مقاومت‌ویژه و رسانندگی الکتریکی

مقاومت‌ویژه الکتریکی یک ویژگی اساسی ماده است که میزان مقاومت آن در برابر جریان الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کند.و مقاومت‌ویژه پایین ماده ای را نشان می‌دهد که به راحتی جریان الکتریکی را عبور می‌دهد. مقاومت‌ویژه معمولاً با حرف یونانی ρ نشان داده می‌شود. واحد SI مقاومت‌ویژه الکتریکی اهم-متر (Ω⋅m) است. برای مثال، اگر یک مکعب جامد ۱ مترمکعب از مواد، دارای اتصال‌های صفحه‌ای در دو-وجه مخالف باشد و مقاومت بین این کنتاکت‌ها ۱Ω باشد، بنابراین مقاومت‌ویژه ماده ۱Ω⋅m است.

\rho =R{\frac {A}{\ell }}\,\!

که

R مقاومت الکتریکی (بر حسب اهم Ω)

$\ell$ طول ماده (بر حسب متر m)

A مساحت سطح مقطع ماده (بر حسب متر مربع m²) است.

مقاومت ویژه الکتریکی وابسته به دمای اجسام است؛ که تقریب خطی آن به‌صورت زیر است:

\rho (T)=\rho _{0}[1+\alpha (T-T_{0})]

مقاومت ویژه الکتریکی یک ماده رسانای خاص یک ویژگی از آن ماده خاص است که بیان می‌کند که آن ماده تا چه اندازه در برابر جریان الکتریکی مقاومت می‌کند با این کار می‌توان در یک دمای معین چند ماده رسانا را با توجه به طول و سطح مقطع با یکدیگر مقایسه کرد هرچه مقاومت ویژه بیشتر باشد مقاومت الکتریکی نیز بیشتر است.

رسانندگی الکتریکی یا رسانایی ویژه، متقابل مقاومت الکتریکی است. این نشان دهنده توانایی یک ماده برای هدایت جریان الکتریکی است. معمولاً با حرف یونانی σ (سیگما) نشان داده می‌شود، اما κ (کاپا) (به ویژه در مهندسی برق) و γ (گاما) گاهی استفاده می‌شود. واحد SI رسانندگی الکتریکی زیمنس بر متر (S/m) است.

