Que signifie la résistivité du conducteur ? Résistance électrique spécifique des métaux et de leurs alliages, semi-conducteurs et diélectriques

La plupart des lois de la physique sont basées sur des expériences. Les noms des expérimentateurs sont immortalisés dans les titres de ces lois. L'un d'eux était Georg Ohm.

Les expériences de Georg Ohm

Il a établi au cours d'expériences sur l'interaction de l'électricité avec diverses substances, y compris les métaux, la relation fondamentale de densité, tension champ électrique et les propriétés de la substance, qui a reçu le nom de "conductivité". La formule correspondant à cette régularité, appelée « loi d'Ohm », est la suivante :

j = E , dans lequel

• j- densité courant électrique;
• λ — la conductivité, également appelée « conductivité électrique » ;
• E - intensité du champ électrique.

Dans certains cas, une lettre différente de l'alphabet grec est utilisée pour désigner la conductivité - σ ... La conductivité spécifique dépend de certains paramètres de la substance. Sa valeur est influencée par la température, les substances, la pression, s'il s'agit d'un gaz, et surtout, la structure de cette substance. La loi d'Ohm n'est observée que pour les substances homogènes.

Pour des calculs plus pratiques, l'inverse de la conductivité spécifique est utilisé. Elle a le nom " résistivité", qui est également liée aux propriétés de la substance dans laquelle circule le courant électrique, est désignée par la lettre grecque ρ et a la dimension Ohm * m. Mais puisque pour différents phénomènes physiques différents fondements théoriques sont appliqués, des formules alternatives peuvent être utilisées pour la résistivité. Ils sont le reflet de la théorie électronique classique des métaux, ainsi que de la théorie quantique.

Formules

Dans ces fastidieux, pour les lecteurs ordinaires, apparaissent des formules telles que la constante de Boltzmann, la constante d'Avogadro et la constante de Planck. Ces constantes sont utilisées pour les calculs qui prennent en compte le libre parcours des électrons dans un conducteur, leur vitesse lors du mouvement thermique, le degré d'ionisation, la concentration et la densité d'une substance. Bref, tout est assez difficile pour un non-spécialiste. Afin de ne pas être infondé, vous pouvez vous familiariser avec à quoi tout ressemble vraiment:

Caractéristiques des métaux

Étant donné que le mouvement des électrons dépend de l'homogénéité de la substance, le courant dans le conducteur métallique circule en fonction de sa structure, ce qui affecte la répartition des électrons dans le conducteur, compte tenu de son inhomogénéité. Il est déterminé non seulement par la présence d'inclusions d'impuretés, mais également par des défauts physiques - fissures, vides, etc. L'inhomogénéité d'un conducteur augmente sa résistivité, qui est déterminée par la règle de Mattthissen.

Cette règle facile à comprendre, en fait, dit que plusieurs résistivités distinctes peuvent être distinguées dans un conducteur avec courant. Et la valeur résultante sera leur somme. Les termes seront la résistivité du réseau cristallin du métal, les impuretés et les défauts conducteurs. Étant donné que ce paramètre dépend de la nature de la substance, pour son calcul, les régularités correspondantes sont déterminées, y compris pour les substances mélangées.

Malgré le fait que les alliages soient également des métaux, ils sont considérés comme des solutions avec une structure chaotique, et pour le calcul de la résistivité, il importe de savoir quels métaux sont inclus dans l'alliage. Fondamentalement, la plupart des alliages à deux composants qui n'appartiennent pas à la transition, ainsi que les métaux des terres rares, relèvent de la description de la loi de Nodheim.

La résistance spécifique des films minces métalliques est considérée comme un sujet distinct. Il est tout à fait logique de supposer que sa valeur doit être supérieure à celle d'un conducteur massif fait du même métal. Mais en même temps, une formule empirique spéciale de Fuchs est introduite pour le film, qui décrit l'interdépendance de la résistivité et de l'épaisseur du film. Il s'avère que dans les films, les métaux présentent les propriétés des semi-conducteurs.

