Conductor electric

rezistența unui conductor dat depinde de materialul din care este fabricat și de dimensiunile sale. Pentru un material dat, rezistența este invers proporțională cu aria secțiunii transversale. De exemplu, un fir de cupru gros are o rezistență mai mică decât un fir de cupru subțire, altfel identic., De asemenea, pentru un material dat, rezistența este proporțională cu lungimea; de exemplu, un fir de cupru lung are o rezistență mai mare decât un fir de cupru scurt diferit identic. Prin urmare, rezistența R și conductanța G a unui conductor cu secțiune transversală uniformă pot fi calculate ca

R = ρ ℓ A, G = σ a ℓ . {\displaystyle {\begin{aliniat}R&=\rho {\frac {\ell }{Un}},\\G&=\sigma {\frac {A}{\ell }}.,\end{aliniat}}}

în cazul în care ℓ {\displaystyle \ell } este lungimea conductorului, măsurată în metri , este o secțiune transversală a conductorului, măsurată în metri pătrați , σ (sigma) este conductivitatea electrică măsurată în siemens pe metru (S·m−1) și ρ (rho) este rezistivitatea electrică (de asemenea, numit specifice rezistenta electrica) de material, măsurată în ohm-metri (Ω·m). Rezistivitatea și conductivitatea sunt constante de proporționalitate și, prin urmare, depind numai de materialul din care este fabricat firul, nu de geometria firului., Rezistivitatea și conductivitatea sunt reciproce: ρ = 1/σ {\displaystyle \rho =1 / \sigma } . Rezistivitatea este o măsură a capacității materialului de a se opune curentului electric.această formulă nu este exactă: presupune că densitatea curentului este total uniformă în conductor, ceea ce nu este întotdeauna adevărat în situația practică. Cu toate acestea, această formulă oferă încă o aproximare bună pentru conductorii subțiri lungi, cum ar fi firele.o altă situație pentru care această formulă nu este exactă este cu curent alternativ (AC), deoarece efectul pielii inhibă fluxul de curent în apropierea centrului conductorului., Apoi, secțiunea transversală geometrică este diferită de secțiunea transversală efectivă în care curge curentul, astfel încât rezistența este mai mare decât se aștepta. În mod similar, dacă doi conductori sunt aproape unul de celălalt care transportă curent alternativ, rezistențele lor cresc datorită efectului de proximitate. La frecvența de putere comercială, aceste efecte sunt semnificative pentru conductorii mari care transportă curenți mari, cum ar fi barele de autobuz într-o stație electrică sau cablurile de alimentare mari care transportă mai mult de câteva sute de amperi.,în afară de geometria firului, temperatura are, de asemenea, un efect semnificativ asupra eficacității conductorilor. Temperatura afectează conductorii în două moduri principale, primul este că materialele se pot extinde sub aplicarea căldurii. Cantitatea pe care materialul se va extinde este guvernată de coeficientul de dilatare termică specific materialului. O astfel de expansiune (sau contracție) va schimba geometria conductorului și, prin urmare, rezistența sa caracteristică. Cu toate acestea, acest efect este în general mic, de ordinul a 10-6., O creștere a temperaturii va crește, de asemenea, numărul de fononi generați în material. Un fonon este în esență o vibrație de zăbrele, sau mai degrabă o mică mișcare cinetică armonică a atomilor materialului. La fel ca agitarea unei mașini de pinball, fononii servesc la perturbarea căii electronilor, determinându-i să se împrăștie. Această împrăștiere electronică va scădea numărul de coliziuni electronice și, prin urmare, va scădea cantitatea totală de curent transferat.