Im Artikel über elektrischer Strom wurde auch in der Sitzung zum Thema Elektrizität besprochen. elektrisches Feld Dies wurde im Artikel über elektrische Felder erklärt. Elektrische Felder und elektrische Ströme existieren in einem Leiter, wenn dort ein elektrisches Feld vorhanden ist. Potenzialdifferenz Umgekehrt gilt: Wenn an dem Leiter keine Potentialdifferenz besteht, dann gibt es kein elektrisches Feld und keinen elektrischen Strom.
In einem metallischen Leiter ist das elektrische Feld direkt proportional zur Stromdichte, wobei das Verhältnis von elektrischem Feld zu Stromdichte konstant ist. Dieses Verhältnis wird als elektrisches Feld zu Stromdichte bezeichnet. spezifischer Widerstand oder WiderstandstypMathematisch wird der Zusammenhang zwischen elektrischem Feld, Stromdichte und Widerstand durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
Beschreibung: ρ = spezifischer Widerstand, E = elektrische Feldstärke, J = Stromdichte
Eine der Formeln für das elektrische Feld lautet E = V/s, wobei V die elektrische Potenzialdifferenz (elektrische Spannung) und s der Abstand ist. Die Einheit des elektrischen Feldes ist daher Volt pro Meter (V/m). Die Formel für die Stromdichte lautet J = I/A, wobei I der elektrische Strom und A die Querschnittsfläche des Leiters ist. Die Einheit der Stromdichte ist daher Ampere pro Quadratmeter (A/m²).2Formel spezifischer Widerstand Da ρ = E/J ist, lautet die Einheit des spezifischen Widerstands V/m : A/m.2 = V/m x m2/A = V/A (m) = Ω m (lesen: Ohmmeter). Ω = Volt/Ampere ist eine Einheit des elektrischen Widerstands. Diese Einheit wird im Artikel über … erklärt. Ohmsches Gesetz.
Nilai spezifischer Widerstand Den größten Wert besitzen elektrische Isolatoren oder schlechte elektrische Leiter, während der Wert spezifischer Widerstand Den kleinsten Wert besitzt ein guter elektrischer Leiter. Je besser ein Leiter elektrischen Strom leitet, desto kleiner ist sein Wert. spezifischer Widerstand der Leiter. Die Reihenfolge der Metallleiter, die haben spezifischer Widerstand Von den größten zu den kleinsten Elementen sind dies Zinn, Stahl, Aluminium, Gold, Kupfer und Silber. Daraus lässt sich schließen, dass der Wert spezifischer Widerstand Ein Objekt gibt die Größe der Fähigkeit des Objekts an, elektrischen Strom zu hemmen.
Bei einem guten Leiter, der dem Ohmschen Gesetz gehorcht, ist der spezifische Widerstand bei einer bestimmten Temperatur unabhängig vom elektrischen Feld. Das heißt, ändert sich der Widerstand nicht, wenn sich die Stärke des elektrischen Feldes ändert. Im Gegensatz dazu hängt der spezifische Widerstand eines Leiters, der dem Ohmschen Gesetz nicht gehorcht, vom elektrischen Feld ab. Ändert sich also die Stärke des elektrischen Feldes, ändert sich auch der spezifische Widerstand.
Der spezifische Widerstand eines metallischen Leiters ist temperaturabhängig. Mit steigender Temperatur nimmt der spezifische Widerstand zu; umgekehrt nimmt er mit sinkender Temperatur ab. Bei steigender Temperatur bewegen sich die Atome schneller und werden ungeordneter, was die Bewegung der Elektronen behindert und ihren Fluss verlangsamt. Bei sinkender Temperatur bewegen sich die Atome langsamer und ordnen sich besser an, wodurch ein gleichmäßigerer Elektronenfluss ermöglicht wird.
Der Kehrwert des spezifischen Widerstands ist die Leitfähigkeit. Mathematisch wird der Zusammenhang zwischen spezifischem Widerstand und Leitfähigkeit durch die Gleichung ausgedrückt:
σ = 1/ρ
Beschreibung: σ = Leitfähigkeit des Leiters, ρ = spezifischer Widerstand des Leiters.
Die Einheit des spezifischen Widerstands ist Ωm, daher ist die Einheit der Leitfähigkeit 1/Ωm = (Ωm).-1
Die höchsten Leitfähigkeitswerte weisen elektrische Leiter bzw. gute elektrische Leiter auf, die niedrigsten hingegen elektrische Isolatoren bzw. schlechte elektrische Leiter. Je besser ein Leiter elektrischen Strom leitet, desto höher ist seine Leitfähigkeit. Die Reihenfolge der Leitfähigkeit von Metallleitern ist: Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Stahl, Zinn. Daraus lässt sich schließen, dass der Leitfähigkeitswert eines Objekts dessen Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten, angibt. Silber besitzt zwar eine hohe Leitfähigkeit, ist aber teuer, weshalb Kupfer als Leiter weit verbreiteter ist.
