Tegund hindrunar

Greinin um rafstraum fjallaði um eðlisþyngd rafstraums og rafsviðið var einnig útskýrt í greininni um rafsvið. Rafsvið og rafstraumur eru til staðar í leiðara þegar spennumunur er yfir leiðarann; öfugt, ef enginn spennumunur er til staðar, þá er hvorki rafsvið né rafstraumur til staðar.

Í málmleiðara er rafsviðið í réttu hlutfalli við straumþéttleikann, þar sem hlutfall rafsviðsins og straumþéttleikans er fasti. Hlutfall rafsviðsins og straumþéttleikans kallast viðnám eða sértæk viðnám . Stærðfræðilega er sambandið milli rafsviðsins, straumþéttleikans og sértækrar viðnáms tjáð í jöfnunni:

Tegund hindrunarLýsing: ρ = sértæk viðnám, E = rafsvið, J = straumþéttleiki

Ein af formúlunum fyrir rafsvið er E = V/s þar sem V = spennumunur = rafspenna og s = fjarlægð, þannig að eining rafsviðs er volt/meter (V/m). Formúlan fyrir straumþéttleika er J = I/A þar sem I = rafstraumur og A = þversniðsflatarmál leiðarans, þannig að einingin fyrir straumþéttleika er amper/meter í öðru veldi (A/m² ) . Formúlan fyrir viðnám er ρ = E/J þannig að einingin fyrir viðnám er V/m: A/m² = V/mxm² / A = V/A (m) = Ω m (lesist: Ohm-meter). Ω = Volt/Amper er eining fyrir rafviðnám, og er þessi eining útskýrð í greininni um lögmál Ohms.

Rafleiðarar með hæstu viðnámsgildin eru frá einangrurum eða lélegum rafleiðurum, en rafleiðarar með lægstu viðnámsgildin eru frá leiðurum með góða leiðara. Því betur sem leiðari leiðir rafstraum, því lægri er viðnám hans . Málmleiðarar með hæstu til lægstu viðnámsgildin eru í röðinni tin, stál, ál, gull, kopar og silfur. Því má álykta að viðnámsgildi hlutar gefi til kynna getu hans til að hindra rafstraum.

Góður leiðari sem fylgir lögmáli Ohms er óháður rafsviðinu við ákveðið hitastig, sem þýðir að ef stærð rafsviðsins breytist, þá breytist viðnámsgildið ekki. Hins vegar, leiðari sem fylgir ekki lögmáli Ohms, þá er háður viðnámsgildi rafsviðsins, sem þýðir að ef stærð rafsviðsins breytist, þá breytist viðnámsgildið einnig.

Viðnám málmleiðara er háð hitastigi. Þegar hitastigið hækkar eykst viðnámið; öfugt, þegar hitastigið lækkar, minnkar viðnámið. Þegar hitastigið hækkar hreyfast atóm hraðar og verða óreglulegri, sem hindrar hreyfingu rafeinda og hægir á flæði þeirra. Þegar hitastigið lækkar hreyfast atóm hægar og verða skipulagðari, sem gerir kleift að flæða rafeinda jafnar.

Andhverfa viðnámsins er leiðni. Stærðfræðilega séð er sambandið milli viðnáms og leiðni táknað með jöfnunni:
σ = 1/ρ
Lýsing: σ = leiðni leiðara, ρ = viðnám leiðara.
Eining viðnáms er Ωm, þannig að eining leiðni er 1/Ωm = (Ωm)-1

Rafleiðarar eða góðir rafleiðarar hafa hæstu leiðnigildin en rafmagnseinangrarar eða lélegir rafleiðarar hafa lægstu leiðnigildin. Því betur sem leiðari leiðir rafstraum, því meiri er leiðni hans. Málmleiðarar með hæstu til lægstu leiðni eru silfur, kopar, gull, ál, stál og tin. Því má álykta að leiðni hlutar gefi til kynna getu hlutarins til að leiða rafstraum. Silfur hefur mikla leiðni en er dýrt, þannig að kopar er meira notaður sem leiðari rafstraums.

 

Skrifa athugasemd