bélyegkép|Ezüsthuzalok. Az ezüstnek a legkisebb a fajlagos ellenállása A fajlagos ellenállás a különféle anyagok elektromos áramot akadályozó tulajdonságát jellemzi. A homogén, mindenütt azonos keresztmetszetű, állandó hőmérsékletű huzalnál az ellenállás és a keresztmetszet szorzatának, valamint a huzal hosszának a hányadosa a huzal anyagára jellemző állandó. Ezt a hányadost az adott anyag fajlagos ellenállásának nevezzük. Jele ρ, képlettel: . A fajlagos ellenállás SI-mértékegysége: ohm·méter (Ω·m).
Értelmezése és mértékegységei Azonos anyagú, de különböző méretű huzalokon végzett mérésekkel igazolható, hogy az állandó hőmérsékletű, homogén, mindenütt azonos keresztmetszetű, huzalnál az R ellenállás és az A keresztmetszet szorzatának, valamint a huzal l hosszának a hányadosa a huzal anyagára jellemző állandó. Az ezzel a hányadossal értelmezhető fizikai mennyiséget az adott anyag fajlagos ellenállásának nevezzük. Jele ρ, képlettel: . A fajlagos ellenállás SI-mértékegysége ohm·méter (Ω·m), mert: . A gyakorlatban használják még az Ω·mm²/m egységet is. A két mértékegység közti kapcsolat:
A fajlagos ellenállás kiszámítható atomi adatokból is: , ahol me az elektron tömege, e a töltése, n a vezetési elektronok koncentrációja, vterm az elektronok hőmozgásból származó termikus sebessége, a λ az elektronok közepes szabad úthossza a vezetőben.
A fajlagos ellenállás hőmérsékletfüggése A mérések szerint az anyagok fajlagos ellenállása függ a hőmérséklettől. Melegítés hatására a fémek fajlagos ellenállása általában növekszik, a grafit, a félvezetők, az elektrolitok fajlagos ellenállása pedig általában csökken.
A fémes vezetők fajlagos ellenállásának relatív megváltozása közönséges hőmérsékleteken, nem túl nagy tartományban (pl. – között) megközelítőleg egyenesen arányos a hőmérséklet-változással, azaz az
képletben szereplő α állandó. A fenti képletben szereplő, és az
összefüggéssel értelmezhető mennyiséget az adott anyag adott hőmérséklet környékén mért ellenállás hőfoktényezőjének (vagy hőmérsékleti tényezőjének, röviden hőfoktényezőjének) nevezzük. (A T0 kiindulási hőmérséklet többnyire vagy , az ehhez tartozó fajlagos ellenállást ρ0 jelöli. Az anyagok hőfoktényezőjének megadásakor meg kell adni, hogy az adatok milyen kiindulási hőmérsékletre vonatkoznak.) A hőfoktényező SI-mértékegysége:
A hőmérsékletváltozást a gyakorlatban többnyire Celsius-fokban mérjük, ezért a hőfoktényező másik mértékegysége:
Mivel a hőmérsékletváltozás mérőszáma a Celsius-skálán és a Kelvin-skálán mindig ugyanakkora, ezért a hőfoktényező fenti két mértékegysége is megegyezik.
Néhány anyag fajlagos ellenállása és -ra vonatkozó hőfoktényezője*Budó Ágoston: Kísérleti fizika II., Budapest, Tankönyvkiadó, 1971., 95. oldal bélyegkép|Vasúti felsővezeték szigetelője. A porcelánnak nagy a fajlagos ellenállása, ezért jó szigetelő Anyag Fajlagos ellenállás () Hőfoktényező () Ezüst 0,016 4,1Réz 0,017 4,0Arany 0,023 4,0Alumínium 0,028 3,6Higany 0,958 0,92Konstantán 0,50 0,03Wolfrám0,0554,1Magnézium0,0453,9Horgany0,0633,7Sárgaréz0,07 .. 0,091,5Nikkel0.08 .. 0,113,7 .. 6Vas0,1 .. 0,154,5 .. 6Ón0,114,2Platina0,11 - 0,142 .. 3Ólom0,214,2Újezüst0,30,25arany-króm0,330,001Nikkelin0,430,23Manganin0,430,01Novokonstant0,45 -0,01 .. -0,04Rheotan0,470,23Isabellin0,50,02 .. 0,04Konstantán0,5 -0,03Kruppin0,850,7Krómnikkel1,10,1Bizmut1,24,2Megapyr1,40,025Kantál1,450,014Üveg* Porcelán* Borostyán* *Csak nagyságrend
Az anyagok fajlagos ellenállása elég alacsony hőmérsékleten a fentieknél bonyolultabban változik. A fajlagos ellenállás bizonyos fémeknél, illetve kerámiáknál az abszolút nulla fok (azaz ) közelében gyakorlatilag nullává válik. Ezt a jelenséget szupravezetésnek, az ilyen anyagot szupravezetőnek nevezzük.
Kapcsolódó szócikkek Elektromos ellenállás
Szupravezetés
Jegyzetek
Források Budó Ágoston: Kísérleti fizika II., Budapest, Tankönyvkiadó, 1971 Ifj. Zátonyi Sándor: Fizika 10., Budapest, Nemzeti Tankönyvkiadó, 2009
További információk Fizikakönyv.hu – A vezeték ellenállása
Kategória:Villamosságtan Kategória:Fizikai mennyiségek