| Solishtirma elektr qarshiligi | |
|---|---|
| O‘lchamlik |
SI:L3MT-3I-2 SGS:T |
| O‘lchov birliklari | |
| SI | Om·metr |
| SGS | s |
Solishtirma elektr qarshiligi (solishtirma qarshilik) — materialning elektr toki o‘tishiga qarshilik ko‘rsatish qobiliyatini tavsiflovchi fizik kattalik. U om·metr (SI tizimida) yoki om·mm (ko‘pincha texnik loyihalashda) birliklarida ifodalanadi. Solishtirma elektr qarshiligi yunon alifbosidagi ρ harfi bilan belgilanadi. Solishtirma qarshilikka teskari kattalik solishtirma o‘tkazuvchanlik (shuningdek, solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik) deb ataladi.
Fizik mohiyati

Materialning solishtirma qarshiligi haroratga ham bog‘liq. Elektr qarshiligi muayyan jismning (yoki suyuqlik yoxud gaz bilan to‘ldirilgan fazo sohasining) shakli, o‘lchamlari va materialiga bog‘liq bo‘lgan xossasi hisoblanadi. Solishtirma elektr qarshiligi esa faqat moddaning o‘ziga xos xossasidir.
Solishtirma qarshiligi ρ, uzunligi l va ko‘ndalang kesim yuzasi S bo‘lgan bir jinsli o‘tkazgichning elektr qarshiligi quyidagi formula bilan hisoblanadi:
Bunda o‘tkazgich bo‘ylab ko‘ndalang kesim yuzasi ham, uning shakli ham o‘zgarmaydi, deb faraz qilinadi. Shunga ko‘ra, ρ uchun quyidagi tenglik o‘rinli:
Ushbu formuladan kelib chiqadiki, moddaning solishtirma qarshiligining fizik ma’nosi — shu moddadan yasalgan, uzunligi bir birlikka va ko‘ndalang kesim yuzasi bir birlikka teng bo‘lgan bir jinsli o‘tkazgichning qarshiligidir. Bunda materialning uzunligini ham, qalinligini ham anglatishi mumkin.
O‘lchov birliklari
Solishtirma qarshilik uchun Xalqaro birliklar tizimidagi (SI) o‘lchov birligi — om·m.
Quyidagi formuladan ko‘rinadiki, istalgan moddaning SI birliklarida ifodalangan solishtirma qarshiligi son jihatidan shu moddadan tayyorlangan elektr zanjiri qismining qarshiligiga teng; bu qismning uzunligi 1 m, ko‘ndalang kesim yuzasi esa 1 m2.
Texnikada, shuningdek, eskirgan, tizimdan tashqari om·mm2/m birligi ham qo‘llanadi; u 1·10−6 om·m = 1 mkOm·m ga teng. Bu birlik shunday solishtirma qarshilikni ifodalaydiki, ushbu moddadan yasalgan, uzunligi 1 m va ko‘ndalang kesim yuzasi 1 mm2 bo‘lgan bir jinsli o‘tkazgichning qarshiligi 1 om ga teng bo‘ladi. Shunga muvofiq, moddaning ushbu birliklarda ifodalangan solishtirma qarshiligi son jihatidan shu moddadan tayyorlangan elektr zanjiri qismining qarshiligiga teng; uning uzunligi 1 m, ko‘ndalang kesim yuzasi esa 1 mm2.
Haroratga bog‘liqligi
Solishtirma elektr qarshiligining harorat ta’sirida o‘zgarishini tavsiflovchi kattalik quyidagicha ataladi: solishtirma qarshilikning harorat koeffitsiyenti.
Sof metallarda va ko‘pchilik qotishmalarda harorat oshishi bilan solishtirma elektr qarshiligi ortadi. Buning sababi shuki, harorat ko‘tarilganda o‘tkazgichning kristall panjarasi tugunlaridagi atomlar tebranishi kuchayadi va bu erkin elektronlarning harakatiga to‘sqinlik qiladi.
Yarimo‘tkazgichlar va dielektriklarda harorat ortishi bilan solishtirma elektr qarshiligi kamayadi. Buning sababi — harorat ko‘tarilganda elektr zaryadi tashuvchilarining konsentratsiyasi oshishidir.
Solishtirma elektr qarshiligining haroratga bog‘liq o‘zgarishini hisobga oluvchi kattalik quyidagicha ataladi: solishtirma qarshilikning harorat koeffitsiyenti.
Solishtirma qarshilik tushunchasining umumlashtirilishi
Solishtirma qarshilikni xossalari materialning turli nuqtalarida o‘zgaradigan bir jinsli bo‘lmagan moddalar uchun ham aniqlash mumkin. Bunday holda solishtirma elektr qarshiligi o‘zgarmas son emas, balki koordinatalarning skalyar funksiyasi bo‘lib, u elektr maydon kuchlanganligi bilan tok zichligini shu nuqtada o‘zaro bog‘laydigan koeffitsiyentdir. Bu bog‘lanish Om qonunining differensial shakli orqali ifodalanadi:
Ushbu formula bir jinsli bo‘lmagan, biroq izotrop modda uchun to‘g‘ri. Modda anizotrop ham bo‘lishi mumkin (ko‘pchilik kristallar, magnitlangan plazma va hokazolar), ya’ni uning xossalari yo‘nalishga bog‘liq bo‘lishi mumkin. Bunday holda solishtirma qarshilik fazoviy koordinatalarning funksiyasi sifatida to‘qqizta komponentdan iborat ikkinchi rangli tenzor hisoblanadi: . Anizotrop moddada tok zichligi va elektr maydon kuchlanganligi vektorlari moddaning har bir muayyan nuqtasida bir xil yo‘nalishda bo‘lmaydi. Ular orasidagi bog‘lanish quyidagi tenglama orqali ifodalanadi:
Anizotrop, ammo bir jinsli moddada tenzori koordinatalarga bog‘liq emas.
