Resistividade

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Resistividade eléctrica (também resistência eléctrica específica) é uma medida da oposição de um material ao fluxo de corrente eléctrica. Quanto mais baixa for a resistividade mais facilmente o material permite a passagem de uma carga eléctrica. A unidade SI da resistividade é o ohm metro (Ωm).

Definições

A resistência eléctrica R de um dispositivo está relacionada com a resistividade ρ de um material por:

<math>R=\rho{\ell \over A}</math>

em que:

ρ é a resistividade eléctrica (em ohm metros, Ωm);
R é a resistência eléctrica de um espécime uniforme do material(em ohms, Ω);
<math>\ell</math> é o comprimento do espécime (medido em metros);
A é a área da seção do espécime (em metros quadrados, m²).

É importante salientar que essa relação não é geral e vale apenas para materiais uniformes e isotrópicos, com seções transversais também uniformes. Felizmente, os fios condutores normalmente utilizados apresentam estas duas características.

A resistividade elétrica pode ainda ser definida como

<math>\rho={E \over J}</math>

onde

E é a magnitude do campo eléctrico (em volts por metro, V/m);
J é a magnitude da densidade de corrente (em amperes por metro quadrado, A/m²).

Finalmente, a resistividade pode também ser definida como sendo o inverso da condutividade eléctrica σ, do material, ou

<math>\rho = {1\over\sigma}.</math>

Dependência da temperatura

Uma vez que é dependente da temperatura a resistência específica geralmente é apresentada para temperatura de 20 ºC. No caso dos metais aumenta à medida que aumenta a temperatura enquanto que nos semicondutores diminui à medida que a temperatura aumenta.

Exemplos de resistividades

O melhor condutor elétrico conhecido (a temperatura ambiente) é a prata. Este metal, no entanto, é excessivamente caro para o uso em larga escala. O cobre vem em segundo lugar na lista dos melhores condutores, sendo amplamente usado na confeção de fios e cabos condutores. Logo após o cobre, encontramos o ouro que, embora não seja tão bom condutor como os anteriores, devido à sua alta estabilidade química (metal nobre) praticamente não oxida e resiste a ataques de diversos agentes químicos, sendo assim empregado para banhar contatos elétricos. O alumínio, em quarto lugar, é três vezes mais leve que o cobre, característica vantajosa para a instalação de cabos em linhas de longa distância. Abaixo apresentam-se alguns materiais e respectivas resistividades em Ωm :

Material Resistividade (Ω-m) a 20 °C Coeficiente* Fonte
Prata 1.59×10−8 .0038 [1][2]
Cobre 1.72×10−8 .0039 [2]
Ouro 2.44×10−8 .0034 [1]
Alumínio 2.82×10−8 .0039 [1]
Tungstênio 5.60×10−8 .0045 [1]
Niquel 6.99×10−8 ?
Latão 0.8×10−7 .0015
Ferro 1.0×10−7 .005 [1]
Estanho 1.09×10−7 .0045
Platina 1.1×10−7 .00392 [1]
Chumbo 2.2×10−7 .0039 [1]
Manganin 4.82×10−7 .000002 [3]
Constantan 4.9×10−7 0.00001 [3]
Mercúrio 9.8×10−7 .0009 [3]
Nicromo[4] 1.10×10−6 .0004 [1]
Carbono[5] 3.5×10−5 -.0005 [1]
Germânio[5] 4.6×10−1 -.048 [1][2]
Silício[5] 6.40×102 -.075 [1]
Vidro 1010 a 1014 ? [1][2]
Ebonite approx. 1013 ? [1]
Enxofre 1015 ? [1]
Parafina 1017 ?
Quartzo (fundido) 7.5×1017 ? [1]
PET 1020 ?
Teflon 1022 a 1024 ?

Para se calcular a resistência de um determinado material a partir de sua resistividade ou resistência específica utiliza-se a equação:

Resistência (Ω) = resistividade (Ωm) x comprimento (m) / (Área da secção transversal (m²)

Ver também

Referências

  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 {{#invoke:Citação/CS1|citation |CitationClass=book }}
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 {{#invoke:Citação/CS1|citation |CitationClass=book }}
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 {{#invoke:Citação/CS1|citation |CitationClass=book }}
    (see also Table of Resistivity)
  4. ↑ Ni,Fe,Cr alloy commonly used in heating elements.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 The resistivity of semiconductors depends strongly on the presence of impurities in the material.