【電(dian)阻率(lv)】影響電(dian)阻率(lv)的(de)外(wai)界因素(su)電(dian)阻率(lv)的(de)計算(suan)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(te)性(xing)的(de)(de)物(wu)(wu)理量。某種(zhong)物(wu)(wu)質所(suo)制(zhi)成的(de)(de)原件(常(chang)溫(wen)下(xia)20°C)的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)與(yu)(yu)橫截面積的(de)(de)乘(cheng)積與(yu)(yu)長度的(de)(de)比(bi)值叫(jiao)做(zuo)這種(zhong)物(wu)(wu)質的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率。電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率與(yu)(yu)導(dao)體的(de)(de)長度、橫截面積等因素無(wu)關,是導(dao)體材料本身的(de)(de)電(dian)(dian)學性(xing)質,由導(dao)體的(de)(de)材料決定,且與(yu)(yu)溫(wen)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(huo)電(dian)阻應變片,分(fen)別被用(yong)來(lai)測量磁場或(huo)物體所受到的機械(xie)應力,在(zai)工程上獲(huo)得(de)廣泛應用(yong)。
電阻率的計算方法
電阻率的計算公(gong)式(shi)為:
ρ為(wei)電(dian)阻(zu)率(lv)——常(chang)用單位Ω·m
S為橫截面積——常用單位㎡
R為電阻(zu)值(zhi)——常用(yong)單位Ω
L為導(dao)線(xian)的長度——常用單位m
ρ=Rs/L
電阻率(lv)的另(ling)一計算公(gong)式為:
ρ為電阻(zu)率(lv)——常用單位(wei)Ω·mm2/m
E為電場強度——常用單位N/C
J為電(dian)流密度——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)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)被稱(cheng)為(wei)導體(ti)(ti),常見導體(ti)(ti)主要為(wei)金(jin)(jin)屬,而自(zi)然界中導電(dian)性最佳的(de)(de)(de)是銀(yin),其(qi)次為(wei)半導體(ti)(ti),硅鍺(zang)。當存在(zai)外電(dian)場時(shi),金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)自(zi)由電(dian)子在(zai)運動中不斷和(he)晶格節點上做熱振子的(de)(de)(de)正離子相(xiang)碰撞,使電(dian)子運動受到阻(zu)(zu)(zu)礙,因而就具有了(le)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)(zu)(zu)。其(qi)他不易(yi)導電(dian)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)如玻璃(li)、橡膠等(deng),電(dian)阻(zu)(zu)(zu)率(lv)較高,一(yi)般稱(cheng)為(wei)絕緣(yuan)體(ti)(ti)。介于(yu)導體(ti)(ti)和(he)絕緣(yuan)體(ti)(ti)之間的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(如硅)則(ze)稱(cheng)半導體(ti)(ti)。電(dian)阻(zu)(zu)(zu)率(lv)的(de)(de)(de)科學符號為(wei) ρ(Rho)。 已知(zhi)物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)(zu)(zu),可(ke)由電(dian)阻(zu)(zu)(zu)率(lv)ρ、長度l與截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積(ji)A計算:ρ=RA/I,在(zai)該式中, 電(dian)阻(zu)(zu)(zu)R單位為(wei)歐(ou)姆(mu),長度l單位為(wei)米,截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積(ji)A單位為(wei)平方米,電(dian)阻(zu)(zu)(zu)率(lv) ρ單位為(wei)歐(ou)姆(mu)·米