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A resistividade dos metais é sua capacidade de resistir à corrente elétrica que passa por eles. A unidade de medida para este valor é Ohm * m (ohmímetro). A letra grega ρ (rho) é usada como símbolo. Alta resistividade significa má condução de carga elétrica por um determinado material.

Especificações de aço

Antes de considerar em detalhes a resistividade do aço, você deve se familiarizar com suas propriedades físicas e mecânicas básicas. Devido às suas qualidades, este material é amplamente utilizado no setor fabril e em outras áreas da vida e das atividades das pessoas.

O aço é uma liga de ferro e carbono, contida em uma quantidade não superior a 1,7%. Além do carbono, o aço contém uma certa quantidade de impurezas - silício, manganês, enxofre e fósforo. Em termos de suas qualidades, é muito melhor que o ferro fundido, pode ser facilmente endurecido, forjado, laminado e outros tipos de processamento. Todos os tipos de aços são caracterizados por alta resistência e ductilidade.

De acordo com sua finalidade, o aço é dividido em estrutural, ferramenta e também com propriedades físicas especiais. Cada um deles contém uma quantidade diferente de carbono, devido à qual o material adquire certas qualidades específicas, por exemplo, resistência ao calor, resistência ao calor, resistência à ferrugem e corrosão.

Um lugar especial é ocupado pelos aços elétricos produzidos em formato de chapa e usados ​​na fabricação de produtos elétricos. Para obter esse material, é realizada dopagem com silício, o que pode melhorar suas propriedades magnéticas e elétricas.

Para que o aço elétrico adquira as características necessárias, alguns requisitos e condições devem ser atendidos. O material deve ser facilmente magnetizado e remagnetizado, ou seja, possuir alta permeabilidade magnética. Tais aços são bons e sua reversão de magnetização é realizada com perdas mínimas.

As dimensões e massa dos núcleos magnéticos e enrolamentos, bem como a eficiência dos transformadores e sua temperatura de operação, dependem do cumprimento desses requisitos. O cumprimento das condições é influenciado por muitos fatores, incluindo a resistividade do aço.

Resistividade e outros indicadores

O valor da resistividade elétrica é a razão entre a força do campo elétrico no metal e a densidade de corrente que flui nele. Para cálculos práticos, utiliza-se a fórmula: em que ρ é a resistividade do metal (Ohm * m), E- intensidade do campo elétrico (V/m), e J- a densidade da corrente elétrica no metal (A / m 2). Com uma força de campo elétrico muito alta e baixa densidade de corrente, a resistividade do metal será alta.

Existe outra quantidade chamada condutividade elétrica, o inverso da resistividade, que indica o grau de condutividade da corrente elétrica por um determinado material. É determinado pela fórmula e é expresso em unidades de Sm/m - Siemens por metro.

A resistividade está intimamente relacionada à resistência elétrica. No entanto, eles têm diferenças entre si. No primeiro caso, esta é uma propriedade do material, incluindo o aço, e no segundo caso, a propriedade de todo o objeto é determinada. A qualidade de um resistor é influenciada por uma combinação de vários fatores, principalmente a forma e a resistividade do material do qual é feito. Por exemplo, se um fio fino e longo foi usado para fazer um resistor de fio, sua resistência será maior que a de um resistor feito de um fio grosso e curto do mesmo metal.

Outro exemplo são os resistores de fio do mesmo diâmetro e comprimento. No entanto, se em um deles o material tiver uma alta resistividade e no outro for baixa, então, consequentemente, a resistência elétrica no primeiro resistor será maior que no segundo.

Conhecendo as propriedades básicas do material, você pode usar a resistividade do aço para determinar o valor da resistência do condutor de aço. Para os cálculos, além da resistividade elétrica, serão necessários o diâmetro e o comprimento do próprio fio. Os cálculos são realizados de acordo com a seguinte fórmula: , em que Ré (ohm), ρ - resistividade do aço (Ohm * m), eu- corresponde ao comprimento do fio, MAS- área de sua seção transversal.

Existe uma dependência da resistividade do aço e outros metais na temperatura. Na maioria dos cálculos, a temperatura ambiente é usada - 20 0 C. Todas as mudanças sob a influência desse fator são levadas em consideração usando o coeficiente de temperatura.

