Resistividade elétrica
Resistividade, condutividade, coeficiente de temperatura e valores típicos de materiais condutores a 20°C.
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Resistividade elétrica (ρ, rho) é uma propriedade fundamental que quantifica quão fortemente um material se opõe ao fluxo de corrente elétrica.
Uma baixa resistividade indica um excelente condutor elétrico, enquanto uma alta resistividade caracteriza um material isolante ou resistivo.
Referência rápida
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Símbolo | ρ (rho) |
| Unidade SI | Ω·m |
| Propriedade inversa | Condutividade (σ) |
| Temperatura de referência | 20 °C |
| Fórmula principal | R = ρL / A |
Propriedades elétricas típicas de materiais condutores
| Material | IACS (%) | Resistividade (Ω·m a 20 °C) | Condutividade (MS/m) | Coeficiente de temperatura α (1/°C) |
|---|---|---|---|---|
| Prata | 106 | 1.59 × 10⁻⁸ | 62.9 | 0.00380 |
| Cobre recozido | 100 | 1.724 × 10⁻⁸ | 58.0 | 0.00393 |
| Cobre OFHC | 101 | 1.71 × 10⁻⁸ | 58.5 | 0.00390 |
| Ouro | 70 | 2.44 × 10⁻⁸ | 41.0 | 0.00340 |
| Alumínio | 61 | 2.82 × 10⁻⁸ | 35.5 | 0.00429 |
| Tungstênio | 31 | 5.60 × 10⁻⁸ | 17.9 | 0.00450 |
| Zinco | 29 | 5.90 × 10⁻⁸ | 16.9 | 0.00370 |
| Níquel | 25 | 6.99 × 10⁻⁸ | 14.3 | 0.00600 |
| Latão* | 23–28 | (6–8) × 10⁻⁸ | 15–17 | 0.00150 |
| Bronze* | 12–18 | (9–14) × 10⁻⁸ | 7–11 | 0.00180 |
| Ferro | 17 | 9.71 × 10⁻⁸ | 10.3 | 0.00500 |
| Estanho | 15 | 1.09 × 10⁻⁷ | 9.2 | 0.00450 |
| Platina | 16 | 1.06 × 10⁻⁷ | 9.4 | 0.00392 |
| Chumbo | 8 | 2.20 × 10⁻⁷ | 4.8 | 0.00400 |
| Aço inoxidável (304) | 2.5 | 7.20 × 10⁻⁷ | 1.39 | 0.00094 |
Notas
- IACS = International Annealed Copper Standard, referência internacional baseada no cobre recozido.
- Todos os valores são típicos, medidos a 20 °C.
Fórmula de resistência
A resistência de um condutor depende de sua geometria e da resistividade do material.
ρ × L
R = ─────────────────
A
Em que:
| Símbolo | Descrição | Unidade |
|---|---|---|
| R | Resistência elétrica | Ω |
| ρ | Resistividade elétrica | Ω·m |
| L | Comprimento do condutor | m |
| A | Área transversal | m² |
Condutividade
A condutividade elétrica é o inverso da resistividade.
σ = 1 / ρ
| Símbolo | Descrição | Unidade |
|---|---|---|
| σ | Condutividade elétrica | S/m |
| ρ | Resistividade elétrica | Ω·m |
Dependência da temperatura
Para a maioria dos condutores metálicos, a resistividade aumenta quase linearmente com a temperatura.
ρ(T)=ρ₀[1+α(T−T₀)]
Em que:
| Símbolo | Descrição |
|---|---|
| ρ(T) | Resistividade à temperatura T |
| ρ₀ | Resistividade à temperatura de referência |
| α | Coeficiente de temperatura |
| T | Temperatura de operação |
| T₀ | Temperatura de referência |
Exemplo prático
Considere um condutor de cobre com:
- Comprimento: 10 m
- Área transversal: 1 mm²
- Resistividade: 1.724 × 10⁻⁸ Ω·m
Usando:
ρ × L
R = ─────────────────
A
A resistência calculada é aproximadamente:
R ≈ 0.172 Ω
Por que o cobre é preferido à prata?
Embora a prata tenha a maior condutividade elétrica entre os metais, seu custo muito mais alto limita o uso a aplicações especializadas, como conectores de RF e contatos elétricos de alto desempenho. O cobre oferece desempenho elétrico próximo por uma fração do custo, tornando-se a referência para a indústria.
Bibliografia
- IEC 60287 — Cálculo da capacidade de condução de corrente em cabos elétricos.
- IPC-2152 — Determinação da capacidade de condução de corrente em trilhas de PCB.
- ASTM B193 — Método de medição da resistividade elétrica de condutores.
- NIST — Base de dados de propriedades elétricas dos materiais.