Resistività elettrica

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La resistività elettrica, anche detta resistenza elettrica specifica, è l'attitudine di un materiale ad opporre resistenza al passaggio delle cariche elettriche. Nel sistema internazionale la resistività si misura in ohm per metro (Ω·m).

Definizione[modifica | modifica wikitesto]

La resistenza R è il reciproco della conduttanza elettrica, definita come[1]:

R=\frac 1 G = {{L}\over \sigma S} = {{\rho L}\over S}

dove:

  • σ è la conduttività elettrica misurata in S/m, il cui inverso ρ è la resistività elettrica
  • L è la distanza dei punti tra i quali è misurata la tensione (misurata in m)
  • S è l'area della sezione del campione perpendicolare alla direzione della corrente (misurata in m2).

Dipendenza dalla temperatura[modifica | modifica wikitesto]

Nei metalli[modifica | modifica wikitesto]

La resistività di un metallo aumenta all'aumentare della temperatura:

 \rho =\rho_0[1+\alpha (T-T_0)]

dove \rho è la resistività e T la temperatura, mentre \rho_0 è la resistività del metallo alla temperatura T0 di riferimento, solitamente 20 °C, α è il coefficiente termico dipendente dal materiale. Nella grafite e nelle soluzioni la resistività diminuisce all'aumentare della temperatura. Nella costantana (lega binaria di Cu-Ni), la resistività non varia al variare della temperatura.

Nei semiconduttori[modifica | modifica wikitesto]

La resistività di un semiconduttore diminuisce esponenzialmente con l'aumentare della temperatura. Più precisamente la relazione è data dalla formula di Steinhart-Hart:

1/T = A + B \ln R + C (\ln R)^3

dove A, B e C sono coefficienti specifici del materiale.

Nei superconduttori[modifica | modifica wikitesto]

Alcuni materiali, detti superconduttori, quando vengono portati al di sotto della loro temperatura critica, assumono una resistività uguale a zero, cioè non offrono alcuna resistenza al passaggio della corrente. Al di sopra della temperatura critica, con l'aumentare della temperatura aumenta la resistività.

Resistività comuni[modifica | modifica wikitesto]

Nella seguente tabella sono riportate le resistività caratteristiche di alcuni materiali a condizioni normali (temperatura di 20 °C).[2]
(Ω·mm²/m = 10-6Ωm )

Materiale Resistività (Ωm)
Argento 1,62 × 10-8
Rame 1,69 × 10-8
Oro 2,35 × 10-8
Alluminio 2,75 × 10-8
Tungsteno 5,25 × 10-8
Ferro 9,68 × 10-8
Platino 10,6 × 10-8
Acqua di mare 2.00 × 10-1
Acqua potabile tra 2.00×101 e 2.00×103
Silicio puro (non drogato) 2,5 × 103
Vetro tra 1010 e 1014
Aria tra 1.30×1016 to 3.30×1016
Quarzo fuso circa 1016

La tabella permette di capire facilmente perché il rame sia ampiamente usato per realizzare cavi elettrici. Il rame è quindi usato per linee elettriche di sezione inferiore, fili e cavi elettrici di uso comune, avvolgimenti dei motori e dei trasformatori. Per le linee elettriche con sezione maggiore viene invece utilizzato l'alluminio, che a fronte di una maggiore resistività rispetto al rame (e quindi a parità di corrente si utilizzano sezioni maggiori), ha i vantaggi di un peso specifico e costo inferiori, rendendo tra l'altro possibili campate di maggior lunghezza. L'argento è leggermente migliore del rame ma è decisamente più costoso.

Nei materiali non omogenei, e in particolare quelli permeabili all'acqua, come il terreno o il legno, la percentuale di acqua influenza notevolmente il valore di resistività.

Unità di misura[modifica | modifica wikitesto]

L'unità di misura della resistività è l'ohm×metro (Ω × m)

L'unità di misura della conducibilità elettrica (o conduttività elettrica) è (Ω × m)-1

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Turchetti, p. 222
  2. ^ (EN) David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamentals of Physics Extended, 8ª ed., Wiley, 2008, p. 689, ISBN 978-0-471-75801-3.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

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