Trong cuộc sống của chúng ta có khá nhiều vật dụng có điện trở suất nhưng để định nghĩa điện trở suất là gì không phải ai cũng biết. Vì vậy, bài đọc ngày hôm nay chúng tôi sẽ giúp người đọc phân tích những vấn đề cụ thể xoay quanh điện trở suất.
Định nghĩa điện trở suất là gì?
Điện trở suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của mỗi chất. Chất có điện trở suất thấp (chất dẫn điện) sẽ dễ dàng cho dòng điện truyền qua, ngược lại chất có điện trở suất lớn (chất cách điện) sẽ có tính cản trở dòng điện lớn.
Bản chất của điện trở suất nhằm phản ánh tính cản trở sự dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện của mỗi chất. Đại lượng này có đơn vị được ký hiệu là Ohm. met (Ω.m).
Hiểu đúng bản chất của điện trở suất
Công thức tính điện trở suất
Trong đó:
- ρ: điện trở suất ( Ω.m)
- l: chiều dài dây dẫn (m)
- S: tiết diện dây dẫn (m2)
- R: điện trở
Điện trở suất của một số vật liệu
| Vật liệu | Điện trở suất
Ωm, ở 200C |
Hệ số nhiệt
điện trở (K−1) |
| Bạc | 1,59×10-8 | 0,0041 |
| Đồng | 1,72×10-8 | 0,0043 |
| Vàng | 2, 44×10-8 | 0,0034 |
| Nhôm | 2, 82×10-8 | 0,0044 |
| Tungsten | 5, 6×10-8 | 0,0045 |
| Hợp kim Cu-Zn | 0, 8×10-7 | 0,0015 |
| Sắt | 1, 0×10-7 | 0,005 |
| Bạch kim | 1, 1×10-7 | 0,00392 |
| Chì | 2, 2×10-7 | 0,0039 |
| Mangan | 4, 4 ×10-7 | 0,000002 |
| Constantan | 4, 9 ×10-7 | 0,00001 |
| Thủy ngân | 9, 8 ×10-7 | 0,0009 |
| Nichrome | 1, 10 ×10-6 | 0,0004 |
| Cacbon | 3, 5 ×10-5 | -0,0005 |
| Gecmani | 4, 6 ×10-1 | -0,048 |
| Silic | 6, 40 x 102 | -0,075 |
| Thủy tinh | 1010 – 1014 | Chưa xác định |
| Cao su | 1013 | Chưa xác định |
| Lưu huỳnh | 1015 | Chưa xác định |
| Parapin | 1017 | Chưa xác định |
| Thạch anh | 7, 5 x 1017 | Chưa xác định |
| PET | 1020 | Chưa xác định |
| Teflon | 1022 – 1024 | Chưa xác định |
Sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở suất
Điện trở suất của các kim loại tăng theo nhiệt độ trong trong khi điện trở suất của các chất bán dẫn lại giảm theo nhiệt độ. Trong tất cả các trường hợp, điện trở suất của các chất phụ thuộc vào các cơ chế tán xạ của điện tử trong vật liệu như: Tán xạ trên phonon, tán xạ sai hỏng, tán ạ trên spin. Bên cạnh đó, điện trở suất còn phụ thuộc vào mật độ điện tử tự do trong chất,…
Mỗi chất liệu có điện trở suất khác nhau
Điện trở suất phức
Để phân tích được phản ứng của các vật liệu đối với các điện trường xoay chiều trong một số ứng dụng như chụp cắt lớp trở kháng (EIT). Bắt buộc phải thay thế suất điện trở bằng một đại lượng phức gọi là trở kháng suất (suất trở kháng).
Trở kháng suất là tổng của một phần thực (là điện trở suất) với một phần (điện kháng suất). Độ lớn của suất trở kháng là căn bậc hai của tổng bình phương các độ lớn của điện trở suất và điện kháng suất.
Ngược lại, trong những trường hợp này thì độ dẫn điện phải được biểu diễn như một số phức. Thậm chí như một ma trận các số phức (trong các vật liệu bất đẳng hướng) gọi là độ dẫn nạp. Độ dẫn nạp là tổng của một phần thực (độ dẫn điện) và một phần ảo (đồ điện nạp) theo công thức Y = G + jB. Trong đó.
- -Y là độ dẫn nạp và được đo bằng siemens hay mho (Ʊ), nghịch đảo của ohm.
- -G: Độ dẫn điện được đo bằng siemens
- -j: Đơn vị ảo
- -B: Độ điện nạp (đo bằng siemens)
Cắt lớp trở kháng
Tích điện trở suất mật độ.
Trong các ứng dụng, nếu trọng lượng của vật dẫn điện đóng vai trò quan trọng thì tích của điện trở suất với mật độ (tích điện trở suất mật độ) cũng quan trọng không kém so với điện trở suất tuyệt đối. Do chúng có thể làm cho vật dẫn điện to và dày hơn để có điện trở thấp tương đương.
Khi đó, vật liệu có tích trở điện suất mật độ thấp hay tỉ số giữa độ dẫn điện và mật độ cao. Đây là tỉ số mong muốn của người dùng.
Một ví dụ cụ thể, để truyền tải điện năng đi xa thì nhôm thường được sử dụng nhiều hơn so với đồng bởi tính chất của nhôm nhẹ hơn và có cùng độ dẫn điện.
Hay bạc mặc dù là một kim loại dẫn điện tốt nhưng mật độ lại cao. Các chất như canxi và kim loại kiềm có các tích tốt nhất nhưng rất ít được sử dụng để làm dây dẫn bởi tốc độ phản ứng nhanh với ước và oxi.
Trên đây là toàn bộ những thông tin liên quan đến điện trở suất mà chúng tôi thu thập được. Mong rằng, với những thông tin này sẽ đem lại những kiến thức bổ ích cho người đọc.
Xem thêm:
- Công suất phản kháng là gì? Khái niệm công suất phản kháng Q
- Định nghĩa về điện, dòng điện và điện áp
- Cuộn cảm là gì? Cấu tạo và ứng dụng của cuộn cảm
- Sự khác nhau giữa dòng điện 1 pha và dòng điện 3 pha
- Dòng điện xoay chiều là gì? Ứng dụng của dòng điện xoay chiều
