée signifie que le matériau ne conduit pas bien la charge électrique.

Résistivité

La résistivité électrique est définie comme le rapport entre l'intensité du champ électrique à l'intérieur d'un métal et la densité de courant dans celui-ci :

où:
ρ est la résistivité du métal (Ohm⋅m),
E est l'intensité du champ électrique (V/m),
J est la valeur de la densité de courant électrique dans le métal (A/m2)

Si l'intensité du champ électrique (E) dans le métal est très grande et que la densité de courant (J) est très faible, cela signifie que le métal a une résistivité élevée.

L'inverse de la résistivité est la conductivité électrique, qui indique dans quelle mesure un matériau conduit le courant électrique :

σ est la conductivité du matériau, exprimée en siemens par mètre (S/m).

Résistance électrique

La résistance électrique, l'un des composants, est exprimée en ohms (Ohm). Il convient de noter que la résistance électrique et la résistivité ne sont pas la même chose. La résistivité est une propriété d'un matériau, tandis que la résistance électrique est une propriété d'un objet.

La résistance électrique d'une résistance est déterminée par la combinaison de la forme et de la résistivité du matériau qui la compose.

Par exemple, une résistance filaire constituée d'un fil long et fin a plus de résistance qu'une résistance constituée d'un fil court et épais du même métal.

Dans le même temps, une résistance bobinée constituée d'un matériau à haute résistivité a une résistance électrique plus élevée qu'une résistance constituée d'un matériau à faible résistivité. Et tout cela malgré le fait que les deux résistances sont constituées de fil de même longueur et de même diamètre.

A titre d'illustration, nous pouvons faire une analogie avec un système hydraulique, où l'eau est pompée à travers des tuyaux.

• Plus le tuyau est long et fin, plus la résistance à l'eau sera élevée.
• Un tuyau rempli de sable résistera mieux à l'eau qu'un tuyau sans sable.

Résistance du fil

La valeur de résistance du fil dépend de trois paramètres : la résistivité du métal, la longueur et le diamètre du fil lui-même. Formule de calcul de la résistance du fil :

Où:
R - résistance du fil (Ohm)
ρ - résistance spécifique du métal (Ohm.m)
L - longueur du fil (m)
A - section transversale du fil (m2)

A titre d'exemple, considérons une résistance à fil nichrome avec une résistivité de 1,10×10-6 ohm.m. Le fil a une longueur de 1500 mm et un diamètre de 0,5 mm. A partir de ces trois paramètres, on calcule la résistance du fil nichrome :

R \u003d 1,1 * 10 -6 * (1,5 / 0,000000196) \u003d 8,4 ohms

Le nichrome et le constantan sont souvent utilisés comme matériau de résistance. Ci-dessous dans le tableau, vous pouvez voir la résistivité de certains des métaux les plus couramment utilisés.

Résistance superficielle

La valeur de la résistance de surface est calculée de la même manière que la résistance du fil. Dans ce cas, l'aire de la section transversale peut être représentée comme le produit de w et t :

Pour certains matériaux, tels que les films minces, la relation entre la résistivité et l'épaisseur du film est appelée résistance de feuille de couche RS :

où RS est mesuré en ohms. Dans ce calcul, l'épaisseur du film doit être constante.

Souvent, les fabricants de résistances découpent des pistes dans le film pour augmenter la résistance afin d'augmenter le chemin du courant électrique.

Propriétés des matériaux résistifs

La résistivité d'un métal dépend de la température. Leurs valeurs sont données, en règle générale, pour la température ambiante (20°C). Le changement de résistivité résultant d'un changement de température est caractérisé par un coefficient de température.

Par exemple, dans les thermistances (thermistances), cette propriété est utilisée pour mesurer la température. En revanche, dans l'électronique de précision, c'est un effet plutôt indésirable.
Les résistances à film métallique ont d'excellentes propriétés de stabilité en température. Ceci est réalisé non seulement en raison de la faible résistivité du matériau, mais également en raison de la conception mécanique de la résistance elle-même.

De nombreux matériaux et alliages différents sont utilisés dans la fabrication des résistances. Le nichrome (un alliage de nickel et de chrome), en raison de sa résistivité élevée et de sa résistance à l'oxydation à haute température, est souvent utilisé comme matériau pour fabriquer des résistances bobinées. Son inconvénient est qu'il ne peut pas être soudé. Le constantan, un autre matériau populaire, est facile à souder et a un coefficient de température plus faible.

Beaucoup ont entendu parler de la loi d'Ohm, mais tout le monde ne sait pas ce que c'est. L'étude commence par un cours scolaire de physique. Passez plus en détail sur la faculté physique et l'électrodynamique. Il est peu probable que cette connaissance soit utile à un profane ordinaire, mais elle est nécessaire pour le développement général et pour quelqu'un pour une future profession. D'autre part, des connaissances de base sur l'électricité, sa structure, ses caractéristiques à la maison aideront à vous mettre en garde contre les ennuis. Pas étonnant que la loi d'Ohm soit appelée la loi fondamentale de l'électricité. Le maître de maison doit avoir des connaissances dans le domaine de l'électricité afin d'éviter les surtensions, qui peuvent entraîner une augmentation de la charge et un incendie.

Le concept de résistance électrique

La relation entre les grandeurs physiques de base d'un circuit électrique - résistance, tension, intensité du courant a été découverte par le physicien allemand Georg Simon Ohm.

