基本介紹
- 中文名：電阻
- 外文名：Resistance
- 表達式：R
- 套用學科：物理
- 適用領域範圍：電學
基本釋義,電阻的本質,單位表示,計算公式,控制因素,超導現象,
基本釋義
電阻是描述導體導電性能的物理量，用R表示。電阻由導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值來定義，即R=U/I。所以，當導體兩端的電壓一定時，電阻愈大，通過的電流就愈小; 反之，電阻愈小，通過的電流就愈大。因此，電阻的大小可以用來衡量導體對電流阻礙作用的強弱，即導電性能的好壞。電阻的量值與導體的材料、形狀、體積以及周圍環境等因素有關。
不同導體的電阻按其性質的不同還可分為兩種類型。一類稱為線性電阻或歐姆電阻，滿足歐姆定律; 另一類稱為非線性電阻，不滿足歐姆定律。電阻的倒數1/R稱為電導，也是描述導體導電性能的物理量，用G表示。電阻的單位在國際單位制中是歐姆(Ω)，簡稱歐。而電導的國際單位制(SI)單位是西門子(S)，簡稱西。電阻還常用kΩ和MΩ作單位，它們之間的關係是：
1MΩ=1000kΩ=1000000Ω
電阻率描述導體導電性能的參數。對於由某種材料製成的柱形均勻導體，其電阻R與長度L成正比，與橫截面積S成反比，即：
式中ρ為比例係數，由導體的材料和周圍溫度所決定，稱為電阻率。它的國際單位制(SI)是歐姆·米 (Ω·m)。常溫下一般金屬的電阻率與溫度的關係為：
ρ=ρ0(1+αt)
式中ρ0為0℃時的電阻率; α為電阻的溫度係數; 溫度t的單位為攝氏溫度。半導體和絕緣體的電阻率與金屬不同，它們與溫度之間不是按線性規律變化的。當溫度升高時，它們的電阻率會急劇地減小。呈現出非線性變化的性質。電阻率的倒數1/ρ稱為電導率，用σ表示。它也是描述導體導電性能的參數 ，其國際單位制(SI)是西門子/米 (S/m)。
電阻的本質
正常金屬有電阻，是因為載流子會受到散射而改變動量。散射的中心就是聲子，缺陷，雜質原子等。在超導情況下，組成庫伯對的電子不斷地相互散射，但這種散射不影響庫伯對質心動量，所以有電流通過超導體時庫伯對的定向移動不受阻礙，沒有電阻。
單位表示
導體的電阻通常用字母R表示，電阻的單位是歐姆（ohm），簡稱歐，符號是Ω（希臘字母，讀作Omega)，1Ω=1V/A。比較大的單位有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）（兆=百萬，即100萬）。
KΩ（千歐）， MΩ（兆歐），他們的換算關係是：兩個電阻並聯式也可表示為
1TΩ=1000GΩ；1GΩ=1000MΩ；1MΩ=1000KΩ；1KΩ=1000Ω（也就是一千進率）
計算公式
串聯：
。
定義式：
決定式：
（ρ表示電阻的電阻率，是由其本身性質決定，L表示電阻的長度，S表示電阻的橫截面積）。
控制因素
電阻雖然定義為：1伏電壓產生一安電流則為1歐電阻；但電壓、電流並不是決定電阻的因素。
電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關，還與導體長度、橫截面積、材料有關。多數（金屬）的電阻隨溫度的升高而升高，一些半導體卻相反，如玻璃，碳。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，單位為m，s為面積，單位為平方米。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。對於不均勻的導體，其內部各處的電阻率還可以不相同。只要電阻率ρ對每個（橫截面積可以不同的）橫截面上各點相同。這個導體的電阻r就可以用以下的線積分計算：
超導現象
各種金屬導體中，銀的導電性能是最好的，但還是有電阻存在。20世紀初，科學家發現，某些物質在很低的溫度時，如鋁在1.39K（-271.76℃）以下，鉛在7.20K（-265.95℃）以下，電阻就變成了零。這就是超導現象，用具有這種性能的材料可以做成超導材料。已經開發出一些“高溫”超導材料，它們在100K（-173℃）左右電阻就能降為零。
如果把超導現象套用於實際，會給人類帶來很大的好處。在電廠發電、運輸電力、儲存電力等方面若能採用超導材料，就可以大大降低由於電阻引起的電能消耗。如果用超導材料製造電子元件，由於沒有電阻，不必考慮散熱的問題，元件尺寸可以大大的縮小，進一步實現電子設備的微型化。