Et le processus de transfert de charge est influencé par les électrons, qui se déplacent dans le sens de l'épaisseur du film et interfèrent avec le mouvement des charges « longitudinales ». En même temps, ils sont réfléchis par la surface du film conducteur, et ainsi un électron oscille longtemps entre ses deux surfaces. Un autre facteur important dans l'augmentation de la résistivité est la température du conducteur. Plus la température est élevée, plus la résistance est grande. Inversement, plus la température est basse, plus la résistance est faible.

Les métaux sont les substances ayant la plus faible résistivité à la température dite « ambiante ». Le seul non-métal qui justifie son utilisation comme conducteur est le carbone. Le graphite, l'une de ses variétés, est largement utilisé pour réaliser des contacts glissants. Il a très une bonne combinaison propriétés telles que la résistivité et le coefficient de frottement de glissement. Par conséquent, le graphite est un matériau irremplaçable pour les balais de moteurs électriques et autres contacts glissants. Les valeurs de résistivité des substances de base utilisées à des fins industrielles sont indiquées dans le tableau ci-dessous.

Supraconductivité

Aux températures correspondant à la liquéfaction des gaz, c'est-à-dire jusqu'à la température de l'hélium liquide, qui est de - 273 degrés Celsius, la résistivité diminue presque jusqu'à la disparition complète. Et ce ne sont pas seulement de bons conducteurs métalliques comme l'argent, le cuivre et l'aluminium. Presque tous les métaux. Dans de telles conditions, appelées supraconductivité, la structure du métal n'a pas d'effet inhibiteur sur le mouvement des charges sous l'action d'un champ électrique. Par conséquent, le mercure et la plupart des métaux deviennent des supraconducteurs.

Mais, comme il s'est avéré, relativement récemment dans les années 80 du 20e siècle, certains types de céramiques sont également capables de supraconductivité. De plus, vous n'avez pas besoin d'utiliser d'hélium liquide pour cela. Ces matériaux sont appelés supraconducteurs à haute température. Cependant, plusieurs décennies se sont écoulées et la gamme de conducteurs haute température s'est considérablement élargie. Mais il n'y a pas d'utilisation massive de tels éléments supraconducteurs à haute température. Dans certains pays, des installations uniques ont été réalisées, remplaçant les conducteurs en cuivre ordinaires par des supraconducteurs à haute température. Pour maintenir une supraconductivité normale à haute température, de l'azote liquide est nécessaire. Et cela s'avère être une solution technique trop coûteuse.

Par conséquent, la faible valeur de résistivité donnée par la nature du cuivre et de l'aluminium en fait encore des matériaux indispensables pour la fabrication de divers conducteurs de courant électrique.

Spécifique résistance électrique

La valeur de la charge de courant admissible sur les fils est une estimation approximative de leur résistance, basée sur la capacité du courant à chauffer ces fils à haute température... Parfois, nous sommes confrontés à des situations dans lesquelles la chute de tension créée par la résistance des fils crée pour nous des problèmes complètement différents (non liés au chauffage). Par exemple, on peut avoir un circuit pour lequel la tension est critique et ne doit pas descendre en dessous d'une certaine valeur :

La tension d'alimentation de ce circuit est de 230 V, et au moins 220 V sont nécessaires pour alimenter la charge. De là, nous pouvons conclure que la perte de tension sur les fils ne doit pas dépasser 10 V. Puisque nous avons deux fils, nous divisons 10 volts par 2 et obtenez une perte de tension admissible de 5 volts pour chaque fil. En utilisant la loi d'Ohm (R = U / I), nous pouvons calculer la résistance maximale admissible de chaque fil :

Nous savons que la longueur de chacun des fils est de 70 mètres, mais comment pouvons-nous calculer la résistance réelle de fils spécifiques d'une certaine taille et longueur ? La formule suivante va nous y aider :

Cette formule met en corrélation la résistance d'un conducteur avec sa résistivité (lettre grecque "ro" ρ), sa longueur (l) et sa surface la Coupe transversale(S). A partir de cette formule, on peut voir que la résistance d'un fil augmente avec l'augmentation de sa longueur (analogie : il est plus difficile pour les liquides de s'écouler à travers un long tuyau que le long d'un court), et diminue avec une augmentation de la croix- section (analogie : il est plus facile pour les liquides de s'écouler dans un tuyau épais que dans un tuyau mince). La résistivité est une valeur constante pour le type spécifique de matériau à partir duquel le fil est fabriqué.