La résistance électrique d'un conducteur est une valeur qui caractérise sa résistance au courant électrique. Autrement dit, une partie des électrons sous l'action d'un courant électrique sur le conducteur quitte sa place dans le réseau cristallin et se dirige vers le pôle positif du conducteur. Certains des électrons restent dans le réseau, continuant à tourner autour de l'atome du noyau. Ces électrons et atomes forment une résistance électrique qui empêche le mouvement des particules libérées.

Le processus ci-dessus est applicable à tous les métaux, mais leur résistance se produit de différentes manières. Cela est dû à la différence de taille, de forme et de matériau dont est composé le conducteur. En conséquence, les dimensions du réseau cristallin ont une forme inégale pour différents matériaux, par conséquent, la résistance électrique au mouvement du courant à travers eux n'est pas la même.

De ce concept découle la définition de la résistivité d'une substance, qui est un indicateur individuel pour chaque métal séparément. La résistivité électrique (ER) est une grandeur physique désignée par la lettre grecque ρ et caractérisée par la capacité d'un métal à empêcher le passage de l'électricité à travers lui.

Le cuivre est le matériau principal des conducteurs

La résistivité d'une substance est calculée par la formule, où l'un des indicateurs importants est le coefficient de température de la résistance électrique. Le tableau contient les valeurs de résistivité de trois métaux connus dans la plage de température de 0 à 100°C.

Si nous prenons l'indice de résistivité du fer, comme l'un des matériaux disponibles, égal à 0,1 Ohm, alors 10 mètres seront nécessaires pour 1 Ohm. L'argent a la plus faible résistance électrique ; pour son indicateur de 1 Ohm, 66,7 mètres sortiront. Une différence significative, mais l'argent est un métal cher et peu utilisé. Le suivant en termes de performances est le cuivre, où 1 ohm nécessite 57,14 mètres. En raison de sa disponibilité et de son coût par rapport à l'argent, le cuivre est l'un des matériaux les plus populaires pour une utilisation dans les réseaux électriques. La faible résistivité du fil de cuivre ou la résistance du fil de cuivre permet d'utiliser un conducteur en cuivre dans de nombreuses branches de la science, de la technologie, ainsi qu'à des fins industrielles et domestiques.

Valeur de résistivité

La valeur de résistivité n'est pas constante, elle évolue en fonction des facteurs suivants :

• La taille. Plus le diamètre du conducteur est grand, plus il fait passer d'électrons à travers lui. Par conséquent, plus sa taille est petite, plus sa résistivité est élevée.
• Longueur. Les électrons traversent les atomes, donc plus le fil est long, plus les électrons doivent les traverser. Lors du calcul, il est nécessaire de prendre en compte la longueur, la taille du fil, car plus le fil est long et fin, plus sa résistivité est élevée et inversement. Le fait de ne pas calculer la charge de l'équipement utilisé peut entraîner une surchauffe du fil et un incendie.
• Température. On sait que le régime de température est d'une grande importance sur le comportement des substances de différentes manières. Le métal, comme rien d'autre, change ses propriétés à différentes températures. La résistivité du cuivre dépend directement du coefficient de température de résistance du cuivre et augmente lorsqu'il est chauffé.
• Corrosion. La formation de corrosion augmente considérablement la charge. Cela se produit en raison d'influences environnementales, de la pénétration d'humidité, de sel, de saleté, etc. Il est recommandé d'isoler et de protéger toutes les connexions, bornes, torsions, d'installer une protection pour les équipements extérieurs, de remplacer en temps opportun les fils, assemblages, assemblages endommagés.

Calcul de la résistance

Des calculs sont effectués lors de la conception d'objets à diverses fins et utilisations, car le support de vie de chacun provient de l'électricité. Tout est pris en compte, des luminaires aux équipements techniquement complexes. À la maison, il sera également utile de faire un calcul, surtout s'il est prévu de remplacer le câblage. Pour la construction de logements privés, il est nécessaire de calculer la charge, sinon l'assemblage «artisanal» du câblage électrique peut provoquer un incendie.

Le but du calcul est de déterminer la résistance totale des conducteurs de tous les appareils utilisés, en tenant compte de leurs paramètres techniques. Il est calculé par la formule R=p*l/S , où :

R est le résultat calculé ;

p est l'indice de résistivité du tableau ;

l est la longueur du fil (conducteur) ;

S est le diamètre de la section.

Unités

Dans le système international d'unités de grandeurs physiques (SI), la résistance électrique est mesurée en Ohms (Ohm). L'unité de mesure de la résistivité selon le système SI est égale à une telle résistivité d'une substance à laquelle un conducteur constitué d'un matériau de 1 m de long avec une section de 1 m². M. a une résistance de 1 ohm. L'utilisation de 1 ohm / m par rapport à différents métaux est clairement indiquée dans le tableau.

Importance de la résistivité

La relation entre la résistivité et la conductivité peut être considérée comme réciproque. Plus l'indice d'un conducteur est élevé, plus l'indice de l'autre est faible et inversement. Par conséquent, lors du calcul de la conductivité électrique, le calcul 1 / r est utilisé, car le nombre réciproque de X est 1 / X et vice versa. L'indicateur spécifique est désigné par la lettre g.

Avantages du cuivre électrolytique

Faible résistivité (après l'argent) comme avantage, le cuivre n'est pas limité. Il possède des propriétés uniques dans ses caractéristiques, à savoir la plasticité, une grande malléabilité. Grâce à ces qualités, le cuivre électrolytique de haute pureté est produit pour la production de câbles utilisés dans les appareils électriques, l'informatique, l'industrie électrique et l'industrie automobile.

