Soortelijke weerstand

Eén van de natuurlijke eigenschappen van een materiaal is de SOORTELIJKE WEERSTAND . Dit hangt af van het gemak waarmee een elektron van zijn omloopbaan in het atoom kan getrokken worden, en daardoor een elektronenstroom kan geleiden (andere publicaties verduidelijken dit).
Symbool van soortelijke weerstand:
rhö      :   ρ
Eenheid:  Ohm meter  ofwel  Ω.m

Berekening van weerstand

Berekening van de weerstand van een geleider op basis van zijn fysieke karakteristieken:
resitiv

Met :
R in Ω
ρ in Ω.m
S in m2
l in meter

De bovenstaande formule werd hierdoor bepaald. Het gaat om een homogene draad waarvan men het volgende kan afleiden:

  • evenredig met zijn lengte.
  • omgekeerd evenredig met zijn diameter.
  • rechtstreeks afhankelijk van de soortelijke weerstand van dit specifiek materiaal.

Indeling van weerstanden

Volgens de soortelijke weerstand kan men de materialen indelen:
Isolatoren : De soortelijke weerstand is zeer groot. Het is zeer moeilijk om elektronen uit hun baan te rukken. Bijgevolg kan er zeer weinig of geen stroom in dit isolatiemateriaal vloeien.
Geleiders: De weerstand kan varieren van bijna nul (metalen) tot waarden die de constructie van weerstanden toelaten. Eén van de beste geleiders is bv. goud. In sommige gevallen wordt dit ook gebruikt. Aluminium of samenstellingen ervan (legeringen) is ook een veel gebruikt materiaal. De eigenschappen zijn aanvaardbaar en daarenboven is het goedkoop. De mechanische eigenschappen kan men behoorlijk maken zodat dit materiaal veel bij de constructie van antennes wordt toegepast. Koper is zachter maar heeft een goede geleidbaarheid en komt meestal in bedradingen voor.
Wetenswaard: Bij het afkoelen van sommige materialen tot bij het absolute nulpunt (-273 °C) bereikt men de “supergeleidbaarheid” (weerstandswaarde NUL). Naar dit laatste wordt veel onderzoek gedaan: kunnen we de temperatuur laten stijgen en toch supergeleiding behouden ?
Halfgeleiders : Door technologische ontwikkelingen kunnen sommige materialen zowel als geleider, als als isolator werken. De belangrijkste voorbeelden zijn selenium, silicium, germanium…

Enkele waarden van soortelijke weerstand van een paar materialen
Een klein voorbeeld :bereken de weerstand van een koper draad met een lengte van 40 cm en een diameter van 1 mm2 .
Eerst moet men naar eenheden normaliseren.
1 mm2 = 10-6 m2
40 cm = 0,4 m
R=  (1,5 10-8 x 0,4) / 10-6  = 0,6 10-2  = 0,006 Ω

  • Aluminium – 2,5 10-8 Ω.m
  • Koper – 1,5 10-8 Ω.m
  • Zilver – 1,6 10-8 Ω.m
  • Ijzer – 1,1 10-7Ω.m
  • Nikkel – 1,2 10-7Ω.m
  • Lood – 2 10-7 Ω.m