Подано таблиці значень питомого електричного опору сталей різних типівта марок залежно від температури – в діапазоні від 0 до 1350°С.
У загальному випадку, питомий опір визначається тільки складом речовини та її температурою, воно чисельно дорівнює повному опору ізотропного провідника, що має довжину 1 м і площу поперечного перерізу 1 м 2 .
Питомий електричний опір сталі істотно залежить від складу та температури.При підвищенні температури цього металу збільшується частота та амплітуда коливань атомів кристалічних ґрат, що створює додатковий опір проходженню. електричного струмучерез товщу металу. Тому зі зростанням температури опір сталі збільшується.
Зміна складу сталі та відсотка вмісту в ній легуючих добавок значно позначається на величині електроопору. Наприклад, вуглецеві та низьколеговані сталі у кілька разів краще проводять електричний струм, ніж високолеговані та жароміцні, які мають високий вміст і хрому.
Вуглецеві сталі
Вуглецеві сталі при кімнатній температурі, як уже було сказано, мають низький питомий електроопір за рахунок високого вмісту заліза. При 20°С їх значення питомого опорузнаходиться в діапазоні від 13 · 10 -8 (для сталі 08КП) до 20 · 10 -8 Ом · м (для У12).
При нагріванні до температур понад 1000 ° С здатність вуглецевих сталей проводити електричний струм сильно знижується. Величина опору зростає на порядок і може досягати значення 130 10 -8 Ом.
| Температура, °С | Сталь 08КП | Сталь 08 | Сталь 20 | Сталь 40 | Сталь У8 | Сталь У12 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 12 | 13,2 | 15,9 | 16 | 17 | 18,4 |
| 20 | 13 | 14,2 | 16,9 | 17,1 | 18 | 19,6 |
| 50 | 14,7 | 15,9 | 18,7 | 18,9 | 19,8 | 21,6 |
| 100 | 17,8 | 19 | 21,9 | 22,1 | 23,2 | 25,2 |
| 150 | 21,3 | 22,4 | 25,4 | 25,7 | 26,8 | 29 |
| 200 | 25,2 | 26,3 | 29,2 | 29,6 | 30,8 | 33,3 |
| 250 | 29,5 | 30,5 | 33,4 | 33,9 | 35,1 | 37,9 |
| 300 | 34,1 | 35,2 | 38,1 | 38,7 | 39,8 | 43 |
| 350 | 39,3 | 40,2 | 43,2 | 43,8 | 45 | 48,3 |
| 400 | 44,8 | 45,8 | 48,7 | 49,3 | 50,5 | 54 |
| 450 | 50,9 | 51,8 | 54,6 | 55,3 | 56,5 | 60 |
| 500 | 57,5 | 58,4 | 60,1 | 61,9 | 62,8 | 66,5 |
| 550 | 64,8 | 65,7 | 68,2 | 68,9 | 69,9 | 73,4 |
| 600 | 72,5 | 73,4 | 75,8 | 76,6 | 77,2 | 80,2 |
| 650 | 80,7 | 81,6 | 83,7 | 84,4 | 85,2 | 87,8 |
| 700 | 89,8 | 90,5 | 92,5 | 93,2 | 93,5 | 96,4 |
| 750 | 100,3 | 101,1 | 105 | 107,9 | 110,5 | 113 |
| 800 | 107,3 | 108,1 | 109,4 | 111,1 | 112,9 | 115 |
| 850 | 110,4 | 111,1 | 111,8 | 113,1 | 114,8 | 117,6 |
| 900 | 112,4 | 113 | 113,6 | 114,9 | 116,4 | 119,6 |
| 950 | 114,2 | 114,8 | 115,2 | 116,6 | 117,8 | 121,2 |
| 1000 | 116 | 116,5 | 116,7 | 117,9 | 119,1 | 122,6 |
| 1050 | 117,5 | 117,9 | 118,1 | 119,3 | 120,4 | 123,8 |
| 1100 | 118,9 | 119,3 | 119,4 | 120,7 | 121,4 | 124,9 |
| 1150 | 120,3 | 120,7 | 120,7 | 122 | 122,3 | 126 |
| 1200 | 121,7 | 122 | 121,9 | 123 | 123,1 | 127,1 |
| 1250 | 123 | 123,3 | 122,9 | 124 | 123,8 | 128,2 |
| 1300 | 124,1 | 124,4 | 123,9 | — | 124,6 | 128,7 |
| 1350 | 125,2 | 125,3 | 125,1 | — | 125 | 129,5 |
Низьколеговані сталі
Низьколеговані стали здатні трохи сильніше чинити опір проходженню електрики, ніж вуглецеві. Їх питомий електроопір становить (20 ... 43) · 10 -8 Ом · м при кімнатній температурі.
