Soortelijke weerstand

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Soortelijke weerstand (\rho) of resistiviteit is de eigenschap van een materiaal om een elektrische stroom te weerstaan. De eenheid waarin de resistiviteit van een materiaal wordt uitgedrukt is Ω·m2/m, verkort tot Ω·m (ohm·meter).

Definiëring[bewerken]

De soortelijke weerstand wordt gedefinieerd als het quotiënt van de elektrische veldsterkte (\vec{E}) en de elektrische stroomdichtheid (\vec{J}):

\rho=\frac{\vec{E}}{\vec{J}}

De soortelijke weerstand is het omgekeerde van de conductiviteit van het materiaal:

\rho=\frac{1}{\sigma}

De wet van Pouillet[bewerken]

Een weerstand met aan beide zijden contacten.

De weerstand van een elektrische component kan aan de hand van de soortelijke weerstand berekend worden met behulp van de wet van Pouillet.

R=\frac{\rho l}{A}
waarbij:
R de weerstand van de draad in ohm;
ρ de soortelijke weerstand van het materiaal in ohm·meter;
l de lengte van de geleider in meter;
A de dwarsdoorsnede in vierkante meter.

Vaak wordt voor de eenheid van de soortelijke weerstand van het materiaal niet 'ohm·meter2/meter', maar 'ohm·meter' geschreven, omdat de termen boven en onder de deelstreep tegen elkaar wegvallen. Dit is echter discutabel, want het betreffende oppervlak en de afstand staan haaks op elkaar.

Omgekeerd kan de soortelijke weerstand berekend worden met:

 \rho=\frac{R A}{l}

De soortelijke weerstand is afhankelijk van de temperatuur en de temperatuurcoëfficiënt (\alpha):

 \rho = \rho_0 e^{\alpha T}\,
met:
ρ de soortelijke weerstand in ohm·meter;
ρ0 de soortelijke weerstand van het materiaal bij het absolute nulpunt;
α de temperatuurcoëfficiënt van het materiaal, uitgedrukt in kelvin-1 (K-1);
T de absolute temperatuur in kelvin;

Regel van Matthiessen[bewerken]

In de vastestoffysica beschrijft de regel van Matthiessen het verband tussen de bijdragen van verschillende elektronenverstrooiingsprocessen aan de totale soortelijke weerstand.

Tabel met resistiviteit van enkele stoffen[bewerken]

Hieronder staan 2 tabellen met de resistiviteit van enkele stoffen bij kamertemperatuur (ongeveer 20 °C). In de eerste tabel wordt ook de temperatuurcoëfficiënt vermeld.

Zeer lage resistiviteit[bewerken]

Stof Resistiviteit in Ω·m Temperatuur-

coëfficiënt in K-1

Grafiet 100 tot 1000·10-8 -
Nichroom 110·10-8 0,0004
Kwik 95,3·10-8 0,00093
Constantaan 45·10-8 0,00005
Lood 21,2·10-8 0,0034
Nikkel 13,5·10-8 0,0069
Tin 13·10-8 0,0047
Platina 10,6·10-8 0,0039
IJzer 9,7·10-8 0.0065
Messing 7,2·10-8 0,002
Zink 6,25·10-8 0,0042
Wolfraam 5,5·10-8 0,0049
Aluminium 2,65·10-8 0,0043
Goud 2,2·10-8 0,0036
Koper 1,75·10-8 0.0068
Zilver 1,59·10-8 0,0041
Bismut 1,2·10-6 0,0043
Invar 1,0·10-7 0,002
Molybdeen 5,2·10-8 0,0043
Kobalt 6,2·10-8 0,0062
Magnesium 4,5·10-8 0,0017
Chroom 1,3·10-7 0,003
Cadmium 6,8·10-8 0,0040
Beryllium 4,0·-8 0,025

Zeer hoge resistiviteit[bewerken]

Stof Resistiviteit in Ω·m
Bakeliet 105
Gedemineraliseerd water 106
Eboniet 108
Marmer 1010
Porselein 1012
Glas 1012
Diamant 1013
Polyvinylchloride 1014
Glasvezel 1015
Rubber 1015
Kwarts 1020
Teflon 1020

Zie ook[bewerken]