Resistività elettrica
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La resistività elettrica, anche detta resistenza elettrica specifica, è l'attitudine di un materiale a opporre resistenza al passaggio delle cariche elettriche.
La resistività ρ, la cui unità di misura nel sistema internazionale è ohm per metro, è data da:
dove:
- R è la resistenza elettrica di un campione specifico di materiale misurata in ohm,
- l è la lunghezza in metri,
- S è l'area della sezione del campione in metri quadrati.
Da questa equazione, ne deriva l'inversa dove, nota la lunghezza L, la sezione S e la resistività ρ specifica di un conduttore, la sua resistenza R è data da
La resistività può anche essere definita come:
dove:
- E è l'intensità del campo elettrico misurato in volt al metro,
- J è la densità di corrente in ampere al metro quadrato.
Infine è anche definita come l'inverso della conduttività elettrica:
dove σ è la conduttività elettrica.
Indice |
[modifica] Dipendenza dalla temperatura
[modifica] Nei metalli
La resistività di un metallo solitamente diminuisce linearmente al diminuire della temperatura, fino a raggiungere un valore minimo chiamato resistività residua, secondo la formula:
- ρ = ρ0[1 + α(T − T0)]
dove ρ è la resistività e T la temperatura, mentre ρ0 è la resistività del metallo alla temperatura T0 di riferimento, solitamente presa pari a 0° o 20°. α è la costante di proporzionalità.
[modifica] Nei semiconduttori
La resistività di un semiconduttore diminuisce esponenzialmente con l'aumentare della temperatura. Più precisamente la relazione è data dalla formula di Steinhardt-Hart:
dove A, B e C sono coefficienti specifici del materiale.
[modifica] Nei superconduttori
Alcuni materiali, detti superconduttori, quando vengono portati a temperature sufficientemente basse , assumono un resistività uguale a zero.
[modifica] Resistività comuni
Nella seguente tabella sono riportate le resistività caratteristiche di alcuni materiali alla temperatura di 20°. (10-6 Ωm = Ω·mm²/m)
| Materiale | Resistività (ohm × metro) |
|---|---|
| Argento | 0.0159 × 10-6 |
| Rame | 0.017 × 10-6 |
| Oro | 0.0244 × 10-6 |
| Alluminio | 0.0282 × 10-6 |
| Tungsteno | 0.056 × 10-6 |
| Ferro | 0.1 × 10-6 |
| Acciaio | 0.12 × 10-6 |
| Platino | 0.11 × 10-6 |
| Piombo | 0.22 × 10-6 |
| Nickelcromo (Una lega di nichel e cromo usata negli elementi riscaldanti) |
1.50 × 10-6 |
| Nitinol (Una lega a memoria di forma a base di nichel e titanio) |
0.80 × 10-6 |
| Carbonio | 35 × 10-6 |
| Germanio | 0.46 |
| Silicio | 640 |
| Vetro | tra 1010 e 1014 |
| Gomma dura | circa 1013 |
| Zolfo | 1015 |
| Quarzo fuso | 75 × 1016 |
| Pelle umana | circa 5.0 × 105 |
Osservando la tabella si può intuire perché il rame è ampiamente usato per realizzare linee elettriche. L'argento è leggermente migliore ma decisamente più costoso.
[modifica] Unità di misura
L'unità di misura della resistività è l'ohmxmetro (Ω x m)
L'unità di misura della conducibilità elettrica (o conduttività elettrica) è (Ω x m)-1
