Питомий електричний опір за різних температур. Питомий опір та інші властивості міді

Зміст:

У електротехніці одними з основних елементів електричних ланцюгів є дроти. Їхнє завдання полягає в тому, щоб з мінімальними втратами пропустити електричний струм. Експериментальним шляхом вже давно визначено, що для мінімізації втрат електроенергії дроту найкраще виготовляти зі срібла. Саме цей метал забезпечує властивості провідника з мінімальним опором у омах. Але оскільки цей шляхетний метал дорогий, у промисловості його застосування дуже обмежене.

А головними металами для дротів стали алюміній та мідь. На жаль, опір заліза як провідника електрики дуже великий для того, щоб з нього вийшов хороший провід. Незважаючи на нижчу вартість, воно застосовується тільки як основа проводів ліній електропередачі, що несе.

Такі різні опори

Опір вимірюється в омах. Але для дротів ця величина виходить дуже маленькою. Якщо спробувати провести замір тестером у режимі вимірювання опору, отримати правильний результат буде складно. Причому, який би провід ми не взяли, результат на табло приладу мало відрізнятиметься. Але це не означає, що насправді електроопір цих проводів однаково впливатиме на втрати електроенергії. Щоб переконатися, треба проаналізувати формулу, за якою робиться розрахунок опору:

У цій формулі використовуються такі величини, як:

Виходить, що опір визначає опір. Існує опір, що обчислюється за формулою з використанням іншого опору. Цей питомий електричний опір ρ (грецька буква ро) якраз і зумовлює перевагу того чи іншого металу як електричного провідника:

Тому, якщо застосувати мідь, залізо, срібло або будь-який інший матеріал для виготовлення однакових проводів або провідників спеціальної конструкції, головну роль його електротехнічних властивостей буде грати саме матеріал.

Але насправді ситуація з опором складніша, ніж просто обчислення за формулами, наведеними вище. Ці формули не враховують температуру та форму діаметра провідника. А при збільшенні температури питомий опір міді, як і будь-якого іншого металу, стає більшим. Дуже наочним прикладом цього може бути лампочка розжарювання. Можна виміряти тестером опір її спіралі. Потім, вимірявши силу струму в ланцюзі з цією лампою, за законом Ома обчислити її опір може свічення. Результат вийде значно більше, ніж під час вимірювання опору тестером.

Так само і мідь не дасть очікуваної ефективності при струмі великої сили, якщо знехтувати формою поперечного перерізу провідника. Скін-ефект, який проявляється прямо пропорційно до збільшення сили струму, робить неефективними провідники з круглим поперечним перерізом, навіть якщо використовується срібло або мідь. Тому опір круглого мідного дроту при струмі великої сили може виявитися вищим, ніж у плоского дроту з алюмінію.

Причому навіть якщо їх площі діаметрів однакові. При змінному струмі скін-ефект також проявляється, збільшуючись зі зростанням частоти струму. Скін-ефект означає прагнення струму текти ближче до поверхні провідника. Тому в деяких випадках вигідніше використовувати покриття проводів сріблом. Навіть незначне зменшення питомого опору поверхні посрібленого мідного провідника значно зменшує втрати сигналу.

Узагальнення уявлення про питомий опір

Як і будь-якому іншому випадку, який пов'язаний з відображенням розмірностей, питомий опір виражається в різних системах одиниць. У СІ (Міжнародна система одиниць) використовується ом м, але допустимо використання також Ом*кВ мм/м (це позасистемна одиниця виміру питомого опору). Але у реальному провіднику величина питомого опору непостійна. Оскільки всі матеріали характеризуються певною чистотою, яка може змінюватися від точки до точки, необхідно створити відповідне уявлення про опір в реальному матеріалі. Таким виявом став закон Ома у диференційній формі:

Цей закон, швидше за все, не застосовуватиметься для розрахунків у побуті. Однак у процесі проектування різних електронних компонентів, наприклад, резисторів, кристалічних елементів він обов'язково використовується. Оскільки дозволяє виконати розрахунки, виходячи з цієї точки, для якої існує щільність струму та напруженість електричного поля. І відповідний питомий опір. Формула застосовується для неоднорідних ізотропних, а також анізотропних речовин (кристалів, розряду у газі тощо).

Як отримують чисту мідь

Для того щоб максимально зменшити втрати у проводах та жилах кабелів із міді, вона повинна бути особливо чистою. Це досягається спеціальними технологічними процесами:

• на основі електронно-променевої, а також зонної плавки;
• багаторазовим електролізним очищенням.

