مقاومت ویژه و رسانندگی الکتریکی

در یک ماده وجود مقاومت ویژه کم، نشان‌دهندهٔ اینست که این ماده به‌راحتی به‌جریان برق اجازهٔ عبور می‌دهد. این مقاومت ویژه معمولاً و به‌طور گسترده با نماد الفبای یونانی (ρ) با تلفظ (رُ rho) نشان داده شده‌است. یکای مقاومت ویژهٔ الکتریکی در سیستم بین‌المللی اس‌آی (اهم در متر Ω⋅m) است.

مقاومت ویژه
نمادهای رایج	ρ
دستگاه بین‌المللی یکاها	اهم. متر
یکای اصلی اس‌آی	kg⋅m3⋅s−3⋅A−2
استخراج از کمیت‌های دیگر	${\displaystyle \rho =R{\frac {A}{\ell }}}$
تحلیل ابعادی	${\displaystyle {\mathsf {M}}{\cdot }{\mathsf {L}}^{3}{\cdot }{\mathsf {T}}^{-3}{\cdot }{\mathsf {I}}^{-2}}$

رسانایی ویژه
نمادهای رایج	σ, κ, γ
دستگاه بین‌المللی یکاها	زیمنس بر متر
یکای اصلی اس‌آی	kg−1⋅m−3⋅s3⋅A2
استخراج از کمیت‌های دیگر	${\displaystyle \sigma ={\frac {1}{\rho }}}$
تحلیل ابعادی	${\displaystyle {\mathsf {M}}^{-1}{\cdot }{\mathsf {L}}^{-3}{\cdot }{\mathsf {T}}^{3}{\cdot }{\mathsf {I}}^{2}}$

برای مثال، در یک مکعب مربعی با اندازه‌های: یک متر طول و عرض و ارتفاع = 1m x1m x1m متر.

اگر مقاومتِ میان دو وَجه مخالف این مکعب را با یک اهم‌متر اندازه بگیریم،

و مقاومت بین دو نقطهٔ تماس یک اُهم ۱ Ω خوانده شود،

بنا بر تعریف: مقاومت ویژهٔ الکتریکیِ ماده‌ای که این مکعب از آن ساخته شده، ۱Ω است.

رسانندگی الکتریکی یا رسانایی ویژه (که می‌تواند روی دیگر همان سکهٔ مقاومت ویژه در نظر گرفته‌شود) برابر با وارون ضربیِ مقاومت الکتریکی ویژه است و اندازه‌گیری میزان قابلیت توانایی مواد برای عبور دادن جریان الکتریکی است. رسانندگی ویژه معمولاً با نماد الفبای یونانی و با (σ) با تلفظ (سیگما) نشان داده می‌شود، اما κ (کاپا) (به ویژه در مهندسی برق) یا γ (گاما) نیز گه‌گاه استفاده شده‌است. یکای رسانندگی الکتریکی در سیستم بین‌المللی اس‌آی (زیمنس بر متر S/m) است.

 

در یک حالت ایده‌آل، سطح‌مقطع و ترکیب فیزیکی مواد مورد بررسی در سراسر نمونه یکنواخت است و میدان الکتریکی و چگالی جریان در همه جا موازی و ثابت هستند. بسیاری از مقاومت‌ها و رساناها در واقع دارای سطح‌مقطع یکنواخت با شار جریان الکتریکی یکنواخت هستند و از یک ماده واحد ساخته شده‌اند، بنابراین این مدل خوبی است. (نمودار مجاور را ببینید) هنگامی که این مورد است، مقاومت الکتریکی ρ (به یونانی: rho) را می‌توان به صورت زیر محاسبه کرد:

$${\displaystyle \rho =R{\frac {A}{\ell }},}$$

 

• ${\displaystyle R}$  مقاومت الکتریکی یک نمونه یکنواخت از ماده است.
• ${\displaystyle \ell }$  طول نمونه است
• ${\displaystyle A}$  سطح مقطع مساحت نمونه است

• یک رسانای الکتریکی مانند یک فلزی با مقاومت ویژهٔ کم دارای رسانایی بالا و مقاومت کم است.
• یک عایق مانند شیشه دارای رسانایی کم و مقاومت بالا است.
• رسانایی یک نیم‌رسانا به‌طور کلی متوسط است، اما تحت شرایط مختلف متفاوت خواهد بود، مانند قرار گرفتن آن ماده در معرض یک میدان الکتریکی یا فرکانس خاصی از نور و مهم‌تر از همه با دما و عناصر تشکیل دهنده مواد نیمه‌هادی.

این جدول مقاومت ویژهٔ الکتریکی، رسانندگی ویژهٔ الکتریکی، و ضریب دمایی را برای چندین مادهٔ گوناگون در ۲۰ درجه سلسیوس °C (۶۸ °F, ۲۹۳ K) را نشان می‌دهد.

ضریب دمای مؤثر در درجه‌حرارتِ مختلف و درجهٔ خلوص متفاوت مواد، متغیراست. مقدار ۲۰ درجه سانتی‌گراد اگر در دماهای دیگر استفاده شود تنها یک تقریب در حدود زمانی است. برای مثال، ضریب در دمای بالاتر برای مس کمتر می‌شود و معمولاً در ۷۰۰۲۲۷۳۱۴۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹♠۰ °C مقدار ۰٫۰۰۴۲۷ به دست می‌آید.

نقره با مقاومت بسیار پایین؛ (هدایت بالا)، نمونهٔ بارز و مشخص فلزات در این مورداست. گرگی گاموف به‌طور جامع و دقیقی ماهیت تعاملات فلزات را با الکترون‌ها در کتاب دانش برای همه و محبوب خود؛ (یک، دو، سه … بینهایت ۱۹۴۷ One, Two, Three … Infinity (1947))، این‌گونه خلاصه کرد:

مواد فلزی با تمام مواد دیگر؛ به خاطر این واقعیت که پوسته‌های بیرونی اتم‌های آن‌ها به وضوح مقید شده‌اند، به‌جای آن‌که اغلب یکی از الکترون‌های آن‌ها آزاد باشد، متفاوت‌اند. بدین ترتیب، بخش داخلی یک فلز از تعداد زیادی الکترون‌های غیر مقیدی (آزاد) پر شده‌است که مانند جمعیتی آواره بدون هدف در حرکتند. هنگامی که یک سیم فلزی تحت تأثیر نیروی الکتریکی که به دو انتهای آن اعمال شود، این الکترون‌های آزاد در جهت نیروی واردشده شتاب می‌گیرند، و بنابراین آنچه که ما آن را جریان الکتریکی می‌نامیم شکل می‌گیرد.

از دیدگاه بیشتر فنی، مدل الکترون آزاد، شرحی پایه‌ای از جریان الکترون در فلزات را ارائه می‌دهد

چوب به‌طور گسترده‌ای به عنوان یک عایق بسیار خوب شناخته شده‌است، اما مقاومت الکتریکی چوب به گونهٔ حساسی به میزان رطوبت آن بستگی دارد، در حالی که چوب خام فاکتور حداقل ۷۰۱۰۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱۰^۱۰ عایق بدتری از خشک‌ترین چوب است. ولی در هر صورت، یک ولتاژ به‌اندازهٔ کافی بالا - مانند آذرخش یا برخی از خطوط برق با تنش بالا - می‌تواند منجر به شکست عایق و خطر برق گرفتگی حتی با چوب ظاهراً خشک شود.

• قانون اهم
• مقاومت الکتریکی عناصر (صفحه اطلاعات)

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Electrical resistivity and conductivity». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۲۱ اکتبر ۲۰۱۷.