La dépendance de l'indice de résistance à la température

Le coefficient de température est une valeur égale au changement de tension d'une partie du circuit et à la résistivité du métal à la suite de changements de température. La plupart des métaux ont tendance à augmenter la résistivité avec l'augmentation de la température en raison des vibrations thermiques du réseau cristallin. Le coefficient de température de résistance du cuivre affecte la résistance spécifique du fil de cuivre et à des températures de 0 à 100°C est de 4,1 10−3(1/Kelvin). Pour l'argent, cet indicateur dans les mêmes conditions a une valeur de 3,8 et pour le fer de 6,0. Cela prouve une fois de plus l'efficacité de l'utilisation du cuivre comme conducteur.

Les substances et matériaux capables de conduire le courant électrique sont appelés conducteurs. Les autres sont classés comme diélectriques. Mais il n'y a pas de diélectriques purs, ils conduisent tous aussi le courant, mais sa valeur est très faible.

Mais les conducteurs conduisent le courant différemment. Selon la formule de George Ohm, le courant traversant un conducteur est linéairement proportionnel à l'amplitude de la tension qui lui est appliquée, et inversement proportionnel à une quantité appelée résistance.

L'unité de mesure de la résistance a été nommée Ohm en l'honneur du scientifique qui a découvert cette relation. Mais il s'est avéré que des conducteurs constitués de matériaux différents et ayant les mêmes dimensions géométriques ont des résistances électriques différentes. Pour déterminer la résistance d'un conducteur de longueur et de section connues, le concept de résistivité a été introduit - un coefficient qui dépend du matériau.

En conséquence, la résistance d'un conducteur de longueur et de section connues sera égale à

La résistivité s'applique non seulement aux matériaux solides, mais également aux liquides. Mais sa valeur dépend également des impuretés ou d'autres composants dans le matériau source. L'eau pure ne conduit pas l'électricité, étant un diélectrique. Mais dans la nature, il n'y a pas d'eau distillée, elle contient toujours des sels, des bactéries et d'autres impuretés. Ce cocktail est un conducteur de courant électrique avec une résistance spécifique.

En introduisant divers additifs dans les métaux, de nouveaux matériaux sont obtenus - alliages, dont la résistivité diffère de celle du matériau d'origine, même si le pourcentage d'ajout à celui-ci est insignifiant.

Résistivité en fonction de la température

Les résistances spécifiques des matériaux sont données dans des ouvrages de référence pour des températures proches de la température ambiante (20 °C). Lorsque la température augmente, la résistance du matériau augmente. Pourquoi cela arrive-t-il?

Le courant électrique à l'intérieur du matériau est conduit électrons libres. Sous l'action d'un champ électrique, ils se détachent de leurs atomes et se déplacent entre eux dans le sens donné par ce champ. Les atomes d'une substance forment un réseau cristallin, entre les nœuds duquel se déplace un flux d'électrons, également appelé "gaz d'électrons". Sous l'action de la température, les nœuds du réseau (atomes) oscillent. Les électrons eux-mêmes ne se déplacent pas non plus en ligne droite, mais le long d'un chemin complexe. En même temps, ils entrent souvent en collision avec des atomes, modifiant la trajectoire du mouvement. A certains instants, les électrons peuvent se déplacer dans le sens opposé au sens du courant électrique.

Lorsque la température augmente, l'amplitude des vibrations atomiques augmente. La collision des électrons avec eux se produit plus souvent, le mouvement du flux d'électrons ralentit. Physiquement, cela se traduit par une augmentation de la résistivité.

Un exemple d'utilisation de la dépendance de la résistivité à la température est le fonctionnement d'une lampe à incandescence. Le filament de tungstène, à partir duquel le filament est fabriqué, a une faible résistivité au moment de la mise sous tension. La surtension de courant au moment de la mise sous tension le chauffe rapidement, la résistivité augmente et le courant diminue, devenant nominal.

Le même processus se produit avec les éléments chauffants en nichrome. Il est donc impossible de calculer leur mode de fonctionnement en déterminant la longueur d'un fil de nichrome de section connue pour créer la résistance requise. Pour les calculs, vous avez besoin de la résistance spécifique du fil chauffé, et les ouvrages de référence donnent des valeurs pour la température ambiante. Par conséquent, la longueur finale de l'hélice nichrome est ajustée expérimentalement. Les calculs déterminent la longueur approximative et lors du montage, le filetage est progressivement raccourci section par section.

Coefficient de température de résistance

Mais pas dans tous les appareils, la dépendance de la résistivité des conducteurs à la température est bénéfique. En technique de mesure, une modification de la résistance des éléments du circuit entraîne une erreur.

Pour déterminer quantitativement la dépendance de la résistance d'un matériau à la température, le concept est introduit coefficient de température de résistance (TCR). Il montre à quel point la résistance d'un matériau change lorsque la température change de 1°C.

Pour la fabrication de composants électroniques - résistances utilisées dans les circuits des équipements de mesure, des matériaux à faible TCR sont utilisés. Ils sont plus chers, mais les paramètres de l'appareil ne changent pas sur une large plage de températures ambiantes.

