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電阻的電阻率及溫度的關系與公式計算

發布時間：2020-01-08 15:46:19
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電阻的電阻率及溫度的關系與公式計算
電阻率是什么？

電阻率是用來表示各種物質電阻特性的物理量。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（resistivity）是用來表示各種物質電阻特性的物理量。在常溫下（20℃時），某種材料制成的長1米、橫截面積是1平方米的導線的電阻，叫做這種材料的電阻率。

在溫度一定的情況下，有公式Rρ=l/s其中的就是電阻率，l為材料的長度， s為面積。可以看出，材料的電阻大小正比于材料的長度，而反比于其面積。由上式可知電阻率的定義：ρ=Rs/l

電阻率的概念應用：

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。當存在外電場時，金屬的自由電子在運動中不斷和晶格節點上做熱振子的正離子相碰撞，使電子運動收到阻礙，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 (Rho)。已知物體的電阻，可由電阻率、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，電阻率單位為歐姆米

電阻率單位：

國際單位制中，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。

電阻率計算公式

電阻率的計算公式為：ρ=RS/L

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

-----------------------------------------

電阻率的另一計算公式為：ρ=E/J

為電阻率——常用單位Ω·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）

1．電阻率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=o(1+at)。式中t是攝氏溫度，o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。

常用金屬導體在20℃時的電阻率

材料電阻率(Ω m)
銀1.65 x10-8	銅1.75 x10-8		金2.40x10-8	鋁2.83 x10-8	鎢5.48 x10-8
鐵9.78 x10-8	鉑2.22 x10-7		錳銅4.4 x10-7	汞9.6 x10-7	康銅5.0 x10-7
鎳鉻合金1.0 x10-6		鐵鉻鋁合金1.4 x10-6		鋁鎳鐵合金1.6 x10-6

可以看出金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大，非金屬和一些金屬氧化物更大，而絕緣體的電阻率極大。鍺、硅、硒、氧化銅、硼等的電阻率比絕緣體小而比金屬大，我們把這類材料叫做半導體(semiconductors)。總結：常態下（由表可知）導電性能最好的依次是銀、銅、鋁，這三種材料是最常用的，常被用來作為導線等，其中銅用的最為廣，幾乎現在的導線都是銅的（精密儀器，特殊場合除外）鋁線由于化學性質不穩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，即鋁絞線內部包有一根鋼線，以提高強度。銀導電性能最好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，那是因為金的化學性質穩定故采用，并不是因為其電阻率小所至。

金屬溫度（0℃） ραo , 100
鋅20 x10-3 x10-3 　　5．9 4.2		鋁（軟）20 2.75 4.2	鋁（軟）-78 1.64
阿露美爾合金20 33 1.2		石墨(8～13)x10-6	銻0 38.7 5.4
鎳鉻合金（克露美爾）—70—110 .11—。54		銥20 6.5 3.9	銦0 8.2 5.1
杜拉鋁（軟）—3.4		殷鋼0 75 2	鋨20 9.5 4.2
鐵（鋼）—10—20 1.5—5		鎘20 7.4 4.2	鉀20 6.9 5.1①
鐵（鑄）—57—114		鈣 20 4.6 3.3	金20 2.4 4.0
鉻合金（含鐵）20 95—104 .3—。5		銀20 1.62 4.1	鉻（軟）20 17
鎳鉻林合金—27—45 .2—。34		鈷a 0 6.37 6.58	康銅—50 -。04-1.01
鎳銅鋅電阻線—34—41 .25—。32		鋯30 49 4.0	黃銅- 5—7 1.4-2
洋銀—17—41 .4—。38		水銀0 94.08 0.99	水銀20 95.8
鎳鉻合金（不含鐵）20 109 .10		錫20 11.4 4.5	鍶0 30.3 3.5
銅（軟）20 1.72 4.3	銅（軟）100 2.28	青銅- 13—18 0.5	銫20 21 4.8
銅（軟）-78 1.03	銅（軟）-183 0.30	鉍20 120 4.5	鉈20 19 5
釷20 18 2.4	鈉20 4.6 5.5①	鎢20 5.5 5.3	鎢1000 35
鉛 20 21 4.2	鎳（軟）20 7.24 6.7	鎢3000 123	鎢-78 3.2
鎳（軟）-78 3.9	鉑20 10.6 3.9	鉭20 15 3.5	鐵（純）20 9.8 6.6
鉑1000 43	鉑-78 6.7	鐵（純）20 9.8 6.6	鐵（純）-78 4.9
鉑銠合金②20 22 1.4	鈀20 10.8 3.7	砷20 35 3.9	鈹（軟）20 6.4
錳銅20 42—48 -03—+.02		鎂20 4.5 4.0	鉬20 5.6 4.4
磷青銅—2—6	銣20 12.5 5.5	銠20 5.1 4.4	鋰20 9.4 4.6
①0℃和融點間的平均溫度系數
②鉑90%，銠10%　*若電阻率單位用歐姆厘米（Ωcm ）表示，表中數值應擴大100倍。

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