résistance.

résistance. n.f. ÉLECTRICITÉ : mesure de l'opposition qu'exerce un matériau au passage d'un courant électrique lorsqu'on lui impose une différence de potentiel. Cette propriété est mesurée localement par la résistivité. La résistance est son équivalent macroscopique, c'està-dire qu'elle en mesure la moyenne sur l'ensemble du matériau. Si le matériau est homogène et de forme géométrique régulière (par exemple un cylindre), sa résistance R est égale au produit de sa résistivité par sa longueur l, le tout divisé par la surface S de l'échantillon : L'unité de résistance est l'ohm ([), l'unité de résistivité est l'ohm- mètre ([.m). Macroscopiquement, l'opposition au courant électrique se traduit par une dissipation d'énergie sous forme de chaleur (effet Joule). La puissance dissipée P correspondante (exprimée en watts) est égale au produit de la résistance du matériau par le carré du courant électrique exprimé en ampères : P = RI2. Les modèles classiques de la résistivité. Microscopiquement, dans les solides, le courant électrique est dû au mouvement des électrons dits « libres », qui se déplacent sous l'influence du champ électrique imposé dans le matériau par la différence de potentiel. Le vecteur courant électrique par unité de surface, qu'on désigne par 6, est alors proportionnel au champ électrique appliqué, , " étant la résistivité du matériau. La dissipation d'énergie, lors de l'effet Joule, a lieu du fait, d'une part, de collisions entre les électrons et les irrégularités du réseau cristallin (impuretés et défauts structuraux), et, d'autre part, de la perturbation exercée sur les électrons par l'agitation thermique du milieu. En général, cette dernière perturbation est prépondérante à température ambiante. L'ensemble de ces défauts détermine la mobilité des électrons, et la résistivité est inversement proportionnelle à cette mobilité. Mais la résistivité est aussi inversement proportionnelle au nombre d'électrons libres dans le matériau : cela signifie (d'après la relation entre 6 et :) que, pour un champ électrique donné, le courant sera proportionnel au nombre d'électrons du matériau. Conducteurs, semi-conducteurs, isolants. Les métaux sont les solides qui conduisent le mieux le courant ; la résistivité du cuivre, qui vaut 1,7 × 10-8 [.m, est particulièrement faible ; le cuivre est donc un matériau privilégié pour la fabrication des fils électriques. Dans les semi-conducteurs, le nombre d'électrons libres est beaucoup plus faible que dans les métaux. La résistivité des semi-conducteurs évolue donc de 10-5 à 105 [.m. Les deux semi-conducteurs les plus courants sont le germanium et le silicium. Le germanium, par exemple, à l'état pur, possède 2 × 1019 électrons « libres » par m3, ce qui est très faible à côté des métaux (environ 1028 électrons « libres » par m3). La résistivité de ces électrons atteint 10 [.m, malgré une mobilité qui peut être cinquante fois plus élevée que celle des électrons dans les métaux. Pour en diminuer la résistivité, on les « dope » en ajoutant des impuretés susceptibles de mettre en circulation des porteurs de charge négatifs (électrons) ou positifs (trous). Ils atteignent alors des résistivités qui vont jusqu'à 105 [.m. Les isolants ont très peu d'électrons « libres » ; les électrons de ces éléments, chacun apparié à un autre électron (de spin opposé), sont solidement liés aux atomes : il n'y a pas de mobilité possible. La résistivité du polystyrène, par exemple, dépasse 1014 [.m. Les supraconducteurs. Certains matériaux, en dessous d'une température critique (4,2 K pour le mercure, 90 K pour la céramique supraconductrice à haute température critique YBaCuO), voient leur résistivité devenir brutalement nulle. Il n'y a alors plus d'énergie dissipée lors du passage du courant. C'est ce qu'on appelle l'état supraconducteur, qui fait aujourd'hui l'objet de nombreuses recherches, étant donné les économies d'énergie que ces matériaux pourraient permettre. Liquides et gaz. Les liquides et les gaz conduisent également le courant. Dans les liquides, le courant est véhiculé par l'intermédiaire des ions présents (les ions de signe opposé se déplaçant dans des directions différentes). La résistivité d'une solution est déterminée par la mobilité des ions en présence, ainsi que par le nombre d'ions en solution qui, lui, dépend de la concentration et de la force de dissociation de l'électrolyte en solution. Les gaz conduisent extrêmement faiblement le courant électrique, par l'intermédiaire des ions résiduels présents. Pour obtenir une conductivité non négligeable des gaz, il faut les ioniser, ce qui coûte une énergie de l'ordre de 5 à 20 électronvolts par atome. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats électricité - Les charges en mouvement : le courant - La loi d'Ohm électricité - Les lois de l'électrostatique - Le potentiel électrique électronique - Les différents composants - Les circuits électroniques analogiques impédance résistivité supraconductivité varistance