Кад се каже да је бакар тежиметал него алуминијум, затим се упоређују њихове густине. Слично томе, када се каже да је бакар бољи проводник од алуминијума, упоређује се њихова отпорност (ρ), чија вредност не зависи од величине или облика одређеног узорка - само од самог материјала.
Отпор је мера отпораелектрична проводљивост за дату величину материјала. Његова супротност је електрична проводљивост. Метали су добри електрични проводници (висока проводљивост и ниска ρ), док су неметали углавном лоши проводници (ниска проводљивост и висока ρ).
Познатији термални електричниотпорност мери колико је материја тешко водити електричну енергију. Зависи од величине дела: отпор је већи за дужи или ужи део материјала. Да би се елиминисао утицај величине на отпор, користи се отпор жице - својство материјала које је независно од величине. За већину материјала отпор се повећава са температуром. Изузетак су полупроводници (на пример, силицијум), у којима се он смањује са температуром.
Лакоћа којом материјал проводи топлотумерено топлотном проводљивошћу. Као прва процена, добри електрични проводници су уједно и добри топлотни проводници. Отпор је означен симболом р, а његова мерна јединица је охмметар. Отпор чистог бакра је 1,7 к 10 -8 ома. То је врло мали број - 0,000 000 017 Охм, што значи да кубни метар бакра практично нема отпор. Што је мањи отпор (охмметар или Ωм), то се материјал боље користи у електричним ожичењима. Отпор је наличје проводљивости.
Вредност отпора материјала је честокористи се за класификацију као проводник, полупроводник или изолатор. Чврсти елементи су класификовани као изолатори, полупроводници или проводници према њиховом „статичком отпору“ у периодном систему елемената. Отпорност изолатора, полупроводника или проводног материјала је главно својство које се узима у обзир за електричне примене.
Табела приказује неке податке за ρ, σ и температурне коефицијенте. Отпорност метала се повећава како температура расте. Супротно важи за полупроводнике и многе изолаторе.
| Материјал | ρ (Ωм) на 20 ° Ц | σ (С / м) на 20 ° Ц | Температурни коефицијент (1 / ° Ц) к10 ^ -3 |
| Сребро | 1,59 × 10 -8 | 6,30 к 10 7 | 3,8 |
| Бакар | 1,68 × 10 -8 | 5,96 × 10 7 | 3,9 |
| Злато | 2,44 × 10 -8 | 4,10 к 10 7 | 3,4 |
| Алуминијум | 2,82 × 10 -8 | 3,5 × 10 7 | 3,9 |
| Волфрам | 5,60 × 10 -8 | 1,79 × 10 7 | 4.5 |
| Цинк | 5,90 × 10 -8 | 1,69 × 10 7 | 3,7 |
| Никал | 6,99 × 10 -8 | 1,43 × 10 7 | 6 |
| Литијум | 9,28 × 10 -8 | 1,08 × 10 7 | 6 |
| Гвожђе | 1,0 × 10 -7 | 1,00 × 10 7 | 5 |
| Платина | 1,06 × 10 -7 | 9,43 × 10 6 | 3,9 |
| Олово | 2,2 × 10 -7 | 4,55 × 10 6 | 3,9 |
| Цонстантан | 4,9 × 10 -7 | 2,04 × 10 6 | 0,008 |
| Меркур | 9,8 × 10 -7 | 1,02 × 10 6 | 0.9 |
| Ницхроме | 1,10 × 10 -6 | 9,09 × 10 5 | 0,4 |
| Угљеник (аморфни) | 5 × 10 -4 до 8 × 10 -4 | 1,25-2 × 10 3 | -0,5 |
За било коју дату температуру можемо израчунати електрични отпор објекта у ома користећи следећу формулу.
У овој формули:
Отпорност је једнака одређеном броју охмметара. Упркос чињеници да је јединица ρ у СИ систему обично охмметар, понекад се користи димензија охм по центиметру.
Отпор материјала одређен је величином електричног поља преко њега, што даје одређену густину струје.
ρ = Е / Ј, где:
Како одредити отпорност?Многи отпорници и проводници имају једнолики пресек са равномерним протоком електричне струје. Стога постоји једна специфичнија, али широко коришћена једначина.