La résistivité de certains matériaux conducteurs peut être trouvée dans le tableau ci-dessous. D'après ce tableau, on peut voir que le cuivre est un bon conducteur, il est juste derrière l'argent en termes de conductivité.

Les valeurs sont ici données à t = 20°C. Les résistances des alliages dépendent de leur composition exacte et peuvent varier.

Faites attention à l'unité de résistivité donnée dans le tableau (Ohm · mm 2 / m). Elle nous dit que dans la formule R = l / S, vous devez utiliser la longueur en mètres et la section en millimètres carrés.

Revenons à notre exemple, dans lequel nous sélectionnons un fil qui a une résistance de 0,2 ohm ou moins sur une longueur de 70 mètres. En supposant qu'un fil de cuivre sera utilisé (le type le plus courant fils électriques), vous pouvez convertir la dernière formule sous la forme suivante :

Ainsi, dans notre cas, il suffira fil de cuivre section 6.125 mm 2. La charge de courant admissible d'un tel fil est supérieure à celles indiquées dans le circuit 25 A.

Dès que l'électricité a quitté les laboratoires des scientifiques et a commencé à être largement introduite dans la pratique Vie courante, la question s'est posée de la recherche de matériaux présentant certaines caractéristiques, parfois complètement opposées, par rapport au passage du courant électrique à travers eux.

Par exemple, lors de la transmission d'énergie électrique sur une longue distance, les exigences de minimisation des pertes dues au chauffage Joule en combinaison avec des caractéristiques de faible poids ont été imposées au matériau du fil. Un exemple de ceci est le familier lignes à haute tension lignes de transport d'électricité faites de fils d'aluminium avec une âme en acier.

Ou, à l'inverse, pour créer des radiateurs électriques tubulaires compacts, des matériaux ayant une résistance électrique relativement élevée et une résistance à haute température étaient nécessaires. L'exemple le plus simple d'un appareil utilisant des matériaux aux propriétés similaires est le brûleur d'une cuisinière électrique de cuisine ordinaire.

Les conducteurs utilisés en biologie et en médecine comme électrodes, sondes et sondes nécessitent une résistance chimique élevée et une compatibilité avec les biomatériaux, combinées à une faible résistance de contact.

Toute une galaxie d'inventeurs de différents pays: Angleterre, Russie, Allemagne, Hongrie et USA. Thomas Edison, ayant réalisé plus d'un millier d'expériences pour tester les propriétés de matériaux adaptés au rôle de filaments, a créé une lampe avec une spirale en platine. Les lampes Edison, bien qu'elles aient une longue durée de vie, n'étaient pas pratiques en raison du coût élevé du matériau de départ.

Les travaux ultérieurs de l'inventeur russe Lodygin, qui a proposé d'utiliser du tungstène et du molybdène réfractaires relativement bon marché avec une résistivité plus élevée sous forme de filaments, ont trouvé utilisation pratique... De plus, Lodygin a suggéré de pomper l'air des cylindres des lampes à incandescence, en le remplaçant par des gaz inertes ou nobles, ce qui a conduit à la création de lampes à incandescence modernes. Le pionnier de la production de masse de lampes électriques abordables et durables était General Electric, à qui Lodygin a cédé les droits de ses brevets et a ensuite travaillé avec succès dans les laboratoires de l'entreprise pendant longtemps.

Cette liste peut être continuée, car l'esprit humain curieux est si inventif que parfois, pour résoudre un certain problème technique, il a besoin de matériaux aux propriétés inédites ou avec des combinaisons incroyables de ces propriétés. La nature ne peut plus suivre nos appétits et des scientifiques du monde entier se sont joints à la course pour créer des matériaux qui n'ont pas d'analogues naturels.

Un des caractéristiques critiques les matériaux naturels et synthétisés est la résistivité électrique. Un exemple Appareil électroménager dans lequel dans forme pure cette propriété est utilisée, un fusible peut servir de fusible qui protège nos équipements électriques et électroniques des effets de courant dépassant les valeurs admissibles.

