Ce qui détermine la résistance d'un conducteur
La résistance et son inverse - conductivité électrique - pour les conducteurs en métaux chimiquement purs sont une grandeur physique caractéristique, mais néanmoins leurs valeurs de résistance sont connues avec une précision relativement faible.
Cela s'explique par le fait que la valeur de résistance des métaux est fortement influencée par diverses circonstances aléatoires et difficiles à contrôler.
En premier lieu, des impuretés souvent mineures au métal pur augmentent sa résistance.
Le métal le plus important pour l'électrotechnique est Miel, à partir desquels sont fabriqués les fils et les câbles pour la distribution de l'énergie électrique, s'avère particulièrement sensible à cet égard.
Des impuretés négligeables de carbone à 0,05 % augmentent la résistance du cuivre de 33 % par rapport à la résistance du cuivre chimiquement pur, une impureté de 0,13 % de phosphore augmente la résistance du cuivre de 48 %, 0,5 % de fer de 176 %, des traces de zinc en quantité difficilement mesurable du fait de sa petitesse, avec 20%.
L'effet des impuretés sur la résistance des autres métaux est moins important que dans le cas du cuivre.
La résistance des métaux, chimiquement purs ou en général avec une certaine composition chimique, dépend de la méthode de leur traitement thermique et mécanique.
Le laminage, l'étirage, la trempe et le recuit peuvent modifier la résistivité du métal de plusieurs pour cent.
Cela s'explique par le fait que le métal en fusion cristallise lors de la solidification, formant de nombreux petits monocristaux répartis de manière aléatoire.
Tout traitement mécanique détruit partiellement ces cristaux et déplace leurs groupes les uns par rapport aux autres, à la suite de quoi la conductivité électrique globale d'un morceau de métal change généralement dans le sens d'une résistance croissante.
Un recuit prolongé à une température favorable, différente pour différents métaux, s'accompagne d'une réduction cristalline et réduit généralement la résistance.
Il existe des procédés qui permettent d'obtenir des monocristaux (monocristaux) plus ou moins importants lors de la solidification des métaux en fusion.
Si le métal donne des cristaux du bon système, alors la résistance des monocristaux d'un tel métal est la même dans toutes les directions. Si les cristaux métalliques appartiennent à un système hexagonal, tétragonal ou trigonal, alors la valeur de résistance du monocristal dépend de la direction du courant.
Les valeurs limites (extrêmes) sont obtenues dans la direction de l'axe de symétrie du cristal et dans la direction perpendiculaire à l'axe de symétrie, dans toutes les autres directions la résistance a des valeurs intermédiaires.
Les morceaux de métal obtenus par les procédés classiques, avec une répartition aléatoire de petits cristaux, ont une résistance égale à une certaine valeur moyenne, à moins que lors de la solidification une répartition plus ou moins ordonnée des cristaux ne s'établisse.
Il en ressort clairement que la résistance d'échantillons d'autres métaux chimiquement purs, dont les cristaux n'appartiennent pas au système correct, ne peut pas avoir de valeurs complètement déterminées.
Valeurs de résistance des métaux et alliages conducteurs les plus courants à 20 °C : Résistance et conductivité électrique des substances
L'influence de la température sur la résistance de divers métaux fait l'objet d'études nombreuses et approfondies, car la question de cet effet revêt une grande importance théorique et pratique.
Métaux purs coefficient de température de résistance, est pour la plupart proche du coefficient de température de dilatation thermique linéaire des gaz, c'est-à-dire qu'il ne diffère pas beaucoup de 0,004, donc dans la plage de 0 à 100 ° C, la résistance est approximativement proportionnelle à la température absolue.
À des températures inférieures à 0 °, la résistance diminue plus rapidement que la température absolue et plus la température diminue rapidement. À des températures proches du zéro absolu, la résistance de certains métaux devient pratiquement nulle. À des températures élevées supérieures à 100 °, le coefficient de température de la plupart des métaux augmente lentement, c'est-à-dire que la résistance augmente légèrement plus rapidement que la température.
Faits intéressants:
La dite métaux ferromagnétiques (fer, nickel et cobalt) la résistance augmente beaucoup plus vite que la température.Enfin, le platine et le palladium montrent une augmentation de la résistivité quelque peu en retard sur l'augmentation de la température.
Pour mesurer des températures élevées, le soi-disant thermomètre à résistance de platine, constitué d'un morceau de mince fil de platine pur enroulé en spirale sur un tube de substance isolante ou même fusionné dans les parois d'un tube de quartz. En mesurant la résistance du fil, vous pouvez déterminer sa température à partir d'un tableau ou à partir d'une courbe pour une plage de température de -40 à 1000°C.
Parmi les autres substances à conductivité métallique, il convient de noter le charbon, le graphite, l'anthracite, qui diffèrent des métaux à coefficient de température négatif.
La résistance du sélénium dans l'une de ses modifications (sélénium métallique, cristallin, gris) passe à une diminution significative lorsqu'il est exposé aux rayons lumineux. Ce phénomène appartient au domaine phénomènes photovoltaïques.
Dans le cas du sélénium et de beaucoup d'autres similaires, les électrons séparés des atomes de la substance lorsqu'elle absorbe les rayons lumineux ne s'envolent pas à travers la surface du corps, mais restent à l'intérieur de la substance, à la suite de quoi la conductivité électrique de la substance augmente naturellement. Le phénomène est appelé phénomène photoélectrique intrinsèque.
Voir également:
Pourquoi différents matériaux ont une résistance différente
Caractéristiques électriques de base des fils et câbles