Tabla de Contenidos
Điện trở suất được định nghĩa là điện trở của một dây dẫn có chiều dài đơn vị và diện tích mặt cắt đơn vị. Đó là một đặc tính chuyên sâu của vật liệu đo khả năng chống lại hoặc ức chế (nghĩa là chống lại) dòng điện bên trong chúng. Theo nghĩa này, nó là nghịch đảo hoặc ngược lại của độ dẫn điện, đây cũng là một đặc tính chuyên sâu đo khả năng của vật liệu cho phép dòng điện chạy qua.
Điện trở suất được biểu thị bằng chữ cái Hy Lạp ρ (ro) và là một thuộc tính chuyên sâu: nó không phụ thuộc vào số lượng cũng như kích thước của vật liệu mà chỉ phụ thuộc vào thành phần của nó. Ví dụ, độ dẫn điện của đồng nguyên chất là như nhau bất kể chúng ta có một sợi dây mảnh như sợi tóc người hay một thanh dày 5 cm.
Đây là một trong những tính chất điện đặc trưng của vật liệu và rất cần thiết để chọn, ví dụ, vật liệu mà các thành phần của mạch điện tử, dây dẫn hoặc điện trở, trong số những vật liệu khác, phải được chế tạo.
điện trở suất so với điện trở
Khi nói về điện trở suất, người ta thường nói về điện trở. Cả hai khái niệm đều có liên quan, nhưng chúng không giống nhau. Trong khi điện trở suất đo điện trở nội tại của vật liệu đối với dòng điện và chỉ liên quan đến thành phần và cấu trúc bên trong của nó, thì điện trở là một đặc tính mở rộng đo điện trở tuyệt đối của một vật thể cụ thể đối với dòng điện.
Điện trở của một dây dẫn được xác định bằng cách đo cường độ dòng điện chạy qua nó với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn, sau đó áp dụng định luật Ohm.
Tuy nhiên, về mặt lý thuyết, điện trở cũng có thể được tính từ điện trở suất và từ hình dạng và kích thước của dây dẫn, vì điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn và tỷ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn:
Công thức tính điện trở này cũng cho phép chúng ta định nghĩa điện trở suất là hằng số tỷ lệ giữa điện trở của dây dẫn và mối quan hệ giữa chiều dài và diện tích tiết diện của nó .
công thức điện trở suất
Điện trở suất có thể được xác định theo nhiều cách khác nhau. Cách đơn giản nhất là đo bằng thực nghiệm điện trở của dây dẫn và kích thước vật lý của nó, sau đó áp dụng công thức sau:
trong đó R là điện trở, S là diện tích mặt cắt ngang và l là chiều dài của dây dẫn đang xét.
Ngoài công thức này, điện trở suất cũng có thể liên quan đến điện trường bên trong của dây dẫn và mật độ dòng điện mà điện trường này tạo ra, giống như cách xác định độ dẫn điện của vật liệu. Trong trường hợp này, công thức là:
trong đó E và J tương ứng với độ lớn của điện trường và mật độ dòng điện dọc theo hướng dòng điện chạy qua.
đơn vị điện trở suất
Với các công thức trên để xác định điện trở suất, thật dễ dàng đoán được đơn vị của đặc tính cường độ cao này phải là bao nhiêu.
Trong hệ thống đơn vị quốc tế, đơn vị điện trở là ôm (Ω) trong khi đơn vị chiều dài và diện tích lần lượt là m và m 2 . Theo quan điểm trên, các đơn vị SI của điện trở suất là:
Nghĩa là, đơn vị quốc tế của điện trở suất là ohm.mét hoặc Ω.m . Tuy nhiên, khi được sử dụng trong các loại tính toán khác nhau, các đơn vị này không phải lúc nào cũng thực tế.
