Удельное сопротивление для распространенных материалов: таблица

Приведенная ниже таблица удельного электрического сопротивления содержит значения удельного сопротивления для многих веществ, широко используемых в электрике и электронике. В частности, она включает в себя удельное сопротивление меди, алюминия, нихрома, стали, никеля и так далее.

Удельное электрическое сопротивление особенно важно, поскольку оно определяет электрические характеристики и, следовательно, пригодность материала для использования во многих электрических компонентах. Например, можно увидеть, что удельное сопротивление меди, удельное сопротивление алюминия, а также нихрома, никеля, серебра, золота и т.д. определяет, где эти металлы используются.

Для того чтобы сравнить способность различных материалов проводить электрический ток, используются показатели удельного сопротивления.

Что означают показатели удельного сопротивления?

Для того чтобы иметь возможность сравнивать удельное сопротивление различных материалов, от таких изделий, как медь и алюминий, до других металлов и веществ, включая висмут, латунь и даже полупроводники, необходимо использовать стандартное измерение.

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м.

Единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м2, изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом. Соответственно, удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2

[1]

Таблица удельного сопротивления для распространенных проводников

В таблице ниже приведены показатели удельного сопротивления для различных материалов, в частности металлов, используемых для электропроводности.

Показатели удельного сопротивления приведены для таких “популярных” материалов, как медь, алюминий, нихром, сталь, свинец, золото и других.

МатериалУдельное сопротивление, ρ,
при 20 °C (Ом·м)
Источник
Латунь~0.6 – 0.9 x 10-7
Серебро1.59×10−8[3][4]
Медь1.68×10−8[5][6]
Обожжённая медь1.72×10−8[7]
Золото2.44×10−8[3]
Алюминий2.65×10−8[3]
Кальций3.36×10−8
Вольфрам5.60×10−8[3]
Цинк5.90×10−8
Кобальт6.24×10−8
Никель6.99×10−8
Рутений7.10×10−8
Литий9.28×10−8
Железо9.70×10−8[3]
Платина1.06×10−7[3]
Олово1.09×10−7
Тантал1.3×10−7
Галлий1.40×10−7
Ниобий1.40×10−7[8]
Углеродистая сталь (1010)1.43×10−7[9]
Свинец2.20×10−7[2][3]
Галинстан2.89×10−7[10]
Титан4.20×10−7
Электротехническая сталь4.60×10−7[11]
Манганин (сплав)4.82×10−7[2]
Константан (сплав) 4.90×10−7[2]
Нержавеющая сталь6.90×10−7
Ртуть9.80×10−7[2]
Марганец1.44×10−6
Нихром (сплав)1.10×10−6[2][3]
Углерод (аморфный)5×10−4 – 8×10−4[3]
Углерод (графит) параллельно-базальная плоскость2.5×10−6 – 5.0×10−6
Углерод (графит) перпендикулярно-базальная плоскость3×10−3
Арсенид галлия10−3 to 108
Германий4.6×10−1[3][4]
Морская вода2.1×10−1
Вода в плавательном бассейне3.3×10−1 – 4.0×10−1
Питьевая вода2×101 – 2×103
Кремний2.3×103[2][3]
Древесина (влажная)103 – 104
Деионизированная вода1.8×105
Стекло1011 – 1015[3][4]
Углерод (алмаз)1012
Твердая резина1013[3]
Воздух109 – 1015
Древесина (сухая)1014 – 1016
Сера1015[3]
Плавленый кварц7.5×1017[3]
ПЭТ1021
Тефлон1023 – 1025

Видно, что удельное сопротивление меди и удельное сопротивление латуни оба низкие, и с учетом их стоимости, относительно серебра и золота, они становятся экономически эффективными материалами для использования для многих проводов. Удельное сопротивление меди и простота ее использования привели к тому, что она также используется крайне часто в качестве материала для проводников на печатных платах.

Изредка алюминий и особенно медь используются из-за их низкого удельного сопротивления. Большинство проводов, используемых в наши дни для межсоединений, изготовлены из меди, поскольку она обеспечивает низкий уровень удельного сопротивления при приемлемой стоимости.

Удельное сопротивление золота также важно, поскольку золото используется в некоторых критических областях, несмотря на его стоимость. Часто золотое покрытие встречается на высококачественных слаботочных разъемах, где оно обеспечивает самое низкое сопротивление контактов. Золотое покрытие очень тонкое, но даже в этом случае оно способно обеспечить требуемые характеристики разъемов.

Серебро имеет очень низкий уровень удельного сопротивления, но оно не так широко используется из-за его стоимости и из-за того, что оно тускнеет, что может привести к более высокому сопротивлению контактов.

Однако оно используется в некоторых катушках для радиопередатчиков, где низкое удельное электрическое сопротивление серебра снижает потери. При использовании в таких целях серебро обычно наносилось только на существующий медный провод. Покрытие провода серебром позволило значительно снизить затраты по сравнению с цельным серебряным проводом без существенного снижения производительности.

Другие материалы в таблице удельного электрического сопротивления могут не иметь такого очевидного применения. Тантал фигурирует в таблице, поскольку используется в конденсаторах – никель и палладий используются в торцевых соединениях многих компонентов поверхностного монтажа, таких как конденсаторы.

Кварц находит свое основное применение в качестве пьезоэлектрического резонансного элемента. Кварцевые кристаллы используются в качестве частотоопределяющих элементов во многих осцилляторах, где высокое значение Q позволяет создавать очень стабильные по частоте схемы. Аналогичным образом они используются в высокоэффективных фильтрах. Кварц имеет очень высокий уровень удельного сопротивления и не является хорошим проводником электричества, то есть его относят к категории диэлектрикам.

Список использованной литературы

  1. Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 93. — 240 с. 
  2. Giancoli, Douglas C., Physics, 4th Ed, Prentice Hall, (1995).
  3. Raymond A. Serway (1998). Principles of Physics (2nd ed.). Fort Worth, Texas; London: Saunders College.
  4. David Griffiths (1999) [1981]. “7 Electrodynamics”. In Alison Reeves (ed.). Introduction to Electrodynamics (3rd ed.). Upper Saddle River, New Jersey.
  5. Matula, R.A. (1979). “Electrical resistivity of copper, gold, palladium, and silver”. Journal of Physical and Chemical Reference Data.
  6. Douglas Giancoli (2009) [1984]. “25 Electric Currents and Resistance”. In Jocelyn Phillips (ed.). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics (4th ed.). Upper Saddle River, New Jersey.
  7. “Copper wire tables”. United States National Bureau of Standards. Retrieved 3 February 2014.
  8. https://www.plansee.com/en/materials/niobium.html
  9. AISI 1010 Steel, cold drawn. Matweb
  10. Karcher, Ch.; Kocourek, V. (December 2007). “Free-surface instabilities during electromagnetic shaping of liquid metals”.
  11. “JFE steel” (PDF). Retrieved 2012-10-20.