O que é a resistividade de uma substância? Para responder a essa pergunta em termos simples, você precisa se lembrar do curso da física e apresentar a incorporação física dessa definição. Uma corrente elétrica é passada através da substância e, por sua vez, impede a passagem de corrente com alguma força.

O conceito de resistividade de uma substância

É esse valor, que mostra o quanto a substância interfere na corrente, que é a resistividade (a letra latina “ro”). No sistema internacional de unidades, a resistência expresso em ohms multiplicado pelo metro. A fórmula de cálculo é: "Resistência multiplicada pela área da seção transversal e dividida pelo comprimento do condutor."

Surge a pergunta: “Por que outra resistência é usada ao encontrar a resistividade?”. A resposta é simples, existem duas quantidades diferentes - resistividade e resistência. A segunda mostra o quanto a substância é capaz de impedir a passagem de corrente por ela, e a primeira mostra quase a mesma coisa, só que não estamos mais falando de uma substância em sentido geral, mas de um condutor com comprimento e comprimento específicos. área de seção transversal, que são feitos desta substância.

O valor recíproco que caracteriza a capacidade de uma substância de passar eletricidade é chamado de condutividade elétrica e a fórmula pela qual a resistência específica é calculada está diretamente relacionada à condutividade específica.

O uso de cobre

O conceito de resistividade é amplamente utilizado no cálculo da condutividade da corrente elétrica por diversos metais. Com base nesses cálculos, são tomadas decisões sobre a conveniência de utilizar um determinado metal para a fabricação de condutores elétricos que são utilizados na construção civil, instrumentação e outras áreas.

Tabela de resistência dos metais

Existem tabelas específicas? em que os dados disponíveis sobre a transmissão e resistência dos metais são reunidos, via de regra, essas tabelas são calculadas para determinadas condições.

Em particular, o conhecido tabela de resistência de monocristais de metal a uma temperatura de vinte graus Celsius, bem como uma tabela de resistência de metais e ligas.

Essas tabelas são usadas para calcular vários dados sob as chamadas condições ideais; para calcular valores para fins específicos, devem ser usadas fórmulas.

Cobre. Suas características e propriedades

Descrição da substância e propriedades

O cobre é um metal que foi descoberto pela humanidade há muito tempo e também tem sido usado para vários fins técnicos há muito tempo. O cobre é um metal muito maleável e dúctil com alta condutividade elétrica, o que o torna muito popular para confecção de diversos fios e condutores.

Propriedades físicas do cobre:

• ponto de fusão - 1084 graus Celsius;
• ponto de ebulição - 2560 graus Celsius;
• densidade a 20 graus - 8890 quilogramas divididos por um metro cúbico;
• capacidade de calor específico a pressão constante e temperatura de 20 graus - 385 kJ / J * kg
• resistência elétrica específica - 0,01724;

Graus de cobre

Este metal pode ser dividido em vários grupos ou graus, cada um com suas próprias propriedades e sua aplicação na indústria:

1. Os graus M00, M0, M1 são excelentes para a produção de cabos e condutores; quando refundidos, a supersaturação de oxigênio é excluída.
2. As classes M2 e M3 são opções de baixo custo projetadas para produtos laminados pequenos e satisfazem a maioria das aplicações técnicas e industriais de pequena escala.
3. As classes M1, M1f, M1r, M2r, M3r são classes de cobre caras feitas para um consumidor específico com requisitos e solicitações específicas.

Marcas entre si diferem de várias maneiras:

A influência das impurezas nas propriedades do cobre

As impurezas podem afetar as propriedades mecânicas, técnicas e operacionais dos produtos.

Em conclusão, deve-se enfatizar que o cobre é um metal único com propriedades únicas. É usado na indústria automotiva, na fabricação de elementos para a indústria elétrica, eletrodomésticos, bens de consumo, relógios, computadores e muito mais. Com sua baixa resistividade, esse metal é um excelente material para a fabricação de condutores e outros dispositivos elétricos. Com esta propriedade, o cobre supera apenas a prata, mas devido ao seu maior custo, não encontrou a mesma aplicação na indústria elétrica.

A maioria das leis da física são baseadas em experimentos. Os nomes dos experimentadores estão imortalizados nos títulos dessas leis. Um deles foi Georg Ohm.