Tenzor simmetrik, ya’ni istalgan va uchun quyidagi tenglik bajariladi:
Har qanday simmetrik tenzorda bo‘lgani kabi, uchun ham shunday ortogonal Dekart koordinatalar tizimini tanlash mumkinki, unda matritsasi diagonal shaklga keladi, ya’ni ning to‘qqizta komponentidan faqat uchtasi noldan farq qiladi: , va . Bunda ni deb belgilasak, avvalgi formula o‘rniga quyidagi soddaroq ifodani olamiz:
Quyidagi kattaliklar solishtirma qarshilik tenzorining bosh qiymatlari deb ataladi.
Solishtirma o‘tkazuvchanlik bilan bog‘liqligi
Izotrop materiallarda solishtirma qarshilik va solishtirma o‘tkazuvchanlik orasidagi bog‘lanish quyidagi tenglik bilan ifodalanadi:
Anizotrop materiallarda solishtirma qarshilik tenzori va solishtirma o‘tkazuvchanlik tenzori komponentlari o‘rtasidagi bog‘lanish murakkabroq. Anizotrop materiallar uchun Om qonunining differensial shakli quyidagicha:
Ushbu tenglamadan hamda yuqorida uchun keltirilgan munosabatdan solishtirma qarshilik tenzori solishtirma o‘tkazuvchanlik tenzoriga teskari tenzor ekani kelib chiqadi. Shuni hisobga olsak, solishtirma qarshilik tenzori komponentlari uchun quyidagi munosabatlar bajariladi:
bu yerda — determinant, ya’ni matritsa aniqlovchisi, quyidagi tenzor komponentlaridan tuzilgan matritsaga tegishli: .
Solishtirma qarshilik tenzorining qolgan komponentlarini yuqoridagi tenglamalardagi indekslarni siklik ravishda almashtirish orqali topish mumkin: 1, 2 va 3.
Ayrim moddalarning solishtirma elektr qarshiligi
Metall monokristallari
Jadvalda monokristallarning solishtirma qarshilik tenzori bosh qiymatlari quyidagi harorat uchun keltirilgan: 20 °C.
| Kristall | ρ1=ρ2, 10−8 om·m | ρ3, 10−8 om·m |
|---|---|---|
| Qalay | 9,9 | 14,3 |
| Vismut | 109 | 138 |
| Kadmiy | 6,8 | 8,3 |
| Rux | 5,91 | 6,13 |
| Tellur | 2,90·109 | 5,9·109 |
Elektrotexnikada ishlatiladigan metallar va qotishmalar
Qiymatlarning turlicha bo‘lishi metallarning kimyoviy tozaligi, turli olimlar o‘rgangan namunalarni tayyorlash usullari hamda qotishmalar tarkibining o‘zgaruvchanligi bilan bog‘liq.
|
|
Qiymatlar t = 20 °C harorat uchun berilgan. Qotishmalarning qarshiligi ularning kimyoviy tarkibiga bog‘liq bo‘lib, o‘zgarishi mumkin. Sof moddalarda solishtirma qarshilikning son qiymatlaridagi farqlar mexanik va issiqlik ishlovining turli usullari, masalan, simni yumshatish bilan bog‘liq; bu ishlov sim cho‘zib ingichkalashtirilgandan keyin bajariladi.
Boshqa moddalar
| Modda | ρ, mkOm·m |
|---|---|
| Suyultirilgan uglevodorod gazlari | 0,84⋅1010 |
Yupqa pardalar
Yupqa yassi pardalarning qarshiligi (ularning qalinligi kontaktlar orasidagi masofadan ancha kichik bo‘lganda) odatda «kvadratga to‘g‘ri keladigan qarshilik» deb ataladi, Bu kattalik qulay, chunki o‘tkazuvchi pardaning kvadrat shaklidagi bo‘lagi qarshiligi ushbu kvadratning o‘lchamlariga bog‘liq emas, agar kuchlanish kvadratning qarama-qarshi tomonlariga berilsa. Bunda parda bo‘lagi to‘rtburchak shaklga ega bo‘lsa, uning qarshiligi chiziqli o‘lchamlariga emas, balki faqat uzunligining (tok chiziqlari bo‘ylab o‘lchanadi) eniga nisbatiga bog‘liq bo‘ladi L/W: bu yerda R — o‘lchangan qarshilik. Umumiy holda, namuna shakli to‘g‘ri to‘rtburchakdan farq qilsa va pardadagi maydon bir jinsli bo‘lmasa, quyidagi usuldan foydalaniladi: van der Pau usuli.
Adabiyotlar
- Nikulin N. V., Nazarov A. S. Radiomateriallar va radiokomponentlar. — 3-nashr, qayta ishlangan va to‘ldirilgan. — M.: Oliy maktab, 1986. — B. 6—7. — 208 b.