مقاومت ویژه برخی مواد

ماده	ρ (Ω·m) در ۲۰ °C	σ (S/m) در ۲۰ °C	ضریب دمایی (K⁻¹)	منابع
گرافین	۱٫۰۰×۱۰^−۸	۱٫۰۰×۱۰^۸	−0.0002	^[۱]
نقره	۱٫۵۹×۱۰^−۸	۶٫۳۰×۱۰^۷	0.0038	^[۲]^[۳]
مس	۱٫۶۸×۱۰^−۸	۵٫۹۶×۱۰^۷	0.003862	^[۴]
بازپخت کامل مس^{[note ۱]}	۱٫۷۲×۱۰^−۸	۵٫۸۰×۱۰^۷	0.00393	^[۵]
طلا^{[note ۲]}	۲٫۴۴×۱۰^−۸	۴٫۱۰×۱۰^۷	0.0034	^[۲]
آلومینیم^{[note ۳]}	۲٫۸۲×۱۰^−۸	۳٫۵۰×۱۰^۷	0.0039	^[۲]
کلسیم	۳٫۳۶×۱۰^−۸	۲٫۹۸×۱۰^۷	۰٫۰۰۴۱
تنگستن	۵٫۶۰×۱۰^−۸	۱٫۷۹×۱۰^۷	0.0045	^[۲]
روی	۵٫۹۰×۱۰^−۸	۱٫۶۹×۱۰^۷	0.0037	^[۶]
نیکل	۶٫۹۹×۱۰^−۸	۱٫۴۳×۱۰^۷	۰٫۰۰۶
لیتیم	۹٫۲۸×۱۰^−۸	۱٫۰۸×۱۰^۷	۰٫۰۰۶
آهن	۱٫۰۰×۱۰^−۷	۱٫۰۰×۱۰^۷	0.005	^[۲]
پلاتین	۱٫۰۶×۱۰^−۷	۹٫۴۳×۱۰^۶	0.00392	^[۲]
قلع	۱٫۰۹×۱۰^−۷	۹٫۱۷×۱۰^۶	۰٫۰۰۴۵
فولاد کربنی (1010)	۱٫۴۳×۱۰^−۷	۶٫۹۹×۱۰^۶		^[۷]
سرب	۲٫۲۰×۱۰^−۷	۴٫۵۵×۱۰^۶	0.0039	^[۲]
تیتانیم	۴٫۲۰×۱۰^−۷	۲٫۳۸×۱۰^۶	۰٫۰۰۳۸
فولاد ضدزنگ^{[note ۴]}	۶٫۹۰×۱۰^−۷	۱٫۴۵×۱۰^۶		^[۸]
جیوه	۹٫۸۰×۱۰^−۷	۱٫۰۲×۱۰^۶	0.0009	^[۴]
گالیم آرسنید	۱٫۰۰×۱۰^−۳ to ۱٫۰۰×۱۰^۸	۱٫۰۰×۱۰^−۸ to ۱۰^۳		^[۹]
ژرمانیم^{[note ۵]}	۴٫۶۰×۱۰^−۱	۲٫۱۷	−0.048	^[۲]^[۳]
آب دریا^{[note ۶]}	۲٫۰۰×۱۰^−۱	۴٫۸۰		^[۱۰]
آب استخر شنا	۳٫۳۳×۱۰^−۱ to ۴٫۰۰×۱۰^−۱	۰٫۲۵ to ۰٫۳۰		^[۱۱]
آب آشامیدنی^{[note ۷]}	۲٫۰۰×۱۰^۱ to ۲٫۰۰×۱۰^۳	۵٫۰۰×۱۰^−۴ to ۵٫۰۰×۱۰^−۲		^{^{[نیازمند منبع]}}
سیلیسیم^{[note ۵]}	۶٫۴۰×۱۰^۲	۱٫۵۶×۱۰^−۳	−۰٫۰۷۵	^[۲]
چوب	۱٫۰۰×۱۰^۳ to ۱٫۰۰×۱۰^۴	۱۰^−۴ to ۱۰^−۳		^[۱۲]
آب یون‌زدوده^{[note ۸]}	۱٫۸۰×۱۰^۵	۵٫۵۰×۱۰^−۶		^[۱۳]
شیشه	۱٫۰۰×۱۰^۱۱ to ۱٫۰۰×۱۰^۱۵	۱۰^−۱۵ to ۱۰^−۱۱	?	^[۲]^[۳]
چوب	۱٫۰۰×۱۰^۱۴ to ۱٫۰۰×۱۰^۱۶	۱۰^−۱۶ to ۱۰^−۱۴		^[۱۲]
گوگرد	۱٫۰۰×۱۰^۱۵	۱۰^−۱۶	?	^[۲]
جو زمین	۱٫۳۰×۱۰^۱۶ to ۳٫۳۰×۱۰^۱۶	۳×۱۰^−۱۵ to ۸×۱۰^−۱۵		^[۱۴]
الماس	۱٫۰۰×۱۰^۱۲	~۱۰^−۱۳		^[۱۵]
شیشه سیلیسی	۷٫۵۰×۱۰^۱۷	۱٫۳۰×۱۰^−۱۸	?	^[۲]
پلی‌اتیلن ترفتالات	۱٫۰۰×۱۰^۲۱	۱۰^−۲۱	?
پلی تترافلوئورواتیلن	۱٫۰۰×۱۰^۲۳ to ۱٫۰۰×۱۰^۲۵	۱۰^−۲۵ to ۱۰^−۲۳	?

جستارهای وابسته

یادداشت

↑ Referred to as 100% IACS or International Annealed Copper Standard. The unit for expressing the conductivity of nonmagnetic materials by testing using the Eddy current method. Generally used for temper and alloy verification of aluminium.
↑ Gold is commonly used in کنتاکت because it does not easily corrode.
↑ Commonly used for high voltage power lines
↑ 18% کروم/ 8% نیکل austenitic stainless steel
↑ ^۵٫۰ ^۵٫۱ مقاومت نیم‌رسانا‌ها بسیار به میزان آلاینده‌ها در آنها وابسته است.
↑ با غلظت نمک 35 g/kg در ۲۰ °C.
↑ This value range is typical of high quality drinking water and not an indicator of water quality
↑ Conductivity is lowest with monatomic gases present; changes to ۱٫۲×۱۰^−۴ upon complete de-gassing, or to ۷٫۵×۱۰^−۵ upon equilibration to the atmosphere due to dissolved CO₂