Mais les propriétés des matériaux à haut TCR sont également utilisées. Le fonctionnement de certains capteurs de température est basé sur une modification de la résistance du matériau à partir duquel l'élément de mesure est fabriqué. Pour ce faire, vous devez maintenir une tension d'alimentation stable et mesurer le courant traversant l'élément. En calibrant l'échelle de l'appareil qui mesure le courant, selon un thermomètre de référence, on obtient un thermomètre électronique. Ce principe est utilisé non seulement pour les mesures, mais également pour les capteurs de surchauffe. Déconnexion de l'appareil en cas de modes de fonctionnement anormaux, entraînant une surchauffe des enroulements des transformateurs ou des éléments semi-conducteurs de puissance.

Utilisé dans l'électrotechnique et les éléments qui changent leur résistance non pas de la température ambiante, mais du courant qui les traverse - thermistances. Un exemple de leur utilisation est les systèmes de démagnétisation des tubes à rayons cathodiques des téléviseurs et des moniteurs. Lorsqu'une tension est appliquée, la résistance de la résistance est minimale, le courant qui la traverse passe dans la bobine de démagnétisation. Mais le même courant chauffe le matériau de la thermistance. Sa résistance augmente, diminuant le courant et la tension aux bornes de la bobine. Et ainsi - jusqu'à sa disparition complète. En conséquence, une tension sinusoïdale avec une amplitude décroissante en douceur est appliquée à la bobine, créant le même champ magnétique dans son espace. Le résultat est qu'au moment où le filament du tube est chauffé, il est déjà démagnétisé. Et le circuit de commande reste à l'état verrouillé jusqu'à ce que l'appareil soit éteint. Ensuite, les thermistances se refroidiront et seront prêtes à fonctionner à nouveau.

Le phénomène de supraconductivité

Que se passe-t-il si la température du matériau est réduite ? La résistivité diminuera. Il existe une limite à laquelle la température diminue, appelée zéro absolu. Ce - 273°C. En dessous de cette limite de température ne se produit pas. A cette valeur, la résistivité de tout conducteur est nulle.

Au zéro absolu, les atomes du réseau cristallin cessent de vibrer. En conséquence, le nuage d'électrons se déplace entre les nœuds du réseau sans entrer en collision avec eux. La résistance du matériau devient égale à zéro, ce qui ouvre la possibilité d'obtenir des courants infiniment grands dans des conducteurs de petites sections.

Le phénomène de supraconductivité ouvre de nouveaux horizons pour le développement de l'électrotechnique. Mais il existe encore des difficultés liées à l'obtention à domicile des températures ultra-basses nécessaires pour créer cet effet. Lorsque les problèmes seront résolus, le génie électrique passera à un nouveau niveau de développement.

Exemples d'utilisation des valeurs de résistivité dans les calculs

Nous avons déjà pris connaissance des principes de calcul de la longueur du fil de nichrome pour la fabrication d'un élément chauffant. Mais il existe d'autres situations où la connaissance de la résistivité des matériaux est nécessaire.

Pour le calcul circuits de mise à la terre des coefficients correspondant à des sols typiques sont utilisés. Si le type de sol à l'emplacement de la boucle de terre est inconnu, alors pour des calculs corrects, sa résistivité est préalablement mesurée. Ainsi, les résultats de calcul sont plus précis, ce qui élimine le réglage des paramètres du circuit lors de la fabrication : addition du nombre d'électrodes, entraînant une augmentation des dimensions géométriques du dispositif de mise à la terre.

La résistance spécifique des matériaux à partir desquels les lignes de câbles et les jeux de barres sont fabriqués est utilisée pour calculer leur résistance active. À l'avenir, au courant de charge nominal avec elle la valeur de la tension en bout de ligne est calculée. Si sa valeur s'avère insuffisante, alors les sections des conducteurs sont préalablement augmentées.

Convertisseur de longueur et de distance Convertisseur de masse Aliments en vrac et convertisseur de volume Convertisseur de surface Convertisseur d'unités de volume et de recette Convertisseur de température Convertisseur de pression, de contrainte et de module d'Young Convertisseur d'énergie et de travail Convertisseur de puissance Convertisseur de force Convertisseur de temps Convertisseur de vitesse linéaire Convertisseur d'angle plat Convertisseur d'efficacité thermique et d'efficacité énergétique de nombres dans différents systèmes de numération Convertisseur d'unités de mesure de la quantité d'informations Taux de change Dimensions des vêtements et des chaussures pour femmes Dimensions des vêtements et des chaussures pour hommes Convertisseur de vitesse angulaire et de fréquence de rotation Convertisseur d'accélération Convertisseur d'accélération angulaire Convertisseur de densité Convertisseur de volume spécifique Convertisseur de moment d'inertie Moment de force Convertisseur de couple Convertisseur de pouvoir calorifique spécifique (en masse) Convertisseur de densité d'énergie et de pouvoir calorifique spécifique (en volume) Convertisseur de différence de température Convertisseur de coefficient Coefficient de dilatation thermique Convertisseur de résistance thermique Convertisseur de conductivité thermique Convertisseur de capacité thermique spécifique Convertisseur d'exposition à l'énergie et de puissance rayonnante Convertisseur de densité de flux thermique Convertisseur de coefficient de transfert de chaleur Convertisseur de débit volumique Convertisseur de débit massique Convertisseur de débit molaire Convertisseur de densité de flux massique Convertisseur de concentration molaire Convertisseur de concentration massique en solution Dynamique ( Convertisseur de viscosité cinématique Convertisseur de tension superficielle Convertisseur de perméabilité à la vapeur Convertisseur de densité de flux de vapeur d'eau Convertisseur de niveau sonore Convertisseur de sensibilité du microphone Convertisseur de niveau de pression sonore (SPL) Convertisseur de niveau de pression sonore avec pression de référence sélectionnable Convertisseur de luminosité Convertisseur d'intensité lumineuse Convertisseur d'éclairement Convertisseur de résolution d'infographie Convertisseur de fréquence et de longueur d'onde Puissance en dioptries et distance focale Distance Puissance en dioptries et grossissement de l'objectif (×) Convertisseur de charge électrique Convertisseur de densité de charge linéaire Convertisseur de densité de charge de surface Convertisseur de densité de charge volumétrique Convertisseur de courant électrique Convertisseur de densité de courant linéaire Convertisseur de densité de courant de surface Convertisseur d'intensité de champ électrique Convertisseur de potentiel et de tension électrostatique Convertisseur de résistance électrique Convertisseur électrique Convertisseur de conductivité électrique de résistance Convertisseur de conductivité électrique Convertisseur d'inductance de capacité Convertisseur de jauge de fil américain Niveaux en dBm (dBm ou dBm), dBV (dBV), watts, etc. Convertisseur de force magnétomotrice Convertisseur d'intensité de champ magnétique Convertisseur de flux magnétique Convertisseur d'induction magnétique Rayonnement. Ionizing Radiation Absorbed Dose Rate Converter Radioactivité. Radiation du convertisseur de désintégration radioactive. Radiation du convertisseur de dose d'exposition. Convertisseur de dose absorbée Convertisseur de préfixe décimal Transfert de données Typographie et convertisseur d'unité de traitement d'image Convertisseur d'unité de volume de bois Calcul de la masse molaire Tableau périodique des éléments chimiques par D. I. Mendeleïev

