O que determina a resistência de um condutor

A resistência e seu recíproco - condutividade elétrica - para condutores feitos de metais quimicamente puros são uma quantidade física característica, mas, no entanto, seus valores de resistência são conhecidos com precisão relativamente baixa.

Isso é explicado pelo fato de que o valor da resistência dos metais é muito influenciado por várias circunstâncias aleatórias e difíceis de controlar.

Em primeiro lugar, muitas vezes pequenas impurezas no metal puro aumentam sua resistência.

O metal mais importante para a engenharia elétrica é mel, de onde são feitos fios e cabos para a distribuição de energia elétrica, revela-se particularmente sensível a este respeito.

Impurezas insignificantemente pequenas de carbono a 0,05% aumentam a resistência do cobre em 33% em comparação com a resistência do cobre quimicamente puro, uma impureza de 0,13% de fósforo aumenta a resistência do cobre em 48%, 0,5% de ferro em 176%, vestígios de zinco em quantidade difícil de medir devido a sua pequenez, com 20%.

O efeito das impurezas na resistência de outros metais é menos significativo do que no caso do cobre.

A resistência dos metais, quimicamente puros ou em geral com uma certa composição química, depende do método de tratamento térmico e mecânico.

Laminação, trefilação, têmpera e recozimento podem alterar a resistividade do metal em vários por cento.

Isso é explicado pelo fato de que o metal fundido cristaliza durante a solidificação, formando pequenos cristais individuais numerosos e distribuídos aleatoriamente.

Qualquer processamento mecânico destrói parcialmente esses cristais e desloca seus grupos um em relação ao outro, como resultado, a condutividade elétrica geral de um pedaço de metal geralmente muda na direção do aumento da resistência.

O recozimento prolongado a uma temperatura favorável, diferente para diferentes metais, é acompanhado por redução de cristal e geralmente reduz a resistência.

Existem métodos que permitem obter monocristais mais ou menos significativos (cristais únicos) durante a solidificação de metais fundidos.

Se o metal der cristais do sistema correto, então a resistência dos monocristais de tal metal é a mesma em todas as direções. Se os cristais metálicos pertencem a um sistema hexagonal, tetragonal ou trigonal, então o valor da resistência do monocristal depende da direção da corrente.

Os valores limite (extremos) são obtidos na direção do eixo de simetria do cristal e na direção perpendicular ao eixo de simetria, em todas as outras direções a resistência tem valores intermediários.

Pedaços de metal obtidos por métodos convencionais, com uma distribuição aleatória de pequenos cristais, têm uma resistência igual a um determinado valor médio, a menos que durante a solidificação se estabeleça uma distribuição mais ou menos ordenada de cristais.

A partir disso, fica claro que a resistência de amostras de outros metais quimicamente puros, cujos cristais não pertencem ao sistema correto, não pode ter valores completamente determinados.

Valores de resistência dos metais e ligas condutores mais comuns a 20 °C: Resistência e condutividade elétrica de substâncias

A influência da temperatura na resistência de diversos metais é objeto de numerosos e minuciosos estudos, pois a questão desse efeito é de grande importância teórica e prática.

metais puros coeficiente de temperatura de resistência, na maioria das vezes está próximo do coeficiente de temperatura da expansão linear térmica dos gases, ou seja, não difere muito de 0,004, portanto na faixa de 0 a 100 ° C a resistência é aproximadamente proporcional à temperatura absoluta.

Em temperaturas abaixo de 0° a resistência diminui mais rápido que a temperatura absoluta e mais rápido a temperatura diminui. Em temperaturas próximas do zero absoluto, a resistência de alguns metais torna-se praticamente zero. Em altas temperaturas acima de 100 °, o coeficiente de temperatura da maioria dos metais aumenta lentamente, ou seja, a resistência aumenta ligeiramente mais rápido que a temperatura.

Fatos interessantes:

O assim chamado metais ferromagnéticos (ferro, níquel e cobalto) a resistência aumenta muito mais rápido que a temperatura.Finalmente, a platina e o paládio mostram um aumento na resistividade um pouco atrasado em relação ao aumento da temperatura.

Para medir altas temperaturas, os chamados termômetro de resistência de platina, consistindo de um pedaço de fio fino de platina pura enrolado em espiral sobre um tubo de substância isolante ou mesmo fundido nas paredes de um tubo de quartzo. Ao medir a resistência do fio, você pode determinar sua temperatura a partir de uma tabela ou de uma curva para uma faixa de temperatura de -40 a 1000 ° C.

Entre outras substâncias com condutividade metálica, destacam-se carvão, grafite, antracite, que diferem dos metais com coeficiente de temperatura negativo.

A resistência do selênio em uma de suas modificações (metálico, selênio cristalino, cinza) muda para uma diminuição significativa quando exposto aos raios de luz. Este fenômeno pertence à área fenômenos fotovoltaicos.

No caso do selênio e muitos outros como ele, os elétrons separados dos átomos da substância quando absorvem os raios de luz não voam pela superfície do corpo, mas permanecem dentro da substância, pelo que a condutividade elétrica da substância aumenta naturalmente. O fenômeno é chamado de fenômeno fotoelétrico intrínseco.

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