【電(dian)阻(zu)率】影響電(dian)阻(zu)率的外(wai)界因(yin)素電(dian)阻(zu)率的計算方法(fa)
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物(wu)理量。某種(zhong)物(wu)質所制(zhi)成的原件(常溫下(xia)20°C)的電(dian)阻與(yu)橫截面積(ji)的乘積(ji)與(yu)長度的比(bi)值(zhi)叫做(zuo)這(zhe)種(zhong)物(wu)質的電(dian)阻率。電(dian)阻率與(yu)導體(ti)的長度、橫截面積(ji)等因素無關,是導體(ti)材料(liao)本身的電(dian)學(xue)性質,由(you)導體(ti)的材料(liao)決(jue)定,且與(yu)溫度有關。
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,可制成磁敏電阻或電阻應(ying)變片(pian),分別被用來測量磁場或物體所受到的(de)機械應(ying)力(li),在工程上獲得廣(guang)泛(fan)應(ying)用。
電阻率的計算方法
電阻率的計算公(gong)式為:
ρ為電阻(zu)率——常(chang)用單位Ω·m
S為橫(heng)截面(mian)積——常(chang)用單位㎡
R為(wei)電阻值——常用單位Ω
L為(wei)導線的長(chang)度——常(chang)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(dian)場強度(du)——常(chang)用(yong)單(dan)位N/C
J為(wei)電流密度——常用單位A/㎡
(E,J可以(yi)為矢量)
ρ=E/J
電阻率的應用
電阻率較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)物(wu)質被(bei)稱(cheng)為(wei)導體(ti),常(chang)見導體(ti)主要為(wei)金(jin)屬,而自然界中導電(dian)(dian)性最(zui)佳的(de)(de)(de)是銀,其(qi)次為(wei)半(ban)導體(ti),硅鍺。當(dang)存(cun)在(zai)外電(dian)(dian)場時,金(jin)屬的(de)(de)(de)自由電(dian)(dian)子在(zai)運動中不斷和晶(jing)格節點上做熱振子的(de)(de)(de)正離子相碰撞(zhuang),使電(dian)(dian)子運動受到阻(zu)礙,因(yin)而就具有了(le)一定的(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)。其(qi)他不易導電(dian)(dian)的(de)(de)(de)物(wu)質如玻璃、橡膠等,電(dian)(dian)阻(zu)率較(jiao)高,一般(ban)稱(cheng)為(wei)絕緣體(ti)。介(jie)于導體(ti)和絕緣體(ti)之間的(de)(de)(de)物(wu)質(如硅)則稱(cheng)半(ban)導體(ti)。電(dian)(dian)阻(zu)率的(de)(de)(de)科學(xue)符號為(wei) ρ(Rho)。 已知(zhi)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu),可由電(dian)(dian)阻(zu)率ρ、長度l與截(jie)面(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)積A計(ji)算(suan):ρ=RA/I,在(zai)該式中, 電(dian)(dian)阻(zu)R單(dan)位(wei)為(wei)歐姆(mu),長度l單(dan)位(wei)為(wei)米,截(jie)面(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)積A單(dan)位(wei)為(wei)平方米,電(dian)(dian)阻(zu)率 ρ單(dan)位(wei)為(wei)歐姆(mu)·米