Experiências de Georg Ohm

Ele estabeleceu no curso de experimentos sobre a interação da eletricidade com várias substâncias, incluindo metais, a relação fundamental entre densidade, força do campo elétrico e a propriedade de uma substância, que foi chamada de "condutividade". A fórmula correspondente a este padrão, chamada "Lei de Ohm" é a seguinte:

j= λE , em que

• j- densidade de corrente elétrica;
• λ — condutividade específica, também chamada de "condutividade elétrica";
• E- intensidade do campo elétrico.

Em alguns casos, outra letra do alfabeto grego é usada para denotar condutividade - σ . A condutividade específica depende de alguns parâmetros da substância. Seu valor é influenciado pela temperatura, substâncias, pressão, se for um gás e, o mais importante, a estrutura dessa substância. A lei de Ohm é observada apenas para substâncias homogêneas.

Para cálculos mais convenientes, o recíproco da condutividade é usado. Foi chamado de "resistividade", que também está associada às propriedades da substância na qual a corrente elétrica flui, denotada pela letra grega ρ e tem a dimensão de Ohm*m. Mas como diferentes justificativas teóricas se aplicam a diferentes fenômenos físicos, fórmulas alternativas podem ser usadas para resistividade. Eles são um reflexo da teoria eletrônica clássica dos metais, bem como da teoria quântica.

Fórmulas

Nessas fórmulas tediosas, para leitores comuns, aparecem fatores como a constante de Boltzmann, a constante de Avogadro e a constante de Planck. Essas constantes são usadas para cálculos que levam em conta o caminho livre dos elétrons em um condutor, sua velocidade durante o movimento térmico, o grau de ionização, a concentração e a densidade da substância. Em uma palavra, tudo é bastante difícil para um não especialista. Para não ser infundado, você pode se familiarizar com a aparência de tudo na realidade:

Características dos metais

Como o movimento dos elétrons depende da homogeneidade da substância, a corrente em um condutor metálico flui de acordo com sua estrutura, o que afeta a distribuição de elétrons no condutor, levando em consideração sua não homogeneidade. É determinado não apenas pela presença de inclusões de impurezas, mas também por defeitos físicos - rachaduras, vazios, etc. A falta de homogeneidade do condutor aumenta sua resistividade, que é determinada pela regra de Matthiesen.

Essa regra simples de entender, de fato, diz que várias resistividades separadas podem ser distinguidas em um condutor de corrente. E o valor resultante será a soma deles. Os termos serão a resistividade da rede cristalina do metal, impurezas e defeitos do condutor. Como esse parâmetro depende da natureza da substância, são determinadas as regularidades correspondentes para seu cálculo, inclusive para substâncias mistas.

Apesar de as ligas também serem metais, elas são consideradas soluções com estrutura caótica, e para o cálculo da resistividade importa quais metais estão incluídos na composição da liga. Basicamente, a maioria das ligas de dois componentes que não pertencem aos metais de transição e terras raras se enquadram na descrição da lei de Nodheim.

Como um tópico separado, a resistividade de filmes finos metálicos é considerada. O fato de que seu valor deve ser maior que o de um condutor maciço feito do mesmo metal é bastante lógico supor. Mas, ao mesmo tempo, uma fórmula empírica especial de Fuchs é introduzida para o filme, que descreve a interdependência da resistividade e da espessura do filme. Acontece que nos filmes, os metais exibem as propriedades dos semicondutores.

E o processo de transferência de carga é influenciado por elétrons que se movem na direção da espessura do filme e interferem no movimento das cargas “longitudinais”. Ao mesmo tempo, eles são refletidos da superfície do condutor do filme e, assim, um elétron oscila entre suas duas superfícies por um tempo suficientemente longo. Outro fator significativo no aumento da resistividade é a temperatura do condutor. Quanto maior a temperatura, maior a resistência. Por outro lado, quanto menor a temperatura, menor a resistência.

Os metais são substâncias com a menor resistividade na chamada temperatura "ambiente". O único não metal que justifica seu uso como condutor é o carbono. O grafite, que é uma de suas variedades, é amplamente utilizado para fazer contatos deslizantes. Tem uma combinação muito bem sucedida de propriedades como resistividade e coeficiente de atrito deslizante. Portanto, o grafite é um material indispensável para escovas de motor e outros contatos deslizantes. Os valores de resistividade das principais substâncias utilizadas para fins industriais são mostrados na tabela abaixo.

