Parmi tous les matériaux, naturels ou artificiels, simples
ou complexes on a tendance à distinguer ceux qui conduisent
l'électricité (les conducteurs) et ceux qui ne la
laissent pas passer (les isolants). En fait il existe toute une
gamme de matériaux qui laissent plus ou moins passer le
courant et parmi eux figurent les semi-conducteurs.
La résistivité
des matériaux
Pour caractériser un matériau sur sa capacité
à laisser passer le courant on utilise la résistivité.
Elle s'exprime en ohm.mètre et non en ohm/mètre.
La résistivité varie en fonction de la température.
Un exemple typique est la résistance du filament en tungstène
d'une ampoule dont la résistance à chaud est nettement
plus élevée qu'à froid. A l'inverse, lorsque
la température du conducteur descend au alentours du réro
absolu sa résistance s'annule presque. Ce phénomène
de la supraconductivité dépend du matériau
employé.
Métal
Résistivité
ro
(ohm.mètre x 10-9)
Aluminium
30
Argent
16
Bronze
50
Constantan
500
Cuivre recuit
17
Cuivre écroui
18
Duralumin AU4G
50
Etain
142
Fer
104
Ferro-Nickel
738
Laiton
60
Maillechort
300
Magnésium
43
Manganin
467
Mercure
940
Nickel
130
Or
22
Platine
94
Plomb
207
Tantale
165
Zinc
59
Résistance d'un conducteur
Elle est proportionnelle à la longueur de celui-ci. En
doublant la longueur d'un conducteur on double sa résistance
électrique.
En augmentant la section d'un conducteur on diminue sa résistance.
Voir aussi la loi d'Ohm.
En haute fréquence la résistance d'un conducteur
augmente avec la fréquence à cause de l'effet
de peau.
La formule qui permet de calculer la résistance d'un conducteur
de longueur l et de section S est la suivante :
Exemple
Quelle sera la résistance d'un fil de longueur 12m et de
diamètre 2mm ?
On commencera par calculer la section en m² d'un fil diamètre
2 mm² :
S = 3,14 x D² / 4 avec D = 0,002 m
S = 3,14 x 10-6 m² ou 0,00000314 m²
Il suffit ensuite d'appliquer la formule ci-dessus en remplaçant
chaque variable par sa valeur :
R = 18 x 10-9 x 12 / 0,00000314 = 0.07 ohms ou 70 milliohms
Les résistances bobinées
Une application de ce que nous
venons de voir est la résistance bobinée. Elles
sont généralement réalisée en bobinant
un fil résistant en cupronickel sur un mandrin isolant
et résistant à la chaleur. Principale application
: résistances de puissance ou de chauffage
La conductivité
La conductivité est l'inverse de la résistivité.
Elle s'exprime en siemens par mètre (symbole S/m) et ses
sous-multiples (mS/m, µS/m...). On la représente
par la lettre grecque sigma s.
Dans l'étude des antennes, le sol est caractérisé
entre autres par sa conductivité (voir Rayonnement
des antennes en fonction du sol)