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Chapitre 2 : Figures et liens utiles pour la compréhension de la matière


Le classement des matériaux selon leur résistivité

Les conducteurs

Les métaux et certains liquides

Les électrons libres sont en grand nombre dans le matériaux et tout champ électrique en vigueur dans le matériau entraîne un déplacement des électrons dans le conducteur.

La chaleur augmente la résistivité car l'agitation thermique réduit la facilité de déplacement des électrons libres.

À faible température, la résistivité ne devient jamais nulle en raison d'impuretés dans le réseau d'atomes qui s'opposeront toujours au déplacement des électrons.







Les semi-conducteurs

Silicium, germanium, carbone (forme diamant), et quelques dizaines d'autres matériaux

Les électrons ne sont pas libres par défaut dans le matériau. Le champ électrique appliqué libère des électrons qui peuvent se mettre à circuler.

La chaleur facilite la création d'électrons libres (libération par leurs atomes) et facilite la circulation du courant.


Les supraconducteurs

Certains éléments et alliages à des températures très basses

À une température « critique » très basse (entre 0 K et 200 K selon le matériau), la résistivité chute subitement à zéro.

Les applications concrètes sont peu nombreuses en raison de la complexité de maintenir des températures si basses, mais beaucoup de recherche est faite sur ces matériaux, entre autres pour découvrir des matériaux supraconducteurs à des températures moins basses.

Le matériau ayant montré de la supraconductivité à la température la plus élevée récemment est supraconducteur à −13°C, mais à une pression gigantesque (188 GPa).

Exemples d'applications : électroaimants des système IRM (imagerie par résonance magnétique).



Les isolants

Caoutchouc, verre, plastique, air/vide

Leur résistivité est si élevée qu'on les utilise comme barrière pour le courant. Leur résistivité est très élevée mais pas infinie, donc leur conductivité n'est pas nulle. Mais la résistivité peut être supérieure à celle des conducteurs par un facteur de l'ordre de 1021. Le courant est donc à toute fin pratique nulle et aucun phénomène électrique ne peut être attribué à ce courant.

Exemples d'applications : gaines des fils électriques, supports des lignes à haute tension.


Valeurs de résistivité de quelques matériaux utilisés pour leurs propriétés électriques

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