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.

Indice

[modifica] Definizione

La resistività ρ, la cui unità di misura nel sistema internazionale è ohm per metro, è indipendente dalla geometria del provino ma è correlata ad R attraverso l'espressione:


\rho={{RS}\over l}

dove:

  • ρ è la resistività statica misurata in ohm per metro (Ω x m)
  • R è la resistenza elettrica di un campione specifico di materiale (misurata in ohm),
  • l è la distanza tra i punti tra i quali è misurata la tensione (misurata in metri)
  • S è l'area della sezione del campione perpendicolare alla direzione della corrente (misurata 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


R={\rho{L \over S}}

La resistività può anche essere definita come:


\rho={E \over J}

dove:

Infine è anche definita come l'inverso della conduttività elettrica:


\rho = {1 \over \sigma}

dove σ è la conduttività elettrica.


[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(TT0)]

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 il coefficiente termico dipendente dal materiale.

[modifica] Nei semiconduttori

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.

[modifica] Nei superconduttori

Alcuni materiali, detti superconduttori, quando vengono portati al di sotto della loro temperatura critica, assumono un 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.

[modifica] Resistività comuni

Le informazioni qui riportate non sembrano essere corrette. Si prega di verificare altrove.

Nella seguente tabella sono riportate le resistività caratteristiche di alcuni materiali alla temperatura di 20 °C.
(Ωm = 106 Ω·mm²/m)

Materiale Resistività (Ωm)
Argento 0,0159 × 10-6
Rame ricotto 0,0172 × 10-6
Rame crudo 0,0178 × 10-6
Oro 0,0244 × 10-6
Alluminio 0,0282 × 10-6
Tungsteno 0,056 × 10-6
Ottone 0,07 × 10-6
Costantana 0,49 × 10-6
Ferro 0,1 × 10-6
Platino 0,11 × 10-6
Acciaio 0,12 × 10-6
Piombo 0,206 × 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 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), presenta i notevoli vantaggi di avere un peso specifico ed un costo di molto inferiore e sono quindi possibili, tra l'altro, campate di maggior lunghezza. L'argento è leggermente migliore del rame ma è 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

[modifica] Voci correlate

[modifica] Bibliografia

[modifica] Dati

[modifica] Metodi di misura della resistenza

[modifica] Collegamenti esterni

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