Supercondutividade

Em temperaturas correspondentes à liquefação dos gases, ou seja, até a temperatura do hélio líquido, que é - 273 graus Celsius, a resistividade diminui quase até o desaparecimento completo. E não só bons condutores metálicos como prata, cobre e alumínio. Quase todos os metais. Sob tais condições, que são chamadas de supercondutividade, a estrutura metálica não tem efeito inibitório sobre o movimento de cargas sob a ação de um campo elétrico. Portanto, o mercúrio e a maioria dos metais tornam-se supercondutores.

Mas, como se viu, há relativamente pouco tempo, nos anos 80 do século 20, algumas variedades de cerâmica também são capazes de supercondutividade. E para isso você não precisa usar hélio líquido. Esses materiais são chamados de supercondutores de alta temperatura. No entanto, várias décadas já se passaram e a gama de condutores de alta temperatura se expandiu significativamente. Mas o uso em massa de tais elementos supercondutores de alta temperatura não é observado. Em alguns países, foram feitas instalações simples com a substituição de condutores de cobre convencionais por supercondutores de alta temperatura. Para manter o modo normal de supercondutividade de alta temperatura, o nitrogênio líquido é necessário. E isso acaba sendo uma solução técnica muito cara.

Portanto, o baixo valor de resistividade, conferido pela Natureza ao cobre e ao alumínio, ainda os torna materiais indispensáveis ​​para a fabricação de diversos condutores de corrente elétrica.

• condutores;
• dielétricos (com propriedades isolantes);
• semicondutores.

Elétrons e corrente

No coração do conceito moderno de corrente elétrica está a suposição de que ela consiste em partículas materiais - cargas. Mas vários experimentos físicos e químicos dão base para afirmar que esses portadores de carga podem ser de tipos diferentes no mesmo condutor. E essa falta de homogeneidade das partículas afeta a densidade de corrente. Para cálculos relacionados aos parâmetros da corrente elétrica, certas grandezas físicas são usadas. Entre eles, um lugar importante é ocupado pela condutividade junto com a resistência.

• A condutividade está relacionada à resistência por uma relação inversa mútua.

Sabe-se que quando há uma certa tensão aplicada a um circuito elétrico, aparece nele uma corrente elétrica, cujo valor está relacionado à condutividade desse circuito. Essa descoberta fundamental foi feita na época pelo físico alemão Georg Ohm. Desde então, uma lei chamada lei de Ohm está em uso. Existe para diferentes opções de circuito. Portanto, as fórmulas para eles podem ser diferentes umas das outras, pois correspondem a condições completamente diferentes.

Todo circuito elétrico tem um condutor. Se ele contém um tipo de partículas transportadoras de carga, a corrente no condutor é como um fluxo de fluido que tem uma certa densidade. É determinado pela seguinte fórmula:

A maioria dos metais corresponde ao mesmo tipo de partículas carregadas, devido às quais existe uma corrente elétrica. Para metais, o cálculo da condutividade elétrica é realizado de acordo com a seguinte fórmula:

Como a condutividade pode ser calculada, agora é fácil determinar a resistividade elétrica. Já foi mencionado acima que a resistividade de um condutor é o recíproco da condutividade. Consequentemente,

Nesta fórmula, a letra grega ρ (rho) é usada para denotar resistividade elétrica. Esta designação é mais frequentemente usada na literatura técnica. No entanto, você também pode encontrar fórmulas ligeiramente diferentes com as quais a resistividade dos condutores é calculada. Se a teoria clássica dos metais e a condutividade eletrônica neles forem usadas para cálculos, a resistividade é calculada pela seguinte fórmula:

No entanto, há um "mas". O estado dos átomos em um condutor metálico é afetado pela duração do processo de ionização, que é realizado por um campo elétrico. Com um único efeito ionizante no condutor, os átomos nele receberão uma única ionização, que criará um equilíbrio entre a concentração de átomos e elétrons livres. E os valores dessas concentrações serão iguais. Nesse caso, ocorrem as seguintes dependências e fórmulas:

