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).

Índice

Definições [editar]

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

R=\rho{\ell \over A}

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);
\ell 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

\rho={E \over J}

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

\rho = {1\over\sigma}.

Dependência da temperatura [editar]

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 [editar]

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
Nicromo4 1.10×10−6 .0004 1
Carbono5 3.5×10−5 -.0005 1
Germânio5 4.6×10−1 -.048 1 2
Silício5 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 [editar]

Referências

  1. a b c d e f g h i j k l m n o Serway, Raymond A.. Principles of Physics. 2nd ed ed. Fort Worth, Texas; London: Saunders College Pub, 1998. p602 p. ISBN 0-03-020457-7
  2. a b c d Griffiths, David. In: Alison Reeves (ed.). Introduction to Electrodynamics. 3rd edition ed. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 1999. 286 p. (OCLC 40251748) ISBN 0-13-805326-x Página visitada em 20068-01-29.
  3. a b c Giancoli, Douglas C.. Physics: Principles with Applications. 4th ed ed. London: Prentice Hall, 1995. ISBN 0-13-102153-2
    (see also Table of Resistivity)
  4. Ni,Fe,Cr alloy commonly used in heating elements.
  5. a b c The resistivity of semiconductors depends strongly on the presence of impurities in the material.