Który z wymienionych materiałów wykazuje się najmniejszą rezystywnością?
A. Miedź.
B. Stal.
C. Nichrom.
D. Aluminium.
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2024 (arkusz EE.05-SG-24.06).
Miedź wykazuje najmniejszą rezystywność spośród podanych materiałów, dlatego jest najlepszym przewodnikiem w tym zestawie. Jej rezystywność w temperaturze około 20°C wynosi w przybliżeniu 1,68 · 10⁻⁸ Ω·m, podczas gdy aluminium ma około 2,82 · 10⁻⁸ Ω·m, stal znacznie więcej, a nichrom jest materiałem oporowym. W praktyce oznacza to, że dla tego samego przekroju i długości przewód miedziany będzie miał mniejszą rezystancję niż aluminiowy czy stalowy. Zależność opisuje wzór $R=\rho\frac{l}{S}$, gdzie ρ to rezystywność materiału. Z mojego doświadczenia najłatwiej zapamiętać: miedź na przewody robocze, nichrom na grzałki. W instalacjach elektrycznych miedź jest powszechnie stosowana w przewodach, kablach, szynach łączeniowych i zaciskach, bo dobrze przewodzi prąd, jest dość odporna na korozję i daje stabilne połączenia. Dobre praktyki branżowe wymagają jednak nie tylko wyboru materiału, ale też właściwego przekroju, sposobu zaciskania oraz ochrony przed przegrzewaniem. Sama mała rezystywność nie zwalnia z obliczeń obciążalności prądowej i spadków napięcia.
W tym pytaniu łatwo pomylić pojęcie rezystywności z ogólną wytrzymałością materiału albo jego popularnością w technice. Aluminium jest dobrym przewodnikiem i rzeczywiście stosuje się je w elektroenergetyce, zwłaszcza w liniach napowietrznych oraz większych kablach, bo jest lekkie i tańsze od miedzi. Nie ma jednak mniejszej rezystywności niż miedź. Żeby uzyskać podobną rezystancję przewodu aluminiowego, zwykle trzeba zastosować większy przekrój. To ważna rzecz przy doborze przewodów, bo inaczej rosną spadki napięcia i nagrzewanie żył. Nichrom działa zupełnie inaczej: jego zaletą jest właśnie duża rezystywność oraz odporność na wysoką temperaturę. Dlatego spotyka się go w grzałkach, opornicach, drutach oporowych i elementach nagrzewających, a nie jako typowy materiał na przewody zasilające. Stal też nie jest dobrym kandydatem na przewodnik prądu roboczego, mimo że jest mocna mechanicznie. Ma znacznie większą rezystywność od miedzi, a przy tym jej własności zależą od składu stopu i obróbki. Moim zdaniem typowy błąd polega na myśleniu, że skoro coś jest twarde, odporne albo często używane w konstrukcjach, to będzie też dobrze przewodzić prąd. W elektrotechnice trzeba patrzeć na konkretne parametry materiałowe: rezystywność, przewodność, dopuszczalną temperaturę pracy, odporność na utlenianie oraz jakość połączeń zaciskowych. W dobrych praktykach instalacyjnych miedź wybiera się tam, gdzie liczy się mała rezystancja, pewny styk i ograniczenie strat mocy.