2.4.1.1 Odvisnost upornosti in prevodnosti od snovi

Poskus z vodniki iz različnih snovi enakih dimenzij:

HITRE POVEZAVE
Poskus Specifična električna prevodnost in upornost

ANIMACIJA
Animacija 2.4.1.1.1: Vpliv snovi na prevajanje toka

VIDEO
Video 2.4.1.1.1: Vpliv snovi na upornost vodnikov

FOTOGRAFIJA Fotografija 2.4.1.1.1: Vpliv snovi na upornost vodnikov 1

FOTOGRAFIJA Fotografija 2.4.1.1.2: Vpliv snovi na upornost vodnikov 2

Na osnovi Ohmovega zakona lahko sklepamo:

Vzrok različne prevodnosti snovi je različno število gibljivih nosilcev elektrine na enoto prostornine snovi in različen vpliv atomske strukture na usmerjeno gibanje le-teh v različnih snoveh (sl. 1.5.4.2).

Prevodnosti ali upornosti različnih snovi lahko med seboj primerjamo le pri enakih, specifičnih pogojih (dolžini, prerezu in temperaturi vodnika). Iz praktičnih razlogov je izbrana dolžina vodnika 1 m, prerez 1 m² in temperatura 20 °C (sl. 2.4.1.1.2).

Enota specifične upornosti je, upoštevajoč specifične pogoje, Ωm. Odgovor na vprašanje zakaj Ωm, lahko dobimo v poglavju Upornost in prevodnost sta snovno geometrijski lastnosti vodnikov (pog. 2.4.1.3).

Podobno velja za specifično prevodnost snovi (γ² sl. 2.4.1.1.2), ki jo izračunamo kot obratno vrednost specifične upornosti:

Specifične upornosti in prevodnosti snovi so izmerjene in zbrane v fizikalnih in elektrotehniških priročnikih. Nekatere od teh so razvidne iz preglednice 2.4.1.1.1:

Preglednica 2.4.1.1.1: Specifične upornosti in prevodnosti snovi

Snov (pri 20 °C) ρ(Ωm) · 10-6 γ(S/m) · 106 γ(%)Cu   Čiste kovine         srebro 0,016 61 105   baker 0,018 58 100   zlato 0,022 43 74   aluminij 0,028 36 62   volfram 0,055 29 31   cink 0,061 16,5 28   železo 0,100 10 17   platina 0,106 9,4 16   živo srebro 0,962 1,04 1,8   Zlitine         medenina (CuZn) 0,063 15,9 27   nikelin (CuNiZn) 0,400 2,5 4,3   manganin (CuMnNi) 0,430 2,3 3,9   konstantan (CuNi) 0,500 2,0 3,4   cekas (NiCr) 1,100 0,9 1,5

Če upoštevamo specifične prevodnosti in cene posameznih kovin, ni težko sklepati, zakaj se v elektrotehniki za vodnike uporablja pretežno baker, pa tudi, zakaj ga je pri električnih daljnovodih spodrinil aluminij. Zaradi splošne »suverenosti« bakra v elektrotehniki podaja razpredelnica 2.4.1.1.1 tudi relativne prevodnosti drugih snovi glede na baker.

Zlitine imajo praviloma večje specifične upornosti kot kovine, ki jih tvorijo. V elektrotehniki jih uporabljamo predvsem za izdelavo žičnih uporov (konstantan, manganin) in električnih grelnikov (cekas).

Specifične upornosti izolantov in tal so tudi zbrane v elektrotehniških priročnikih. Nekaj primerov le-teh podajata pregl. 2.4.1.1.2 in 2.4.1.1.3.

¹ ro, mala črka grške abecede

² gama, mala črka grške abecede