Слід зазначити марки сталі цього типу, які найбільш погано проводять електричний струм – це 18Х2Н4ВА та 50С2Г. Однак за високих температур, здатність проводити електричний струм у сталей, наведених у таблиці, практично не відрізняється.
| Марка сталі | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15ХФ | — | 28,1 | 42,1 | 60,6 | 83,3 | — | — | — |
| 30Х | 21 | 25,9 | 41,7 | 63,6 | 93,4 | 114,5 | 120,5 | 125,1 |
| 12ХН2 | 33 | 36 | 52 | 67 | — | 112 | — | — |
| 12ХН3 | 29,6 | — | — | 67 | — | 116 | — | — |
| 20ХН3 | 24 | 29 | 46 | 66 | — | 123 | — | — |
| 30ХН3 | 26,8 | 31,7 | 46,9 | 68,1 | 98,1 | 114,8 | 120,1 | 124,6 |
| 20ХН4Ф | 36 | 41 | 56 | 72 | 102 | 118 | — | — |
| 18Х2Н4ВА | 41 | 44 | 58 | 73 | 97 | 115 | — | — |
| 30Г2 | 20,8 | 25,9 | 42,1 | 64,5 | 94,6 | 114,3 | 120,2 | 125 |
| 12МХ | 24,6 | 27,4 | 40,6 | 59,8 | — | — | — | — |
| 40Х3М | — | 33,1 | 48,2 | 69,5 | 96,2 | — | — | — |
| 20Х3ФВМ | — | 39,8 | 54,4 | 74,3 | 98,2 | — | — | — |
| 50С2Г | 42,9 | 47 | 60,1 | 78,8 | 105,7 | 119,7 | 124,9 | 128,9 |
| 30Н3 | 27,1 | 32 | 47 | 67,9 | 99,2 | 114,9 | 120,4 | 124,8 |
Високолеговані сталі
Високолеговані сталі мають питомий електричний опір у кілька разів вище, ніж вуглецеві та низьколеговані. За даними таблиці видно, що з температурі 20°З його величина становить (30…86)·10 -8 Ом·м.
При температурі 1300°С опір високо- і низьколегованих сталей стає майже однаковим і не перевищує 131·10 -8 Ом·м.
| Марка сталі | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Г13 | 68,3 | 75,6 | 93,1 | 95,2 | 114,7 | 123,8 | 127 | 130,8 |
| Г20Х12Ф | 72,3 | 79,2 | 91,2 | 101,5 | 109,2 | — | — | — |
| Г21Х15Т | — | 82,4 | 95,6 | 104,5 | 112 | 119,2 | — | — |
| Х13Н13К10 | — | 90 | 100,8 | 109,6 | 115,4 | 119,6 | — | — |
| Х19Н10К47 | — | 90,5 | 98,6 | 105,2 | 110,8 | — | — | — |
| Р18 | 41,9 | 47,2 | 62,7 | 81,5 | 103,7 | 117,3 | 123,6 | 128,1 |
| ЕХ12 | 31 | 36 | 53 | 75 | 97 | 119 | — | — |
| 40Х10С2М (ЕІ107) | 86 | 91 | 101 | 112 | 122 | — | — | — |
Хромисті нержавіючі сталі
Хромисті нержавіючі сталі мають високу концентрацію атомів хрому, що збільшує їх питомий опір - електропровідність такої нержавіючої сталі не висока. При нормальних температурах її опір становить (50…60)·10 -8 Ом·м.
