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電阻率的概念:
電阻率:是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。某種材料制成的長1米、橫截面積是1平方毫米的在常溫下(20℃時)導(dǎo)線的電阻,叫做這種材料的電阻率。電阻率的單位是歐姆·米(Ω·m或ohmm),常用單位是歐姆·毫米和歐姆·米。
電阻率的應(yīng)用:
電阻率較低的物質(zhì)被稱為導(dǎo)體,常見導(dǎo)體主要為金屬,而自然界中導(dǎo)電性佳的是銀,其次為半導(dǎo)體、硅鍺。當(dāng)存在外電場時,金屬的自由電子在運(yùn)動中不斷和晶格節(jié)點上做熱振子的正離子相碰撞,使電子運(yùn)動受到阻礙,因而就具有了一定的電阻。其他不易導(dǎo)電的物質(zhì)如玻璃、橡膠等,電阻率較高,一般稱為絕緣體。介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅) 則稱半導(dǎo)體。電阻率的科學(xué)符號為 ρ(Rho)。 已知物體的電阻,可由電阻率ρ、長度 l 與截面面積A 計算:ρ=RA/I,在該式中, 電阻R 單位為歐姆,長度 l 單位為米,截面面積 A 單位為平方米,電阻率 ρ單位為
歐姆·米 計算公式
電阻率的計算公式為:ρ=RS/L
ρ為電阻率——常用單位Ω·m
S為橫截面積——常用單位㎡
R為電阻值——常用單位Ω
L為導(dǎo)線的長度——常用單位m
電阻率的另一計算公式為:ρ=E/J
ρ為電阻率——常用單位Ω·mm2/m[1]
E為電場強(qiáng)度——常用單位N/C
J為電流密度——常用單位A/㎡
(E,J 可以為矢量)
電阻率的說明:
1.電阻率ρ不僅和導(dǎo)體的材料有關(guān),還和導(dǎo)體的溫度有關(guān)。在溫度變化不大的范圍內(nèi):幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化,即ρ=ρo(1+at)。式中t是攝氏溫度,ρo是O℃時的電阻率,a是電阻率溫度系數(shù)。
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(tài)。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(zhì)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。
總結(jié):
常態(tài)下(由表可知)導(dǎo)電性能的依次是銀、銅、鋁,這三種材料是常用的,常被用來作為導(dǎo)線等,其中銅用的為廣,幾乎現(xiàn)在的導(dǎo)線都是銅的(精密儀器,特殊場合除外)鋁線由于化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定容易氧化已被淘汰。由于鋁密度小,取材廣泛,且價格比銅便宜,目前被廣泛用于電力系統(tǒng)中傳輸電力的架空輸電線路。為解決鋁材剛性不足缺陷,一般采用鋼芯鋁絞線,即鋁絞線內(nèi)部包有一根鋼線,以提高強(qiáng)度。銀導(dǎo)電性能,但由于成本高很少被采用,只有在高要求場合才被使用,如精密儀器、高頻震蕩器、航天等。順便說下金,在某些場合儀器上觸點也有用金的,那是因為金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定故采用,并不是因為其電阻率小所致。
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