1 ohm centimètre [ohm cm] = 0,01 ohm mètre [ohm m]

Valeur initiale

Valeur convertie

ohm mètre ohm centimètre ohm pouce microohm centimètre microohm pouce abohm centimètre stat par centimètre circulaire mil ohm par pied ohm carré. millimètre par mètre

En savoir plus sur la résistivité électrique

informations générales

Dès que l'électricité a quitté les laboratoires des scientifiques et a commencé à être largement introduite dans la pratique de la vie quotidienne, la question s'est posée de trouver des matériaux présentant certaines caractéristiques, parfois complètement opposées, en ce qui concerne le passage du courant électrique à travers eux.

Par exemple, lors de la transmission d'énergie électrique sur une longue distance, des exigences ont été imposées au matériau des fils pour minimiser les pertes dues au chauffage Joule en combinaison avec des caractéristiques de faible poids. Un exemple en est les lignes électriques à haute tension bien connues constituées de fils d'aluminium avec une âme en acier.

Ou, à l'inverse, pour créer des radiateurs électriques tubulaires compacts, il fallait des matériaux à résistance électrique relativement élevée et à stabilité thermique élevée. L'exemple le plus simple d'un appareil utilisant des matériaux aux propriétés similaires est le brûleur d'une cuisinière électrique de cuisine ordinaire.

Les conducteurs utilisés en biologie et en médecine comme électrodes, sondes et sondes nécessitent une résistance chimique élevée et une compatibilité avec les biomatériaux, associées à une faible résistance de contact.

Toute une pléiade d'inventeurs de différents pays : l'Angleterre, la Russie, l'Allemagne, la Hongrie et les États-Unis ont mis leurs efforts dans le développement d'un tel appareil désormais connu de tous comme une lampe à incandescence. Thomas Edison, après avoir mené plus d'un millier d'expériences pour tester les propriétés des matériaux adaptés au rôle des filaments, a créé une lampe avec une spirale en platine. Les lampes Edison, bien qu'elles aient une longue durée de vie, n'étaient pas pratiques en raison du coût élevé du matériau source.

Les travaux ultérieurs de l'inventeur russe Lodygin, qui a proposé d'utiliser du tungstène et du molybdène réfractaires relativement bon marché avec une résistivité plus élevée comme matériaux de fil, ont trouvé une application pratique. De plus, Lodygin a proposé de pomper l'air des ampoules à incandescence, en le remplaçant par des gaz inertes ou nobles, ce qui a conduit à la création de lampes à incandescence modernes. Le pionnier de la production de masse de lampes électriques abordables et durables a été General Electric, à qui Lodygin a cédé les droits de ses brevets, puis a travaillé avec succès dans les laboratoires de l'entreprise pendant longtemps.

Cette liste peut être poursuivie, car l'esprit humain curieux est si inventif que parfois, pour résoudre un certain problème technique, il a besoin de matériaux aux propriétés jusqu'alors inconnues ou avec des combinaisons incroyables de ces propriétés. La nature ne suit plus nos appétits et des scientifiques du monde entier ont rejoint la course pour créer des matériaux qui n'ont pas d'analogues naturels.

L'une des caractéristiques les plus importantes des matériaux naturels et synthétiques est la résistivité électrique. Un exemple d'appareil électrique dans lequel cette propriété est utilisée dans sa forme la plus pure est un fusible qui protège nos équipements électriques et électroniques contre les effets du courant dépassant les valeurs autorisées.

Dans le même temps, il convient de noter que ce sont des substituts artisanaux aux fusibles standard, fabriqués sans connaissance de la résistivité du matériau, qui provoquent parfois non seulement l'épuisement de divers éléments des circuits électriques, mais également des incendies dans les maisons et des allumages. du câblage dans les voitures.