Ví dụ, các kỹ sư điện thường thực hiện các tính toán phức tạp về điện trở và các đại lượng khác sử dụng điện trở suất, cũng như một số thông số kỹ thuật khác cho vật liệu và dây dẫn được sử dụng khi thiết kế mạch điện. Trong những trường hợp này, chiều dài của dây dẫn hầu như luôn được biểu thị bằng đơn vị của hệ thống quốc tế, nghĩa là tính bằng mét, nhưng đây không phải là trường hợp đối với diện tích mặt cắt ngang của nó, thường được biểu thị bằng mm 2 . Điều này là do m 2 là đơn vị quá lớn để biểu thị diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn chỉ dày một hoặc hai milimét.
Để tránh phải thực hiện chuyển đổi đơn vị khi tính điện trở của dây dẫn, điện trở suất thường được biểu thị bằng đơn vị Ω.mm 2 /m .
Mặt khác, điện trở suất là một đặc tính được sử dụng để ước tính mức độ tinh khiết của nước. Khi cần các mẫu nước rất tinh khiết, chúng phải trải qua quá trình khử ion làm giảm độ dẫn điện của chúng xuống mức tối thiểu, tăng điện trở suất của chúng lên mức tối đa. Thiết bị đo điện trở suất của nước sử dụng một tế bào có các điện cực có diện tích 1 cm 2 và khoảng cách giữa chúng là 1 cm. Ngoài ra, các giá trị điện trở được đo trong trường hợp nước có độ tinh khiết cao theo thứ tự hàng triệu ôm. Vì những lý do này, điện trở suất của nước tinh khiết được biểu thị bằng đơn vị MΩ.cm.
Một số giá trị điện trở suất tiêu biểu của dây dẫn tốt và xấu
Dưới đây là một số giá trị đặc trưng của vật liệu được coi là chất dẫn điện tốt, cũng như những chất cách điện, tức là những chất không dẫn điện tốt và do đó là chất dẫn điện kém.
Vật liệu dẫn điện được đặc trưng bởi có điện trở suất rất thấp, cho phép chúng dẫn điện rất tốt. Mặt khác, vật liệu cách điện là vật liệu có điện trở suất rất cao.
vật liệu dẫn điện
| Vật liệu | Độ dẫn điện (Ω.m) |
| graphen | 1,00 x 10 -8 |
| Bạc | 1,59 x 10 -8 |
| Đồng | 1,71 x 10 -8 |
| Vàng | 2,35 x 10 -8 |
| Nhôm | 2,82 x 10 -8 |
Vật liệu cách điện
| Vật liệu | Độ dẫn điện (Ω.m) |
| nước siêu tinh khiết | 1,8 x 10 5 |
| Gỗ | 10 8 – 10 14 |
| Thủy tinh | 10 10 – 10 14 |
| Cao su hoặc cao su cứng | 10 13 – 10 16 |
| hổ phách | 5.10 14 |
| lưu huỳnh | 10 15 |
Có thể thấy khi so sánh cả hai bảng, sự khác biệt giữa điện trở suất của dây dẫn tốt và kém có thể bao gồm khoảng 23 bậc độ lớn và thậm chí hơn thế nữa.
Người giới thiệu
- Britannica, T. Biên tập viên của Encyclopaedia (2018, ngày 22 tháng 8). Điện trở suất . Bách khoa toàn thư Britannica. Lấy từ https://www.britannica.com/science/resistivity
- Jewett, JW, & Serway, RA (2006). Vật lý cho Khoa học và Kỹ thuật – Tập II (tái bản lần thứ 6). Thomson quốc tế.
- Điện trở và Điện trở suất | Giải tích – Tóm tắt và Lớp Giải tích . (n.d.). tôi tính toán. Có sẵn tại https://www.calculisto.com/topics/circuitos-electricos/summary/348
- Điện trở suất . (2020, ngày 9 tháng 8). AcMax. Có sẵn tại https://acmax.mx/resistividad
- Điện trở suất, điện trở cụ thể . (2019, ngày 30 tháng 3). Điện tử đơn sắc. Có sẵn tại https://unicrom.com/resistividad-resistencia-especica/
- Storr, W. (2021, ngày 14 tháng 1). Điện trở suất và độ dẫn điện . Hướng dẫn Điện tử cơ bản. Có tại https://www.electronics-tutorials.ws/resistor/resistivity.html