Поняття про електричний опір та провідність

Будь-яке тіло, яким протікає електричний струм, надає йому певний опір. Властивість матеріалу провідника перешкоджати проходженню через нього електричного струму називається електричним опором.

Електронна теорія пояснює сутність електричного опору металевих провідників. Вільні електрони при русі провідником незліченну кількість разів зустрічають на своєму шляху атоми та інші електрони і, взаємодіючи з ними, неминуче втрачають частину своєї енергії. Електрони відчувають ніби опір своєму руху. Різні металеві провідники, що мають різну атомну будову, мають різний опір електричному струму.

Так само пояснюється опір рідких провідників і газів проходженню електричного струму. Однак не слід забувати, що в цих речовинах не електрони, а заряджені частинки молекул зустрічають опір при своєму русі.

Опір позначається латинськими літерами R або r.

За одиницю електричного опору прийнято.

Ом є опір стовпа ртуті заввишки 106,3 см із поперечним перерізом 1 мм2 при температурі 0°С.

Якщо, наприклад, електричний опір провідника становить 4 ом, записується це так: R = 4 ом або r = 4 ом.

Для вимірювання опорів великої величини прийнята одиниця, яка називається мегомом.

Один мигом дорівнює одному мільйону ом.

Чим більший опір провідника, тим гірше він проводить електричний струм, і, навпаки, що менше опір провідника, то легше електричному струму пройти через цей провідник.

Отже, для характеристики провідника (з погляду проходження через нього електричного струму) можна розглядати не тільки його опір, але й величину, зворотну опору та звану провідністю.

Електричною провідністюназивається здатність матеріалу пропускати через себе електричний струм.

Оскільки провідність є величина, зворотна опору, те й виражається як 1/R ,позначається провідність латинської буквою g.

Вплив матеріалу провідника, його розмірів та навколишньої температури на величину електричного опору

Опір різних провідників залежить від матеріалу, з якого вони виготовлені. Для характеристики електричного опору різних матеріалів запроваджено поняття так званого питомого опору.

Питомим опоромназивається опір провідника довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм2. Питомий опір позначається літерою грецького алфавіту. Кожен матеріал, з якого виготовляється провідник, має свій питомий опір.

Наприклад, питомий опір міді дорівнює 0,017, тобто мідний провідник довжиною 1 м і перетином 1 мм2 має опір 0,017 ом. Питомий опір алюмінію дорівнює 0,03, питомий опір заліза - 0,12, питомий опір константану - 0,48, питомий опір ніхрому - 1-1,1.

Опір провідника прямо пропорційно його довжині, тобто чим довше провідник, тим більший його електричний опір.

Опір провідника обернено пропорційно площі його поперечного перерізу, тобто чим товщі провідник, тим його опір менше, і, навпаки, чим тонший провідник, тим його опір більший.

Щоб краще зрозуміти цю залежність, уявіть собі дві пари судин, причому в однієї пари судин сполучна трубка тонка, а в іншої - товста. Ясно, що при заповненні водою однієї з судин (кожної пари) перехід її в іншу посудину по товстій трубці відбудеться набагато швидше, ніж по тонкій, тобто товста трубка чинитиме менший опір течії води. Так само і електричному струму легше пройти товстим провідником, ніж тонким, т. е. перший надає йому менший опір, ніж другий.

Електричний опір провідника дорівнює питомому опору матеріалу, з якого цей провідник зроблений, помноженому на довжину провідника і поділеному на площу площа поперечного перерізу провідника:

R = р l / S ,

Де - R - опір провідника, ом, l - довжина провідника в м, S - площа поперечного перерізу провідника, мм 2 .

Площа поперечного перерізу круглого провідникаобчислюється за такою формулою:

S = π d 2/4

Де π - Постійна величина, що дорівнює 3,14; d – діаметр провідника.

А так визначається довжина провідника:

l = S R / p,

Ця формула дає можливість визначити довжину провідника, його перетин та питомий опір, якщо відомі інші величини, що входять до формули.

Якщо необхідно визначити площу поперечного перерізу провідника, то формулу приводять до наступного виду:

S = р l / R

Перетворюючи ту ж формулу і вирішивши рівність щодо р, знайдемо питомий опір провідника:

р = R S / l

Останньою формулою доводиться користуватися в тих випадках, коли відомі опір та розміри провідника, а його матеріал невідомий і до того ж важко визначимо на вигляд. Для цього треба визначити питомий опір провідника і, користуючись таблицею, знайти матеріал, який має такий питомий опір.