| Марка сталі | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Х13 | 50,6 | 58,4 | 76,9 | 93,8 | 110,3 | 115 | 119 | 125,3 |
| 2Х13 | 58,8 | 65,3 | 80 | 95,2 | 110,2 | — | — | — |
| 3Х13 | 52,2 | 59,5 | 76,9 | 93,5 | 109,9 | 114,6 | 120,9 | 125 |
| 4Х13 | 59,1 | 64,6 | 78,8 | 94 | 108 | — | — | — |
Хромонікелеві аустенітні сталі
Хромонікелеві аустенітні сталі також є нержавіючими, але за рахунок добавки нікелю мають питомий опір майже в півтора рази вище, ніж у хромистих - він досягає величини (70 ... 90) · 10 -8 Ом · м.
| Марка сталі | 20 | 100 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12Х18Н9 | — | 74,3 | 89,1 | 100,1 | 109,4 | 114 | — |
| 12Х18Н9Т | 72,3 | 79,2 | 91,2 | 101,5 | 109,2 | — | — |
| 17Х18Н9 | 72 | 73,5 | 92,5 | 103 | 111,5 | 118,5 | — |
| Х18Н11Б | — | 84,6 | 97,6 | 107,8 | 115 | — | — |
| Х18Н9В | 71 | 77,6 | 91,6 | 102,6 | 111,1 | 117,1 | 122 |
| 4Х14НВ2М (ЕІ69) | 81,5 | 87,5 | 100 | 110 | 117,5 | — | — |
| 1Х14Н14В2М (ЕІ257) | — | 82,4 | 95,6 | 104,5 | 112 | 119,2 | — |
| 1х14Н18М3Т | — | 89 | 100 | 107,5 | 115 | — | — |
| 36Х18Н25С2 (ЕЯ3С) | — | 98,5 | 105,5 | 110 | 117,5 | — | — |
| Х13Н25М2В2 | — | 103 | 112,1 | 118,1 | 121 | — | — |
| Х7Н25 (ЕІ25) | — | — | 109 | 115 | 121 | 127 | — |
| Х2Н35 (ЕІ36) | 87,5 | 92,5 | 103 | 110 | 116 | 120,5 | — |
| Н28 | 84,2 | 89,1 | 99,6 | 107,7 | 114,2 | 118,4 | 122,5 |
Жароміцні та жаростійкі сталі
За своїми електропровідними властивостями жароміцні та жаростійкі стали близькі до хромонікелевих. Високий вміст у цих сплавах хрому і нікелю не дозволяє їм проводити електричний струм, подібно до звичайних вуглецевих з високою концентрацією заліза.
Значний питомий електроопір і таких сталей уможливлюють їх застосування як робочі елементи електричних нагрівачів. Зокрема, сталь 20Х23Н18 за своїм опором та жаростійкістю в деяких випадках здатна замінити такий популярний сплав для нагрівачів, як .
|
питомий електричний опір
СІ:L3MT-3I-2
СГС:T
Удільний електричний опір, або просто питомий опірречовини – фізична величина, що характеризує здатність речовини перешкоджати проходженню електричного струму.
Питомий опір позначається грецькою літероюρ. Величина, обернена питомим опором, називається питомою провідністю (питомою електропровідністю). На відміну від електричного опору, що є властивістю провідника і залежить від його матеріалу, форми та розмірів, питомий електричний опір є властивістю тільки речовини.
Електричний опір однорідного провідника з питомим опором ρ, довжиною l та площею поперечного перерізу S може бути розрахований за формулою (при цьому передбачається, що ні площа, ні форма поперечного перерізу не змінюються вздовж провідника). Відповідно, для ρ виконується
З останньої формули випливає: фізичний зміст питомого опору речовини полягає в тому, що воно є опір виготовленого з цієї речовини однорідного провідника одиничної довжини та з одиничною площею поперечного перерізу.
