電阻率簡介
電阻率(resistivity)是用來表示各種物質電阻特性的物理量。
在溫度一定的情況下,有公式R=ρl/S,其中ρ就是電阻率,l為材料的長度,S為面積。可以看出,材料的電阻大小與材料的長度成正比,而與其截面積成反比。
由上式可知電阻率的定義式:ρ=RS/l,國際單位制中,電阻率的單位是歐姆·米(Ω·m),常用單位是歐姆·毫米、歐姆·米。
說明
1、電阻率ρ不僅和導體的材料有關,還和導體的溫度有關。在溫度變化不大的范圍內:幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化,即ρ=ρ0(1+at)。式中t是攝氏溫度,ρ0是O℃時的電阻率,a是電阻率溫度系數。
2、由于電阻率隨溫度改變而改變,所以對于某些電器的電阻,必須說明它們所處的物理狀態。如一個220 V -100 W電燈燈絲的電阻,通電時是484歐姆,未通電時只有40歐姆左右。
3、電阻率和電阻是兩個不同的概念。電阻率是反映物質對電流阻礙作用的屬性,電阻是反映物體對電流阻礙作用的屬性。
電阻率的單位換算
電阻率的單位,公式及換算 電阻率的英文:resistivity
電阻率的單位:國際單位制中,電阻率的單位是歐姆·米(Ω.cm)),常用單位是歐姆·平方毫米/米。 導體的電阻率
導體材料中某點的電阻率r定義為該點的電場強度E的大小與同點的電流密度j的大小之比,即
由一定材料制成的橫截面均勻的導體,如果長度為l、橫截面積為S,則由式(10-10)可以證明這段導體的電阻為
導體材料的電阻率決定于材料自身的性質。各種材料的電阻率都隨溫度而變化。在通常溫度范圍內,金屬材料的電阻率隨溫度作線性變化,變化關系可以表示為
式中r為t℃時的電阻率,r0為0℃時的電阻率,a稱為電阻溫度系數。表10-1中列出了一些金屬、合金和碳的r0和a值。 表10-1 一些材料的r0和a值
由表中的數據可以看出,純金屬的a值都在0.4%左右,這表示溫度每升高1℃,其電阻率約增加0.4%。而這些材料的線膨脹系數要小得多,溫度每升高1℃其線度只增大0.001%左右。所以在考慮金屬導體的電阻隨溫度變化時,可以忽略其長度l和截面積S的變化。在式(10-12)兩邊同乘以l/S,就得到金屬導體電阻隨溫度的變化關系
式中R是t℃的電阻,R0是0℃的電阻。根據這一線性關系可以制成電阻溫度計,用于溫度的測量。常用的電阻溫度計有銅電阻溫度計(-50℃~150℃)和鉑電阻溫度計(-200℃~500℃)。
在國際單位制中,電阻率的單位是 W×m (歐姆×米)。電阻率的倒數稱為電導率,常用s表示,其單位是S×m-1 (西門子/米)。
某些材料的電阻率在其特定溫度TC以下會減小到接近零,這種現象稱為超導現象,處于超導狀態的材料稱為超導體。溫度TC稱為超導轉變溫度,不同材料具有不同的轉變溫度。鈦的轉變溫度為0.39 K,鋁為1.19 K,鉛為7.2 K,鈮三錫(Nb3Sn)為18.1 K,鈮三鍺(Nb3Ge)為23.2 K,La-Ba-Cu-O系氧化物為46 K,Y-Ba-Cu-O系氧化物為90 K,Tl-Ba-Ca-Cu-O系氧化物為125 K,Hg-Ba-Ca-Cu-O系氧化物為134 K等。超導體除電阻消失外,還具有其他一些獨特的物理性質。
電阻阻值
電阻(resistance)縮寫為R,它是導體的一種基本性質,與導體的尺寸、材料、溫度有關。
電阻都有一定的阻值,它代表這個電阻對電流流動阻擋力的大小。電阻的單位是歐姆,用符號“Ω”表示。歐姆是這樣定義的:當在一個電阻器的兩端加上1伏特的電壓時,如果在這個電阻器中有1安培的電流通過,則這個電阻器的阻值為1歐姆。除了歐姆外,電阻的單位還有千歐(KΩ,兆歐(MΩ)等。電阻器的電氣性能指標通常有標稱阻值,誤差與額定功率等。它與其它元件一起構成一些功能電路,如RC電路等。
電阻率與電阻阻值大小的有何關系
(1)當電阻的長度和截面積相同時,電阻的阻值與電阻率成正比。
(2)導體的電阻R跟它的長度L成正比,跟它的橫截面積S成反比,還跟導體的材料有關系,這個規律就叫電阻定律(law of resistance),公式為R=ρL/S 。其中ρ:制成電阻的材料的電阻率,L:繞制成電阻的導線長度,S:繞制成電阻的導線橫截面積,R:電阻值。
由此可見,當電阻的長度和截面積相同時,電阻的阻值與電阻率成正比,即電阻率越大的電阻的阻值越大。