Ще однією причиною, що впливає на опір провідників, є температура .

Встановлено, що з підвищенням температури опір металевих провідників зростає, і з зниженням зменшується. Це збільшення або зменшення опору для провідників з чистих металів майже однаково і в середньому 0,4% на 1°C. Опір рідких провідників та вугілля зі збільшенням температури зменшується.

Електронна теорія будови речовини дає таке пояснення збільшення опору металевих провідників з підвищенням температури. При нагріванні провідник отримує теплову енергію, яка неминуче передається всім атомам речовини, у результаті зростає інтенсивність їх руху. Зростаючий рух атомів створює більший опір спрямованому руху вільних електронів, від чого зростає опір провідника. Зі зниженням температури створюються кращі умови для спрямованого руху електронів, і опір провідника зменшується. Цим пояснюється цікаве явище. надпровідність металів.

Надпровідність, Т. е. зменшення опору металів до нуля, настає при величезній негативній температурі - 273 ° C, званої абсолютним нулем. При температурі абсолютного нуля атоми металу хіба що застигають дома, не перешкоджаючи руху електронів.

Поява електричного струму настає при замиканні ланцюга, коли на затискачі виникає різниця потенціалів. Переміщення вільних електронів у провіднику здійснюється під впливом електричного поля. У процесі руху, електрони стикаються з атомами і частково передають їм свою енергію, що накопичилася. Це призводить до зменшення швидкості їхнього руху. Надалі під впливом електричного поля швидкість руху електронів знову збільшується. Результатом такого опору стає нагрівання провідника, яким тече струм. Існують різні способи розрахунків цієї величини, у тому числі формула питомого опору, що застосовується для матеріалів з індивідуальними фізичними властивостями.

Електричний питомий опір

Суть електричного опору полягає у здатності тієї чи іншої речовини перетворювати електричну енергію на теплову під час дії струму. Дана величина позначається символом R, а як одиниця виміру використовується Ом. Значення опору у разі пов'язані з здатністю тієї чи іншої .

У процесі досліджень було встановлено залежність від опору. Однією з основних якостей матеріалу стає його питомий опір, що змінюється залежно від довжини провідника. Тобто зі збільшенням довжини дроту зростає і значення опору. Ця залежність визначається як прямо пропорційна.

Іншою властивістю матеріалу є площа поперечного перерізу. Вона є розмірами поперечного зрізу провідника, незалежно від його конфігурації. У цьому випадку виходить обернено пропорційний зв'язок, коли зі збільшенням площі поперечного перерізу зменшується .

Ще одним фактором, що впливає на опір, є сам матеріал. Під час проведення досліджень було виявлено різну опірність у різних матеріалів. Таким чином, були отримані значення питомих електричних опорів для кожної речовини.

З'ясувалося, що найкращими провідниками є метали. Серед них найнижчу опірність і високу провідність мають і срібло. Вони використовуються у найбільш відповідальних місцях електронних схем, до того ж мідь має порівняно низьку вартість.

Речовини, питомий опір яких дуже високий, вважаються поганими провідниками електричного струму. Тому вони використовуються як ізоляційні матеріали. Діелектричні властивості найбільше притаманні фарфору та ебоніту.

Таким чином, питомий опір провідника має велике значення, оскільки за його допомогою можна визначити матеріал, з якого був виготовлений провідник. Для цього вимірюється площа перерізу, визначається сила струму та напруга. Це дозволяє встановити значення питомого електричного опору, після чого за допомогою спеціальної таблиці можна легко визначити речовину. Отже, питомий опір відноситься до найбільш характерних ознак того чи іншого матеріалу. Цей показник дозволяє визначити найбільш оптимальну довжину електричного ланцюга так, щоб дотримувався балансу.

Формула

На підставі отриманих даних можна зробити висновок, що питомим опором вважатиметься опір будь-якого матеріалу з одиничною площею та одиничною довжиною. Тобто опір, що дорівнює 1 Ом виникає при напрузі 1 вольт і силі струму 1 ампер. На цей показник впливає ступінь чистоти матеріалу. Наприклад, якщо до міді додати лише 1% марганцю, то її опір збільшиться в 3 рази.