منابع

↑ Physicists Show Electrons Can Travel More Than 100 Times Faster in Graphene بایگانی‌شده در ۱۹ سپتامبر ۲۰۱۳ توسط Wayback Machine. Newsdesk.umd.edu (2008-03-24). Retrieved on 2014-02-03.
↑ ^۲٫۰۰ ^۲٫۰۱ ^۲٫۰۲ ^۲٫۰۳ ^۲٫۰۴ ^۲٫۰۵ ^۲٫۰۶ ^۲٫۰۷ ^۲٫۰۸ ^۲٫۰۹ ^۲٫۱۰ ^۲٫۱۱ Raymond A. Serway (1998). Principles of Physics (2nd ed.). Fort Worth, Texas; London: Saunders College Pub. p. 602. ISBN 0-03-020457-7.
↑ ^۳٫۰ ^۳٫۱ ^۳٫۲ David Griffiths (1999) [1981]. "7. Electrodynamics". In Alison Reeves (ed.). Introduction to Electrodynamics (3rd ed.). Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall. p. 286. ISBN 0-13-805326-X. OCLC 40251748. Retrieved 2006-01-29.
↑ ^۴٫۰ ^۴٫۱ Douglas Giancoli (2009) [1984]. "25. Electric Currents and Resistance". In Jocelyn Phillips (ed.). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics (4th ed.). Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall. p. 658. ISBN 0-13-149508-9. {{cite book}}: |access-date= requires |url= (help)
↑ Copper wire tables : United States. National Bureau of Standards : Free Download & Streaming : Internet Archive. Archive.org (2001-03-10). Retrieved on 2014-02-03.
↑ Physical constants بایگانی‌شده در ۲۳ نوامبر ۲۰۱۱ توسط Wayback Machine. (PDF format; see page 2, table in the right lower corner)]. Retrieved on 2011-12-17.
↑ AISI 1010 Steel, cold drawn. Matweb
↑ Glenn Elert (ed.), "Resistivity of steel", The Physics Factbook, retrieved and 16 June 2011.
↑ Milton Ohring (1995). Engineering materials science, Volume 1 (3rd ed.). Academic Press. p. 561. ISBN 0-12-524995-0.
↑ Physical properties of sea water بایگانی‌شده در ۱۸ ژانویه ۲۰۱۸ توسط Wayback Machine. Kayelaby.npl.co.uk. Retrieved on 2011-12-17.
↑ [۱]. chemistry.stackexchange.com
↑ ^۱۲٫۰ ^۱۲٫۱ Transmission Lines data. Transmission-line.net. Retrieved on 2014-02-03.
↑ R. M. Pashley , M. Rzechowicz, L. R. Pashley, and M. J. Francis (2005). "De-Gassed Water is a Better Cleaning Agent". The Journal of Physical Chemistry B. 109 (3): 1231–8. doi:10.1021/jp045975a. PMID 16851085.{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link)
↑ S. D. Pawar, P. Murugavel, D. M. Lal (2009). "Effect of relative humidity and sea level pressure on electrical conductivity of air over Indian Ocean". Journal of Geophysical Research. 114: D02205. Bibcode:2009JGRD..11402205P. doi:10.1029/2007JD009716.{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link)
↑ Lawrence S. Pan, Don R. Kania, Diamond: electronic properties and applications, p. 140, Springer, 1994 ISBN 0-7923-9524-7.

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Electrical resistivity and conductivity». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱۵ آوریل ۲۰۱۶.

[5] Referred to as 100% IACS or International Annealed Copper Standard. The unit for expressing the conductivity of nonmagnetic materials by testing using the Eddy current method. Generally used for temper and alloy verification of aluminium.

[7] Gold is commonly used in کنتاکت because it does not easily corrode.

[8] Commonly used for high voltage power lines

[11] 18% کروم/ 8% نیکل austenitic stainless steel

[semi-14] ۵٫۰ ^۵٫۱ مقاومت نیم‌رسانا‌ها بسیار به میزان آلاینده‌ها در آنها وابسته است.

