电阻率
电阻率( Resistivity ),是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种物质所制成的原件(常温下20°C)的电阻与横截面积的乘积与长度的比值叫做这种物质的电阻率。电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度、压力、磁场等外界因素有关。
电阻率 | |
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电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。常用单位为“欧姆·厘米”。[1]
中文名: 电阻率
外文名: resistivity
表达式: ρ=RS/L
应用学科: 物理
目录
定义
电阻率(resistivity)是用来表示各种物质电阻特性的物理量。
在温度一定的情况下,有公式R=ρL/S其中的ρ就是电阻率,L为材料的长度, S为面积。可以看出,材料的电阻大小与材料的长度成正比,而与其截面积成反比。由上式可知电阻率的定义:ρ=RS/L。
应用范围
单位名称
国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米(Ω·m或ohmm),常用单位是欧姆·毫米和欧姆·米。
计算公式
1、物体电阻计算公式: R=ρL/S
ρ为电阻率——常用单位Ω·m ,比例系数ρ叫做物体的电阻系数或是电阻率,ρ与物体的材料有关,在数值上等于单位长度、单位面积的物体在20℃时所具有的电阻值。
S为横截面积——常用单位㎡
R为电阻值——常用单位Ω
L为导线的长度——常用单位m
2、电阻率的第二个计算公式为:ρ=E/J
ρ为电阻率——常用单位Ω·m
E为电场强度——常用单位N/C
J为电流密度——常用单位A/㎡。(E,J 可以为矢量)
3、电阻率的第三个计算公式为:R=L/G
其中G为物体电导,导体的电阻越小,电导就越大,数值上等于电阻的倒数。单位是西门子,简称西,符号s。
常见导体的电阻率材料 20℃时的电阻率 (μΩ• m)银 0.016铜 0.0172金 0.022铝 0.029锌 0.059铁 0.0978铅 0.206汞 0.958碳 25康铜(54%铜,46%镍) 0.50锰铜(86%铜,12%锰,2%镍) 0.43[2]
影响电阻率的因素
1.电阻率ρ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ρ=ρo(1+at)。式中t是摄氏温度,ρo是O℃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220 V -100 W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。
常用材料的电阻率
材料电阻率(Ω m)
银1.65 ×10-8 | 铜1.75 ×10-8 | 金2.40×10-8 | 铝2.83 ×10-8 | 钨5.48 ×10-8 |
铁9.78 ×10-8 | 铂2.22 ×10-7 | 锰铜4.4 ×10-7 | 汞9.6 ×10-7 | 康铜5.0 ×10-7 |
镍铬合金1.0 ×10-6 | 铁铬铝合金1.4 ×10-6 | 铝镍铁合金1.6 ×10-6 |
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)。[4]
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。银的价格偏贵,因此铜用的最为广,几乎所有应用的导线都是铜制作的(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,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。
在某些场合仪器上触点也有用金的,因为金的化学性质稳定,并不是因为其电阻率小所致。
参考来源
- ↑ 电阻率与电阻阻值大小的有何关系
- ↑ 电阻率与电阻阻值大小的有何关系,快资讯网,2019-06-03
- ↑ 什么叫电阻率,电工学习网,2013-08-18
- ↑ 什么叫电阻率,电工学习网,2013-08-18