【電(dian)阻(zu)率】影響電(dian)阻(zu)率的(de)外界因素電(dian)阻(zu)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)(de)物(wu)理量。某種物(wu)質所制成的(de)(de)(de)原件(jian)(常溫(wen)下(xia)20°C)的(de)(de)(de)電(dian)阻與橫(heng)截面(mian)積的(de)(de)(de)乘積與長(chang)度(du)的(de)(de)(de)比值叫(jiao)做這種物(wu)質的(de)(de)(de)電(dian)阻率。電(dian)阻率與導(dao)體的(de)(de)(de)長(chang)度(du)、橫(heng)截面(mian)積等因素無關,是導(dao)體材(cai)料(liao)本身(shen)的(de)(de)(de)電(dian)學性質,由導(dao)體的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)決定(ding),且與溫(wen)度(du)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(huo)(huo)電阻應變片,分別(bie)被(bei)用(yong)來測量(liang)磁(ci)場或(huo)(huo)物體所受到的機械(xie)應力,在工(gong)程上獲得廣泛應用(yong)。
電阻率的計算方法
電阻率(lv)的(de)計算公(gong)式為(wei):
ρ為電(dian)阻率——常用單位Ω·m
S為橫截面(mian)積(ji)——常用單位㎡
R為電阻值——常用單位Ω
L為導線的長度——常用單(dan)位m
ρ=Rs/L
電阻率的(de)另一(yi)計算公式(shi)為:
ρ為電阻率——常用單位Ω·mm2/m
E為(wei)電場強(qiang)度——常用單(dan)位N/C
J為電流密度(du)——常用單位A/㎡
(E,J可以(yi)為矢量(liang))
ρ=E/J
電阻率的應用
電阻率較低的(de)(de)(de)物(wu)質被稱(cheng)為(wei)導(dao)(dao)體(ti)(ti),常(chang)見導(dao)(dao)體(ti)(ti)主要為(wei)金屬(shu),而自(zi)然界中導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)性(xing)最佳的(de)(de)(de)是銀,其(qi)次為(wei)半導(dao)(dao)體(ti)(ti),硅鍺。當(dang)存在外電(dian)(dian)(dian)(dian)場時,金屬(shu)的(de)(de)(de)自(zi)由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)子在運動中不(bu)斷和晶(jing)格節點上做熱振子的(de)(de)(de)正離(li)子相碰撞,使電(dian)(dian)(dian)(dian)子運動受到阻(zu)(zu)礙,因而就(jiu)具有了一定的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)。其(qi)他不(bu)易導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)物(wu)質如玻璃(li)、橡(xiang)膠等,電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)率較高,一般稱(cheng)為(wei)絕緣體(ti)(ti)。介于導(dao)(dao)體(ti)(ti)和絕緣體(ti)(ti)之間的(de)(de)(de)物(wu)質(如硅)則稱(cheng)半導(dao)(dao)體(ti)(ti)。電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)率的(de)(de)(de)科學符號為(wei) ρ(Rho)。 已知(zhi)物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu),可由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)率ρ、長(chang)度l與截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)A計算:ρ=RA/I,在該(gai)式中, 電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)R單(dan)位為(wei)歐姆(mu),長(chang)度l單(dan)位為(wei)米,截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)A單(dan)位為(wei)平(ping)方米,電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)率 ρ單(dan)位為(wei)歐姆(mu)·米