導体の抵抗を決めるもの

化学的に純粋な金属で作られた導体の抵抗とその逆数、つまり導電率は特徴的な物理量ですが、それでも、その抵抗値は比較的低い精度で知られています。

これは、金属の抵抗値がさまざまなランダムで制御が難しい状況に大きく影響されるという事実によって説明されます。

まず、純粋な金属に含まれる微量の不純物が抵抗を増加させることがよくあります。

電気工学にとって最も重要な金属は、ハニー、電気エネルギーを分配するためのワイヤやケーブルが作られるが、この点では特に敏感であることが判明した。

0.05% というごくわずかな不純物の炭素は、化学的に純粋な銅の抵抗と比較して銅の抵抗を 33% 増加させます。不純物である 0.13% のリンは銅の抵抗を 48% 増加させ、0.5% の鉄は 176% 増加させます。亜鉛の量は20％と少ないため測定が困難です。

他の金属の抵抗に対する不純物の影響は、銅の場合ほど大きくありません。

化学的に純粋な金属、または一般に特定の化学組成を有する金属の耐性は、熱的および機械的処理の方法によって異なります。

圧延、絞り、焼き入れ、焼きなましにより、金属の抵抗率が数パーセント変化する可能性があります。

これは、溶融金属が凝固中に結晶化し、ランダムに分布した多数の小さな単結晶が形成されるという事実によって説明されます。

機械的処理によりこれらの結晶が部分的に破壊され、それらのグループが相互に移動し、その結果、金属片の全体的な導電率が通常、抵抗が増加する方向に変化します。

金属ごとに異なりますが、適切な温度で長時間アニールすると結晶の減少が起こり、通常は抵抗が低下します。

溶融金属の凝固中に多かれ少なかれ重要な単結晶（単結晶）を得ることができる方法があります。

金属が正しい系の結晶を生成する場合、そのような金属の単結晶の抵抗はどの方向でも同じになります。金属結晶が六方晶系、正方晶系、または三方晶系に属する場合、単結晶の抵抗値は電流の方向に依存します。

限界（極端な）値は結晶の対称軸の方向と対称軸に垂直な方向で得られ、他のすべての方向では抵抗は中間の値になります。

従来の方法で得られた金属片は、小さな結晶がランダムに分布しており、凝固中に多かれ少なかれ規則正しい結晶の分布が確立されない限り、特定の平均値に等しい抵抗を持ちます。

このことから、結晶が正しい系に属していない他の化学的に純粋な金属のサンプルの抵抗は、完全に決定された値を持つことができないことは明らかです。

20 °C における最も一般的な導電性金属および合金の抵抗値: 物質の抵抗と電気伝導率

さまざまな金属の抵抗に対する温度の影響は、理論的かつ実際的に非常に重要であるため、多くの徹底的な研究の対象となっています。

純金属抵抗温度係数、ほとんどの場合、気体の熱線膨張の温度係数に近い、つまり 0.004 とあまり変わらないため、0 ～ 100 °C の範囲では、抵抗は絶対温度にほぼ比例します。

0°未満の温度では、抵抗は絶対温度よりも速く減少し、温度が低下するほど速くなります。絶対零度に近い温度では、一部の金属の抵抗は実質的にゼロになります。 100°を超える高温では、ほとんどの金属の温度係数はゆっくりと増加します。つまり、抵抗は温度よりわずかに早く増加します。

興味深い事実：

いわゆる強磁性金属 (鉄、ニッケル、コバルト) の抵抗は温度よりもはるかに速く増加します。最後に、プラチナとパラジウムは、温度の上昇に多少遅れて抵抗率の増加を示します。

高温を測定するには、いわゆる白金測温抵抗体、絶縁物質の管の上に螺旋状に巻かれた細い純プラチナ線、あるいは石英管の壁に溶け込んだものから構成されています。ワイヤの抵抗を測定することにより、-40 ～ 1000 °C の温度範囲の表または曲線からワイヤの温度を決定できます。

金属伝導性を有する物質の中でも、負の温度係数を持つ金属とは異なる石炭、黒鉛、無煙炭に注目する必要があります。

セレンの変性の 1 つ（金属、結晶セレン、灰色）の抵抗は、光線にさらされると大幅に低下します。この現象は次の領域に属します太陽光発電現象.

セレンやその他の同様の物質の場合、光線を吸収したときに物質の原子から分離された電子は、物体の表面を通って飛び散ることはなく、物質の内部に留まり、その結果として電気伝導度が変化します。物質の量は自然に増加します。この現象は固有光電現象と呼ばれます。

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