- 1 Одиниці виміру
- 2 Узагальнення поняття питомого опору
- 3 Зв'язок з питомою провідністю
- 4 Питомий електричний опір деяких речовин
- 4.1 Металеві монокристали
- 4.2 Метали та сплави, що застосовуються в електротехніці
- 4.3 Інші речовини
- 5 Тонкі плівки
- 6 Примітки
- 7 Див. також
- 8 Посилання
Одиниці виміру
Одиниця виміру питомого опору у Міжнародній системі одиниць (СІ) - Ом·м. Зі співвідношення випливає, що одиниця виміру питомого опору в системі СІ дорівнює такому питомому опору речовини, при якому однорідний провідник довжиною 1 м з площею поперечного перерізу 1 м², виготовлений з цієї речовини, має опір 1 Ом. Відповідно, питомий опір довільної речовини, виражений в одиницях СІ, чисельно дорівнює опору ділянки електричного ланцюга, Виготовленого з даної речовини, довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 м².
У техніці також застосовується застаріла позасистемна одиниця Ом·мм²/м, що дорівнює 10-6 від 1 Ом·м. Ця одиниця дорівнює такому питомому опору речовини, при якому однорідний провідник довжиною 1 м з площею поперечного перерізу 1 мм², виготовлений з цієї речовини, має опір 1 Ом. Відповідно, питомий опір будь-якої речовини, виражений у цих одиницях, чисельно дорівнює опору ділянки електричного ланцюга, виконаного з даної речовини, довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм².
Узагальнення поняття питомого опору
Шматок резистивного матеріалу з електричними контактами на обох кінцях.Питомий опір можна визначити також неоднорідного матеріалу, властивості якого змінюються від точки до точки. цьому випадку воно є не константою, а скалярною функцією координат - коефіцієнтом, що зв'язує напруженість електричного поляі щільність струму у цій точці. Зазначений зв'язок виражається законом Ома у диференційній формі:
Ця формула справедлива для неоднорідної, але ізотропної речовини. Речовина може бути анізотропна (більшість кристалів, намагнічена плазма і т. д.), тобто його властивості можуть залежати від напрямку. цьому випадку питомий опір є залежним від координат тензором другого рангу, що містить дев'ять компонентів. анізотропну речовину вектори щільності струму та напруженості електричного поля в кожній даній точці речовини не спрямовані; зв'язок між ними виражається співвідношенням
В анізотропному, але однорідному речовині тензор від координат залежить.
Тензор симетричний, тобто для будь-яких і виконується.
Як і для будь-якого симетричного тензора, можна вибрати ортогональну систему декартових координат, в яких матриця стає діагональною, тобто набуває вигляду, при якому з дев'яти компонентів відмінними від нуля є лише три: , і. цьому випадку, позначивши як, замість попередньої формули отримуємо простішу
Величини називають головними значеннями тензора питомого опору.
Зв'язок з питомою провідністю
В ізотропних матеріалах зв'язок між питомим опором та питомою провідністю виражається рівністю
У разі анізотропних матеріалів зв'язок між компонентами тензора питомого опору та тензора питомої провідності має складніший характер. Дійсно, закон Ома у диференційній формі для анізотропних матеріалів має вигляд:
З цієї рівності і наведеного раніше співвідношення слід, що тензор питомого опору є зворотним тензору питомої провідності. З урахуванням цього компонент тензора питомого опору виконується:
де - визначник матриці, складеної з компонентів тензора. Інші компоненти тензора питомого опору виходять із наведених рівнянь у результаті циклічної перестановки індексів 1, 2 та 3.
Питомий електричний опір деяких речовин
Металеві монокристали
У таблиці наведено основні значення тензора питомого опору монокристалів за температури 20 °C.