Desvios de condutividade e resistência

Em seguida, consideramos o que determina a condutividade específica, que é inversamente relacionada à resistividade. A resistividade de uma substância é uma quantidade física bastante abstrata. Cada condutor existe na forma de uma amostra específica. Caracteriza-se pela presença de várias impurezas e defeitos na estrutura interna. Eles são considerados como termos separados na expressão que determina a resistividade de acordo com a regra de Matthiessen. Essa regra também leva em consideração a dispersão de um fluxo de elétrons em movimento nos nós da rede cristalina da amostra que flutua dependendo da temperatura.

A presença de defeitos internos, como inclusões de várias impurezas e vazios microscópicos, também aumenta a resistividade. Para determinar a quantidade de impurezas nas amostras, a resistividade dos materiais é medida para dois valores de temperatura do material da amostra. Um valor de temperatura é a temperatura ambiente e o outro corresponde ao hélio líquido. Da razão entre o resultado da medição à temperatura ambiente e o resultado à temperatura de hélio líquido, obtém-se um coeficiente que ilustra a perfeição estrutural do material e sua pureza química. O coeficiente é denotado pela letra β.

Se uma liga metálica com estrutura de solução sólida desordenada for considerada como condutora de corrente elétrica, o valor da resistividade residual pode ser significativamente maior que a resistividade. Tal característica de ligas metálicas de dois componentes que não estão relacionadas a elementos de terras raras, bem como a elementos de transição, é coberta por uma lei especial. É a chamada lei de Nordheim.

As tecnologias modernas em eletrônica estão cada vez mais se movendo em direção à miniaturização. E tanto que a palavra "nanocircuito" logo aparecerá no lugar de um microcircuito. Os condutores em tais dispositivos são tão finos que seria correto chamá-los de filmes metálicos. É bastante claro que a amostra de filme com sua resistividade diferirá para cima do condutor maior. A pequena espessura do metal no filme leva ao aparecimento de propriedades semicondutoras nele.

A proporcionalidade entre a espessura do metal e o caminho livre dos elétrons nesse material começa a aparecer. Há pouco espaço para os elétrons se moverem. Portanto, eles começam a impedir um ao outro de se mover de maneira ordenada, o que leva a um aumento na resistividade. Para filmes metálicos, a resistividade é calculada usando uma fórmula especial obtida em experimentos. A fórmula tem o nome de Fuchs, um cientista que estudou a resistividade dos filmes.

Os filmes são formações muito específicas que são difíceis de repetir, de modo que as propriedades de várias amostras são as mesmas. Para uma precisão aceitável na avaliação de filmes, um parâmetro especial é usado - a resistência superficial específica.

Os resistores são formados a partir de filmes metálicos no substrato do microcircuito. Por esta razão, cálculos de resistividade são uma tarefa altamente exigida em microeletrônica. O valor da resistividade, obviamente, é influenciado pela temperatura e está relacionado a ela por uma dependência direta da proporcionalidade. Para a maioria dos metais, essa dependência tem uma certa seção linear em uma determinada faixa de temperatura. Neste caso, a resistividade é determinada pela fórmula:

Nos metais, a corrente elétrica surge devido ao grande número de elétrons livres, cuja concentração é relativamente alta. Além disso, os elétrons também determinam a alta condutividade térmica dos metais. Por esta razão, foi estabelecida uma conexão entre a condutividade elétrica e a condutividade térmica por uma lei especial, que foi comprovada experimentalmente. Esta lei Wiedemann-Franz é caracterizada pelas seguintes fórmulas:

Perspectivas tentadoras para supercondutividade

No entanto, os processos mais surpreendentes ocorrem na temperatura mais baixa tecnicamente possível de hélio líquido. Sob tais condições de resfriamento, todos os metais praticamente perdem sua resistividade. Fios de cobre resfriados à temperatura de hélio líquido são capazes de conduzir correntes muitas vezes maiores do que em condições normais. Se na prática isso se tornasse possível, o efeito econômico seria inestimável.

