【電(dian)阻率】影響電(dian)阻率的(de)外界因素電(dian)阻率的(de)計算方法
影響電阻率的外界因素
電阻率是用來表示各種物質電阻特性的(de)(de)物理量(liang)。某種物質所制(zhi)成的(de)(de)原(yuan)件(常溫(wen)下20°C)的(de)(de)電阻(zu)與(yu)(yu)橫(heng)截面積的(de)(de)乘積與(yu)(yu)長度(du)的(de)(de)比值叫做(zuo)這種物質的(de)(de)電阻(zu)率。電阻(zu)率與(yu)(yu)導體(ti)(ti)的(de)(de)長度(du)、橫(heng)截面積等因素無關,是(shi)導體(ti)(ti)材料本身(shen)的(de)(de)電學性質,由導體(ti)(ti)的(de)(de)材料決定,且與(yu)(yu)溫(wen)度(du)有(you)關。
電阻率不僅與材料種類有關,而且還與溫度、壓力和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/℃(其數值極小),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,出現超導現象,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(huo)電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian),分別被用來測量磁場或(huo)物體所受到的(de)機械(xie)應(ying)力,在工(gong)程上獲得廣泛應(ying)用。
電阻率的計算方法
電(dian)阻率(lv)的計算公式為:
ρ為電阻率(lv)——常用(yong)單(dan)位Ω·m
S為橫截面積(ji)——常用單位㎡
R為電阻值——常用單位Ω
L為導線的(de)長度——常用單位(wei)m
ρ=Rs/L
電阻(zu)率(lv)的另一計算公式為(wei):
ρ為(wei)電阻率(lv)——常用(yong)單位Ω·mm2/m
E為電場強度——常(chang)用單(dan)位N/C
J為(wei)電流密(mi)度——常用單位A/㎡
(E,J可(ke)以為矢量)
ρ=E/J
電阻率的應用
電阻率(lv)較低的(de)物質被稱為(wei)(wei)導(dao)體(ti)(ti),常(chang)見導(dao)體(ti)(ti)主要為(wei)(wei)金(jin)屬(shu),而自(zi)然界(jie)中導(dao)電(dian)性最佳(jia)的(de)是(shi)銀,其次為(wei)(wei)半導(dao)體(ti)(ti),硅鍺。當存在(zai)外電(dian)場時,金(jin)屬(shu)的(de)自(zi)由電(dian)子(zi)在(zai)運動中不斷和晶格節(jie)點(dian)上做熱(re)振子(zi)的(de)正(zheng)離子(zi)相碰(peng)撞,使電(dian)子(zi)運動受到阻(zu)(zu)礙,因而就具(ju)有了一定的(de)電(dian)阻(zu)(zu)。其他不易導(dao)電(dian)的(de)物質如玻璃(li)、橡膠等(deng),電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)較高,一般稱為(wei)(wei)絕(jue)緣體(ti)(ti)。介于(yu)導(dao)體(ti)(ti)和絕(jue)緣體(ti)(ti)之間的(de)物質(如硅)則稱半導(dao)體(ti)(ti)。電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)的(de)科學符號為(wei)(wei) ρ(Rho)。 已(yi)知(zhi)物體(ti)(ti)的(de)電(dian)阻(zu)(zu),可由電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)ρ、長度l與截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積A計算:ρ=RA/I,在(zai)該(gai)式中, 電(dian)阻(zu)(zu)R單(dan)位(wei)為(wei)(wei)歐(ou)姆,長度l單(dan)位(wei)為(wei)(wei)米(mi),截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積A單(dan)位(wei)為(wei)(wei)平方米(mi),電(dian)阻(zu)(zu)率(lv) ρ單(dan)位(wei)為(wei)(wei)歐(ou)姆·米(mi)