Метали та сплави, що застосовуються в електротехніці
Розкид значень обумовлений різною хімічною чистотою металів, способів виготовлення зразків, вивчених різними вченими та мінливістю складу сплавів.
Значення наведені при температурі t = 20 °C. Опір сплавів залежить від них хімічного складуі можуть змінюватись. Для чистих речовин коливання чисельних значень питомого опору обумовлені різними методами механічної та термічної обробки, наприклад відпалом дроту після волочіння.
Інші речовини
Тонкі плівки
Опір тонких плоских плівок (коли її товщина набагато менше відстані між контактами) прийнято називати «питомим опором на квадрат». Цей параметр зручний тим, що опір квадратного шматка провідної плівки не залежить від розмірів цього квадрата, при додатку напруги по протилежним сторонам квадрата. При цьому опір шматка плівки, якщо він має форму прямокутника, не залежить від його лінійних розмірів, а тільки від відношення довжини (виміряної вздовж ліній струму) до ширини L/W: де R - виміряний опір. У випадку, якщо форма зразка відрізняється від прямокутної, і поле в плівці неоднорідне, використовують метод ван дер Пау.
Примітки
- 1 2 Деньгуб Ст М., Смирнов Ст Р. Одиниці величин. Словник-довідник. – М.: Видавництво стандартів, 1990. – С. 93. – 240 с. - ISBN 5-7050-0118-5.
- 1 2 Чортов А. Г. Одиниці фізичних величин. - М: « вища школа», 1977. – 287 с.
- Давидов А. С. Теорія твердого тіла. - М.: "Наука", 1976. - С. 191-192. – 646 с.
- Шувалов Л. А. та ін. Фізичні властивостікристалів / / Сучасна кристалографія / Гол. ред. Б. К. Вайнштейн. – М.: «Наука», 1981. – Т. 4. – С. 317.
Див. також
- Електричний опір
- Надпровідність
- Закон Ома
- Питома провідність
- Негативний опір
- Імпеданс
Посилання
питомий електричний опір
Питомий електричний опір
Металів є мірою їхньої властивості протидіяти проходженню електричного струму. Ця величина виражається в Ом-метр (Ом⋅м).
Символ, що означає питомий опір, є грецька літера ρ (ро). Висока питома опір означає, що матеріал погано проводить електричний заряд.
Питома електрична опір визначається як відношення між напруженістю електричного поля всередині металу до щільності струму в ньому:
де:
ρ — питомий опір металу (Ом⋅м),
Е - напруженість електричного поля (В/м),
J - величина щільності електричного струму в металі (А/м2)
Якщо напруженість електричного поля (Е) у металі дуже велика, а щільність струму (J) дуже маленька, це означає, що метал має високий питомий опір.
Зворотною величиною питомого опору є питома електропровідність, що вказує, наскільки добре матеріал проводить електричний струм:
σ — провідність матеріалу, виражена в сименсі на метр (См/м).
Електричний опір, один із складових закону Ома, виявляється у омах (Ом). Слід зауважити, що електричний опір і питомий опір — це не те саме. Питомий опір є властивістю матеріалу, тоді як електричний опір - це властивість об'єкта.
Електричний опір резистора визначається поєднанням форми та питомим опором матеріалу, з якого він зроблений.
Наприклад, дротяний, виготовлений з довгого і тонкого дроту має більший опір, ніж резистор, виготовлений з короткого і товстого дроту того ж металу.
У той же час дротяний резистор, виготовлений з матеріалу з високим питомим опором, має більший електричний опір, ніж резистор, зроблений з матеріалу з низьким питомим опором. І все це незважаючи на те, що обидва резистори зроблені з дроту однакової довжини та діаметра.
Як наочність можна провести аналогію з гідравлічною системою, де вода прокачується через труби.
- Чим довша і тонша труба, тим більше буде чинити опір воді.
