Rezystywność (opór elektryczny właściwy) – wielkość charakteryzująca materiały pod względem przewodnictwa elektrycznego. Rezystywność jest zazwyczaj oznaczana jako (mała grecka litera rho). Jednostką rezystywności w układzie SI jest om⋅metr (Ω·m), inaczej omometr.
Definicja Rezystywność wiąże gęstość prądu elektrycznego z natężeniem pola elektrycznego w materiale:
gdzie: – gęstość prądu elektrycznego, – natężenie pola elektrycznego.
W jednorodnym materiale izotropowym W przypadku jednorodnego materiału izotropowego kierunki prądu elektrycznego, gęstości prądu i pola elektrycznego pokrywają się. Gdy gęstość prądu jest proporcjonalna do natężenia przyłożonego pola (materiał spełnia prawo Ohma) rezystywność jest stała i wynosi
Odwrotność tej wielkości to konduktywność.
Rezystywność określa wtedy zależność rezystancji (oporu) materiału od jego wymiarów:
Z czego wynika:
gdzie: – rezystancja (opór), – pole przekroju poprzecznego elementu, – długość elementu.
Gdy gęstość prądu i natężenie pola elektrycznego nie są do siebie proporcjonalne (materiał nie spełnia prawa Ohma) rezystywność można określić jako:
Nazywa się ją wtedy rezystywnością różniczkową. Zależność natężenia pola elektrycznego od gęstości prądu nazywa się charakterystyką napięciowo-prądową danego materiału. Zależność ta jest różna dla różnych materiałów i charakterystyczna dla konkretnego materiału.
W zmiennym polu elektrycznym W przemiennym polu elektrycznym prąd może być przesunięty w fazie względem przyłożonego pola elektrycznego. Zależność pomiędzy gęstością prądu i natężeniem pola elektrycznego opisać można wtedy za pomocą rezystywności zespolonej, opisującej zarówno przewodnictwo elektryczne, jak i zjawiska związane z polaryzacją dielektryczną
gdzie: – jednostka urojona, – rezystywność zespolona, – część rzeczywista odpowiedzialna za pole elektryczne zgodne w fazie z płynącym prądem, – część urojona, odpowiedzialna za pole elektryczne przesunięte w fazie do płynącego prądu.
Przypadek ogólny W materiałach anizotropowych kierunek pola elektrycznego nie musi być zgodny z kierunkiem płynącego prądu. Rezystywność jest wtedy tensorem, a zależność między natężeniem pola elektrycznego a gęstością prądu ma postać
Podział substancji ze względu na opór właściwy Ze względu na opór właściwy ciała dzieli się na następujące grupy: metale, będące bardzo dobrymi przewodnikami (opór właściwy rzędu 10−8 Ω·m), półprzewodniki (10−6 Ω·m), izolatory (ponad 1010 Ω·m).
Granice te są umowne, w różnych dziedzinach techniki i fizyki używa się różnych.
Zależność oporu właściwego od temperatury Rezystywność jest wielkością zależną od temperatury.
Opór właściwy metali przy wzroście temperatury rośnie na skutek zmniejszenia ruchliwości elektronów, w różnym stopniu dla różnych metali. Jedynie niewielki wzrost występuje w stopach oporowych o specjalnym składzie. Wartość oporu właściwego metali w bardzo niskich temperaturach zależy w dużym stopniu od jego czystości. Niewielkie domieszki mogą silnie zmienić opór właściwy przewodników w pobliżu zera bezwzględnego.
W półprzewodnikach samoistnych wraz ze wzrostem temperatury rezystywność maleje.
W niektórych materiałach w pewnej temperaturze, zwanej temperaturą przejścia, opór właściwy spada gwałtownie do zera i przechodzą one w stan nadprzewodnictwa. Zależność taka jest typowa dla bardzo wielu metali i stopów.
Rezystywność różnych materiałów + Tabela rezystywności niektórych substancji (w temp. 20 °C) materiał rezystywność (Ω·m) srebro 1,59 miedź 1,72 złoto 2,44 aluminium 2,82 wolfram 5,60 nikiel 6,99 żelazo 10 cyna 10,9 platyna 11 ołów 22 nichrom 150 węgiel 3,5 german 0,46 krzem 640 szkło 1010–1014 guma około 1013 siarka 1015
Zobacz też rezystywność gruntu temperaturowy współczynnik rezystancji
Przypisy
Bibliografia
Arkadiusz H. Piekara, Elektryczność i magnetyzm, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1970.
Linki zewnętrzne Krzysztof Kwiecień, Rezystywność i przewodność właściwa, Khan Academy, kanał „KhanAcademyPoPolsku” na YouTube, 10 lutego 2022 [dostęp 2025-10-27].
Kategoria:Wielkości charakteryzujące elementy obwodu elektrycznego