Питомий опір та провідність матеріалів

Провідність та питомий опір розглядаються як правило при температурі 20 0 С. Ці властивості відрізнятимуться у різних металів:

• Мідь. Найчастіше застосовується виготовлення проводів і кабелів. Вона має високу міцність, стійкість до корозії, легку і просту обробку. У добрій міді частка домішок становить трохи більше 0,1%. У разі потреби мідь може використовуватись у сплавах з іншими металами.
• Алюміній. Його питома вага менша, ніж у міді, однак у нього більш висока теплоємність і температура плавлення. Щоб розплавити алюміній, потрібно енергії значно більше, ніж для міді. Домішки у якісному алюмінії не перевищують 0,5%.
• Залізо. Поряд з доступністю та дешевизною, цей матеріал має високий питомий опір. Крім того, він має низьку стійкість до корозії. Тому практикується покриття сталевих провідників міддю чи цинком.

Окремо розглядається формула питомого опору за умов низьких температур. У цих випадках властивості тих самих матеріалів будуть зовсім іншими. У деяких із них опір може впасти до нульової позначки. Таке явище отримало назву надпровідності, коли оптичні і структурні характеристики матеріалу залишаються незмінними.

Удільний електричний опір, або просто питомий опірречовини - фізична величина, що характеризує здатність речовини перешкоджати проходженню електричного струму.

Питомий опір позначається грецькою буквою ρ. Величина, зворотна питомому опору, називається питомою провідністю (питомою електропровідністю). На відміну від електричного опору, що є властивістю провідникаі залежить від його матеріалу, форми та розмірів, питомий електричний опір є властивістю тільки речовини.

Електричний опір однорідного провідника з питомим опором ρ довжиною lта площею поперечного перерізу Sможе бути розраховано за формулою R = ρ ⋅ l S (\displaystyle R=(\frac (\rho \cdot l)(S)))(при цьому передбачається, що ні площа, ні форма поперечного перерізу не змінюються вздовж провідника). Відповідно, для ρ виконується ρ = R ⋅ S l . (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)).)

З останньої формули випливає: фізичний зміст питомого опору речовини полягає в тому, що воно є опір виготовленого з цієї речовини однорідного провідника одиничної довжини та з одиничною площею поперечного перерізу.

Енциклопедичний YouTube

• 1 / 5

  Одиниця виміру питомого опору в Міжнародній системі одиниць (СІ) - Ом · . Зі співвідношення ρ = R ⋅ S l (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)))слід, що одиниця виміру питомого опору в системі СІ дорівнює такому питому опору речовини, при якому однорідний провідник довжиною 1 м з площею поперечного перерізу 1 м 2 , виготовлений з цієї речовини, має опір 1 Ом . Відповідно, питомий опір довільної речовини, виражений в одиницях СІ, чисельно дорівнює опору ділянки електричного ланцюга, виконаного з даної речовини, довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 м2.

  У техніці також застосовується застаріла позасистемна одиниця Ом·мм²/м, що дорівнює 10 −6 від 1 Ом·м . Ця одиниця дорівнює такому питомому опору речовини, при якому однорідний провідник довжиною 1 м з площею поперечного перерізу 1 мм², виготовлений з цієї речовини, має опір 1 Ом . Відповідно, питомий опір будь-якої речовини, виражений у цих одиницях, чисельно дорівнює опору ділянки електричного ланцюга, виконаного з даної речовини, довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм².

  Узагальнення поняття питомого опору

  Питомий опір можна визначити також неоднорідного матеріалу, властивості якого змінюються від точки до точки. У цьому випадку воно є не константою, а скалярною функцією координат - коефіцієнтом, що зв'язує напруженість електричного поля E → (r →) (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r))))та щільність струму J → (r →) (\displaystyle (\vec (J)) ((\vec (r))))у цій точці r → (\displaystyle (\vec (r))). Зазначений зв'язок виражається законом, Ома, в диференціальній формі:

  E → (r →) = ρ (r →) J → (r →) . (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r)))=\rho ((\vec (r)))(\vec (J))((\vec (r))).)

  Ця формула справедлива для неоднорідної, але ізотропної речовини. Речовина може бути анізотропна (більшість кристалів, намагнічена плазма і т. д.), тобто його властивості можуть залежати від напрямку. У цьому випадку питомий опір є залежним від координат тензором другого рангу, що містить дев'ять компонентів. В анізотропній речовині вектори щільності струму та напруженості електричного поля в кожній точці речовини не сонаправлены; зв'язок між ними виражається співвідношенням

  E i (r →) = j = 1 3 ρ i j (r →) J j (r →) . (\displaystyle E_(i)((\vec(r)))=\sum _(j=1)^(3)\rho _(ij)((\vec(r)))J_(j)(( \vec (r))).)

