Quelle Est la Résistance Électrique La Plus Faible Possible ?
Zéro Théorique vs Réalité Physique
La limite théorique inférieure de résistance est 0 Ω — conducteur parfait sans opposition au courant. En pratique, aucun matériau n'atteint résistance nulle à température finie.
Pourquoi Zéro Inatteignable (Conducteurs Normaux)
- Diffusion Électron-Phonon : Vibrations réseau (énergie thermique) dévient électrons conduction. Résistivité ρ ∝ T (au-dessus température Debye).
- Diffusion Impuretés/Défauts : Dislocations, joints grains, atomes solutés créent résistivité résiduelle ρ0 (limite T → 0).
- Effets Taille : Nanofils/films minces, diffusion surface ajoute résistivité (Fuchs-Sondheimer).
Supraconducteurs : L'Exception (R = 0 DC)
Sous température critique (Tc), champ critique (Hc), et densité courant critique (Jc), certains matériaux (NbTi, Nb3Sn, YBCO, MgB2) présentent vraie résistance DC nulle. Électrons forment paires Cooper → condensent état quantique macroscopique → pas diffusion.
- Courant Persistant : Boucles courants aimants supraconducteurs (IRM, RMN, LHC) tournent années sans décroissance mesurable (< 10−18 Ω équivalent).
- Pertes AC : Sous AC ou champs rampés, vortex bougent → pertes hystérésis/couplage/Foucault → résistance AC effective > 0.
- Résistance Joints/Contacts : Joints supraconducteur-supraconducteur ou supraconducteur-normal ont résistance finie (nΩ–µΩ).
Résistances Pratiques Les Plus Faibles
| Contexte | Résistance Atteignable |
|---|---|
| Joint aimant supraconducteur (NbTi) | < 1 nΩ (10−9 Ω) |
| Barre cuivre (100 mm², 1 m, 20°C) | ~0,17 mΩ |
| Shunt 4 fils (calibré) | 10 µΩ – 1 mΩ |
| Piste PCB (1 oz Cu, 10 mm × 0,2 mm) | ~5 mΩ |
| Corps humain (mouillé) | ~1 kΩ |