- Труба, заповнена піском, більше чинитиме опір воді, ніж труба без піску
Величина опору дроту залежить від трьох параметрів: питомого опору металу, довжини та діаметра самого дроту. Формула для розрахунку опору дроту:
де:
R - опір дроту (Ом)
ρ - питомий опір металу (Ом.m)
L - Довжина дроту (м)
А - площа поперечного перерізу дроту (м2)
Як приклад розглянемо дротяний резистор з ніхрому з питомим опором 1.10×10-6 Ом.м. Дріт має довжину 1500 мм та діаметр 0,5 мм. На основі цих трьох параметрів розрахуємо опір дроту з ніхрому:
R = 1,1 * 10 -6 * (1,5 / 0,000000196) = 8,4 Ом
Ніхром і константан часто використовують як матеріал для опорів. Нижче в таблиці ви можете подивитися питомий опір деяких металів, що найчастіше використовуються.
Величина поверхневого опору розраховується так само, як і опір проводу. У цьому випадку площу перерізу можна подати у вигляді твору w і t: 
Для деяких матеріалів, таких як тонкі плівки, співвідношення між питомим опором та товщиною плівки називається поверхневий опір шару RS:
де RS вимірюється в ОМАХ. При цьому розрахунку товщина плівки має бути постійною.
Часто виробники резисторів збільшення опору вирізують у плівці доріжки, щоб збільшити шлях для електричного струму.
Властивості резистивних матеріалів
Питомий опір металу залежить від температури. Їх значення наводиться, зазвичай, для кімнатної температури (20°С). Зміна питомого опору внаслідок зміни температури характеризується температурним коефіцієнтом.
Наприклад, у термісторах (терморезисторах) ця властивість використовується для вимірювання температури. З іншого боку, в точній електроніці це досить небажаний ефект.
Металоплівкові резистори мають відмінні властивості температурної стабільності. Це досягається не тільки за рахунок низького питомого опору матеріалу, а й за рахунок механічної конструкції самого резистора.
Багато різних матеріалів та сплавів використовуються у виробництві резисторів. Ніхром (сплав нікелю та хрому), через його високий питомий опір і стійкість до окислення при високих температурах, часто використовують як матеріал для виготовлення дротяних резисторів. Недоліком його є те, що його неможливо паяти. Константан, ще один популярний матеріал, легко паяється та має нижчий температурний коефіцієнт.
Більшість законів фізики ґрунтуються на експериментах. Імена експериментаторів увічнені у назвах цих законів. Одним із них був Георг Ом.
Досліди Георга Ома
Він встановив у ході експериментів щодо взаємодії електрики з різними речовинами, у тому числі металами фундаментальний взаємозв'язок щільності, напруженості електричного поля та властивості речовини, яка отримала назву «питома провідність». Формула, що відповідає цій закономірності, названа як «Закон Ома» виглядає так:
j= λE , в якій
- j - густина електричного струму;
- λ — питома провідність, що називається також як «електропровідність»;
- E – напруга електричного поля.
У деяких випадках для позначення питомої провідності використовується інша літера грецького алфавіту. σ . Питома провідність залежить від деяких властивостей речовини. На її величину впливають температура, речовини, тиск, якщо це газ, і головне структура цієї речовини. Закон Ома дотримується лише однорідних речовин.
Для зручніших розрахунків використовується величина зворотна питомої провідності. Вона отримала назву «питомий опір», що також пов'язано з властивостями речовини, в якій тече електричний струм, позначається грецькою літерою ρ та має розмірність Ом*м. Але оскільки для різних фізичних явищзастосовуються різні теоретичні обґрунтування, для питомого опору можуть бути використані альтернативні формули. Вони є відображенням класичної електронної теорії металів та квантової теорії.
