Warto przeczytać

Gdy do końców jakiegokolwiek ciała przyłożymy napięcie elektryczne U, przepłynie przez nie prąd. Natężenie tego prądu I może być bardzo duże lub praktycznie niezauważalne. Wielkość charakteryzującą reakcję ciała na przyłożone napięcie, czyli relację miedzy tym napięciem a płynącym prądem nazywamy oporem elektrycznymopór elektryczny (rezystancja)oporem elektrycznym albo rezystancjąopór elektryczny (rezystancja)rezystancją i definiujemy wzorem:

Wzór ten oznacza, że jeżeli po przyłożeniu stałego napięcia do elementu, płynący przezeń prąd ma dużą wartość natężenia, opór elektryczny tego elementu jest mały. I odwrotnie: małe natężenie prądu w odpowiedzi na przyłożenie napięcie oznacza, że element „stawia duży opór elektryczny”.

Opór elektrycznyopór elektryczny (rezystancja)Opór elektryczny każdego przewodzącego ciała stałego zależy zarówno od materiału, z którego zostało ono wykonane, jak i od jego kształtu. Na przykład, im większe jest pole przekroju poprzecznego przewodnika, tym więcej elektronów przepłynie w jednostce czasu, a więc tym mniejszy będzie jego opór elektryczny. Z kolei im dłuższy jest przewodnik, tym większe są straty energii każdego elektronu przy przemieszczaniu się z jednego końca przewodnika na drugi, a więc tym większy jest jego opór elektryczny. Więcej na ten temat znajdziesz w e‑materiale nr 570 „Badanie zależności oporu od wymiarów przewodnika”.

Powyższe zależności można wyrazić wzorem:

gdzie R oznacza opór przewodnika, l jego długość, a S pole przekroju poprzecznego.

Współczynnik proporcjonalności w tym wzorze jest własnością materiału, z którego wykonano przewodnik i nazywa się oporem właściwymopór właściwy (rezystywność)oporem właściwym lub rezystywnościąopór właściwy (rezystywność)rezystywnością. Zwykle oznacza się go grecką literą $\rho$. Powyższy wzór można więc zapisać w postaci:

Wzór ten definiuje opór właściwyopór właściwy (rezystywność)opór właściwy materiału i może zostać przekształcony do postaci:

która może posłużyć do doświadczalnego wyznaczania tej wielkości fizycznej dla badanego materiału.

R1d6Qtl2phqW9

Rys. 1. Rysunek przedstawia schemat obwodu elektrycznego składającego się z opornika o długości opisanej wielką literą l i średnicy pola przekroju mała grecka litera fi, połączonego szeregowo z amperomierzem i źródłem napięcia. Równolegle do opornika włączony jest woltomierz.

Na podstawie tego wzoru łatwo też wyznaczyć jednostkę oporu właściwegoopór właściwy (rezystywność)oporu właściwego. Jest nią Ωomega·m.

Tabela rezystywności niektórych substancji (w temp. 20 °C)

Odwrotnością oporu właściwegoopór właściwy (rezystywność)oporu właściwego jest przewodnictwo elektryczne właściwekonduktywność (przewodnictwo elektryczne właściwe)przewodnictwo elektryczne właściwe, zwane także konduktywnościąkonduktywność (przewodnictwo elektryczne właściwe)konduktywnością danego materiału, oznaczana zwykle literą $\sigma$:

Jest to wielkość proporcjonalna do ładunku, koncentracji oraz ruchliwości nośników prądu i dlatego często używa się jej w chemii do wyznaczania składu jonowego roztworów.

Powyższe rozważania odnoszą się do materiałów, które są jednorodne i izotropoweizotropowość materiałuizotropowe, czyli ich własności związane z przepływem prądu są takie same w całej objętości i we wszystkich kierunkach.

Słowniczek