Il convient de noter que ce sont des substituts maison aux fusibles standard, fabriqués sans connaître la résistance spécifique du matériau, qui provoquent parfois non seulement l'épuisement de divers éléments circuits électriques, mais aussi l'apparition d'incendies dans les maisons et l'allumage de câblages dans les voitures.

Il en va de même pour le remplacement des fusibles dans le secteur, lorsqu'au lieu d'un fusible de calibre inférieur, un fusible de calibre supérieur est installé. Cela conduit à une surchauffe du câblage électrique et même, par conséquent, au déclenchement d'incendies avec de tristes conséquences. Cela est particulièrement vrai pour les maisons à ossature.

Référence historique

Le concept de résistivité électrique est apparu grâce aux travaux du célèbre physicien allemand Georg Ohm, qui a théoriquement étayé et au cours de nombreuses expériences a prouvé le lien entre l'intensité du courant, la force électromotrice de la batterie et la résistance de toutes les parties de la circuit, découvrant ainsi la loi du circuit électrique élémentaire, plus tard nommé d'après lui. Ohm a étudié la dépendance de l'amplitude du courant circulant sur l'amplitude de la tension appliquée, sur la longueur et la forme du matériau conducteur, ainsi que sur le type de matériau utilisé comme milieu conducteur.

En même temps, il faut rendre hommage aux travaux de Sir Humphrey Davy, chimiste, physicien et géologue anglais, qui fut le premier à établir la dépendance de la résistance électrique d'un conducteur sur sa longueur et sa section transversale, et a également noté la dépendance de la conductivité électrique sur la température.

En étudiant la dépendance du flux de courant électrique sur le type de matériaux, Ohm a découvert que chaque matériau conducteur à sa disposition avait une caractéristique de résistance au flux de courant inhérente uniquement à lui.

A noter qu'à l'époque d'Ohm, l'un des conducteurs les plus répandus aujourd'hui - l'aluminium - avait le statut d'un métal particulièrement précieux, Ohm s'est donc limité à des expérimentations avec le cuivre, l'argent, l'or, le platine, le zinc, l'étain, le plomb et fer.

En fin de compte, Ohm a introduit le concept de résistivité électrique d'un matériau comme caractéristique fondamentale, ne sachant absolument rien ni de la nature du flux de courant dans les métaux, ni de la dépendance de leur résistance à la température.

Résistance électrique spécifique. Définition

La résistivité électrique, ou simplement la résistivité, est une caractéristique physique fondamentale d'un matériau conducteur qui caractérise la capacité d'une substance à inhiber la circulation du courant électrique. Il est désigné par la lettre grecque (prononcé ro) et est calculé sur la base de la formule empirique de calcul de la résistance obtenue par Georg Ohm.

ou, d'ici

où R - résistance en Ohms, S - surface en m2 /, L - longueur en m

La dimension de la résistivité électrique dans le Système international d'unités SI est exprimée en Ohm m.

C'est la résistance d'un conducteur d'une longueur de 1 m et d'une section de 1 m² / valeur de 1 ohm.

En électrotechnique, pour la commodité des calculs, il est d'usage d'utiliser la dérivée de la valeur de résistivité, exprimée en Ohm mm²/m. Les valeurs de résistivité pour les métaux les plus courants et leurs alliages peuvent être trouvées dans les ouvrages de référence appropriés.

Les tableaux 1 et 2 montrent les valeurs de résistivité pour divers des matériaux les plus courants.

Tableau 1. Résistivité de certains métaux

Tableau 2. Résistivité des alliages courants

Résistances électriques spécifiques des différents supports. Physique des phénomènes

Résistance électrique spécifique des métaux et de leurs alliages, semi-conducteurs et diélectriques

Aujourd'hui, armés de connaissances, nous sommes capables de calculer à l'avance la résistivité électrique de tout matériau, tant naturel que synthétisé, en fonction de sa composition chimique et la condition physique attendue.

Cette connaissance nous aide la meilleure voie d'utiliser les possibilités des matériaux, parfois très exotiques et uniques.

En raison des concepts dominants, du point de vue de la physique, les solides sont divisés en substances cristallines, polycristallines et amorphes.