Формули
У цих стомлюючих, для простих читачів, формулах з'являються такі множники, як постійна Больцмана, постійна Авогадро та постійна Планка. Ці постійні застосовуються для розрахунків, які враховують вільний пробіг електронів у провіднику, їх швидкість при тепловому русі, ступінь іонізації, концентрацію та щільність речовини. Словом, все досить складно для не фахівця. Щоб не бути голослівним, далі можна ознайомитися з тим, як все виглядає насправді:
Особливості металів
Оскільки рух електронів залежить від однорідності речовини, струм у металевому провіднику тече відповідно до його структури, що впливає розподіл електронів у провіднику з урахуванням його неоднорідності. Вона визначається як присутністю включень домішок, а й фізичними дефектами – тріщинами, пустотами тощо. Неоднорідність провідника збільшує його питомий опір, що визначається правилом Маттісена.
Це нескладне для розуміння правило, по суті, говорить про те, що у провіднику зі струмом можна виділити кілька окремих питомих опорів. А результуючим значенням буде їхня сума. Доданими будуть питомий опір кристалічної решітки металу, домішок та дефектів провідника. Оскільки цей параметр залежить від природи речовини, для обчислення її визначені відповідні закономірності, у тому числі для змішаних речовин.
Незважаючи на те, що сплави це теж метали, вони розглядаються як розчини з хаотичною структурою, причому для обчислення питомого опору має значення які саме метали входять до складу сплаву. В основному більшість сплавів з двох компонентів, які не належать до перехідних, а також рідкоземельних металів потрапляють під опис закону Нодгейма.
Як окрема тема розглядається питомий опір тонких металевих плівок. Те, що його величина має бути більшою ніж у об'ємного провідника з такого ж металу, цілком логічно припустити. Але для плівки вводиться спеціальна емпірична формула Фукса, яка описує взаємозалежність питомого опору і товщини плівки. Виявляється, у плівках метали виявляють властивості напівпровідників.
А на процес перенесення зарядів впливають електрони, які переміщуються в напрямку товщини плівки та заважають переміщенню «поздовжніх» зарядів. При цьому вони відбиваються від поверхні плівкового провідника, і таким чином один електрон досить довго здійснює коливання між двома поверхнями. Іншим суттєвим чинником збільшення питомого опору є температура провідника. Що температура – тим опір більше. І навпаки, що нижча температура, то опір менший.
Метали є речовинами з найменшим питомим опором за так званої «кімнатної» температури. Єдиним неметалом, що виправдовує своє застосування як провідник, є вуглець. Графіт, що є одним з його різновидів, широко використовується для виготовлення ковзних контактів. Він має дуже вдале поєднання таких властивостей як питомий опір та коефіцієнт тертя ковзання. Тому графіт є незамінним матеріалом для щіток електродвигунів та інших контактів, що ковзають. Величини питомих опорів основних речовин, що використовуються промислових цілей, наведені в таблиці далі.
Надпровідність
При температурах, що відповідають зрідженню газів, тобто аж до температури рідкого гелію, яка дорівнює – 273 градуси за Цельсієм, питомий опір зменшується майже до повного зникнення. І не тільки у хороших металевих провідників, таких як срібло, мідь та алюміній. Майже у всіх металів. За таких умов, які називаються надпровідністю, структура металу не має гальмівного впливу на рух зарядів під дією електричного поля. Тому ртуть і більшість металів стають надпровідниками.
Але, як з'ясувалося, відносно нещодавно у 80-х роках 20-го століття деякі різновиди кераміки теж здатні до надпровідності. До того ж для цього не треба використовувати рідкий гелій. Такі матеріали назвали високотемпературними надпровідниками. Проте вже минуло кілька десятків років, і асортимент високотемпературних провідників значно розширився. Але масового використання таких високотемпературних надпровідних елементів немає. У деяких країнах зроблено одиничні інсталяції із заміною звичайних мідних провідників на високотемпературні надпровідники. Для нормального режиму високотемпературної надпровідності необхідний рідкий азот. А це виходить надто дорогим технічним рішенням.
Тому, мале значення питомого опору, дароване Природою міді та алюмінію, як і робить їх незамінними матеріалами виготовлення різноманітних провідників електричного струму.
