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1米、横截面积是1平电阻率的单位是欧姆米
百科名片
电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。
某种材料制成的长
方毫米的在常温下(20C时)导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。
(Q•诫ohmm),常用单位是欧姆毫米和欧姆米。
定义:
电阻率(resistivity)是用来表示各种物质电阻特性的物理量。
某种材料制成
的长1米、横截面积是1平方毫米的在常温下(20C时)导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。
在温度一定的情况下,有公式R=pl/s其中的p就是电阻率,I为材料的长度,s
为面积。
可以看出,材料的电阻大小正比于材料的长度,而反比于其面积。
由上式可
知电阻率的定义:
p=Rs/I
使用:
电阻率较低的物质被称为导体,常见导体主要为金属,而自然界中导电性最佳
的是银。
其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等,电阻率较高,一般称为绝缘体。
介于
导体和绝缘体之间的物质(如硅)则称半导体。
电阻率的科学符号为p。
已知物体的电阻,可由电阻率p、长度I与截面面积A计算:
P=RI/A
在上式中,
电阻R单位为欧姆
长度I单位为米
截面面积A单位为平方米
电阻率p单位为欧姆米
单位:
国际单位制中,电阻率的单位是欧姆米(或ohmm),常用单位是欧姆毫
米和欧姆米。
计算公式:
电阻率的计算公式为:
p=RS/L
p为电阻率常用单位m
S为横截面积一一常用单位怦
R为电阻值一一常用单位Q
L为导线的长度常用单位m
电阻率的另
「计算公式为:
p=E/J
p为电阻率
-—常用单位Q
•m
E为电场强度
――常用单位
N/C
J为电流密度
A/m2
(E,J可以为矢量)
说明:
1.电阻率p不仅和导体的材料有关,还和导体的温度有关。
在温度变化不大的
范围内,:
几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化,即p=po(1+at)。
式中t是摄氏
温度,po是0C时的电阻率,a是电阻率温度系数。
2.由于电阻率随温度改变而改变,所以对于某些电器的电阻,必须说明它们所处
的物理状态。
如一个220V-100W电灯灯丝的电阻,通电时是484欧姆,未通电
时只有40欧姆左右。
3.电阻率和电阻是两个不同的概念。
电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属
性,电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。
金属导体的电阻率:
常用金属导体在20C时的电阻率
材料电
'
阻率
(Q
m)
(1)银
1.65
X
10-8
⑵铜
1.75
⑶铝
2.83
⑷钨
5.48
⑸铁
9.78
⑹铂
2.22
10-7
⑺锰铜
同4.4
(8)汞
9.6
X1
0-7
(9)康铜5.0X10-7
(10)镍铬合金1.0X10-6
(11)铁铬铝合金1.4X10-6
(12)铝镍铁合金1.6X10-6
(13)石墨(8〜13)X10-6
可以看出金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,非金属和一些金属氧化物更大
而绝缘体的电阻率极大。
锗、硅、硒、氧化铜、硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大我们把这类材料叫做半导体(semiconductors)。
总结:
常态下(由表可知)导电性能最好的依次是银、铜、铝,这三种材料是最
常用的,常被用来作为导线等,其中铜用的最为广,几乎现在的导线都是铜的(精密
仪器,特殊场合除外)铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰。
由于铝密度小,取材广泛,且价格比铜便宜,目前被广泛用于电力系统中传输电力的架空输电线路。
为解决铝材刚性不足缺陷,一般采用钢芯铝绞线,即铝绞线内部包有一根钢线,以提
高强度。
银导电性能最好但由于成本高很少被采用,只有在高要求场合才被使用,如
精密仪器、高频震荡器、航天等。
顺便说下金,在某些场合仪器上触点也有用金的,
另外一些金属的电阻率
70—110.11—.54
金属温度(0C)pa0,100
锌
20
X10-3
5.9
4.2
铝(
软)
202.754.2
-78
1.64
阿露美尔合金
2033
锑
03
8.7
5.4
铱
6.5
3.9
铟
08
.2
5.1
殷钢
75
2
锇
9.5
镉
7.4
钾
6.9
①
钙
4.6
3.3
金
2.4
4.0
银
1.624.
