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RÉSUMÉ
Les métaux et leurs alliages se caractérisent par le fait que ce sont de bons conducteurs de chaleur et d'électricité, contrairement aux éléments non métalliques. Ces deux caractéristiques essentielles différencient les métaux des non-métaux, et l'origine de cet écart est à rechercher dans la structure électronique de l'élément et la nature de sa liaison chimique. Avant de présenter des valeurs numériques de la résistivité, le présent article étudie les méthodes de mesure de la résistivité, et l'influence des paramètres sur celle-ci, paramètres propres au matériau ainsi que paramètres d'environnement.
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-
Jean-Charles DELOMEL : Maître-ès-sciences, Docteur de 3e cycle - Ancien directeur de la R&D de la division Conducteurs de la société Nexans
INTRODUCTION
Les métaux et leurs alliages se caractérisent par le fait que ce sont de bons conducteurs de chaleur et d'électricité, contrairement aux éléments non métalliques. Ces deux caractéristiques essentielles différencient les métaux des non-métaux, et l'origine de cet écart est à rechercher dans la structure électronique de l'élément et la nature de sa liaison chimique.
Avant de présenter des valeurs numériques de la résistivité, le présent article étudie les méthodes de mesure de la résistivité, et l'influence des paramètres sur celle-ci, paramètres propres au matériau ainsi que paramètres d'environnement.
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- Version archivée 1 de janv. 1988 par Michel FALLOU
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Méthodes de détermination de la résistivité
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1. Rappels de physique : la conductivité, la résistivité
Les métaux ont leurs électrons externes qui ne sont pas fortement liés au noyau et ont ainsi une possibilité de déplacement autour des groupements d'atomes de la masse métallique. Cela donne la liaison métallique qui fait appel à la formation d'une « mer électronique » autour des atomes. Les métaux sont donc un ensemble formé d'ions positifs entourés d'un nuage d'électrons de valence qui se déplacent autour. Cependant parmi ces électrons, seuls un petit nombre dont l'énergie est proche de celle d'un certain niveau, dit niveau de Fermi, sont mobiles sous l'effet d'un champ électrique. Ces électrons vont pouvoir, sous l'action d'un champ électrique externe, occuper des niveaux d'énergie supérieurs non occupés, avec accroissement de leur vitesse et donc faciliter ainsi le passage du courant électrique.
L'influence de la température est à signaler dès à présent ; les électrons sont diffusés par les vibrations thermiques des ions, de plus en plus importantes au fur et à mesure de l'augmentation de la température, ce qui se traduit par un freinage plus intense et donc par une augmentation de la résistivité.
Le lecteur trouvera une étude plus détaillée de ces points dans l'article Conducteurs métalliques du traité Génie électrique.
Un matériau métallique soumis à une différence de potentiel est le siège d'un courant électrique. Ce courant est proportionnel à la tension selon la loi d'Ohm bien connue :
avec :
- V :
- tension en volt,
- I :
- intensité en ampère,
- R :
- résistance électrique du matériau en ohm.
La résistance électrique du matériau est défini par :
avec :
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Rappels de physique : la conductivité, la résistivité
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FALLOU (M.) - Résistivité des métaux. - [K 710v2] Techniques de l'Ingénieur, Constantes électriques, janv. 1998.
-
(2) - PASCAL (P.) - Nouveau traité de chimie minérale. - Masson et Cie (1958).
-
(3) - * - Documentation technique sur l'aluminium et les alliages d'aluminium. Péchiney Paris.
-
(4) - TELLIER (C.), TOSSIER (A.) - Paramètres physiques obtenus par mesure de conductions électriques de couches métalliques minces. - Séminaire de la SFV (Société Française du Vide), Les Arcs, 23 janv. 1978.
-
(5) - LIDE (D.R.) editor - CRC Handbook of chemistry and physics. - CRC Press, Inc. Boca Raton Florida, 88th edition (2007-2008). http://www.hbcpnetbase.com/
-
(6) - ROSENTHAL (D.), ASIMOW (R.) - Introduction to Properties of Materials. - Van...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Cuivre et alliages de cuivre. Fil machine en cuivre - NF EN 1977 - 06-98
-
Aluminium et alliages d'aluminium. Fil machine pour usages électriques - NF EN 1715-2 - 11-97
-
Méthode de mesure de la résistivité des matériaux métalliques - CEI 60468 - 01-74
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