Resistività elettrica
Resistività, conducibilità, coefficiente di temperatura e valori tipici dei materiali conduttori a 20 °C.
Redazione e revisione tecnica:Team di ingegneria ElectroDesignForge
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La resistività elettrica (ρ, rho) è una proprietà fondamentale che misura quanto un materiale si oppone al passaggio della corrente elettrica.
Una resistività bassa indica un ottimo conduttore elettrico; una resistività elevata caratterizza un materiale isolante o resistivo.
Riferimento rapido
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Simbolo | ρ (rho) |
| Unità SI | Ω·m |
| Proprietà inversa | Conducibilità (σ) |
| Temperatura di riferimento | 20°C |
| Formula principale | R = ρL / A |
Proprietà elettriche tipiche dei materiali conduttori
| Materiale | IACS (%) | Resistività (Ω·m @20°C) | Conducibilità (MS/m) | Coeff. di temperatura α (1/°C) |
|---|---|---|---|---|
| Argento | 106 | 1.59 × 10⁻⁸ | 62.9 | 0.00380 |
| Rame (ricotto) | 100 | 1.724 × 10⁻⁸ | 58.0 | 0.00393 |
| Rame (OFHC) | 101 | 1.71 × 10⁻⁸ | 58.5 | 0.00390 |
| Oro | 70 | 2.44 × 10⁻⁸ | 41.0 | 0.00340 |
| Alluminio | 61 | 2.82 × 10⁻⁸ | 35.5 | 0.00429 |
| Tungsteno | 31 | 5.60 × 10⁻⁸ | 17.9 | 0.00450 |
| Zinco | 29 | 5.90 × 10⁻⁸ | 16.9 | 0.00370 |
| Nichel | 25 | 6.99 × 10⁻⁸ | 14.3 | 0.00600 |
| Ottone* | 23–28 | (6–8) × 10⁻⁸ | 15–17 | 0.00150 |
| Bronzo* | 12–18 | (9–14) × 10⁻⁸ | 7–11 | 0.00180 |
| Ferro | 17 | 9.71 × 10⁻⁸ | 10.3 | 0.00500 |
| Stagno | 15 | 1.09 × 10⁻⁷ | 9.2 | 0.00450 |
| Platino | 16 | 1.06 × 10⁻⁷ | 9.4 | 0.00392 |
| Piombo | 8 | 2.20 × 10⁻⁷ | 4.8 | 0.00400 |
| Acciaio inox (304) | 2.5 | 7.20 × 10⁻⁷ | 1.39 | 0.00094 |
Note
- IACS = International Annealed Copper Standard.
- Tutti i valori sono valori tipici misurati a 20°C.
Formula della resistività
La resistenza di un conduttore dipende dalla sua geometria e dalla resistività del materiale.
ρ × L
R = ─────────────────
A
Dove:
| Simbolo | Descrizione | Unità |
|---|---|---|
| R | Resistenza elettrica | Ω |
| ρ | Resistività elettrica | Ω·m |
| L | Lunghezza del conduttore | m |
| A | Area della sezione trasversale | m² |
Conducibilità
La conducibilità elettrica è l'inverso della resistività.
σ = 1 / ρ
| Simbolo | Descrizione | Unità |
|---|---|---|
| σ | Conducibilità elettrica | S/m |
| ρ | Resistività elettrica | Ω·m |
Dipendenza dalla temperatura
Per la maggior parte dei conduttori metallici, la resistività aumenta quasi linearmente con la temperatura.
ρ(T)=ρ₀[1+α(T−T₀)]
Dove:
| Simbolo | Descrizione |
|---|---|
| ρ(T) | Resistività alla temperatura T |
| ρ₀ | Resistività alla temperatura di riferimento |
| α | Coefficiente di temperatura |
| T | Temperatura di esercizio |
| T₀ | Temperatura di riferimento |
Esempio pratico
Consideriamo un conduttore di rame con:
- Lunghezza: 10 m
- Area della sezione trasversale: 1 mm²
- Resistività: 1.724 × 10⁻⁸ Ω·m
Applicando:
ρ × L
R = ─────────────────
A
La resistenza calcolata è approssimativamente:
R ≈ 0.172 Ω
Perché si preferisce il rame all'argento?
Sebbene l'argento abbia la più alta conducibilità elettrica tra i metalli, il suo costo molto maggiore ne limita l'uso ad applicazioni specializzate, come connettori RF, componenti a microonde e contatti elettrici ad alte prestazioni. Il rame offre prestazioni elettriche quasi equivalenti a una frazione del costo, ed è quindi lo standard industriale.
Bibliografia
- IEC 60287 — Cavi elettrici
- IPC-2152 — Norma per determinare la portata di corrente nella progettazione di circuiti stampati
- ASTM B193 — Resistività elettrica dei conduttori
- Banca dati NIST delle proprietà elettriche