Tipus de barrera

L'article sobre el corrent elèctric tractava la densitat del corrent elèctric, i el camp elèctric també s'explicava a l'article sobre els camps elèctrics. Existeixen un camp elèctric i un corrent elèctric en un conductor quan hi ha una diferència de potencial a través del conductor; a l'inrevés, si no hi ha cap diferència de potencial, no existeixen ni un camp elèctric ni un corrent elèctric.

En un conductor metàl·lic, el camp elèctric és directament proporcional a la densitat de corrent, on la relació entre el camp elèctric i la densitat de corrent és una constant. La relació entre el camp elèctric i la densitat de corrent s'anomena resistivitat o resistència específica . Matemàticament, la relació entre el camp elèctric, la densitat de corrent i la resistència específica s'expressa en l'equació:

Tipus de barreraDescripció: ρ = resistència específica, E = camp elèctric, J = densitat de corrent

Una de les fórmules del camp elèctric és E = V/s on V = diferència de potencial elèctric = voltatge elèctric i s = distància, de manera que la unitat de camp elèctric és Volt/metre (V/m). La fórmula de la densitat de corrent és J = I/A on I = corrent elèctric i A = àrea de la secció transversal del conductor, de manera que la unitat de densitat de corrent és Ampere/metre al quadrat (A/m² ) . La fórmula de la resistivitat és ρ = E/J, de manera que la unitat de resistència és V/m: A/m² = V/mxm² / A = V/A (m) = Ω m (és a dir: Ohm metre). Ω = Volt/Ampere és una unitat de resistència elèctrica, i el que es refereix a aquesta unitat s'explica a l'article sobre la llei d'Ohm.

Els valors de resistivitat més alts els tenen els aïllants elèctrics o els mals conductors elèctrics, mentre que els valors de resistivitat més baixos els tenen els conductors elèctrics o els bons conductors elèctrics. Com millor condueix un conductor el corrent elèctric, menor és la seva resistivitat . L'ordre dels conductors metàl·lics amb la resistivitat més alta a més baixa és l'estany, l'acer, l'alumini, l'or, el coure i la plata. Per tant, es pot concloure que el valor de resistivitat d'un objecte indica una mesura de la capacitat de l'objecte per impedir el corrent elèctric.

Un bon conductor que obeeix la llei d'Ohm, a una certa temperatura, el seu valor de resistivitat és independent del camp elèctric, és a dir que si la magnitud del camp elèctric canvia, el valor de resistivitat no canvia. Per contra, un conductor que no obeeix la llei d'Ohm, el seu valor de resistivitat depèn del camp elèctric, és a dir que si la magnitud del camp elèctric canvia, el valor de resistivitat també canvia.

La resistivitat d'un conductor metàl·lic depèn de la temperatura. A mesura que augmenta la temperatura, la resistivitat augmenta; a l'inrevés, a mesura que disminueix la temperatura, la resistivitat disminueix. A mesura que augmenta la temperatura, els àtoms es mouen més ràpid i es desordenen més, cosa que dificulta el moviment dels electrons i alenteix el seu flux. A mesura que disminueix la temperatura, els àtoms es mouen més lentament i s'organitzen més, cosa que permet un flux d'electrons més suau.

La inversa de la resistivitat és la conductivitat. Matemàticament, la relació entre la resistivitat i la conductivitat s'expressa mitjançant l'equació:
σ = 1/ρ
Descripció: σ = conductivitat del conductor, ρ = resistivitat del conductor.
La unitat de resistivitat és Ωm, per tant la unitat de conductivitat és 1/Ωm = (Ωm)-1

Els valors de conductivitat més alts els tenen els conductors elèctrics o els bons conductors elèctrics, mentre que els valors de conductivitat més baixos els tenen els aïllants elèctrics o els mals conductors elèctrics. Com millor condueix un conductor el corrent elèctric, més gran és la seva conductivitat. L'ordre dels conductors metàl·lics amb la conductivitat més alta a més baixa és plata, coure, or, alumini, acer i estany. Per tant, es pot concloure que el valor de conductivitat d'un objecte indica una mesura de la capacitat de l'objecte per conduir el corrent elèctric. La plata té una alta conductivitat però és cara, per la qual cosa el coure s'utilitza més àmpliament com a conductor de corrent elèctric.

 

Deixa un comentari