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). La resistività differisce dalla resistenza in quanto è un proprietà specifica del materiale in questione e dipende principalmente dalla struttura microscopica del mezzo; al contrario la resistenza R è un proprietà dell'intero conduttore in esame (proprietà macroscopica).

Definizione[modifica | modifica wikitesto]

La resistività ρ è definita come[1]:

in modulo

vettorialmente

o anche
resistività e resistenza, nel caso particolare in cui la corrente è continua e il conduttore è un lungo cilindro (ad esempio un filo), sono legate dalla formula:

dove:

Dipendenza dalla temperatura[modifica | modifica wikitesto]

Nei metalli[modifica | modifica wikitesto]

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

dove è la resistività e T la temperatura, mentre 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:

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

Nei dielettrici[modifica | modifica wikitesto]

La resistività di un materiale dielettrico diminuisce all'aumentare della temperatura.

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]

Materiale Resistività (Ωm)
grafene trasparente 1,00 x 10−8
Argento 1,62 × 10−8
Rame 1,68 x 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 e 3,30×1016
Quarzo fuso circa 1016
Costantana circa 50 × 10−8
Nichel- Cromo circa 106 × 10-8
Kanthal circa 140 × 10−8

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 per metro

L'unità di misura della conducibilità elettrica (o conduttività elettrica) è

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Resnick-Halliday-Krane, Fisica 2 IV edizione
  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]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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