[15] با غلظت نمک 35 g/kg در ۲۰ °C.

[18] This value range is typical of high quality drinking water and not an indicator of water quality

[20] Conductivity is lowest with monatomic gases present; changes to ۱٫۲×۱۰^−۴ upon complete de-gassing, or to ۷٫۵×۱۰^−۵ upon equilibration to the atmosphere due to dissolved CO₂

[UMDnews-1] Physicists Show Electrons Can Travel More Than 100 Times Faster in Graphene بایگانی‌شده در ۱۹ سپتامبر ۲۰۱۳ توسط Wayback Machine. Newsdesk.umd.edu (2008-03-24). Retrieved on 2014-02-03.

[serway-2] ۲٫۰۰ ^۲٫۰۱ ^۲٫۰۲ ^۲٫۰۳ ^۲٫۰۴ ^۲٫۰۵ ^۲٫۰۶ ^۲٫۰۷ ^۲٫۰۸ ^۲٫۰۹ ^۲٫۱۰ ^۲٫۱۱ Raymond A. Serway (1998). Principles of Physics (2nd ed.). Fort Worth, Texas; London: Saunders College Pub. p. 602. ISBN 0-03-020457-7.

[Griffiths-3] ۳٫۰ ^۳٫۱ ^۳٫۲ David Griffiths (1999) [1981]. "7. Electrodynamics". In Alison Reeves (ed.). Introduction to Electrodynamics (3rd ed.). Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall. p. 286. ISBN 0-13-805326-X. OCLC 40251748. Retrieved 2006-01-29.

[Giancoli-4] ۴٫۰ ^۴٫۱ Douglas Giancoli (2009) [1984]. "25. Electric Currents and Resistance". In Jocelyn Phillips (ed.). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics (4th ed.). Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall. p. 658. ISBN 0-13-149508-9. {{cite book}}: |access-date= requires |url= (help)

[6] Copper wire tables : United States. National Bureau of Standards : Free Download & Streaming : Internet Archive. Archive.org (2001-03-10). Retrieved on 2014-02-03.

[9] Physical constants بایگانی‌شده در ۲۳ نوامبر ۲۰۱۱ توسط Wayback Machine. (PDF format; see page 2, table in the right lower corner)]. Retrieved on 2011-12-17.

[10] AISI 1010 Steel, cold drawn. Matweb

[12] Glenn Elert (ed.), "Resistivity of steel", The Physics Factbook, retrieved and 16 June 2011.

[Ohring-13] Milton Ohring (1995). Engineering materials science, Volume 1 (3rd ed.). Academic Press. p. 561. ISBN 0-12-524995-0.

[16] Physical properties of sea water بایگانی‌شده در ۱۸ ژانویه ۲۰۱۸ توسط Wayback Machine. Kayelaby.npl.co.uk. Retrieved on 2011-12-17.

[17] [۱]. chemistry.stackexchange.com

[Transmission_Lines_data-19] ۱۲٫۰ ^۱۲٫۱ Transmission Lines data. Transmission-line.net. Retrieved on 2014-02-03.

[21] R. M. Pashley , M. Rzechowicz, L. R. Pashley, and M. J. Francis (2005). "De-Gassed Water is a Better Cleaning Agent". The Journal of Physical Chemistry B. 109 (3): 1231–8. doi:10.1021/jp045975a. PMID 16851085.{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link)

[22] S. D. Pawar, P. Murugavel, D. M. Lal (2009). "Effect of relative humidity and sea level pressure on electrical conductivity of air over Indian Ocean". Journal of Geophysical Research. 114: D02205. Bibcode:2009JGRD..11402205P. doi:10.1029/2007JD009716.{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link)

[23] Lawrence S. Pan, Don R. Kania, Diamond: electronic properties and applications, p. 140, Springer, 1994 ISBN 0-7923-9524-7.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[note ۱]

[۵]

[note ۲]

[note ۳]

[۶]

[۷]

[note ۴]

[۸]

[۹]

[note ۵]

[note ۶]

[۱۰]

[۱۱]

[note ۷]

[۱۲]

[note ۸]

[۱۳]

[۱۴]

[۱۵]