Resistiivisuus

Resistiivisuus on materiaalin ominaisuus, joka kuvaa, kuinka voimakkaasti aine vastustaa sähkövirtaa. Se on johtavuuden vastakohta: johtavuus σ on 1/ρ. Yksikkö on ohm-metri (Ω·m); yleisesti käytetään myös ohm-centimetre (Ω·cm).

Jos aine on homogeeninen ja sen pituus on L sekä poikkipinta-ala A, sen vastus on R = ρ L / A. Sähköisesti virta J ja sähköinen kenttä E liittyvät toisiinsa J = σE, missä σ = 1/ρ. Resistivisuus kuvaa siten, kuinka paljon materiaali rajoittaa sähkön kulkua.

Resistiivisuus riippuu olosuhteista: lämpötilasta, tilamuodosta (esim. kiinteä aine, ohut kalvo), epäpuhtauksista ja kosteudesta. Metallien resistiivisuus kasvaa tyypillisesti lämpötilan noustessa, kun elektronien törmäilyt tihenevät. Puolijohteiden resistiivisuus voi laskea lämpenemisen myötä johtuvuuden kasvaessa. Resistiviteetin lämpötilariippuvuuden yleinen malli on ρ(T) ≈ ρ0[1 + α(T − T0)], jossa α on lämpötilakertoimen suuruusluokka.

Käytännön mittauksissa resistanssi R saadaan mittaamalla johdinjuoksun kokonaisvastus. Erilaisia menetelmiä ovat esimerkiksi nelipisteen mittaus ja Van der Pauw -menetelmä käämyllemme. Resistivisuutta voi arvioida suoraan tai ratkaista metallien ja liuosten ominaisuuksista: ρ on erityisesti tärkeä arvo suunnittelussa, jossa johtavuus ja eristys halutaan määritellä tarkasti.

Esimerkkejä: kupari ρ20°C on noin 1,68×10^-8 Ω·m; alumiini noin 2,65×10^-8 Ω·m; lasit ja keraamit ovat tyypillisesti erittäin suuria resistiivisyyksiä (>10^12 Ω·m). Puhtaat liuokset ja vesi voivat olla merkittäviä johtimia riippuen ionipitoisuudesta; deionisoidun veden resistiviteetti on erittäin suuri.