Alcuni conduttori non sono ohmici perché la loro resistenza non rimane costante al variare della tensione o della corrente applicata. Questa deviazione dalla legge di Ohm si verifica tipicamente nei materiali in cui la relazione corrente-tensione non è lineare. Il comportamento non ohmico può verificarsi a causa di vari fattori, come la dipendenza dalla temperatura, le proprietà dei semiconduttori o la presenza di barriere interne che influenzano il flusso di elettroni. In tali materiali, la resistenza può variare in modo significativo a seconda dell’entità e della direzione del campo elettrico applicato o della densità di corrente.
I conduttori mostrano un comportamento non ohmico per diversi motivi legati alla loro struttura atomica e molecolare. A differenza dei conduttori ohmici ideali in cui la resistenza rimane costante, i conduttori non ohmici possono avere strutture interne o interfacce complesse che introducono meccanismi di resistenza aggiuntivi. Questi meccanismi possono includere la diffusione degli elettroni, cambiamenti nella mobilità dei portatori o effetti termici che alterano la conduttività in risposta alle mutevoli condizioni elettriche. La risposta non lineare di questi materiali al variare dei campi elettrici o della densità di corrente contrasta con la semplice relazione lineare descritta dalla legge di Ohm per i conduttori ideali.
Non tutti i conduttori obbediscono alla legge di Ohm perché la legge di Ohm si applica rigorosamente ai materiali con resistenza costante su un intervallo di tensioni e correnti. I conduttori non ohmici si discostano da questo principio a causa di fattori quali effetti della temperatura, comportamento dei semiconduttori o imperfezioni strutturali che influenzano il movimento degli elettroni e la conduttività. I materiali che mostrano un comportamento non ohmico possono richiedere diversi modelli teorici o metodi di caratterizzazione per descrivere accuratamente le loro proprietà elettriche e i loro comportamenti in diverse condizioni operative.
Alcuni materiali mostrano un comportamento non ohmico in presenza di campi elettrici deboli perché la loro conduttività elettrica dipende in modo non lineare dall’intensità del campo elettrico. In questi casi, la conduttività può variare con la tensione o la corrente applicata in modo non conforme alla legge di Ohm. Campi elettrici deboli potrebbero non fornire energia sufficiente per superare le barriere interne o attivare meccanismi di conduttività in modo uniforme in tutto il materiale, portando a risposte non lineari e comportamenti non ohmici. Comprendere queste caratteristiche è essenziale per progettare e prevedere le prestazioni di dispositivi e circuiti elettronici che utilizzano tali materiali.
I conduttori non ohmici presentano tipicamente diverse caratteristiche distinte che li differenziano dai conduttori ohmici. Una caratteristica chiave è la relazione non lineare tra tensione e corrente, in cui le variazioni della tensione applicata si traducono in variazioni non proporzionali della corrente. Questo comportamento contrasta con i conduttori ohmici, dove la corrente è direttamente proporzionale alla tensione secondo la legge di Ohm. Inoltre, i conduttori non ohmici possono mostrare conduttività dipendente dalla temperatura, proprietà simili a semiconduttori o effetti di isteresi in condizioni elettriche variabili. Queste caratteristiche richiedono tecniche e modelli di caratterizzazione specializzati per descrivere e prevedere con precisione il comportamento elettrico dei materiali non ohmici in applicazioni pratiche, che vanno dall’elettronica alla ricerca sulla scienza dei materiali.
