Rezistivitatea electrica

Rezistivitatea electrica

Amperajul unui conductor, bazat pe potentialul curentului de a distruge conductorul, nu este cea mai buna metoda de reprezentare a rezistentei acestuia. Exista situatii in care caderea de tensiune creata de rezistenta unui conductor in lungul acestuia duce la aparitia altor probleme decat evitarea incendiilor.

Exemplu

De exemplu, sa presupunem ca proiectam un circuit unde caderea de tensiune la bornele unui anumit component este extrem de importanta si nu trebuie sa scada sub o anumita limita. Daca acest lucru se intampla, caderea de tensiune datorata rezistentei conductorului poate duce la aparitia unei probleme tehnice a aplicatiei in cauza.

In circuitul alaturat, sarcina necesita o cadere de tensiune de cel putin 220 V in cazul unei surse de tensiune este de 230 V. In acest caz, trebuie sa ne asiguram de faptul ca rezistenta conductorilor nu va genera o cadere de tensiune mai mare de 10 V in lungul acestora. Luand in considerare ambii conductori (dus si intors), caderea de tensiune maxima admisa in lungul unui conductor este de 5 V. Utilizand legea lui Ohm, putem determina rezistenta maxima admisa pentru fiecare conductor in parte:

Formula de calcul a rezistentei conductorului

Stim ca lungimea fiecarui conductor este de 700 m, dar cum putem determina valoarea rezistentei pentru o anumita lungime si diametru al firului. Pentru acest lucru avem nevoie de o alta formula, si anume:

Prin urmare, rezistenta electrica a unui conductor depinde de rezistivitatea acestuia, simbolizata prin litera greceasca ρ (ro), de lungimea conductorului (l) si de aria sectiunii transversale (A). Urmarind ecuatia de mai sus, putem trage concluzia (deja stiuta) ca rezistenta conductorului creste odata cu lungimea acestuia si scade odata cu cresterea ariei sectiunii transversale. Rezistivitatea este o proprietate specifica unui anumit material de a se opune trecerii curentului prin acesta, iar unitatea sa de masura este ohm-metru (Ω·m).

Tabelul rezistivitatilor

Rezistivitatea catorva tipuri de materiale conductoare, la temperatura de 20^o C este data in tabelul alaturat. Putem observa ca printre cele mai scazute valori (ceea ce se traduce printr-o rezistenta scazuta) o are cuprul, imediat dupa argint.

Revenind la circuitul din exemplul de mai sus, am calculat o rezistenta de 0,2 Ω pentru o lungime de 700 m. Presupunand ca materialul folosit este cupru (cel mai utilizat material pentru confectionarea conductorilor electrici), putem determina aria sectiunii transversale necesare pentru conductorii din circuit:

O sectiune transversala de 54,4 mm², se traduce printr-un diametru al conductorului circular de 8,6 mm. Daca luam un tabel al conductorilor, putem observa ca cea mai apropiata valoare mai mare decat 54,4 este 70 mm², iar rezistenta conductorului la o lungime de 1.000 m este de 0,268 Ω. Pentru exemplu nostru, la o lungime de 700 m, aceasta inseamna o rezistenta a conductorului de 0,182 Ω, sub valoarea maxima impusa de 0,2 Ω; conductorul ales este prin urmare potrivit pentru aplicatia data.

Conductivitatea electrica

Conductivitatea electrica, denumita si conductibilitate electrica, caracterizeaza capacitatea unui material de a permite deplasarea electronilor prin acesta. Simbolul matematic este σ (sigma), iar unitatea de masura este Siemens pe metru (S·m^-1). Practic, conductivitatea electrica este inversa rezistivitatii electrice: