Articolo sulla resistività
Per quanto riguarda la corrente elettrica, è stata discussa la densità di corrente elettrica, così come è stato spiegato il campo elettrico nella sezione dedicata a quest'ultimo argomento. In un conduttore sono presenti campo elettrico e corrente elettrica se esiste una differenza di potenziale al suo interno, mentre in assenza di differenza di potenziale non vi sono né campo elettrico né corrente elettrica.
In quasi tutti i conduttori metallici, il campo elettrico è direttamente proporzionale alla densità di corrente elettrica, dove il rapporto tra campo elettrico e densità di corrente è costante. Il valore di questo rapporto è chiamato resistività. Matematicamente, la relazione tra campo elettrico, densità di corrente e resistività è espressa dalla seguente equazione:
ρ = E / J
ρ = resistività, E = campo elettrico , J = densità di corrente
Una delle formule del campo elettrico è E = V/d, dove V = differenza di potenziale elettrico = tensione elettrica e d = distanza, quindi l'unità di misura del campo elettrico è Volt/metro (V/m). La formula della densità di corrente è J = I/A, dove I = corrente elettrica e A = area della sezione trasversale del conduttore, quindi l'unità di misura della densità di corrente è Ampere/metro quadrato (A/m² ) . L'equazione della resistività è ρ = E/J, quindi l'unità di misura della resistività è V/m: A/m² = V/m x m² / A = V/A (m) = Ω m (si legge: Ohmmetro). Ω = Volt / Ampere è un'unità di misura della resistenza elettrica.
Il valore di resistività più elevato è posseduto dagli isolanti elettrici, mentre il valore più basso è quello dei buoni conduttori. Migliore è la capacità di un conduttore di trasportare corrente elettrica, minore è la sua resistenza. L'ordine di resistività dei metalli, dal più alto al più basso, è stagno, acciaio, alluminio, oro, rame, argento. Si può quindi concludere che il valore di resistenza di un oggetto indica la sua capacità di ostacolare il passaggio di una corrente elettrica.
Un buon conduttore, che obbedisce alla legge di Ohm, a una certa temperatura presenta una resistività indipendente dal campo elettrico, ovvero che se il campo elettrico varia, il valore della resistività rimane invariato. Al contrario, per i conduttori che non rispettano la legge di Ohm, il valore della resistività dipende dal campo elettrico, il che significa che se l'intensità del campo elettrico cambia, anche il valore di R varia.
La resistività di un conduttore metallico dipende dalla temperatura. Se la temperatura del metallo aumenta, la sua resistività aumenta, mentre se la temperatura diminuisce, la resistività del metallo diminuisce. Con l'aumento della temperatura, gli atomi si muovono più velocemente e si dispongono in modo irregolare, bloccando il movimento degli elettroni e rallentandone il flusso. Quando la temperatura diminuisce, gli atomi si muovono più lentamente e si dispongono in modo più regolare, consentendo un flusso di elettroni più fluido.
L'opposto della resistività è la conduttività. Matematicamente, la relazione tra resistività e conduttività è espressa dalla seguente equazione:
σ = 1/ ρ
σ = conduttività del conduttore, ρ = resistività.
L'unità di misura della resistività è Ωm, quindi l'unità di misura della conduttività è 1 / Ωm = (Ωm) -1
Il valore di conduttività più elevato è posseduto da un conduttore elettrico, mentre il valore più basso è posseduto da un isolante elettrico o da un cattivo conduttore di elettricità. Migliore è la capacità di un conduttore di trasportare corrente elettrica, maggiore è la sua conduttività. L'ordine dei metalli conduttori, dal più conduttivo al più conduttivo, è argento, rame, oro, alluminio, acciaio, stagno. Si può quindi concludere che il valore della conduttività di un oggetto esprime la misura della sua capacità di trasportare corrente elettrica. L'argento ha un'elevata conduttività ma è costoso, per questo il rame è più ampiamente utilizzato come conduttore elettrico.