Ainda mais surpreendente foi a descoberta de condutores de alta temperatura. Essas variedades de cerâmicas em condições normais estavam muito distantes em sua resistividade dos metais. Mas a uma temperatura de cerca de três dúzias de graus acima do hélio líquido, eles se tornaram supercondutores. A descoberta desse comportamento de materiais não metálicos tornou-se um poderoso estímulo para pesquisas. Devido às enormes consequências econômicas da aplicação prática da supercondutividade, recursos financeiros muito significativos foram lançados nessa direção e pesquisas em larga escala começaram.

Mas por enquanto, como se costuma dizer, “as coisas ainda estão lá” ... Os materiais cerâmicos acabaram sendo inadequados para uso prático. As condições para manter o estado de supercondutividade exigiram gastos tão grandes que todos os benefícios de seu uso foram destruídos. Mas os experimentos com supercondutividade continuam. Há progresso. A supercondutividade já foi obtida a uma temperatura de 165 graus Kelvin, mas isso requer alta pressão. A criação e manutenção de tais condições especiais nega novamente o uso comercial desta solução técnica.

Fatores de Influência Adicionais

Atualmente, tudo segue seu próprio caminho, e para o cobre, alumínio e alguns outros metais, a resistividade continua a garantir seu uso industrial para a fabricação de fios e cabos. Em conclusão, vale acrescentar mais algumas informações de que não apenas a resistividade do material condutor e a temperatura ambiente afetam as perdas no mesmo durante a passagem de uma corrente elétrica. A geometria do condutor é muito significativa ao usá-lo em uma frequência de tensão aumentada e em alta intensidade de corrente.

Nessas condições, os elétrons tendem a se concentrar perto da superfície do fio, e sua espessura como condutor perde o significado. Portanto, é possível reduzir justificadamente a quantidade de cobre no fio fazendo apenas a parte externa do condutor a partir dele. Outro fator para aumentar a resistividade de um condutor é a deformação. Portanto, apesar do alto desempenho de alguns materiais eletricamente condutores, sob certas condições eles podem não aparecer. É necessário escolher os condutores certos para tarefas específicas. As tabelas abaixo irão ajudá-lo com isso.

A corrente elétrica surge como resultado do fechamento do circuito com uma diferença de potencial nos terminais. As forças de campo atuam sobre os elétrons livres e eles se movem ao longo do condutor. Durante essa jornada, os elétrons encontram os átomos e transferem para eles parte de sua energia acumulada. Como resultado, sua velocidade diminui. Mas, devido à influência do campo elétrico, está ganhando impulso novamente. Assim, os elétrons estão constantemente experimentando resistência, e é por isso que a corrente elétrica se aquece.

A propriedade de uma substância de converter eletricidade em calor durante a ação de uma corrente é a resistência elétrica e é denotada como R, sua unidade é Ohm. A quantidade de resistência depende principalmente da capacidade de vários materiais para conduzir a corrente.
Pela primeira vez, o pesquisador alemão G. Ohm anunciou resistência.

A fim de descobrir a dependência da força atual da resistência, um famoso físico realizou muitos experimentos. Para experimentos, ele usou vários condutores e obteve vários indicadores.
A primeira coisa que G. Ohm determinou foi que a resistividade depende do comprimento do condutor. Ou seja, se o comprimento do condutor aumentou, a resistência também aumentou. Como resultado, essa relação foi determinada como sendo diretamente proporcional.

A segunda dependência é a área da seção transversal. Pode ser determinado por uma seção transversal do condutor. A área da figura que se formou no corte é a área da seção transversal. Aqui a relação é inversamente proporcional. Ou seja, quanto maior a área da seção transversal, menor a resistência do condutor.

E a terceira quantidade importante, da qual depende a resistência, é o material. Como resultado do fato de Ohm ter usado diferentes materiais nos experimentos, ele encontrou diferentes propriedades de resistência. Todos esses experimentos e indicadores foram resumidos em uma tabela a partir da qual se podem ver os diferentes valores da resistência específica de várias substâncias.

Sabe-se que os melhores condutores são os metais. Quais metais são os melhores condutores? A tabela mostra que o cobre e a prata têm a menor resistência. O cobre é usado com mais frequência devido ao seu menor custo, enquanto a prata é usada nos dispositivos mais importantes e críticos.

Substâncias com alta resistividade na mesa não conduzem bem a eletricidade, o que significa que podem ser excelentes materiais isolantes. As substâncias com esta propriedade em maior medida são a porcelana e a ebonite.

