電阻率學

中文名稱: 電阻率 英文名稱: 。 (一級學科);通論(二級學科) 本內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布 百科名片電阻率是用來表示各種物質電阻特性的物理量。某種材料製成的長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。目錄定義 使用 單位 計算公式 說明 金屬導體的電阻率 常用金屬導體在20℃時的電阻率 另外一些金屬和非金屬的電阻率定義 使用 單位 計算公式 說明 金屬導體的電阻率 常用金屬導體在20℃時的電阻率 另外一些金屬和非金屬的電阻率展開

基本介紹

  • 中文名:電阻率學
  • 外文名:resistivity
  • 定義: 電導率的倒數
  • 所屬學科: 電力
定義,使用,單位,計算公式,說明,金屬導體,

定義

電阻率(resistivity)是用來表示各種物質電阻特性的物理量。某種材料製成的長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。  在溫度一定的情況下,有公式R=ρl/s其中的ρ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於材料的長度,而反比於其面積。由上式可知電阻率的定義:ρ=Rs/l

使用

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。介於導體和絕緣體之間的物質 (如矽) 則稱半導體。  電阻率的科學符號為 ρ 。  已知物體的電阻,可由電阻率ρ、長度 l 與截面面積A 計算:  P=RA/I  在上式中,  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

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。

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·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)

說明

1.電阻率ρ不僅和導體的材料有關,還和導體的溫度有關。在溫度變化不大的範圍內,: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是電阻率溫度係數。  2.由於電阻率隨溫度改變而改變,所以對於某些電器的電阻,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。

金屬導體

常用金屬導體在20℃時的電阻率
材料電阻率(Ω m)  (1)銀 1.65 × 10-8  (2)銅 1.75 × 10-8  (3)鋁 2.83 × 10-8  (4)鎢 5.48 × 10-8  (5)鐵 9.78 × 10-8  (6)鉑 2.22 × 10-7  (7)錳銅4.4 × 10-7  (8)汞 9.6 × 10-7  (9)康銅5.0 × 10-7  (10)鎳鉻合金1.0 × 10-6  (11)鐵鉻鋁合金1.4 × 10-6  (12) 鋁鎳鐵合金1.6 × 10-6  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、矽、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)鋁線由於化學性質不穩定容易氧化已被淘汰。由於鋁密度小,取材廣泛,且價格比銅便宜,目前被廣泛用於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,一般採用鋼芯鋁絞線,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於成本高很少被採用,只有在高要求場合才被使用,如精密儀器、高頻震盪器、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採用,並不是因為其電阻率小所至
另外一些金屬和非金屬的電阻率
金屬 溫度(0℃) ρ αo , 100  鋅 20 ×10-3 ×10-3  5.9 4.2  鋁(軟) 20 2.75 4.2  鋁(軟) –78 1.64  石墨(8~13)×10-6  阿露美爾合金 20 33 1.2  銻 0 38.7 5.4  銥 20 6.5 3.9  銦 0 8.2 5.1  殷鋼 0 75 2  鋨 20 9.5 4.2  鎘 20 7.4 4.2  鉀 20 6.9 5.1①  鈣 20 4.6 3.3  金 20 2.4 4.0  銀 20 1.62 4.1  鉻(軟) 20 17  鎳鉻合金(克露美爾) — 70—110 .11—.54  鈷a 0 6.37 6.58  康銅 — 50 –.04–1.01  鋯 30 49 4.0  黃銅 – 5—7 1.4–2  水銀 0 94.08 0.99  水銀 20 95.8  錫 20 11.4 4.5  鍶 0 30.3 3.5  青銅 – 13—18 0.5  銫 20 21 4.8  鉍 20 120 4.5  鉈 20 19 5  鎢 20 5.5 5.3  鎢 1000 35  鎢 3000 123  鎢 –78 3.2  鉭 20 15 3.5  金 屬 溫度(0℃) ρ αo , 100  杜拉鋁(軟) — 3.4  鐵(純) 20 9.8 6.6  鐵(純) –78 4.9  鐵(鋼) — 10—20 1.5—5  鐵(鑄) — 57—114  銅(軟) 20 1.72 4.3  銅(軟) 100 2.28  銅(軟) –78 1.03  銅(軟) –183 0.30  釷 20 18 2.4  鈉 20 4.6 5.5①  鉛 20 21 4.2  鎳鉻合金(不含鐵) 20 109 .10  鎳鉻合金(含鐵) 20 95—104 .3—.5  鎳鉻林合金 — 27—45 .2—.34  鎳(軟) 20 7.24 6.7  鎳(軟) –78 3.9  鉑 20 10.6 3.9  鉑 1000 43  鉑 –78 6.7  鉑銠合金② 20 22 1.4  鈀 20 10.8 3.7  砷 20 35 3.9  鎳銅鋅電阻線 — 34—41 .25—.32  鈹(軟) 20 6.4  鎂 20 4.5 4.0  錳銅 20 42—48 –03—+.02  鉬 20 5.6 4.4  洋銀 — 17—41 .4—.38  鋰 20 9.4 4.6  磷青銅 — 2—6  銣 20 12.5 5.5  銠 20 5.1 4.4  ①0℃和融點間的平均溫度係數 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。
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)鋁線由於化學性質不穩定容易氧化已被淘汰。由於鋁密度小,取材廣泛,且價格比銅便宜,目前被廣泛用於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,一般採用鋼芯鋁絞線,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於成本高很少被採用,只有在高要求場合才被使用,如精密儀器、高頻震盪器、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採用,並不是因為其電阻率小所至。

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