Le moyen le plus simple, en termes de calcul technique de la résistivité ou de sa mesure, est le cas des substances amorphes. Ils n'ont pas une structure cristalline prononcée (bien qu'ils puissent avoir des inclusions microscopiques de telles substances), ont une composition chimique relativement homogène et présentent des propriétés caractéristiques d'un matériau donné.

Pour les substances polycristallines formées par un ensemble de cristaux relativement petits de la même composition chimique, le comportement des propriétés n'est pas très différent du comportement des substances amorphes, car la résistivité électrique est généralement définie comme une propriété globale intégrale d'un échantillon de matériau donné.

La situation est plus compliquée avec les substances cristallines, en particulier avec les monocristaux, qui ont une résistivité électrique différente et d'autres caractéristiques électriques par rapport aux axes de symétrie de leurs cristaux. Cette propriété est appelée anisotropie cristalline et est largement utilisée en technologie, en particulier dans les circuits d'ingénierie radio des oscillateurs à quartz, où la stabilité de fréquence est déterminée précisément par la génération de fréquences inhérentes à un cristal de quartz donné.

Chacun de nous, étant propriétaire d'un ordinateur, d'une tablette, téléphone portable ou un smartphone, y compris les propriétaires de montres électroniques jusqu'à iWatch, est en même temps propriétaire d'un cristal de quartz. Sur cette base, on peut juger de l'ampleur de l'utilisation des résonateurs à quartz en électronique, qui se comptent par dizaines de milliards.

Entre autres choses, la résistivité de nombreux matériaux, en particulier les semi-conducteurs, dépend de la température, c'est pourquoi les données de référence sont généralement données avec une indication de la température de mesure, généralement égale à 20 ° C.

Les propriétés uniques du platine, qui a une dépendance constante et bien étudiée de la résistivité électrique à la température, ainsi que la possibilité d'obtenir un métal de haute pureté, ont servi de condition préalable à la création de capteurs sur sa base dans une large température gamme.

Pour les métaux, la dispersion des valeurs de référence de résistivité est due aux méthodes de fabrication des échantillons et à la pureté chimique du métal de l'échantillon donné.

Pour les alliages, un écart plus important dans les valeurs de référence de résistivité est dû aux méthodes de fabrication des échantillons et à la variabilité de la composition de l'alliage.

Résistance électrique spécifique des liquides (électrolytes)

La compréhension de la résistivité des liquides repose sur la théorie de la dissociation thermique et de la mobilité des cations et des anions. Par exemple, dans le liquide le plus courant sur Terre - l'eau ordinaire, certaines de ses molécules sous l'influence de la température se décomposent en ions : les cations H + et les anions OH–. Lorsqu'une tension externe est appliquée aux électrodes immergées dans l'eau dans des conditions normales, un courant apparaît en raison du mouvement des ions ci-dessus. Il s'est avéré que des associations entières de molécules se forment dans des amas d'eau, se combinant parfois avec des cations H + ou des anions OH-. Par conséquent, le transfert d'ions par amas sous l'influence tension électrique cela se passe comme suit : en acceptant un ion dans la direction du champ électrique appliqué d'un côté, l'amas « rejette » un ion similaire de l'autre côté. La présence d'amas dans l'eau explique parfaitement que fait scientifique qu'à une température d'environ 4°C l'eau a densité la plus élevée. La plupart de dans ce cas, les molécules d'eau sont en amas du fait de l'action des liaisons hydrogène et covalentes, pratiquement à l'état quasi cristallin ; la dissociation thermique est minime et la formation de cristaux de glace, qui a une densité plus faible (la glace flotte dans l'eau), n'a pas encore commencé.

En général, il y a une plus forte dépendance de la résistivité des liquides à la température, donc cette caractéristique est toujours mesurée à une température de 293 K, ce qui correspond à une température de 20°C.

En plus de l'eau, il existe un grand nombre d'autres solvants qui peuvent créer des cations et des anions de solutés. La connaissance et la mesure de la résistivité de telles solutions sont également d'une grande importance pratique.