Em geral, a resistividade elétrica é um fator muito importante, pois determinando seu indicador podemos descobrir de que substância é feito o condutor. Para fazer isso, é necessário medir a área da seção transversal, descobrir a intensidade da corrente usando um voltímetro e um amperímetro e também medir a tensão. Assim, vamos descobrir o valor da resistividade e, usando a tabela, podemos chegar facilmente à substância. Acontece que a resistividade é como as impressões digitais de uma substância. Além disso, a resistividade é importante no planejamento de circuitos elétricos longos: precisamos conhecer esse número para encontrar um equilíbrio entre comprimento e área.

Existe uma fórmula que determina que a resistência é de 1 ohm, se em uma tensão de 1V, sua força de corrente é de 1A. Ou seja, a resistência da unidade de área e unidade de comprimento, feita de uma determinada substância, é a resistividade.

Deve-se notar também que o índice de resistividade depende diretamente da frequência da substância. Ou seja, se tem impurezas. Que, a adição de apenas um por cento de manganês aumenta a resistência da substância mais condutora - cobre, três vezes.

Esta tabela mostra a resistividade elétrica de algumas substâncias.

Materiais Altamente Condutivos

Cobre
Como dissemos, o cobre é mais frequentemente usado como condutor. Isso se deve não apenas à sua baixa resistência. O cobre tem as vantagens de alta resistência, resistência à corrosão, facilidade de uso e boa usinabilidade. Bons graus de cobre são M0 e M1. Neles, a quantidade de impurezas não excede 0,1%.

O alto custo do metal e sua recente escassez incentivam os fabricantes a utilizar o alumínio como condutor. Além disso, ligas de cobre com vários metais são usadas.
Alumínio
Este metal é muito mais leve que o cobre, mas o alumínio tem uma alta capacidade de calor e ponto de fusão. A este respeito, para trazê-lo ao estado fundido, é necessária mais energia do que o cobre. No entanto, o fato da deficiência de cobre deve ser levado em consideração.
Na produção de produtos elétricos, como regra, é usado o alumínio grau A1. Não contém mais de 0,5% de impurezas. E o metal de maior frequência é o alumínio AB0000.
Ferro
O baixo custo e a disponibilidade do ferro são ofuscados por sua alta resistência específica. Além disso, ele corrói rapidamente. Por esta razão, os condutores de aço são frequentemente revestidos com zinco. O chamado bimetal é amplamente utilizado - é o aço revestido com cobre para proteção.
Sódio
O sódio também é um material acessível e promissor, mas sua resistência é quase três vezes maior que a do cobre. Além disso, o sódio metálico possui alta atividade química, o que obriga tal condutor a ser revestido com proteção hermética. Deve também proteger o condutor de danos mecânicos, uma vez que o sódio é um material muito macio e bastante frágil.

Supercondutividade
A tabela abaixo mostra a resistividade das substâncias a uma temperatura de 20 graus. A indicação da temperatura não é acidental, pois a resistividade depende diretamente deste indicador. Isso é explicado pelo fato de que, quando aquecidos, a velocidade dos átomos também aumenta, o que significa que a probabilidade de seu encontro com os elétrons também aumentará.

É interessante o que acontece com a resistência em condições de resfriamento. Pela primeira vez, o comportamento dos átomos em temperaturas muito baixas foi observado por G. Kamerling-Onnes em 1911. Ele resfriou o fio de mercúrio para 4K e descobriu que sua resistência caía para zero. O físico chamou a mudança no índice de resistência específica de algumas ligas e metais sob condições de baixa temperatura de supercondutividade.

Os supercondutores passam para o estado de supercondutividade quando resfriados e suas características ópticas e estruturais não mudam. A principal descoberta é que as propriedades elétricas e magnéticas dos metais no estado supercondutor são muito diferentes de suas próprias propriedades no estado comum, bem como das propriedades de outros metais, que não podem entrar nesse estado quando a temperatura é reduzida.
O uso de supercondutores é realizado principalmente na obtenção de um campo magnético superforte, cuja força atinge 107 A/m. Sistemas de linhas de energia supercondutoras também estão sendo desenvolvidos.

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