  В анізотропній, але однорідній речовині тензор ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))від координат не залежить.

  Тензор ρ i j (\displaystyle \rho _(ij)) симетричний, тобто для будь-яких i (\displaystyle i)і j (\displaystyle j)виконується ρ i j = ρ j i (\displaystyle \rho _(ij)=\rho _(ji)).

  Як і для будь-якого симетричного тензора, для ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))можна вибрати ортогональну систему декартових координат, у яких матриця ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))стає діагональної, тобто набуває вигляду, при якому з дев'яти компонент ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))відмінними від нуля є лише три: ρ 11 (\displaystyle \rho _(11)), ρ 22 (\displaystyle \rho _(22))і ρ 33 (\displaystyle \rho _(33)). В цьому випадку, позначивши ρ i i (\displaystyle \rho _(ii))як , замість попередньої формули отримуємо простішу

  E i = ρ i J i. (\displaystyle E_(i)=\rho _(i)J_(i).)

  Величини ρ i (\displaystyle \rho _(i))називають головними значеннямитензора питомого опору.

  Зв'язок з питомою провідністю

  В ізотропних матеріалах зв'язок між питомим опором ρ (\displaystyle \rho )та питомою провідністю σ (\displaystyle \sigma )виражається рівністю

  ρ = 1 σ. (\displaystyle \rho =(\frac (1)(\sigma )).)

  У разі анізотропних матеріалів зв'язок між компонентами тензора питомого опору ρ i j (\displaystyle \rho _(ij))і тензора питомої провідності має складніший характер. Дійсно, закон Ома у диференційній формі для анізотропних матеріалів має вигляд:

  J i (r →) = j = 1 3 σ i j (r →) E j (r →) . (\displaystyle J_(i)((\vec(r)))=\sum _(j=1)^(3)\sigma _(ij)((\vec(r)))E_(j)(( \vec (r))).)

  З цієї рівності та наведеного раніше співвідношення для E i (r →) (\displaystyle E_(i)((\vec (r))))слід, що тензор питомого опору є зворотним тензору питомої провідності. З урахуванням цього компонент тензора питомого опору виконується:

  ρ 11 = 1 det (σ) [ σ 22 σ 33 − σ 23 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(11)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 22)\sigma _(33)-\sigma _(23)\sigma _(32)],) ρ 12 = 1 det (σ) [ σ 33 σ 12 − σ 13 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(12)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 33)\sigma _(12)-\sigma _(13)\sigma _(32)],)

  де det (σ) (\displaystyle \det(\sigma))- визначник матриці, складеної з компонентів тензора σ i j (\displaystyle \sigma _(ij)). Інші компоненти тензора питомого опору виходять із наведених рівнянь у результаті циклічної перестановки індексів 1 , 2 і 3 .

  Питомий електричний опір деяких речовин

  Металеві монокристали

  У таблиці наведено основні значення тензора питомого опору монокристалів за температури 20 °C.

  Кристал	ρ 1 =ρ 2 , 10 −8 Ом·м	ρ 3 , 10 −8 Ом·м
  Олово	9,9	14,3
  Вісмут	109	138
  Кадмій	6,8	8,3
  Цинк	5,91	6,13

  Більшість законів фізики ґрунтуються на експериментах. Імена експериментаторів увічнені у назвах цих законів. Одним із них був Георг Ом.

  Досліди Георга Ома

  Він встановив у ході експериментів щодо взаємодії електрики з різними речовинами, у тому числі металами фундаментальний взаємозв'язок щільності, напруженості електричного поля та властивості речовини, яка отримала назву «питома провідність». Формула, що відповідає цій закономірності, названа як «Закон Ома» виглядає так:

  j= λE , в якій

  • j - густина електричного струму;
  • λ — питома провідність, що називається також як «електропровідність»;
  • E – напруга електричного поля.

  У деяких випадках для позначення питомої провідності використовується інша літера грецького алфавіту. σ . Питома провідність залежить від деяких властивостей речовини. На її величину впливають температура, речовини, тиск, якщо це газ, і головне структура цієї речовини. Закон Ома дотримується лише однорідних речовин.

  Для зручніших розрахунків використовується величина зворотна питомої провідності. Вона отримала назву «питомий опір», що також пов'язано з властивостями речовини, в якій тече електричний струм, позначається грецькою літерою ρ та має розмірність Ом*м. Але оскільки для різних фізичних явищ застосовуються різні теоретичні обґрунтування, для питомого опору можна використовувати альтернативні формули. Вони є відображенням класичної електронної теорії металів та квантової теорії.

