Tabla de Contenidos
Resistivitas listrik didefinisikan sebagai resistansi konduktor dengan satuan panjang dan satuan luas penampang. Ini adalah properti intensif dari material yang mengukur kemampuannya untuk menentang, atau menghambat (yaitu, menahan) aliran arus listrik di dalamnya. Dalam pengertian ini, kebalikan atau kebalikan dari konduktivitas, yang juga merupakan sifat intensif yang mengukur kemampuan suatu bahan untuk memungkinkan aliran arus listrik.
Resistivitas diwakili oleh huruf Yunani ρ (ro) dan merupakan sifat intensif: ia tidak bergantung pada kuantitas maupun dimensi suatu material tetapi hanya pada komposisinya. Misalnya, konduktivitas tembaga murni sama terlepas dari apakah kita memiliki kawat halus seperti rambut manusia atau batang setebal 5 cm.
Ini adalah salah satu sifat kelistrikan yang khas dari bahan dan sangat penting untuk memilih, misalnya, bahan dari mana komponen rangkaian elektronik, konduktor atau resistor listrik, antara lain, harus dibuat.
resistivitas versus resistansi
Ketika berbicara tentang resistivitas, sangat umum juga berbicara tentang resistensi. Kedua konsep tersebut terkait, tetapi tidak sama. Sementara resistivitas mengukur resistansi intrinsik suatu material terhadap aliran arus listrik dan hanya terkait dengan komposisi dan struktur internalnya, resistansi adalah properti ekstensif yang mengukur resistansi absolut dari benda tertentu terhadap aliran arus.
Resistansi konduktor ditentukan dengan mengukur arus yang melewatinya dengan perbedaan potensial yang diterapkan pada kedua ujung konduktor, kemudian menerapkan hukum Ohm.
Namun, resistansi juga dapat dihitung secara teoritis dari resistivitas dan dari bentuk dan dimensi konduktor, karena resistansi sebanding dengan panjang konduktor dan berbanding terbalik dengan luas penampang konduktor:
Rumus untuk menghitung resistansi ini juga memungkinkan kita untuk mendefinisikan resistivitas listrik sebagai konstanta proporsionalitas antara resistansi konduktor dan hubungan antara panjangnya dan luas penampangnya .
Rumus resistivitas listrik
Resistivitas dapat ditentukan dengan berbagai cara. Cara paling sederhana adalah dengan mengukur resistansi konduktor dan dimensi fisiknya secara eksperimental, dan kemudian menerapkan rumus berikut:
di mana R adalah resistansi, S adalah luas penampang, dan l adalah panjang konduktor yang dimaksud.
Selain rumus ini, resistivitas juga dapat dikaitkan dengan medan listrik internal konduktor dan kerapatan arus yang dihasilkan medan listrik ini, dengan cara yang sama seperti menentukan konduktivitas suatu bahan. Dalam hal ini, rumusnya adalah:
di mana E dan J sesuai dengan besaran medan listrik dan kerapatan arus sepanjang arah aliran arus.
satuan resistivitas
Mengingat rumus di atas untuk penentuan resistivitas, mudah untuk menebak apa yang seharusnya menjadi unit dari sifat intensif ini.
Dalam sistem satuan internasional, satuan hambatan adalah ohm (Ω) sedangkan satuan panjang dan luas masing-masing adalah m dan m 2 . Mengingat hal di atas, satuan SI untuk resistivitas adalah:
Yaitu, satuan internasional resistivitas listrik adalah ohm.meter atau Ω.m . Namun, bila digunakan dalam jenis perhitungan yang berbeda, satuan ini tidak selalu praktis.
Misalnya, insinyur listrik sering melakukan perhitungan resistansi dan besaran lain yang rumit menggunakan resistivitas, serta beberapa spesifikasi teknis lainnya untuk bahan dan konduktor yang digunakan saat merancang rangkaian listrik. Dalam kasus ini, panjang konduktor hampir selalu dinyatakan dalam satuan sistem internasional, yaitu dalam meter, tetapi tidak demikian halnya dengan luas penampang, yang umumnya dinyatakan dalam mm 2 . Ini karena m 2 adalah satuan yang terlalu besar untuk menyatakan luas penampang konduktor yang tebalnya hanya satu atau dua milimeter.
Untuk menghindari konversi satuan saat menghitung resistansi konduktor, resistivitas sering dinyatakan dalam satuan Ω.mm 2 /m .
Di sisi lain, resistivitas listrik adalah properti yang digunakan untuk memperkirakan tingkat kemurnian air. Ketika sampel air yang sangat murni diperlukan, mereka mengalami proses deionisasi yang mengurangi konduktivitas listriknya hingga minimum, meningkatkan resistivitasnya hingga maksimum. Peralatan yang mengukur resistivitas air menggunakan sel dengan elektroda dengan luas 1cm 2 dan dengan pemisahan 1cm di antara mereka. Juga, nilai resistansi yang diukur dalam wadah air dengan kemurnian tinggi berada di urutan jutaan ohm. Untuk alasan ini, resistivitas listrik air murni dinyatakan dalam satuan MΩ.cm.
Beberapa nilai resistivitas perwakilan dari konduktor yang baik dan buruk
Di bawah ini adalah beberapa nilai karakteristik bahan yang dianggap sebagai konduktor yang baik, serta yang merupakan isolator, yaitu bahan yang tidak menghantarkan listrik dengan baik dan oleh karena itu merupakan konduktor yang buruk.
Bahan konduktif ditandai dengan memiliki resistivitas yang sangat rendah, yang memungkinkannya menghantarkan listrik dengan sangat baik. Di sisi lain, bahan isolasi adalah bahan yang memiliki resistivitas yang sangat tinggi.
bahan konduktif
| Bahan | Konduktivitas (Ω.m) |
| graphene | 1,00 x 10 -8 |
| Perak | 1,59 x 10 -8 |
| Tembaga | 1,71 x 10 -8 |
| Emas | 2,35 x 10 -8 |
| Aluminium | 2,82 x 10 -8 |
Bahan isolasi
| Bahan | Konduktivitas (Ω.m) |
| air ultra murni | 1,8×10 5 |
| Kayu | 10 8 – 10 14 |
| Kaca | 10 10 – 10 14 |
| Karet atau karet keras | 10 13 – 10 16 |
| Amber | 5.10 14 |
| Sulfur | 10 15 |
Seperti yang dapat dilihat saat membandingkan kedua tabel, perbedaan antara resistivitas konduktor baik dan buruk dapat mencakup sekitar 23 kali lipat dan bahkan lebih.
Referensi
- Britannica, T. Editor Ensiklopedi (2018, 22 Agustus). Resistivitas . Ensiklopedia Britannica. Diperoleh dari https://www.britannica.com/science/resistivity
- Jewett, JW, & Serway, RA (2006). Fisika untuk Sains dan Teknik – Volume II (edisi ke-6). Thomson Internasional.
- Perlawanan dan Resistivitas | Calculisto – Rangkuman dan Kelas Kalkulus . (n.d.). saya menghitung. Tersedia di https://www.calculisto.com/topics/circuitos-electricos/summary/348
- resistivitas listrik . (2020, 9 Agustus). AcMax. Tersedia di https://acmax.mx/resistividad
- Resistivitas, resistansi spesifik . (2019, 30 Maret). Elektronik Unichrom. Tersedia di https://unicrom.com/resistividad-resistencia-especifica/
- Storr, W. (2021, 14 Januari). Resistivitas dan Konduktivitas Listrik . Tutorial Elektronik Dasar. Tersedia di https://www.electronics-tutorials.ws/resistor/resistivity.html
