Loi de Matthiessen
Cet article est une ébauche concernant l’électronique.
En électricité, la loi de Matthiessen est relative à la variation de la résistance d'un conducteur ou d'un isolant avec la température. Bien que postérieure aux travaux de Augustus Matthiessen sur la conductivité des alliages[1], elle lui doit probablement son nom.
Pour les conducteurs métalliques
modifierCette formule donnant la résistivité d'un métal à une température proche de la température ambiante est :
- ρ = ρ0(1 + α0(θ - θ0))
avec :
- θ0 : température de référence (K) ou en (°C)
- ρ0 : résistivité à la température θ0 (Ωm) ;
- α0 : coefficient de température à la température θ0 (K−1) ;
- θ : température (K) ou en (°C) mais doit être de la même unité que θ0.
| Métal | α (K−1) |
|---|---|
| Argent | 3,85 × 10−3 |
| Cuivre | 3,93 × 10−3 |
| Aluminium | 4,03 × 10−3 |
| Plomb | 4,2 × 10−3 |
| Tungstène | 4,5 × 10−3 |
| Nickel | 5,37 × 10−3 |
| Fer | 6,5 × 10−3 |
Plus un conducteur est chaud, plus sa résistance va augmenter.
Cas des isolants et les semi-conducteurs
modifierAu contraire des conducteurs: plus un isolant est chaud, plus sa résistance va diminuer.
Au niveau électronique, cela correspond à 2 effets différents : Le conducteur a des électrons de conduction (qui peuvent se déplacer dans le matériau) à température nulle : il peut donc toujours conduire le courant. En augmentant la température cependant, l'agitation thermique désorganise le matériau, les électrons ont de plus en plus de mal à se déplacer, la résistance du matériau augmente.
Cet effet de désorganisation du matériau existe aussi dans l'isolant, mais lui à température nulle n'a aucun électron de conduction... L'agitation thermique arrive à arracher quelques charges, l'augmentation de la température permet d'augmenter le nombre de charges, la résistivité du matériau diminue.
Les semi-conducteurs réagissent comme les isolants : l'effet le plus important est l'augmentation du nombre de porteurs, l'étude de la variation en température permet de faire la distinction entre un semi-conducteur et un (mauvais) conducteur qui peuvent avoir des résistivités du même ordre de grandeur.
Notes et références
modifier- ↑ Augustus Matthiessen s'opposa à Werner von Siemens lors de l'élaboration d'un ohm étalon dans les années 1860.
- ↑ Y. Déplanche, Mémo formulaire, Casteilla, , p. 138, 245.
