影響電阻率的外界因素
電阻率是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。某種物質(zhì)所制成的原件(常溫下20°C)的電阻與橫截面積的乘積與長度的比值叫做這種物質(zhì)的電阻率。電阻率與導(dǎo)體的長度、橫截面積等因素?zé)o關(guān),是導(dǎo)體材料本身的電學(xué)性質(zhì),由導(dǎo)體的材料決定,且與溫度有關(guān)。
電阻率不僅與材料種類有關(guān),而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關(guān)。金屬材料在溫度不高時,ρ與溫度t(℃)的關(guān)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(shù),與材料有關(guān)。錳銅的α約為1×10-1/℃(其數(shù)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(biāo)準(zhǔn)電阻。已知材料的ρ值隨溫度而變化的規(guī)律后,可制成電阻式溫度計來測量溫度。半導(dǎo)體材料的α一般是負(fù)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(dāng)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(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象,超導(dǎo)材料有廣泛的應(yīng)用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應(yīng)力而改變的性質(zhì),可制成磁敏電阻或電阻應(yīng)變片,分別被用來測量磁場或物體所受到的機(jī)械應(yīng)力,在工程上獲得廣泛應(yīng)用。
電阻率的計算方法
電阻率的計算公式為:
ρ為電阻率——常用單位Ω·m
S為橫截面積——常用單位㎡
R為電阻值——常用單位Ω
L為導(dǎo)線的長度——常用單位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為電場強(qiáng)度——常用單位N/C
J為電流密度——常用單位A/㎡
(E,J可以為矢量)
ρ=E/J
電阻率的應(yīng)用
電阻率較低的物質(zhì)被稱為導(dǎo)體,常見導(dǎo)體主要為金屬,而自然界中導(dǎo)電性最佳的是銀,其次為半導(dǎo)體,硅鍺。當(dāng)存在外電場時,金屬的自由電子在運(yùn)動中不斷和晶格節(jié)點(diǎn)上做熱振子的正離子相碰撞,使電子運(yùn)動受到阻礙,因而就具有了一定的電阻。其他不易導(dǎo)電的物質(zhì)如玻璃、橡膠等,電阻率較高,一般稱為絕緣體。介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅)則稱半導(dǎo)體。電阻率的科學(xué)符號為 ρ(Rho)。 已知物體的電阻,可由電阻率ρ、長度l與截面面積A計算:ρ=RA/I,在該式中, 電阻R單位為歐姆,長度l單位為米,截面面積A單位為平方米,電阻率 ρ單位為歐姆·米