Il en va de même pour le remplacement des fusibles dans les réseaux électriques, lorsqu'un fusible avec un courant nominal de fonctionnement plus élevé est installé à la place d'un fusible d'un calibre inférieur. Cela conduit à une surchauffe du câblage électrique et même, par conséquent, à la survenue d'incendies aux tristes conséquences. Cela est particulièrement vrai pour les maisons à ossature.

Référence historique

Le concept de résistivité électrique est apparu grâce aux travaux du célèbre physicien allemand Georg Ohm, qui a théoriquement étayé et au cours de nombreuses expériences prouvé la relation entre l'intensité du courant, la force électromotrice de la batterie et la résistance de toutes les parties du circuit, découvrant ainsi la loi du circuit électrique élémentaire, alors nommé d'après lui. Ohm a étudié la dépendance de l'amplitude du courant circulant sur l'amplitude de la tension appliquée, sur la longueur et la forme du matériau conducteur, ainsi que sur le type de matériau utilisé comme milieu conducteur.

Dans le même temps, nous devons rendre hommage aux travaux de Sir Humphrey Davy, chimiste, physicien et géologue anglais, qui fut le premier à établir la dépendance de la résistance électrique d'un conducteur à sa longueur et à sa section transversale, et a également noté la dépendance de la conductivité électrique à la température.

En étudiant la dépendance du flux de courant électrique sur le type de matériaux, Ohm a découvert que chaque matériau conducteur à sa disposition avait une caractéristique inhérente de résistance au flux de courant.

Il convient de noter qu'à l'époque d'Ohm, l'un des conducteurs les plus courants aujourd'hui - l'aluminium - avait le statut de métal particulièrement précieux, alors Ohm s'est limité à des expériences avec du cuivre, de l'argent, de l'or, du platine, du zinc, de l'étain, du plomb et fer.

En fin de compte, Ohm a introduit le concept de résistivité électrique d'un matériau comme caractéristique fondamentale, ne sachant absolument rien de la nature du flux de courant dans les métaux, ni de la dépendance de leur résistance à la température.

Résistance électrique spécifique. Définition

La résistivité électrique ou simplement la résistivité est une caractéristique physique fondamentale d'un matériau conducteur qui caractérise la capacité d'une substance à empêcher le passage d'un courant électrique. Il est désigné par la lettre grecque ρ (prononcé rho) et est calculé à partir de la formule empirique de calcul de la résistance obtenue par Georg Ohm.

ou d'ici

où R est la résistance en ohms, S est la surface en m²/, L est la longueur en m

L'unité de résistivité électrique dans le Système international d'unités SI est exprimée en Ohm m.

Il s'agit de la résistance d'un conducteur d'une longueur de 1 m et d'une section de 1 m² / une valeur de 1 ohm.

En électrotechnique, pour la commodité des calculs, il est d'usage d'utiliser la dérivée de la résistivité électrique, exprimée en Ohm mm²/m. Les valeurs de résistivité pour les métaux les plus courants et leurs alliages peuvent être trouvées dans les ouvrages de référence pertinents.

Les tableaux 1 et 2 présentent les valeurs de résistivité des différents matériaux les plus courants.

Tableau 1. Résistivité de certains métaux

Tableau 2. Résistivité des alliages courants

Résistance électrique spécifique de divers milieux. Physique des phénomènes

Résistances électriques spécifiques des métaux et de leurs alliages, semi-conducteurs et diélectriques

Aujourd'hui, armés de connaissances, nous sommes capables de pré-calculer la résistivité électrique de n'importe quel matériau, à la fois naturel et synthétisé, en fonction de sa composition chimique et de son état physique présumé.

Cette connaissance nous aide à mieux utiliser les possibilités des matériaux, parfois assez exotiques et uniques.

Compte tenu des idées dominantes, du point de vue de la physique, les solides sont divisés en substances cristallines, polycristallines et amorphes.

Le moyen le plus simple, en termes de calcul technique de la résistivité ou de sa mesure, est le cas des substances amorphes. Ils n'ont pas de structure cristalline prononcée (bien qu'ils puissent contenir des inclusions microscopiques de telles substances), ont une composition chimique relativement homogène et présentent des propriétés caractéristiques d'un matériau donné.

Pour les substances polycristallines formées par une collection de cristaux relativement petits de la même composition chimique, le comportement des propriétés n'est pas très différent du comportement des substances amorphes, puisque la résistivité électrique est généralement définie comme une propriété globale intégrale d'un échantillon de matériau donné.

La situation est plus compliquée avec les substances cristallines, en particulier avec les monocristaux, qui ont une résistivité électrique différente et d'autres caractéristiques électriques par rapport aux axes de symétrie de leurs cristaux. Cette propriété est appelée anisotropie cristalline et est largement utilisée dans la technologie, en particulier dans les circuits d'ingénierie radio des oscillateurs à quartz, où la stabilité de fréquence est déterminée précisément par la génération de fréquences inhérentes à un cristal de quartz donné.

Chacun de nous, étant propriétaire d'un ordinateur, d'une tablette, d'un téléphone portable ou d'un smartphone, y compris les propriétaires de montres électroniques jusqu'à iWatch, est également propriétaire d'un cristal de quartz. Sur cette base, on peut juger de l'ampleur de l'utilisation des résonateurs à quartz en électronique, estimée en dizaines de milliards.

Entre autres choses, la résistivité de nombreux matériaux, en particulier les semi-conducteurs, dépend de la température, de sorte que les données de référence sont généralement données avec la température de mesure, généralement 20 °C.

