Résistivité Électrique
📖 Définition
La résistivité électrique (ρ, rhô) est une propriété fondamentale qui caractérise la capacité d'un matériau à s'opposer au passage du courant électrique.
Une faible résistivité indique un excellent conducteur électrique, tandis qu'une résistivité élevée caractérise un matériau isolant ou fortement résistif.
Référence Rapide
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Symbole | ρ (rhô) |
| Unité SI | Ω·m |
| Propriété inverse | Conductivité (σ) |
| Température de référence | 20 °C |
| Formule principale | R = ρL / A |
Propriétés Électriques Typiques des Matériaux Conducteurs
| Matériau | IACS (%) | Résistivité (Ω·m à 20°C) | Conductivité (MS/m) | Coefficient de température α (1/°C) |
|---|---|---|---|---|
| Argent | 106 | 1,59 × 10⁻⁸ | 62,9 | 0,00380 |
| Cuivre (Recuit) | 100 | 1,724 × 10⁻⁸ | 58,0 | 0,00393 |
| Cuivre (OFHC) | 101 | 1,71 × 10⁻⁸ | 58,5 | 0,00390 |
| Or | 70 | 2,44 × 10⁻⁸ | 41,0 | 0,00340 |
| Aluminium | 61 | 2,82 × 10⁻⁸ | 35,5 | 0,00429 |
| Tungstène | 31 | 5,60 × 10⁻⁸ | 17,9 | 0,00450 |
| Zinc | 29 | 5,90 × 10⁻⁸ | 16,9 | 0,00370 |
| Nickel | 25 | 6,99 × 10⁻⁸ | 14,3 | 0,00600 |
| Laiton* | 23–28 | (6–8) × 10⁻⁸ | 15–17 | 0,00150 |
| Bronze* | 12–18 | (9–14) × 10⁻⁸ | 7–11 | 0,00180 |
| Fer | 17 | 9,71 × 10⁻⁸ | 10,3 | 0,00500 |
| Étain | 15 | 1,09 × 10⁻⁷ | 9,2 | 0,00450 |
| Platine | 16 | 1,06 × 10⁻⁷ | 9,4 | 0,00392 |
| Plomb | 8 | 2,20 × 10⁻⁷ | 4,8 | 0,00400 |
| Acier inoxydable (304) | 2,5 | 7,20 × 10⁻⁷ | 1,39 | 0,00094 |
Remarques
- IACS = International Annealed Copper Standard (Standard International du Cuivre Recuit).
- Toutes les valeurs sont des valeurs typiques mesurées à 20 °C.
Formule de la Résistivité
La résistance électrique d'un conducteur dépend de sa géométrie ainsi que de la résistivité du matériau utilisé.
ρ × L
R = ─────────────────
A
Où :
| Symbole | Description | Unité |
|---|---|---|
| R | Résistance électrique | Ω |
| ρ | Résistivité électrique | Ω·m |
| L | Longueur du conducteur | m |
| A | Section du conducteur | m² |
Conductivité Électrique
La conductivité électrique est l'inverse de la résistivité.
σ = 1 / ρ
| Symbole | Description | Unité |
|---|---|---|
| σ | Conductivité électrique | S/m |
| ρ | Résistivité électrique | Ω·m |
Influence de la Température
Pour la majorité des métaux, la résistivité augmente de manière pratiquement linéaire avec la température.
ρ(T)=ρ₀[1+α(T−T₀)]
Où :
| Symbole | Description |
|---|---|
| ρ(T) | Résistivité à la température T |
| ρ₀ | Résistivité à la température de référence |
| α | Coefficient de température |
| T | Température de fonctionnement |
| T₀ | Température de référence |
Exemple Pratique
Considérons un conducteur en cuivre présentant les caractéristiques suivantes :
- Longueur : 10 m
- Section : 1 mm²
- Résistivité : 1,724 × 10⁻⁸ Ω·m
En appliquant la formule :
ρ × L
R = ─────────────────
A
La résistance obtenue est d'environ :
R ≈ 0,172 Ω
Pourquoi le cuivre est-il préféré à l'argent ?
Bien que l'argent possède la meilleure conductivité électrique parmi tous les métaux, son coût très élevé limite son utilisation à des applications spécialisées telles que les connecteurs RF, les composants hyperfréquences, les contacts électriques hautes performances ou certains équipements de laboratoire.
Le cuivre offre des performances électriques très proches pour un coût nettement inférieur, ce qui en fait le matériau de référence dans l'industrie électrique et électronique.
Références
- IEC 60287 — Calcul du courant admissible des câbles électriques.
- IPC-2152 — Détermination de la capacité de transport de courant des pistes de circuits imprimés.
- ASTM B193 — Méthode de mesure de la résistivité électrique des conducteurs.
- Base de données NIST — Propriétés électriques des matériaux.