ρ = Р * А / Ј, где:
Електрични отпор материјала познат је и каоспецифични електрични отпор. Ово је показатељ колико се материјал опире протоку електричне струје. Може се одредити дељењем отпора јединицом дужине и јединицом површине попречног пресека за одређени материјал на датој температури.
То значи да низак ρ означава материјалшто омогућава електронима да се лако крећу. Супротно томе, материјал са високим ρ имаће велики отпор и ометати проток електрона. Елементи попут бакра и алуминијума познати су по ниским ρ. Сребро и посебно злато имају врло ниску вредност ρ, али из очигледних разлога њихова употреба је ограничена.
Материјали се сврставају у различите категорије у зависности од њихове вредности ρ. Резиме је приказан у доњој табели.
Ниво проводљивости полупроводника зависи одниво легирања. Без допинга готово изгледају као изолатори, што је исто за електролите. Ниво ρ материјала варира у великој мери.
| Категорије опреме и врста материјала | Регион отпорности најчешћих материјала у зависности од ρ |
| Електролити | Променљива |
| Изолатори | ~ 10 ^ 16 |
| Металс | ~ 10 ^ -8 |
| Полупроводници | Променљива |
| Суперпроводници | 0 |
У већини случајева отпор се повећаваса температуром. Као резултат, постаје неопходно разумети температурну зависност отпора. Разлог температурног коефицијента отпора у проводнику може се објаснити интуитивно. Отпор материјала зависи од бројних појава. Један од њих је број судара који се јављају између носача наелектрисања и атома у материјалу. Отпорност проводника ће се повећавати са порастом температуре, како се повећава број судара.
То можда није увек случај, а резултат је чињенице да је саповећање температуре ослобађа додатне носаче наелектрисања, што ће довести до смањења отпорности материјала. Овај ефекат се често примећује у полупроводничким материјалима.
Приликом разматрања зависности од температуреОпћенито се сматра да коефицијент отпора температуре отпора слиједи линеарни закон. Ово се односи на собну температуру, као и за метале и многе друге материјале. Међутим, утврђено је да ефекти отпора који произлазе из броја судара нису увек константни, посебно на врло ниским температурама (феномен суперпроводљивости).
Отпор проводника на било којој датој температури може се израчунати на основу вредности температуре и његовог температурног коефицијента отпора.
Р = Рреф * (1+ α (Т- Треф)), где:
Температурни коефицијент отпора, обично стандардизован на температуру од 20 ° Ц. Сходно томе, једначина која се обично користи у практичном смислу је:
Р = Р20 * (1+ α20 (Т-Т20)), при чему:
Доња табела отпора садржимноге супстанце које се обично користе у електротехници, укључујући бакар, алуминијум, злато и сребро. Ова својства су посебно важна јер одређују да ли се нека супстанца може користити у производњи широког спектра електричних и електронских компонената од жица до сложенијих уређаја као што су отпорници, потенциометри и многи други.
| Табела отпорности различитих материјала на спољној температури од 20 ° Ц | |
| Материјали | Отпор ОМ на 20 ° Ц |
| Алуминијум | 2,8 к 10 -8 |
| Антимон | 3,9 × 10 -7 |
| Бизмут | 1,3 к 10 -6 |
| Месинг | ~ 0,6 - 0,9 × 10 -7 |
| Кадмијум | 6 к 10 -8 |
| Кобалт | 5,6 × 10 -8 |
| Бакар | 1,7 × 10 -8 |
| Злато | 2,4 к 10 -8 |
| Угљеник (графит) | 1 к 10 -5 |
| Германијум | 4,6 к 10 -1 |
| Гвожђе | 1,0 к 10 -7 |
| Олово | 1,9 × 10 -7 |
| Ницхроме | 1,1 × 10 -6 |
| Никал | 7 к 10 -8 |
| Паладијум | 1,0 к 10 -7 |
| Платина | 0,98 к 10 -7 |
| Кварц | 7 к 10 17 |
| Силицијум | 6,4 × 10 2 |
| Сребро | 1,6 × 10 -8 |
| Тантал | 1,3 к 10 -7 |
| Волфрам | 4,9 к 10 -8 |
| Цинк | 5,5 к 10 -8 |
Диригенти су састављени од материјала којипроводити електричну струју. Немагнетни метали се генерално сматрају идеалним проводницима електричне енергије. Разни метални проводници користе се у индустрији жица и каблова, али најчешћи су бакар и алуминијум. Проводници имају различита својства као што су проводљивост, затезна чврстоћа, тежина и утицај на животну средину.