  Формули

  У цих стомлюючих, для простих читачів, формулах з'являються такі множники, як постійна Больцмана, постійна Авогадро та постійна Планка. Ці постійні застосовуються для розрахунків, які враховують вільний пробіг електронів у провіднику, їх швидкість при тепловому русі, ступінь іонізації, концентрацію та щільність речовини. Словом, все досить складно для не фахівця. Щоб не бути голослівним, далі можна ознайомитися з тим, як все виглядає насправді:

  Особливості металів

  Оскільки рух електронів залежить від однорідності речовини, струм у металевому провіднику тече відповідно до його структури, що впливає розподіл електронів у провіднику з урахуванням його неоднорідності. Вона визначається як присутністю включень домішок, а й фізичними дефектами – тріщинами, пустотами тощо. Неоднорідність провідника збільшує його питомий опір, що визначається правилом Маттісена.

  Це нескладне для розуміння правило, по суті, говорить про те, що у провіднику зі струмом можна виділити кілька окремих питомих опорів. А результуючим значенням буде їхня сума. Доданими будуть питомий опір кристалічної решітки металу, домішок та дефектів провідника. Оскільки цей параметр залежить від природи речовини, для обчислення її визначені відповідні закономірності, у тому числі для змішаних речовин.

  Незважаючи на те, що сплави це теж метали, вони розглядаються як розчини з хаотичною структурою, причому для обчислення питомого опору має значення які саме метали входять до складу сплаву. В основному більшість сплавів з двох компонентів, які не належать до перехідних, а також рідкоземельних металів потрапляють під опис закону Нодгейма.

  Як окрема тема розглядається питомий опір тонких металевих плівок. Те, що його величина має бути більшою ніж у об'ємного провідника з такого ж металу, цілком логічно припустити. Але для плівки вводиться спеціальна емпірична формула Фукса, яка описує взаємозалежність питомого опору і товщини плівки. Виявляється, у плівках метали виявляють властивості напівпровідників.

  А на процес перенесення зарядів впливають електрони, які переміщуються в напрямку товщини плівки та заважають переміщенню «поздовжніх» зарядів. При цьому вони відбиваються від поверхні плівкового провідника, і таким чином один електрон досить довго здійснює коливання між двома поверхнями. Іншим суттєвим чинником збільшення питомого опору є температура провідника. Що температура – ​​тим опір більше. І навпаки, що нижча температура, то опір менший.

  Метали є речовинами з найменшим питомим опором за так званої «кімнатної» температури. Єдиним неметалом, що виправдовує своє застосування як провідник, є вуглець. Графіт, що є одним з його різновидів, широко використовується для виготовлення ковзних контактів. Він має дуже вдале поєднання таких властивостей як питомий опір та коефіцієнт тертя ковзання. Тому графіт є незамінним матеріалом для щіток електродвигунів та інших контактів, що ковзають. Величини питомих опорів основних речовин, що використовуються промислових цілей, наведені в таблиці далі.

  

  Надпровідність

  При температурах, що відповідають зрідженню газів, тобто аж до температури рідкого гелію, яка дорівнює – 273 градуси за Цельсієм, питомий опір зменшується майже до повного зникнення. І не тільки у хороших металевих провідників, таких як срібло, мідь та алюміній. Майже у всіх металів. За таких умов, які називаються надпровідністю, структура металу не має гальмівного впливу на рух зарядів під дією електричного поля. Тому ртуть і більшість металів стають надпровідниками.

  Але, як з'ясувалося, відносно нещодавно у 80-х роках 20-го століття деякі різновиди кераміки теж здатні до надпровідності. До того ж для цього не треба використовувати рідкий гелій. Такі матеріали назвали високотемпературними надпровідниками. Проте вже минуло кілька десятків років, і асортимент високотемпературних провідників значно розширився. Але масового використання таких високотемпературних надпровідних елементів немає. У деяких країнах зроблено одиничні інсталяції із заміною звичайних мідних провідників на високотемпературні надпровідники. Для нормального режиму високотемпературної надпровідності необхідний рідкий азот. А це виходить надто дорогим технічним рішенням.

  Тому, мале значення питомого опору, дароване Природою міді та алюмінію, як і робить їх незамінними матеріалами виготовлення різноманітних провідників електричного струму.