Les propriétés uniques du platine, qui a une dépendance constante et bien étudiée de la résistivité électrique à la température, ainsi que la possibilité d'obtenir un métal de haute pureté, ont servi de condition préalable à la création de capteurs sur sa base dans une large plage de températures .

Pour les métaux, la dispersion des valeurs de référence de résistivité est due aux méthodes de fabrication des échantillons et à la pureté chimique du métal de cet échantillon.

Pour les alliages, une gamme plus large de valeurs de référence de résistivité est due aux méthodes de préparation des échantillons et à la variabilité de la composition de l'alliage.

Résistivité électrique des liquides (électrolytes)

La compréhension de la résistivité des liquides repose sur les théories de la dissociation thermique et de la mobilité des cations et des anions. Par exemple, dans le liquide le plus répandu sur Terre, l'eau ordinaire, certaines de ses molécules se décomposent en ions sous l'influence de la température : les cations H+ et les anions OH–. Lorsqu'une tension externe est appliquée à des électrodes immergées dans l'eau dans des conditions normales, un courant apparaît en raison du mouvement des ions susmentionnés. Il s'est avéré que des associations entières de molécules se forment dans l'eau - clusters, parfois combinés avec des cations H+ ou des anions OH–. Par conséquent, le transfert d'ions par clusters sous l'influence d'une tension électrique se produit comme suit : en acceptant un ion dans la direction du champ électrique appliqué d'un côté, le cluster "lâche" un ion similaire de l'autre côté. La présence d'amas dans l'eau explique parfaitement le fait scientifique qu'à une température d'environ 4°C, l'eau a la densité la plus élevée. La plupart des molécules d'eau sont dans ce cas en amas du fait de l'action des liaisons hydrogène et covalentes, pratiquement à l'état quasi-cristallin ; dans ce cas, la dissociation thermique est minimale et la formation de cristaux de glace, qui a une densité plus faible (la glace flotte dans l'eau), n'a pas encore commencé.

En général, la résistivité des liquides montre une plus forte dépendance à la température, donc cette caractéristique est toujours mesurée à une température de 293 K, ce qui correspond à une température de 20 °C.

En plus de l'eau, il existe un grand nombre d'autres solvants capables de créer des cations et des anions de solutés. La connaissance et la mesure de la résistivité de telles solutions sont également d'une grande importance pratique.

Pour les solutions aqueuses de sels, d'acides et d'alcalis, la concentration de la substance dissoute joue un rôle important dans la détermination de la résistivité de la solution. Un exemple est le tableau suivant, qui montre les valeurs de résistivité de diverses substances dissoutes dans l'eau à une température de 18 ° C:

Tableau 3. Valeurs de résistivité de diverses substances dissoutes dans l'eau à une température de 18 °C

Les données des tableaux sont extraites du Brief Physical and Technical Reference, Volume 1, - M.: 1960

Résistivité des isolants

Une grande importance dans les branches de l'électrotechnique, de l'électronique, de l'ingénierie radio et de la robotique est toute une classe de substances diverses qui ont une résistivité relativement élevée. Quel que soit leur état d'agrégation, qu'il soit solide, liquide ou gazeux, ces substances sont appelées isolants. Ces matériaux sont utilisés pour isoler les parties individuelles des circuits électriques les unes des autres.

Un exemple d'isolateurs solides est le ruban électrique flexible familier, grâce auquel nous restaurons l'isolation lors de la connexion de divers fils. Beaucoup connaissent les isolateurs en porcelaine pour la suspension des lignes électriques aériennes, les panneaux de textolite avec des composants électroniques qui font partie de la plupart des produits électroniques, la céramique, le verre et de nombreux autres matériaux. Les matériaux isolants solides modernes à base de plastiques et d'élastomères permettent d'utiliser en toute sécurité un courant électrique de différentes tensions dans une grande variété d'appareils et d'appareils.

Outre les isolants solides, les isolants liquides à haute résistivité sont largement utilisés en électrotechnique. Dans les transformateurs de puissance des réseaux électriques, l'huile de transformateur liquide empêche les pannes entre spires dues à l'auto-induction EMF, isolant de manière fiable les spires des enroulements. Dans les disjoncteurs à huile, l'huile est utilisée pour éteindre l'arc électrique qui se produit lors de la commutation des sources de courant. L'huile de condensateur est utilisée pour créer des condensateurs compacts à hautes performances électriques. en plus de ces huiles, l'huile de ricin naturelle et les huiles synthétiques sont utilisées comme isolants liquides.

À pression atmosphérique normale, tous les gaz et leurs mélanges sont d'excellents isolants du point de vue de l'électrotechnique, mais les gaz nobles (xénon, argon, néon, krypton), en raison de leur inertie, ont une résistivité plus élevée, largement utilisée dans certains domaines de la technologie.

Mais l'isolant le plus courant est l'air, composé principalement d'azote moléculaire (75 % en masse), d'oxygène moléculaire (23,15 % en masse), d'argon (1,3 % en masse), de dioxyde de carbone, d'hydrogène, d'eau et de quelques impuretés. . Il isole le flux de courant dans les interrupteurs d'éclairage domestiques conventionnels, les interrupteurs de courant à relais, les démarreurs magnétiques et les disjoncteurs mécaniques. Il est à noter qu'une diminution de la pression des gaz ou de leurs mélanges en dessous de la pression atmosphérique entraîne une augmentation de leur résistivité électrique. L'isolant idéal dans ce sens est le vide.

