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影響電阻率的因素有哪些 電阻率的計算方法

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摘要:電阻率和電阻是兩個不同的概念。電阻率又叫電阻系數或比電阻,是反映物質對電流阻礙作用的屬性,是衡量材料電阻特性的一個物理量。用某種材料制成的長為1米、橫截面積為1平方米的導體的電阻,在數值上等于這種材料的電阻率。下面來了解下影響電阻率的因素及電阻率的計算方法。

一、影響電阻率的因素

電阻率是用來表示各種物質電阻特性的物理量。某種物質所制成的原件(常溫下20°C)的電阻與橫截面積的乘積與長度的比值叫做這種物質的電阻率。電阻率在國際單位制中的單位是Ω·m,讀作歐姆米,簡稱歐米。常用單位為“歐姆·厘米”。

電阻率與導體的長度、橫截面積等因素無關,是導體材料本身的電學性質,由導體的材料決定,且與溫度、壓力、磁場等外界因素有關。金屬材料在溫度不高時,ρ與溫度t(℃)的關系是ρt=ρ0(1 at),式中ρ1與ρ0分別是t℃和0℃時的電阻率;α是電阻率的溫度系數,與材料有關。錳銅的α約為1×10-1/℃(其數值極?。?,用其制成的電阻器的電阻值在常溫范圍下隨溫度變化極小,適合于作標準電阻。已知材料的ρ值隨溫度而變化的規(guī)律后,可制成電阻式溫度計來測量溫度。半導體材料的α一般是負值且有較大的量值。制成的電阻式溫度計具有較高的靈敏度。有些金屬(如Nb和Pb)或它們的化合物,當溫度降到幾K或十幾K(絕對溫度)時,ρ突然減少到接近零,出現(xiàn)超導現(xiàn)象,超導材料有廣泛的應用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應力而改變的性質,可制成磁敏 電阻或電阻應變片,分別被用來測量磁場或物體所受到的機械應力,在工程上獲得廣泛應用。

二、電阻率的計算方法

電阻率的計算公式為:

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為導線的長度——常用單位m

ρ=Rs/L

電阻率的另一計算公式為:

ρ為電阻率——常用單位Ω·mm2/m

E為電場強度——常用單位N/C

J為電流密度——常用單位A/㎡

(E,J可以為矢量)

ρ=E/J

三、電阻率的應用

電阻率較低的物質被稱為導體,常見導體主要為金屬,而自然界中導電性最佳的是銀,其次為半導體,硅鍺。當存在外電場時,金屬的自由電子在運動中不斷和晶格節(jié)點上做熱振子的正離子相碰撞,使電子運動受到阻礙,因而就具有了一定的電阻。其他不易導電的物質如玻璃、橡膠等,電阻率較高,一般稱為絕緣體。介于導體和絕緣體之間的物質(如硅)則稱半導體。電阻率的科學符號為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。

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