- Електротехнічна величина, яка характеризує властивість матеріалу перешкоджати перебігу електричного струму. Залежно від виду матеріалу, опір може прагнути до нуля – бути мінімальним (милі/мікро оми – провідники, метали), або бути дуже великим (гіга оми – ізоляція, діелектрики). Величина зворотна електричного опору - це.
Одиниця виміруелектричного опору - Ом. Позначається літерою R. Залежність опору від струму і замкнутої ланцюга визначається .
Омметр- Прилад для прямого вимірювання опору ланцюга. Залежно від діапазону вимірюваної величини, поділяються на гігаомметри (для великих опір - при вимірюванні ізоляції), і на мікро/міліомметри (для маленьких опорів - при вимірюванні перехідних опорів контактів, обмоток двигунів та ін).
Існує велика різноманітність омметрів за конструктивом різних виробників, від електромеханічних до мікроелектронних. Варто зазначити, що класичний омметр вимірює активну частину опору (звані омики).
Будь-який опір (метал або напівпровідник) у ланцюгу змінного струму має активну та реактивну складову. Сума активного та реактивного опору становлять повний опір ланцюга змінного струмуі обчислюється за такою формулою:
де Z - повний опір ланцюга змінного струму;
R - активний опір ланцюга змінного струму;
Xc - ємнісний реактивний опір ланцюга змінного струму; 
(З-ємність, w - кутова швидкістьзмінного струму)
Xl - індуктивний реактивний опір ланцюга змінного струму; 
(L-індуктивність, w - Кутова швидкість змінного струму).
Активний опір- Це частина повного опору електричного ланцюга, енергія якого повністю перетворюється на інші види енергії (механічну, хімічну, теплову). Відмінною властивістю активної складової - повне споживання всієї електроенергії (у мережу назад у мережу енергія не повертається), а реактивний опір повертає частину енергії назад у мережу (негативна властивість реактивної складової).
Фізичний сенс активного опору
Кожне середовище, де проходять електричні заряди, Створює на їхньому шляху перешкоди (вважається, що це вузли кристалічної решітки), в які вони ніби ударяються і втрачають свою енергію, яка виділяється у вигляді тепла.
Таким чином, відбувається падіння (втрата електричної енергії), частина якого втрачається через внутрішній опір провідного середовища.
Чисельну величину, що характеризує здатність матеріалу перешкоджати проходженню зарядів і називають опором. Вимірюється воно в Омах (Ом) і є обернено пропорційною електропровідності величиною.
Різні елементи періодичної системиМенделєєва мають різні питомі електричні опори (р), наприклад, найменшим уд. опір мають срібло (0,016 Ом*мм2/м), мідь (0,0175 Ом*мм2/м), золото (0,023) та алюміній (0,029). Саме вони застосовуються в промисловості як основні матеріали, на яких будується вся електротехніка та енергетика. Діелектрики, навпаки, мають високий уд. опором та використовуються для ізоляції.
Опір провідного середовища може значно змінюватись в залежності від перерізу, температури, величини та частоти струму. До того ж, різні середовища мають різні носії зарядів (вільні електрони в металах, іони в електролітах, «дірки» в напівпровідниках), які є визначальними факторами опору.
Фізичний сенс реактивного опору
У котушках та конденсаторах при подачі відбувається накопичення енергії у вигляді магнітних та електричних полів, що потребує певного часу.
Магнітні поляв мережах змінного струму змінюються слідом за змінним напрямом руху зарядів, при цьому чинячи додатковий опір.
Крім того, виникає стійке зрушення фаз і сили струму, а це призводить до додаткових втрат електроенергії.
Питомий опір
Як дізнатися опір матеріалу, якщо по ньому не тече і ми не маємо омметра? Для цього існує спеціальна величина. питомий електричний опір матеріал в
(це табличні значення, які визначені дослідним шляхом для більшості металів). За допомогою цього значення та фізичних величин матеріалу, ми можемо обчислити опір за формулою:
де, p- Питомий опір (одиниці вимірювання ом * м / мм 2);
l - Довжина провідника (м);
S – поперечний переріз (мм 2).