Pour les solutions aqueuses de sels, d'acides et d'alcalis, la concentration de la substance dissoute joue un rôle important dans la détermination de la résistivité d'une solution. Un exemple est le tableau suivant, qui montre les valeurs de la résistivité de diverses substances dissoutes dans l'eau à une température de 18 ° C:

Tableau 3. Valeurs des résistances spécifiques de diverses substances dissoutes dans l'eau à une température de 18 °

Ces tableaux sont extraits de la Brève Référence Physique et Technique, Volume 1, - M.: 1960

Résistance spécifique des isolants

Toute une classe de substances diverses avec une résistance spécifique relativement élevée est d'une grande importance dans les branches de l'électrotechnique, de l'électronique, de l'ingénierie radio et de la robotique. Indépendamment de leur état agrégé Qu'elles soient solides, liquides ou gazeuses, ces substances sont appelées isolants. De tels matériaux sont utilisés pour isoler des parties individuelles de circuits électriques les unes des autres.

Un exemple d'isolateurs solides est le ruban isolant flexible, grâce auquel nous restaurons l'isolation lors de la connexion de divers fils. Beaucoup de gens connaissent les isolateurs à suspension en porcelaine lignes aériennes les lignes électriques, les cartes textolites avec des composants électroniques qui font partie de la plupart des produits électroniques, la céramique, le verre et de nombreux autres matériaux. Les matériaux isolants solides modernes à base de plastiques et d'élastomères permettent d'utiliser en toute sécurité des courants électriques de différentes tensions dans une grande variété d'appareils et d'appareils.

En plus des isolants solides, les isolants liquides à haute résistivité sont largement utilisés en génie électrique. Dans les transformateurs de puissance des réseaux électriques, l'huile de transformateur liquide empêche les pannes tour à tour dues aux CEM de l'auto-induction, isolant de manière fiable les tours des enroulements. Dans les disjoncteurs à huile, l'huile est utilisée pour éteindre l'arc électrique qui se produit lors de la commutation des sources d'alimentation. L'huile de condensateur est utilisée pour créer des condensateurs compacts avec des performances électriques élevées ; en plus de ces huiles, naturelles huile de castor et huiles synthétiques.

Sous la normale pression atmosphérique tous les gaz et leurs mélanges sont d'excellents isolants du point de vue de l'électrotechnique, mais les gaz rares (xénon, argon, néon, krypton), en raison de leur inertie, ont une résistivité plus élevée, largement utilisée dans certains domaines technologiques.

Mais l'isolant le plus courant est l'air, composé principalement d'azote moléculaire (75 % en masse), d'oxygène moléculaire (23,15 % en masse), d'argon (1,3 % en masse), de dioxyde de carbone, d'hydrogène, d'eau et de quelques impuretés divers gaz rares. Il isole le flux de courant dans les interrupteurs d'éclairage domestiques courants, les interrupteurs de courant à relais, les démarreurs magnétiques et les interrupteurs mécaniques. Il est à noter qu'une diminution de la pression des gaz ou de leurs mélanges en dessous de la pression atmosphérique entraîne une augmentation de leur résistance électrique spécifique. L'isolant idéal dans ce sens est le vide.

Résistance électrique spécifique de différents sols

L'un des moyens les plus importants de protéger une personne des effets néfastes du courant électrique en cas de panne électrique est un appareil terre de protection.

Il s'agit de la connexion délibérée du boîtier ou du boîtier d'appareils électriques à un dispositif de mise à la terre de protection. Habituellement, la mise à la terre est effectuée sous la forme de bandes d'acier ou de cuivre, de tuyaux, de tiges ou de coins enfouis dans le sol à une profondeur de plus de 2,5 mètres, qui, en cas d'accident, assurent la circulation du courant le long du dispositif de circuit - boîtier ou carter - masse - fil neutre la source courant alternatif... La résistance de ce circuit ne doit pas dépasser 4 ohms. Dans ce cas, la tension sur le corps du dispositif de secours est réduite à des valeurs sûres pour l'homme et les dispositifs de protection automatique du circuit électrique déconnectent d'une manière ou d'une autre le dispositif de secours.