Отпорност бакарног проводника је великачешће се користи у производњи каблова од алуминијума. Готово сви електронски каблови су направљени од бакра, као и други уређаји и опрема који користе високу проводљивост бакра. Бакарни проводници се такође широко користе у дистрибуцији енергије и производњи електричне енергије, у аутомобилској индустрији. Да би уштедели на тежини и трошковима, преносне компаније користе алуминијум у надземним далеководима.
Алуминијум се користи у индустријама где је важанлакоће, попут авионске конструкције, у будућности се очекује да ће повећати његову употребу у аутомобилској индустрији. За снажније каблове, алуминијумска жица пресвучена бакром користи се за искоришћење отпора бакра, постижући значајне уштеде на структурној тежини од лаганог алуминијума.
Бакар је један од најстаријих познатих материјала.Његову пластичност и електричну проводљивост искористили су рани електрични експериментатори као што су Бен Франклин и Мицхаел Фарадаи. Ниска ρ бакарних материјала довела је до тога да је прихваћен као главни проводник који се користи у проналасцима као што су телеграф, телефон и електромотор. Бакар је најчешћи проводни метал. 1913. године усвојен је Међународни стандард за жарење бакра (ИАЦС) ради поређења проводљивости осталих метала са бакром.
Према овом стандарду, комерцијално чистажарени бакар има проводљивост од 100% ИАЦС. Отпорност материјала упоређује се са референтном. Данас произведени комерцијално чисти бакар може имати веће вредности проводљивости ИАЦС пошто је технологија обраде временом значајно напредовала. Поред одличне проводљивости бакра, метал има високу затезну чврстоћу, топлотну проводљивост и топлотну експанзију. Жарјена бакарна жица која се користи у електричне сврхе испуњава све захтеве стандарда.
Упркос чињеници да бакар има дугу историју уКао материјал за производњу електричне енергије, алуминијум има одређене предности које га чине атрактивним за одређену примену, а његова тренутна отпорност омогућава вишеструко ширење подручја његове употребе. Алуминијум има 61% проводљивости бакра и само 30% бакра по тежини. То значи да алуминијумска жица тежи упола мање од бакарне жице, са истим електричним отпором.
Алуминијум је углавном јефтинији у поређењу сабакарни проводник. Алуминијумски проводници су састављени од различитих легура и имају минимални садржај алуминијума од 99,5%. Шездесетих и седамдесетих година прошлог века, због високе цене бакра, ова класа алуминијума постала је широко коришћена за кућне електричне инсталације.
Због лоше израде навезе и физичке разлике између алуминијума и бакра, уређаји и жице израђени на основу њихових веза, на местима бакарно-алуминијумских контаката, постали су опасни од пожара. Да би се супротставили негативном процесу, развијене су легуре алуминијума са својствима пузања и издужења сличнијим бакру. Ове легуре се користе за производњу уплетених алуминијумских жица чија је тренутна отпорност прихватљива за масовну употребу, удовољавајући безбедносним захтевима за електричне мреже.
Ако се алуминијум користи на местима где се раније користио бакар, да би се одржале исте перформансе мреже, потребно је користити алуминијумску жицу двоструко већу од бакарне жице.
Многи материјали пронађени у табелиотпорност, широко коришћена у електроници. Због ниског нивоа отпора користе се алуминијум и нарочито бакар. Већина жица и каблова који се данас користе за електричне везе направљени су од бакра јер пружа ниску вредност ρ и приступачан је. Добра проводљивост злата, упркос цени, користи се и у неким високо прецизним инструментима.
Позлата се често налази нависококвалитетни нисконапонски прикључци где је задатак пружити најмањи отпор контакта. Сребро се не користи широко у индустријској електротехници, јер брзо оксидира, што резултира великом отпорношћу на контакт. У неким случајевима, оксид може деловати као исправљач. Отпор тантала користи се у кондензаторима, никлу и паладијуму у крајњим прикључцима за многе компоненте за површинско монтирање. Кварц проналази своју главну примену као пиезоелектрични резонантни елемент. Кварцни кристали се користе као фреквенцијски елементи у многим осцилаторима, где његова висока вредност омогућава поуздане фреквенцијске петље.
