¿Qué determina la resistencia de un conductor?
La resistencia y su recíproco, la conductividad eléctrica, para conductores hechos de metales químicamente puros es una cantidad física característica, pero, sin embargo, sus valores de resistencia se conocen con una precisión relativamente baja.
Esto se explica por el hecho de que el valor de la resistencia de los metales está muy influenciado por diversas circunstancias aleatorias y difíciles de controlar.
En primer lugar, a menudo las impurezas menores del metal puro aumentan su resistencia.
El metal más importante para la ingeniería eléctrica es Miel, a partir del cual se fabrican alambres y cables para la distribución de energía eléctrica, resulta ser particularmente sensible en este sentido.
Impurezas de carbono insignificantemente pequeñas al 0,05 % aumentan la resistencia del cobre en un 33 % en comparación con la resistencia del cobre químicamente puro, una impureza de 0,13 % de fósforo aumenta la resistencia del cobre en un 48 %, 0,5 % de hierro en un 176 %, trazas de zinc en una cantidad difícil de medir por su pequeñez, con un 20%.
El efecto de las impurezas sobre la resistencia de otros metales es menos significativo que en el caso del cobre.
La resistencia de los metales, químicamente puros o en general con una determinada composición química, depende del método de su tratamiento térmico y mecánico.
El laminado, el estirado, el templado y el recocido pueden cambiar la resistividad del metal en varios porcentajes.
Esto se explica por el hecho de que el metal fundido cristaliza durante la solidificación, formando numerosos monocristales pequeños y distribuidos al azar.
Cualquier procesamiento mecánico destruye parcialmente estos cristales y cambia sus grupos entre sí, como resultado de lo cual la conductividad eléctrica general de una pieza de metal generalmente cambia en la dirección de aumentar la resistencia.
El recocido prolongado a una temperatura favorable, diferente para diferentes metales, se acompaña de reducción de cristales y generalmente reduce la resistencia.
Existen métodos que permiten obtener monocristales más o menos significativos (monocristales) durante la solidificación de metales fundidos.
Si el metal da cristales del sistema correcto, entonces la resistencia de los cristales individuales de dicho metal es la misma en todas las direcciones. Si los cristales metálicos pertenecen a un sistema hexagonal, tetragonal o trigonal, entonces el valor de resistencia del cristal individual depende de la dirección de la corriente.
Los valores límite (extremos) se obtienen en la dirección del eje de simetría del cristal y en la dirección perpendicular al eje de simetría, en todas las demás direcciones la resistencia tiene valores intermedios.
Las piezas de metal obtenidas por métodos convencionales, con una distribución aleatoria de pequeños cristales, tienen una resistencia igual a un cierto valor medio, a menos que durante la solidificación se establezca una distribución más o menos ordenada de cristales.
De esto queda claro que la resistencia de muestras de otros metales químicamente puros, cuyos cristales no pertenecen al sistema correcto, no puede tener valores completamente determinados.
Valores de resistencia de los metales conductores y aleaciones más comunes a 20 °C: Resistencia y conductividad eléctrica de las sustancias.
La influencia de la temperatura en la resistencia de varios metales es objeto de numerosos y exhaustivos estudios, ya que la cuestión de este efecto es de gran importancia teórica y práctica.
metales puros coeficiente de temperatura de resistencia, en su mayor parte está cerca del coeficiente de temperatura de expansión lineal térmica de los gases, es decir, no difiere mucho de 0,004, por lo tanto, en el rango de 0 a 100 ° C, la resistencia es aproximadamente proporcional a la temperatura absoluta.
A temperaturas por debajo de 0° la resistencia decrece más rápido que la temperatura absoluta y más rápido decrece la temperatura. A temperaturas cercanas al cero absoluto, la resistencia de algunos metales llega a ser prácticamente nula. A altas temperaturas por encima de 100 °, el coeficiente de temperatura de la mayoría de los metales aumenta lentamente, es decir, la resistencia aumenta un poco más rápido que la temperatura.
Datos interesantes:
La llamada metales ferromagnéticos (hierro, níquel y cobalto) la resistencia aumenta mucho más rápido que la temperatura.Finalmente, el platino y el paladio muestran un aumento en la resistividad un poco más lento que el aumento en la temperatura.
Para medir altas temperaturas, los llamados termómetro de resistencia de platino, que consiste en un trozo de alambre fino de platino puro enrollado en espiral sobre un tubo de sustancia aislante o incluso fundido en las paredes de un tubo de cuarzo. Al medir la resistencia del cable, puede determinar su temperatura a partir de una tabla o de una curva para un rango de temperatura de -40 a 1000 ° C.
Entre otras sustancias con conductividad metálica, cabe señalar el carbón, el grafito y la antracita, que difieren de los metales con un coeficiente de temperatura negativo.
La resistencia del selenio en una de sus modificaciones (metálico, selenio cristalino, gris) cambia a una disminución significativa cuando se expone a los rayos de luz. Este fenómeno pertenece al área fenómenos fotovoltaicos.
En el caso del selenio y muchos otros similares, los electrones separados de los átomos de la sustancia cuando absorbe los rayos de luz no vuelan a través de la superficie del cuerpo, sino que permanecen dentro de la sustancia, por lo que la conductividad eléctrica de la sustancia aumenta naturalmente. El fenómeno se llama fenómeno fotoeléctrico intrínseco.
Ver también:
¿Por qué diferentes materiales tienen diferente resistencia?
Características eléctricas básicas de alambres y cables.