Résistance électrique spécifique de divers sols

L'un des moyens les plus importants de protéger une personne contre les effets néfastes du courant électrique en cas d'accident dans les installations électriques est un dispositif de mise à la terre de protection.

Il s'agit de la connexion intentionnelle d'une enceinte ou d'un boîtier électrique à un dispositif de mise à la terre de protection. Habituellement, la mise à la terre est réalisée sous forme de bandes, de tuyaux, de tiges ou d'angles en acier ou en cuivre enterrés dans le sol à une profondeur de plus de 2,5 mètres, qui, en cas d'accident, assurent la circulation du courant le long du circuit. appareil - boîtier ou habillage - terre - fil neutre de la source AC. La résistance de ce circuit ne doit pas dépasser 4 ohms. Dans ce cas, la tension sur le corps du dispositif d'urgence est réduite à des valeurs sans danger pour l'homme, et les dispositifs automatiques de protection du circuit électrique d'une manière ou d'une autre éteignent le dispositif d'urgence.

Lors du calcul des éléments de mise à la terre de protection, la connaissance de la résistivité des sols joue un rôle important, qui peut varier dans de larges limites.

Conformément aux données des tableaux de référence, la zone du dispositif de mise à la terre est sélectionnée, le nombre d'éléments de mise à la terre et la conception réelle de l'ensemble du dispositif en sont calculés. La connexion des éléments structurels du dispositif de mise à la terre de protection est réalisée par soudage.

Électrotomographie

L'exploration électrique étudie l'environnement géologique proche de la surface, est utilisée pour rechercher des minerais et des minéraux non métalliques et d'autres objets sur la base de l'étude de divers champs électriques et électromagnétiques artificiels. Un cas particulier d'exploration électrique est la tomographie de résistivité électrique - une méthode pour déterminer les propriétés des roches par leur résistivité.

L'essence de la méthode réside dans le fait qu'à une certaine position de la source de champ électrique, des mesures de tension sont prises sur différentes sondes, puis la source de champ est déplacée vers un autre endroit ou commutée vers une autre source et les mesures sont répétées. Les sources de champ et les sondes réceptrices de champ sont placées en surface et dans des puits.

Ensuite, les données reçues sont traitées et interprétées à l'aide de méthodes de traitement informatique modernes qui permettent de visualiser les informations sous forme d'images bidimensionnelles et tridimensionnelles.

Étant une méthode de recherche très précise, l'électrotomographie apporte une aide inestimable aux géologues, archéologues et paléozoologues.

La détermination de la forme d'occurrence des gisements minéraux et des limites de leur distribution (contour) permet d'identifier l'occurrence de gisements filoniens de minéraux, ce qui réduit considérablement le coût de leur développement ultérieur.

Pour les archéologues, cette méthode de recherche fournit des informations précieuses sur l'emplacement des sépultures anciennes et la présence d'artefacts dans celles-ci, réduisant ainsi les coûts d'excavation.

Les paléozoologues utilisent l'électrotomographie pour rechercher des restes fossilisés d'animaux anciens; les résultats de leur travail peuvent être vus dans les musées de sciences naturelles sous la forme d'étonnantes reconstitutions de squelettes de mégafaune préhistorique.

De plus, la tomographie électrique est utilisée dans la construction et l'exploitation ultérieure d'ouvrages d'art: immeubles de grande hauteur, barrages, barrages, remblais et autres.

Définitions de résistivité en pratique

Parfois, pour résoudre des problèmes pratiques, nous pouvons être confrontés à la tâche de déterminer la composition d'une substance, par exemple un fil pour un coupe-mousse de polystyrène. Nous avons deux bobines de fil d'un diamètre approprié à partir de divers matériaux qui nous sont inconnus. Pour résoudre le problème, il faut trouver leur résistivité électrique puis déterminer le matériau du fil à l'aide de la différence entre les valeurs trouvées ou à l'aide d'un tableau de référence.

Nous mesurons avec un ruban à mesurer et coupons 2 mètres de fil de chaque échantillon. Déterminons les diamètres de fil d₁ et d₂ avec un micromètre. En allumant le multimètre à la limite inférieure de mesure de la résistance, nous mesurons la résistance de l'échantillon R₁. Nous répétons la procédure pour un autre échantillon et mesurons également sa résistance R₂.

Nous tenons compte du fait que la section transversale des fils est calculée par la formule

S = π ré 2 /4

Maintenant, la formule de calcul de la résistivité électrique ressemblera à ceci :

ρ = R π ré 2 /4 L

En remplaçant les valeurs obtenues de L, d₁ et R₁ dans la formule de calcul de la résistivité donnée dans l'article ci-dessus, on calcule la valeur de ρ₁ pour le premier échantillon.

ρ 1 \u003d 0,12 ohm mm 2 / m

En substituant les valeurs obtenues de L, d₂ et R₂ dans la formule, nous calculons la valeur de ρ₂ pour le deuxième échantillon.

ρ 2 \u003d 1,2 ohm mm 2 / m

En comparant les valeurs de ρ₁ et ρ₂ avec les données de référence du tableau 2 ci-dessus, nous concluons que le matériau du premier échantillon est de l'acier et que le deuxième échantillon est du nichrome, à partir duquel nous fabriquerons la chaîne de coupe.

Trouvez-vous difficile de traduire les unités de mesure d'une langue à l'autre ? Des collègues sont prêts à vous aider. Poser une question à TCTerms et dans quelques minutes vous recevrez une réponse.