Kiến thức Vật Lý tổng hợp: Điện trở suất là gì? 

Điện trở suất là một yếu tố rất quan trọng trong việc lựa chọn các loại dây dẫn phù hợp cho hệ thống điện nhà ở và công trình. Do vậy việc quan tâm đến điện trở suất và bản chất của điện trở suất là một điều rất cần thiết. Tuy nhiên, điện trở suất là gì và sự phụ thuộc của điện trở suất là gì thì lại không phải ai cũng biết. Để giúp bạn đọc có thêm các kiến thức cần thiết về điện trở suất bài viết này sẽ tổng hợp tất cả các thông tin liên quan. 
Tìm hiểu các thông tin về điện trở suất và điện trở suất của một dây dẫn
Tìm hiểu các thông tin về điện trở suất và điện trở suất của một dây dẫn

Điện trở suất là gì?

Điện trở suất là một đại lượng biểu thị đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của mỗi chất. Chất có điện trở thấp thường là những chất dẫn điện nó dễ dàng cho dòng điện chạy qua và ngược lại chất có điện trở lớn sẽ là các chất cách điện, nó có tính cản trở dòng điện lớn. Mỗi loại vật liệu khác nhau thì sẽ có một đại lượng đặc trưng có khả năng cản trở dòng điện theo kích cỡ ( chiều dài, tiết diện). 

Ý nghĩa điện trở suất trong đời sống là gì?
Ý nghĩa điện trở suất trong đời sống là gì?

Xem thêm: Kiến thức Vật Lý: Điện trở, điện trở của dây dẫn là gì?

Bản chất của điện trở suất phản ánh lên khả năng cản trở và sự dịch chuyển theo hướng các hạt mang điện của mỗi chất.
Đơn vị ký hiệu của điện trở suất đó là Ohm.met (Ω.m).

Công thức tính điện trở từ điện trở suất

Điện trở suất của một dây dẫn là điện trở của một dây dẫn dài 1m và có tiết diện là 1m2. Tổng quát thì điện trở suất được tính bởi công thức:

Trong đó:

  • ρ: là điện trở suất (Ω.m)
  • l: là chiều dài dây dẫn, đơn vị là mét
  • S: là tiết diện của dây dẫn, đơn vị m2
  • R: là điện trở.

Giá trị điện trở suất của một vài vật liệu 

Bảng thống kê giá trị điện trở suất của kim loại:

Tên vật liệu Điện trở suất Ω.m, ở 20oC Hệ số nhiệt điện trở K-1
Bạc  1,59 x 10-8 0,0041
Đồng 1,72 x  10-8 0,0043
Vàng 2,44 x 10-8 0,0034
Nhôm 2,82 x 10-8 0,0044
Tungsten 5,6 x 10-8 0,0045
Hợp kim Cu-Zn 0,8 x 10-7 0,0015
Sắt 1,0 x 10-7 0,005
Bạch Kim 1,1 x 10-7 0,00392
Chì 2,2 x 10-7 0,0039
Mangan 4,4 x 10-7 0,000002
Constantan 4,9 x 10-7 0,00001
Thủy ngân 9,8 x 10-7 0,0009
Nichrome 1,10 x 10-6 0,0004
Cacbon 3,5 x 10-5 -0,0005
Gecmani 4,6 x 10-1 -0,048
Silic 6,40 x 102 -0,075
Thủy Tinh 1010 tới 1014 -chưa xác định
Cao su 1013 -chưa xác định
Lưu Huỳnh 1015 -chưa xác định
Parafin 1017 -chưa xác định
Thạch Anh 7,7 x 1017 -chưa xác định
PET 1020 -chưa xác định
Teflon 1022 tới 1024 -chưa xác định

Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của điện trở suất 

Thực tế thì điện trở suất của các kim loại sẽ tăng theo nhiệt độ trong khi điện trở suất của các chất bán dẫn thì giảm theo nhiệt độ. Trong tất cả các trường hợp thì điện trở suất của chất sẽ phụ thuộc vào các cơ chế tán xạ của điện tử trong vật liệu như: tán xạ sai lỏng, tán xạ trên phonon, tán xạ trên spin. Nguyên nhân có điện trở suất trong kim loại là do sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại gây ra cản trở chuyển động của các electron tự do và làm cho chuyển động của electron bị lệch hướng. Trong quá trình chuyển động có hướng dưới tác động của điện trường  thì các electron va chạm với các ion và tạo ra điện trở suất trong kim loại.

Tiến hành đo điện trở suất của đất
Tiến hành đo điện trở suất của đất

Bên cạnh đó điện trở suất của vật dẫn phụ thuộc vào mật độ điện tử tự do trong mỗi chất liệu.  Theo một cách tổng quát, điện trở suất trong kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức sau:

Trong đó:

  • ρ(0): là điện trở suất tồn dư do tán xạ sai hỏng. 
  • A: là hằng số phụ thuộc vào vận tốc của điện tử trên mặt Fermi
  • n: là số nguyên phụ thuộc vào cơ chế mà nó tương tác.

Bài viết trên vừa chia sẻ cho bạn đọc toàn bộ những thông tin liên quan đến điện trở suất là gì, sự phụ thuộc của điện trở suất và điện trở suất công thức. Hy vọng các thông tin chia sẻ trên sẽ cung cấp được cho bạn đọc những kiến thức bổ ích phục vụ cho học tập và nghiên cứu.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *