Como é caracterizada a condutividade é a resistividade elétrica dos materiais?

Descrição

Desde o início da era elétrica, sabe-se que o cobre com suas propriedades únicas é adequado. Cobre - poeira e material plástico com excelente condutividade elétrica. Junto com o uso de fios esmaltados de elektrisola, usa cobre eletrolítico (CU-ETP) de um alto grau de pureza (99,95%), o que nos permite produzir fio ultra-fino para 10 mícron de espessura. Temos esmalte de venda com um diâmetro de 0,010 mm a 0,500 mm com qualquer isolamento de esmalte. Além dos esmaltes de elektrisola também produz fios não insulados.

Propriedades.

• Aumento da condutividade elétrica
• Bom final
• Plasticidade alta.

Aplicativo

• Componentes para Industria Elétrica
• Automotivo
• Eletrodomésticos elétricos.
• Itens de consumo.
• Produção de computador

Valores tipicos

Cálculo de resistência

Resistência do fio (por exemplo fios de cobre)

Resistência R. fio de cobre em comprimento eU. É possível calcular a seguinte fórmula

se um
R. - Resistência do material do condutor (OM)
eU. - Comprimento do fio em metros
ρ - Material de resistividade elétrica
UMA. - Área transversal
π - Número matemático
d. - Diâmetro nominal do fio em milímetros

Resistividade elétrica ρ.

A resistividade elétrica descreve em que medida esse material resiste a corrente elétrica. Baixa resistência indica que o material facilita a carga elétrica. Na resistência elétrica de cobre de 0,0171 ohm mm² / m, esta resistência é um dos melhores condutores para corrente elétrica (após prata pura).

Condutividade γ.

A condutividade elétrica ou uma certa condutividade é a medida material da capacidade da corrente elétrica. A condutividade é oposta à resistência elétrica. O fio de cobre com uma condutividade mínima tem uma condutividade mínima de 58 s * m / mm², que é equivalente a 100% IACS (International Standard Siene Copper), atual Tamanho típico da bobina 58,5-59 s * m / mm²

Coeficiente de temperatura de resistência elétrica

A resistência elétrica depende da temperatura do fio. Esta conexão entre resistência e temperatura expressa o coeficiente de resistência térmica α . Para calcular a resistência da motilidade ou fio a temperaturas T. Você pode usar a seguinte fórmula:

onde
α - Resistência ao coeficiente de temperatura
R. T. - Resistência da motilidade em temperaturas t
R. 20 - Resistência da motilidade a uma temperatura de 20 ° C

Resistência Específica - Conceito Aplicado em Engenharia Elétrica. Denota como a resistência por unidade de comprimento tem uma unidade de uma única seção com corrente de corrente através dele - em outras palavras, qual resistência tem uma seção transversal milímetro com um comprimento de um metro. Este conceito é usado em vários cálculos elétricos.

É importante entender as diferenças entre a resistência elétrica específica do DC e a resistividade elétrica específica da corrente variável. No primeiro caso, a resistência é causada apenas pela ação do DC para o condutor. No segundo caso, a corrente alternada (pode ser qualquer forma: um sinusoidal, retangular, triangular ou arbitrário) faz com que um campo de vórtice adicional no condutor, que também cria resistência.

Vista física

ρ \u003d r * s / l, onde:

• ρ é a resistência específica do material;
• R - resistividade elétrica ôhmica de um condutor particular;
• S - seção transversal;
• l - comprimento.

A dimensão ρ é medida em om mm 2 / m, ou, reduzindo a fórmula - OM M.

É importante dizer sobre a condutividade elétrica específica. Este valor é a resistividade inversa do material e é usada em um par com ele. Também é chamado de condutividade elétrica. Quanto maior esse valor, melhor o metal gasta a corrente. Por exemplo, a condutividade específica do cobre é igual a 58,14 m / (OM MM 2). Ou, em unidades adotadas no sistema SI: 58 140.000 cm / m. (Siemens por metro é uma unidade de condutividade elétrica em si).

É possível falar sobre a resistência específica apenas na presença de elementos que conduzem a corrente, pois os dielétricos têm infinito ou perto de resistência elétrica. Ao contrário deles, os metais são condutores atuais muito bons. Você pode medir a resistividade elétrica do condutor de metal usando o dispositivo de milímetro ou ainda mais preciso - micrometer. O valor é medido entre seus aplicativos anexados ao local do condutor. Eles permitem que você verifique as correntes, fiação, enrolamento de motor e geradores.

Os metais são baseados na capacidade de realizar a corrente. A resistividade de vários metais é um parâmetro que caracteriza essa diferença. Os dados são mostrados a uma temperatura de 20 graus na escala Celsius:

O parâmetro ρ mostra como a resistência será um condutor de metro com uma seção transversal de 1 mm 2. Quanto mais esse valor, mais a resistência elétrica estará no fio desejado de um determinado comprimento. O menor ρ, como pode ser visto na lista, em prata, a resistência de um metro deste material será de apenas 0,015 ohms, mas é metal demais para usá-lo em escala industrial. O próximo é cobre, que na natureza está ocorrendo muito mais vezes (não é precioso e metálico não ferroso). Portanto, a fiação de cobre é muito comum.

O cobre não é apenas um bom condutor de corrente elétrica, mas também um material muito plástico. Graças a esta propriedade, a fiação de cobre é melhor empilhada, é resistente ao flexão e alongamento.

O cobre é muito em demanda no mercado. Deste material produz muitos produtos diferentes:

• Uma enorme variedade de condutores;
• Autopeças (por exemplo, radiadores);
• Mecanismos de hora;
• Os componentes do computador;
• Detalhes de dispositivos elétricos e eletrônicos.

A resistência elétrica específica do cobre é uma das melhores entre a corrente realização dos materiais, por isso é baseada em uma variedade de bens industriais elétricos. Além disso, o cobre é facilmente soldado, por isso é muito comum em rádio amador.

Alta condutividade térmica de cobre permite que seja usado em dispositivos de resfriamento e aquecimento, e a plasticidade permite criar os menores detalhes e os melhores condutores.

É possível falar sobre a condutividade dos materiais apenas no contexto da temperatura ambiente. A uma temperatura mais alta, os condutores do primeiro tipo aumentam sua resistência de eletrona, e o segundo, pelo contrário, é reduzido. Assim, há um coeficiente de temperatura de resistência de materiais. A impedância específica do OM de cobre aumenta com o aumento do aquecimento. O coeficiente de temperatura α também depende apenas do material, este valor não tem dimensão e para diferentes metais e ligas são iguais aos seguintes indicadores:

• Prata - 0,0035;
• Ferro - 0,0066;
• Platinum - 0,0032;
• Cobre - 0,0040;
• Tungstênio - 0,0045;
• Mercúrio - 0,0090;
• Konstanta - 0.000005;
• Níquel - 0,0003;
• Nicrome - 0,00016.

A determinação da resistência elétrica da seção condutor a uma temperatura elevada R (T) é calculada pela fórmula:

R (t) \u003d r (0) ·, onde:

• R (0) - Resistência à temperatura inicial;
• α - coeficiente de temperatura;
• t - t (0) - diferença de temperatura.

Por exemplo, conhecendo a resistência elétrica de cobre a 20 graus Celsius, pode ser calculado que será igual a 170 graus, ou seja, quando aquecido é de 150 graus. A resistência inicial aumentará às vezes, ou seja, 1,6 vezes.

Com a temperatura crescente, a condutividade dos materiais, pelo contrário, diminui. Como esta é uma quantidade, resistência elétrica inversa, diminui exatamente o mesmo valor. Por exemplo, a condutividade elétrica específica do cobre ao aquecer o material por 150 graus diminuirá em 1,6 vezes.

Há ligas que praticamente não mudam sua resistência elétrica quando as temperaturas mudam. Tal, por exemplo, Constanta. Quando a temperatura muda por cem graus, sua resistência aumenta de 0,5%.

Se a condutividade dos materiais se deteriorar com aquecimento, melhora com uma diminuição da temperatura. Este é um fenômeno como supercondutividade. Se você abaixar a temperatura do condutor abaixo de -253 graus Celsius, sua resistência elétrica diminuirá nitidamente: quase a zero. A este respeito, o custo da transmissão da energia elétrica está caindo. O único problema foi o resfriamento dos condutores para tais temperaturas. No entanto, devido às recentes descobertas de supercondutores de alta temperatura baseados em óxidos de cobre, os materiais do resfriamento já estão antes dos valores aceitáveis.

Um dos metais mais procurados nas indústrias é cobre. Ela recebeu a mais difundida em eletricidade e eletrônica. É mais frequentemente usado na fabricação de enrolamentos para motores elétricos e transformadores. A principal razão para usar este material específico é que o cobre tem o material mais baixo atualmente existente resistência elétrica. Até que um novo material apareça com um valor menor desse indicador, é seguro dizer que a substituição do cobre não será.

Característica geral da mídia

Falando sobre o cobre, deve-se dizer que, mesmo no amanhecer de uma era elétrica, começou a ser usada na fabricação de engenharia elétrica. Começou a usá-lo em muitos aspectos devido às propriedades únicas que essa liga possui. Por si só, representa um material que é distinto por altas propriedades em termos de plasticidade e possuindo boa paciência.

Junto com a condutividade térmica do cobre, uma das suas vantagens mais importantes é a alta condutividade elétrica. É devido a esta propriedade cobre e ganho generalizado nas usinasem que atua como um condutor universal. O material mais valioso é o cobre eletrolítico, que tem um alto grau de pureza -99,95%. Graças a isso, o material aparece a possibilidade de a produção de cabos.

Vantagens de usar cobre eletrolítico

• Fornecer alta condutividade elétrica;
• Alcançar uma excelente capacidade causadora;
• Fornecer um alto grau de plasticidade.

Âmbito de aplicação

• indústria elétrica;
• eletrodomésticos;
• automotivo;
• produção de equipamentos de informática.

Qual é a resistência específica?

Sob a resistividade, é costumeiro entender a quantidade física, que é caracterizada como a capacidade do metal para realizar uma corrente elétrica.

Saber que esta magnitude também é necessária para calcule a resistência elétrica Explorador. Os cálculos também se concentram em suas dimensões geométricas. Ao calcular, a seguinte fórmula é usada:

Esta fórmula é familiar para muitos bem. Usando-o, você pode facilmente calcular a resistência do cabo de cobre, concentrando-se apenas nas características da rede elétrica. Ele permite calcular o poder que é ineficientemente gasto no aquecimento do núcleo do cabo. Além do mais, fórmula similar permite que você execute cálculos de resistência Qualquer cabo. Não importa qual material foi utilizado para a fabricação de cabo - cobre, alumínio ou alguma outra liga.

Siemens \u003d 1 / ohm.

Em cobre de qualquer peso, esta composição de parâmetros é de 58,100.000 cm / m. Quanto à prata, a quantidade de condutividade inversa é igual a 62.500.000 cm / m.

Em nosso mundo de altas tecnologias, quando há um grande número de dispositivos elétricos e instalações em cada casa, o valor de tal material que o cobre é simplesmente inestimável. Esta uso de material para fiação, sem os quais não há custos de quarto. Se o policial não existisse, a pessoa teve que usar os fios de outros materiais disponíveis, por exemplo, do alumínio. No entanto, neste caso, eu teria que enfrentar um problema. A coisa é que este material tem uma condutividade específica muito menos que os condutores de cobre.

Resistividade

• As placas instaladas em computadores são equipadas com faixas de cobre tratadas.
• Cobre também é usado para fazer vários elementos usados \u200b\u200bem dispositivos eletrônicos.
• Em transformadores e motores elétricos, é representado pelo enrolamento, que é feito deste material.

Você não pode duvidar que a expansão do escopo deste material ocorrerá com o desenvolvimento adicional do progresso técnico. Embora, exceto para o cobre, existem outros materiais, mas ainda assim o designer ao criar equipamentos e várias instalações usam cobre. A principal razão para a demanda deste material é em boa condutividade elétrica e térmica Este metal, que fornece temperatura ambiente.

Coeficiente de resistência à temperatura

Para determinar o indicador de resistência de um condutor específico de um certo peso em temperatura ambiente, há um coeficiente crítico de resistência. É um valor que mostra uma mudança na resistência da seção da cadeia quando a temperatura é alterada por kelvin. Para executar o cálculo da resistência elétrica do condutor de cobre, a seguinte fórmula é usada em um determinado período de tempo:

ΔR \u003d α * r * Δt, onde α é o coeficiente de temperatura de resistência elétrica.

Conclusão

O cobre é um material que é amplamente utilizado em eletrônica. É usado não apenas no enrolamento e esquemas, mas também como um metal para a fabricação de produtos a cabo. Para máquinas e equipamentos trabalham eficientemente, é necessário calcular corretamente a resistência específica de fiaçãoimplantado no apartamento. Para isso, há uma certa fórmula. Saber, você pode fazer um cálculo que permita que você descubra o valor ideal da seção transversal do cabo. Nesse caso, você pode evitar a perda de energia do equipamento e garantir a eficácia do seu uso.

Durante o aquecimento, a resistência metálica específica aumenta devido à ativação do movimento browniano de átomos. Parte das ligas com mais resistência específica, praticamente não a altera com temperatura crescente (manganina, Konstanta). Isto é devido à estrutura especial das ligas e a pequena média da quilometragem livre de elétrons.

Mudanças na condutividade

Coeficiente de resistência à temperatura - Reflete a mudança na condutividade ao aquecer ou esfriar o material. Se o coeficiente de temperatura é denotado por α, a resistividade a 20 ° C através do RO, depois durante o aquecimento do material para a temperatura T ° sua resistividade R1 \u003d RO (1 + (α (T1 a))

Nós damos um exemplo. Coeficiente de temperatura feehral \u003d 0,0001 / 1 grau e para nicrome α \u003d 0,0002 / 1 grau. Isso significa que aquecimento a 100 ° C aumenta a resistência elétrica do Fechrail em 1%, e nicrome em 2%.

Cortar o fio nicrome 1 m

Propriedade de condutores mudam sua resistência, dependendo da temperatura é usada em termopars. Medir a temperatura dos processos metalúrgicos, bem como em fornos de secagem e disparo.

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Material com uma mudança de temperatura por 1, expressa em -1. Em particular, os resistores são utilizados em eletrônicos, em particular, resistentes de ligas especiais de metal com baixo valor α, como liga de manganinovich ou constantan e componentes semicondutores com grandes valores positivos ou negativos de α (termistores). O significado físico do coeficiente de temperatura de resistência é expresso pela equação:

onde dr. - mudança de resistência elétrica R. Ao alterar a temperatura dt.

Condições

A dependência da temperatura da resistência para a maioria dos metais é próxima de linear para uma ampla gama de temperaturas e é descrita pela fórmula:

Em baixas temperaturas, a dependência da temperatura da resistência dos condutores é determinada pela regra do matyen.

Semicondutores

A dependência da resistência do termistor NTC na temperatura

Para dispositivos semicondutores, como termistores, a dependência da temperatura da resistência é determinada principalmente pela dependência da concentração de operadoras de carga na temperatura. Esta é uma dependência exponencial:

Logarithming as partes esquerda e direita da equação, recebemos:

O coeficiente de resistência ao termistor tem sido determinado pela equação:

Da dependência de r de t nós temos:

Origens

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• I.kuchukruk, i.t. gorbachuk, p.p. lutsk (2006). Curso Geral de Física: Tutorial em 3 Toneladas. T.2. Eletricidade e magnetismo. Kiev: técnica.

Sobre o efeito da supercondutividade sabe, provavelmente, tudo. Em qualquer caso, ouvi falar dele. A essência desse efeito é que com menos 273 ° C, a resistência do condutor desaparece a corrente fluida. Já um deste exemplo é suficiente para entender que há sua dependência da temperatura. E descreve um parâmetro especial - o coeficiente de temperatura de resistência.

Qualquer condutor impede a corrente sobre ele. Essa oposição para cada material condutor é diferente, é determinada por muitos fatores inerentes a um material específico, mas não será mais adiante. O interesse no momento representa sua dependência da temperatura e da natureza dessa dependência.

Condutores de corrente elétrica geralmente realizam metais, com eles, com temperatura crescente, a resistência cresce, com uma diminuição, diminui. O valor dessa mudança ocorre a 1 ° C e é chamado de coeficiente de temperatura de resistência ou tks abreviados.

O valor do TKS pode ser positivo e negativo. Se for positivo, então com temperatura crescente, cresce, se negativo, depois diminui. Para a maioria dos metais usados \u200b\u200bcomo condutores de corrente elétrica, o TCS é positivo. Um dos melhores condutores é cobre, o coeficiente de temperatura da resistência de cobre não é o melhor, mas comparado a outros condutores, é menos. Só é necessário lembrar que o valor do TCS determina como o valor da resistência é ao alterar os parâmetros ambientais. Sua mudança será a mais significativa do que esse coeficiente mais.

Tal dependência de temperatura da resistência deve ser levada em consideração ao projetar equipamentos de rádio eletrônicos. O fato é que o equipamento deve funcionar sob quaisquer condições ambientais, os mesmos carros são operados de menos 40 ° C para mais 80 ° C. Muita eletrônica no carro, e se você não levar em conta a influência do ambiente para trabalhar os elementos do esquema, você pode encontrar uma situação em que a unidade eletrônica funciona perfeitamente sob condições normais, mas se recusa a trabalhar quando exposto a temperaturas reduzidas ou elevadas.

Esta é essa dependência das condições do ambiente externo e leva em conta os desenvolvedores de equipamentos durante seu desenho, usando para isso ao calcular o esquema parâmetros coeficientes de temperatura de resistência. Há tabelas com dados de TKS para os materiais usados \u200b\u200be as fórmulas de cálculo para as quais, sabendo os tks, você pode determinar o valor de resistência em qualquer condição e levar em conta os modos do esquema possível alteração. Mas para entender que TKS, agora nem a fórmula nem a tabela são necessárias.

Deve-se notar que há metais com um valor muito pequeno de TCS, e são usados \u200b\u200bna fabricação de resistores cujos parâmetros de mudanças ambientais dependem de fracamente.

O coeficiente de temperatura de resistência pode ser usado não apenas para contabilizar o efeito das flutuações em parâmetros ambientais, mas também para o que um material suficientemente conhecido que exposto às tabelas pode ser determinado qual temperatura corresponde à resistência medida. Como tal metro, um fio de cobre convencional pode ser usado, no entanto, terá que usá-lo muito e vento na forma de, por exemplo, bobinas.

Todos os itens acima não cobrem totalmente todas as questões de usar o coeficiente de temperatura de resistência. Há aplicações muito interessantes relacionadas a este coeficiente em semicondutores, em eletrólitos, mas também declarados, suficientes para entender o conceito de tks.

Encolhendo pias, bolhas de gás, inclusões e outros defeitos afetam fortemente os resultados das medições da resistividade. Além disso, arroz. 155 mostra que pequenas quantidades de impurezas incluídas na solução sólida também têm um grande efeito sobre a condutividade medida. Portanto, para medir a resistência elétrica, é muito mais difícil fazer amostras satisfatórias do que para

exame dilatométrico. Isso levou a outro método de construir um diagrama de estado em que o coeficiente de temperatura de resistência é medido.

Coeficiente de resistência à temperatura

Resistência elétrica a temperatura

Mattissen descobriu que um aumento na resistência ao metal devido à presença de uma pequena quantidade do segundo componente em uma solução sólida não depende da temperatura; Segue-se que para uma solução tão sólida, o valor não depende da concentração. Isso significa que o coeficiente de temperatura de resistência é proporcional ao da condutividade, e o gráfico do coeficiente A, dependendo da composição, é semelhante ao gráfico de condutividade da solução sólida. Há muitas exceções a essa regra, especialmente para metais de transição, mas para a maioria dos casos, é aproximadamente verdadeiro.

O coeficiente de temperatura de resistência das fases intermediárias é geralmente o valor da mesma ordem que para metais puros, mesmo nos casos em que o próprio composto tem alta resistência. Há, no entanto, as fases intermediárias, cujo coeficiente de temperatura em alguma faixa de temperatura é zero ou negativo.

A regra de Mattissen é aplicável, estritamente falando, apenas para soluções sólidas, mas há muitos casos em que, também é verdade para ligas de duas fases. Se o coeficiente de temperatura da resistência for aplicado dependendo da composição, a curva geralmente tem a mesma forma que a curva de condutividade, de modo que a transformação de fase possa ser detectada da mesma maneira. Este método é convenientemente usado quando devido à fragilidade ou por outras razões, é impossível fazer amostras adequadas para medir a condutividade.

Na prática, o coeficiente médio da temperatura entre duas temperaturas é determinado medindo a resistência elétrica da liga nessas temperaturas. Se não houver transformação de fase no intervalo de temperatura em questão, o coeficiente é determinado pela fórmula:

terá o mesmo significado como se o intervalo for pequeno. Para ligas temperadas como temperatura e

É conveniente tomar 0 ° e 100 °, respectivamente, e as medições darão áreas de fase a temperaturas endurecidas. No entanto, se as medições forem realizadas a altas temperaturas, o intervalo deve ser muito menor que 100 ° se a fronteira das fases puderem estar em algum lugar entre as temperaturas

FIG. 158. (veja Skan) Condutividade elétrica e coeficiente de temperatura de resistência elétrica no sistema de prata-magia (Tamman)

A grande vantagem deste método é que o coeficiente depende da resistência relativa da amostra a duas temperaturas e, portanto, as pias e outros defeitos amostras metalúrgicos não afetam. Curvas de condutividade e coeficiente de temperatura

resistência em alguns sistemas de ligas repetem um ao outro. FIG. 158 retirado do início do trabalho de Tamman (curvas pertencem a ligas de prata com magnésio); O trabalho posterior mostrou que a área da solução sólida diminui com uma diminuição da temperatura e na área de fase há uma superestrutura. Algumas outras fronteiras das fases foram recentemente submetidas mudanças, então o diagrama mostrado na Fig. 158, tem apenas interesse histórico e não pode ser usado para medições precisas.

Resistência do Explorador (R) (resistividade) () depende da temperatura. Essa dependência com mudanças de temperatura menor () é representada como uma função:

onde - a resistência específica do condutor a uma temperatura de 0 O C; - Coeficiente de resistência à temperatura.

Definição

Coeficiente de temperatura de resistência elétrica () Chame um valor físico igual ao incremento relativo (r) de uma seção da cadeia (ou resistividade do meio ()), que ocorre quando o condutor é aquecido por 1 o C. determinando matematicamente o coeficiente de temperatura de resistência pode ser representado como:

O valor serve como uma conexão de resistência elétrica com temperatura.

Às temperaturas pertencentes ao intervalo, na maioria dos metais, o coeficiente sob consideração permanece constante. Para metais puros, o coeficiente de temperatura de resistência é frequentemente tomado igual a

Às vezes eles falam sobre o coeficiente de temperatura média de resistência, determinando-o como:

onde é a temperatura média do coeficiente de temperatura em uma faixa de temperatura predeterminada ().

Coeficiente de resistência à temperatura para mergulhadores

A maioria dos metais tem um coeficiente de temperatura de resistência maior que zero. Isso significa que a resistência dos metais com aumento de temperaturas aumenta. Isso acontece como resultado da dispersão de elétrons em uma treliça de cristal que aumenta oscilações térmicas.

Aos temperaturas perto de zero absoluto (-273 o c), a resistência de um grande número de metais cai nitidamente para zero. Dizem que os metais estão se movendo para um estado supercondutor.

Semicondutores que não têm impurezas têm um coeficiente de temperatura negativa de resistência. Sua resistência com aumento da temperatura diminui. Isso se deve ao fato de que o número de elétrons que irem para a zona de condução está aumentando, significa que o número de furos por volume de semicondutores aumenta.

Soluções eletrolíticas têm. A resistência dos eletrólitos com aumento da temperatura diminui. Isso ocorre porque o aumento da quantidade de íons livres como resultado da dissociação de moléculas excede um aumento na dispersão de íons como resultado de colisões com moléculas solventes. Deve-se dizer que o coeficiente de temperatura de resistência para eletrólitos é um valor permanente em uma pequena faixa de temperatura.

Unidades

A principal unidade de medição do coeficiente de temperatura de resistência no sistema SI é:

Exemplos de resolver problemas

A tarefa	A lâmpada incandescente que tem uma espiral de tungstênio está incluída na rede com uma tensão B, há uma corrente de A. Qual será a temperatura da hélice, se houver uma resistência de Om a uma temperatura? Coeficiente de resistência à tungstênio de temperatura .
Decisão	Como base para resolver o problema, usamos a fórmula para a dependência da resistência da temperatura: onde - a resistência do tópico de tungstênio em 0 O C. Express Express (1.1), temos: De acordo com a lei do Ohm, temos: Calcular Escrevemos a resistência à ligação da equação e temperatura: Recortar:
Responder	K.