Удельное сопротивление

О конвертации удельного электрического сопротивления

Удельное электрическое сопротивление (удельное сопротивление) измеряет присущее материалу противодействие прохождению тока — сопротивление, нормированное по геометрии. Это свойство материала, не зависящее от размеров образца. Если сопротивление зависит от размера и формы объекта, то удельное сопротивление остаётся постоянным для данного материала при фиксированных условиях. Это различие принципиально: длинный тонкий медный провод имеет большее сопротивление, чем короткий толстый, но оба обладают одинаковым удельным сопротивлением, поскольку они из одного материала. Удельное сопротивление позволяет напрямую сравнивать электрические свойства материалов вне зависимости от геометрии образца.

Единица СИ — ом-метр (Ω·m). Удельное сопротивление охватывает огромный диапазон: от 10⁻⁸ Ω·m для металлов до 10¹⁶ Ω·m для хороших изоляторов — более 24 порядков величины, один из самых широких диапазонов свойств в физике. Температура существенно влияет на удельное сопротивление: у металлов оно растёт с повышением температуры (из-за усиления колебаний решётки), тогда как у полупроводников обычно уменьшается (термически возбуждается больше носителей заряда). Это величина, обратная удельной проводимости, необходимая в электротехнике, материаловедении и проектировании полупроводниковых приборов.

Наш конвертер работает со всеми стандартными единицами удельного электрического сопротивления, используемыми при подборе проводов, характеризации материалов и проектировании электроники.

Распространённые конвертации удельного электрического сопротивления

Справочник единиц удельного электрического сопротивления

Ом-метр (Ω·m) — единица удельного сопротивления в СИ, представляющая сопротивление куба со стороной 1 метр, измеренное между противоположными гранями. Хотя математически корректна, единица Ω·m даёт неудобно малые числа для металлов (медь — 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m), поэтому на практике часто используют производные единицы. Соотношение R = ρL/A связывает удельное сопротивление с физическим сопротивлением, где L — длина, A — площадь поперечного сечения.

Ом-сантиметр (Ω·cm) — доминирующая единица в спецификациях полупроводниковой промышленности. 1 Ω·cm = 0,01 Ω·m. Удельное сопротивление кремниевых пластин почти всегда указывается в Ω·cm, варьируясь от 0,001 Ω·cm (сильнолегированный) до 10 000 Ω·cm (высокочистый собственный). Спецификации германия также используют Ω·cm. Сантиметровый масштаб соответствует типичным размерам пластин.

Микроом-сантиметр (μΩ·cm) — практическая единица для металлических проводников с очень низким удельным сопротивлением. Медь ≈ 1,68 μΩ·cm; серебро ≈ 1,59 μΩ·cm; алюминий ≈ 2,65 μΩ·cm; золото ≈ 2,44 μΩ·cm. 1 μΩ·cm = 10⁻⁸ Ω·m = 10⁻⁶ Ω·cm. Таблицы проводов и спецификации проводников обычно используют эту единицу.

Ом-квадратный миллиметр на метр (Ω·mm²/m) — стандартная единица кабельной промышленности, напрямую связанная с расчётами сечения проводов. Численно равна μΩ·cm × 10 (поэтому для меди ≈ 17,2 Ω·mm²/m). Удобна, потому что поперечные сечения проводов обычно указываются в mm², а длины — в метрах. Напрямую даёт сопротивление: R = ρ × L, где L — в метрах, а ρ — в Ω·mm²/m, что даёт R в омах для провода сечением 1 mm².

Наноом-метр (nΩ·m) — 10⁻⁹ Ω·m. Иногда используется для металлов, чтобы избежать научной записи. Медь ≈ 16,8 nΩ·m. Менее распространён, чем μΩ·cm, но иногда встречается в физической литературе.