Lors du calcul des éléments de mise à la terre de protection, la connaissance de la résistivité des sols joue un rôle essentiel, qui peut varier dans une large mesure.

Conformément aux données des tableaux de référence, la zone du dispositif de mise à la terre est sélectionnée, le nombre d'éléments de mise à la terre et la conception réelle de l'ensemble de l'appareil sont calculés à partir de celui-ci. La connexion des éléments structurels du dispositif de mise à la terre de protection est réalisée par soudage.

Électrotomographie

L'exploration électrique étudie l'environnement géologique proche de la surface, est utilisée pour rechercher des minerais et des minéraux non métalliques et d'autres objets sur la base de l'étude de divers champs électriques et électromagnétiques artificiels. Un cas particulier d'exploration électrique est la tomographie de résistivité électrique - une méthode pour déterminer les propriétés rochers par leur résistance spécifique.

L'essence de la méthode est qu'à une certaine position de la source de champ électrique, la tension est mesurée sur diverses sondes, puis la source de champ est déplacée vers un autre endroit ou commutée vers une autre source et les mesures sont répétées. Les sources de champ et les sondes réceptrices de champ sont placées en surface et dans les forages.

Ensuite, les données obtenues sont traitées et interprétées à l'aide de méthodes de traitement informatique modernes qui permettent de visualiser des informations sous forme d'images bidimensionnelles et tridimensionnelles.

En tant que méthode de recherche très précise, l'électrotomographie est une aide précieuse pour les géologues, les archéologues et les paléozoologues.

La détermination de la forme d'occurrence des gisements minéraux et des limites de leur distribution (délimitation) permet d'identifier l'occurrence des gisements filoniens de minéraux, ce qui réduit considérablement les coûts de leur développement ultérieur.

Pour les archéologues, cette méthode de recherche fournit des informations précieuses sur l'emplacement des sépultures anciennes et la présence d'artefacts dans celles-ci, réduisant ainsi les coûts d'excavation.

Les paléozoologues recherchent des restes fossilisés d'animaux anciens à l'aide de l'électrotomographie ; les résultats de leur travail peuvent être vus dans les musées de sciences naturelles sous la forme de reconstitutions étonnantes des squelettes de la mégafaune préhistorique.

De plus, l'électrotomographie est utilisée dans la construction et l'exploitation ultérieure d'ouvrages d'art: immeubles de grande hauteur, barrages, barrages, remblais et autres.

Détermination de la résistivité en pratique

Parfois, afin de résoudre des problèmes pratiques, nous pouvons être confrontés à la tâche de déterminer la composition d'une substance, par exemple un fil pour un coupe-mousse en polystyrène. Nous avons deux bobines de fil d'un diamètre approprié à partir de divers matériaux inconnus. Pour résoudre le problème, il faut trouver leur résistivité électrique puis, par la différence entre les valeurs trouvées ou à partir du tableau de référence, déterminer le matériau du fil.

Mesurez avec un ruban à mesurer et coupez 2 mètres de fil de chaque échantillon. Déterminer les diamètres de fil d₁ et d₂ avec un micromètre. En allumant le multimètre à la limite inférieure de mesure de résistance, nous mesurons la résistance de l'échantillon R₁. Nous répétons la procédure pour un autre échantillon et mesurons également sa résistance R₂.

Nous tiendrons compte du fait que la section transversale des fils est calculée par la formule

S = ∙ d 2/4

Maintenant, la formule de calcul de la résistivité électrique ressemblera à ceci

ρ = R ∙ π ∙ d 2/4 L

En remplaçant les valeurs obtenues de L, d₁ et R₁ dans la formule de calcul de la résistivité donnée dans l'article ci-dessus, nous calculons la valeur de pour le premier échantillon.

1 = 0,12 ohm mm 2 / m

En remplaçant les valeurs obtenues de L, d₂ et R₂ dans la formule, nous calculons la valeur de pour le deuxième échantillon.

2 = 1,2 ohm mm 2 / m

À partir d'une comparaison des valeurs de ρ₁ et avec les données de référence du tableau 2 ci-dessus, nous concluons que le matériau du premier échantillon est l'acier et le second est le nichrome, à partir duquel nous fabriquerons la chaîne de coupe.