1
铬(
7
镍铬合金(克露美尔)
1.2
钴a06.376.58
康铜一50-.04-1.01
锆30494.0
黄铜-5—71.4-2水银094.080.99水银2095.8
锡
11.4
4.5
锶
30.3
3.5
青铜
-13
—180.5
铯
21
4.8
铋
120
铊
19
5
钨
5.5
5.3
钨100035
钨3000123
钨-783.2
钽20153.5
金属温度(0C)pa0,100
杜拉铝(软)—3.4
铁(
纯)
209.86.6
-784.9
钢)
—10—201.5—5
铸)
—57—114
铜(
201.724.3
1002.28
-781.03
-1830.30
钍
18
钠
5.5①
铅
镍铬合金(不含铁)20109.10
镍铬合金(含铁)2095—104.3—.5
镍铬林合金—27—45.2—.34
镍(软)207.246.7
镍(软)-783.9
铂2010.63.9
铂100043
铂-786.7
铂铑合金②20221.4
钯2010.83.7
砷20353.9
镍铜锌电阻线—34—41.25—.32
铍(软)206.4
镁204.54.0
锰铜2042—48-03—+.02
钼205.64.4
洋银—17—41.4—.38
锂209.44.6
磷青铜—2—6
铷2012.55.5
铑205.14.4
*若电阻率单位用欧
①0C和融点间的平均温度系数②铂90%,铑10%
姆厘米(Qcm)表示,表中数值应扩大100倍。
铜电阻率为0.0175Q•mm2/m
答案补充
mm2是平方毫米
电阻率(resistivity)是指单位长度、单位截面的某种物质的电阻,常用单位为咳姆厘米
其倒数为电导率。
电阻率较低的物质被称为导体,常见导体主要为金属,而自然界中导电性最佳的是银。
其他
不易导电的物质如玻璃、橡胶等,电阻率较高,一般称为绝缘体。
介于导体和绝缘体之间的物质(如硅)则称半导体。
已知物体的电阻,可由电阻率p、长度I与截面面积A计算:
截面面积A单位为平方米
物质
(Qm)
电阻温度系数(导体温度为20°
C)
(电阻率及温度系数皆和导体当时的温度有关)(温度和温度系数的关系可参考
http:
//www.nihs.tp.edu.tw/~nihsw9/ele/2/5.htm)
1.59X10-8
.0038
铜
1.7X0-8
.0039
2.44X0-8
.0034
铝
2.82X0-8
5.6X0-8
.0045
黄铜
0.8X0-7
.0015
铁
1.0X0-7
.005
铂
1.1X0-7
.00392
2.2X0-7
锰加宁
48.2X0-8
.000002
康铜
4.9X0-7
汞
9.8X0-7
.0009
镍铬合
1.50X06
.0004
碳
3.5X0-5
-.0005
锗
4.6X0-1
-.048
硅
6.40X02
-.075
玻璃
1010至1014
无
金属由一群依一定规则排列原子构成,每颗原子均有一层(或多层)由电子组成的外壳。
这
些在外壳的电子能脱离原子核的吸引力而到处流动,是金属能导电的主要原因。
当金属两端
产生电势差(即电压)时,电子因电场的影晌而作规则的流动,是为电流。
在现实中,物质的原子排列不可能为完全规则,因此电子在流动途中会被不按规则排列的原子打散,是为电
阻的来源。
高温加速电子运动,增加电子被打散的机会,故热的物体电阻较高。
横切面面积大的金属有较多空间予电子流动,故电阻较小。
电子横过较长的金属时一般会发生较多的碰撞,故长的金属电阻较大。
[编辑]半导体与绝缘体
[编辑]能量带理论
根据量子力学,电子的能量不会维持在某个定值,但会停留在某个等级(电子的能量值不能
在不属于任何等级的范围内)。
这些能量值等级至少可分为两组,一组称为传导带,另一组称价能带。
传导带的能量等级通常要高一些,而能量值在传导带的电子能在电场中自由流动。
在绝缘体和半导体中,原子之间相互影晌,使传导带和价能带之间出现了一个禁制带,即电
子无法拥有的能量值地带。
在这些物质中导电需要较大的能量,以协助电子自价能带跃升至
传导带。
因此,即使对这些物质施加大的电压,产生的电流仍较导电体为小。
[编辑]半导体
另外,半导体的电阻性质可以调校。
如微量的砷或硼被加到半导体中,会产生额外的电子或
4洞II缺少电子的地方),两者均可以在半导体中流动。
这种经过掺杂的半导体是二极管、三极管等电子配件的重要原料。
[编辑]离子液体(电解质)
在电解质中,电流是由带电的离子的流动产生,因此液体的电阻很受盐的浓度所影晌。
譬如
蒸馏水是绝缘体,但盐水就是很好的导电体。
在生物体内的膜,离子盐负责电流的传送。
膜中的小孔道会选择什么的离子可以通过。
这直
接决定膜的电阻值。
[编辑]微分电阻
如电阻跟随电压及电流变动,则可定义微分电阻为:
微分电阻的单位仍为欧姆,惟微分电阻值与基本的电阻值并不一致。
微分电阻值有可能因有关仪器的特性而出现负值,称为负电阻。
然而,基本电阻(即电压与电流的商)永远为正值。
[编辑]温度对电阻的影响
温度对不同物质的电阻值均有不同的影晌。
[编辑]导电体
在接近室温的温度,良导体的电阻值,通常与温度成正比:
/?
=/?
o+aT
上式中的a称为电阻的温度系数。
未经掺杂的半导体的电阻随温度而下降,两者成几何关系:
R=R胡T
有掺杂的半导体变化较为复杂。
当温度从绝对零度上升,半导体的电阻先是减少,到了绝
大部份的带电粒子(电子或电洞/空穴)离开了它们的载体后,电阻会因带电粒子的活动力下降而随温度稍为上升。
当温度升得更高,半导体会产生新的载体(和未经掺杂的半导体一
样),原有的载体(因渗杂而产生者)重要性下降,于是电阻会再度下降。
[编辑]绝缘体和电解质
绝缘体和电解质的电阻与温度的关系一般不成比例,而且不同物质有不同的变化,故不在此
列出概括性的算式。
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