電阻率

電阻率是用來表示各種物質電阻特性的物理量。用某種材料制作的長1米、橫截面積1平方米的導體的電阻，在數值上等于該材料的電阻率。簡單來講就是由某種物質制成的原件(常溫下20℃)的電阻與橫截面積的乘積與長度之比稱為該物質的“電阻率”。

國際單位制中，電阻率的單位是歐姆·米(Ω·m或ohmm)，常用單位是歐姆·毫米和歐姆·米。

電阻率的計算公式為：

ρ為電阻率——常用單位Ω·mS為橫截面積——常用單位

R為電阻值——常用單位ΩL為導線的長度——常用單位m電阻率的另一計算公式為：

ρ為電阻率——常用單位Ω·㎡/mE為電場強度——常用單位N/CJ為電流密度——常用單位

（E，J 可以為矢量）

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

的關系是

，式中

與

分別是

和

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

(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

和

)或它們的化合物，當溫度降到幾K或十幾K(xxx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變片，分別被用來測量磁場或物體所受到的機械應力，在工程上獲得廣泛應用。

電阻率較低的物質被稱為導體，常見導體主要為金屬，而自然界中導電性最佳的是銀，其次為半導體，硅鍺。當存在外電場時，金屬的自由電子在運動中不斷和晶格節點上做熱振子的正離子相碰撞，使電子運動受到阻礙，因而就具有了一定的電阻。其他不易導電的物質如玻璃、橡膠等，電阻率較高，一般稱為絕緣體。介于導體和絕緣體之間的物質(如硅) 則稱半導體。電阻率的科學符號為 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：

，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。各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化。純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻溫度計就是利用金屬的這種特性制成的，它可以用來測量很高的溫度。精密的電阻溫度計是用鉑做的。已知鉑絲的電阻與溫度的對應關系，只需測出鉑絲的電阻就可以知道環境溫度。有些合金如錳銅和康銅合金，電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來制作標準電阻。

1．電阻率ρ不僅和導體的材料有關，還和導體的溫度有關。在溫度變化不大的范圍內：幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化，即

。式中t是攝氏溫度，

是

時的電阻率，a是電阻率溫度系數。2．由于電阻率隨溫度改變而改變，所以對于某些電器的電阻，必須說明它們所處的物理狀態。如一個220 V -100 W電燈燈絲的電阻，通電時是484歐姆，未通電時只有40歐姆左右。3．電阻率和電阻是兩個不同的概念。電阻率是反映物質對電流阻礙作用的屬性，電阻是反映物體對電流阻礙作用的能力大小。4.超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻。

常用電阻率材料電阻率(Ω m)(1)銀

(2)銅

(3)金

(4)鋁

(5）鎢

(6)鐵

(7)鉑

(8)錳銅

(9)汞

(10)康銅

(11)鎳[niè]鉻合金

(12)鐵鉻鋁合金

(13) 鋁鎳鐵合金

可以看出金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大，非金屬和一些金屬氧化物更大，而絕緣體的電阻率極大。鍺、硅、硒[xī]、氧化銅、硼等的電阻率比絕緣體小而比金屬大，我們把這類材料叫做半導體(semiconductors)。總結：常態下（由表可知）導電性能xxx的依次是銀、銅、鋁，這三種材料是最常用的，常被用來作為導線等。銀的價格偏貴，因此銅用的最為廣，幾乎所有應用的導線都是銅制作的（精密儀器、特殊場合除外）。鋁線由于化學性質不穩定容易氧化已被淘汰。由于鋁密度小，取材廣泛，且價格比銅便宜，被廣泛用于電力系統中傳輸電力的架空輸電線路。為解決鋁材剛性不足缺陷，一般采用鋼芯鋁絞線，即鋁絞線內部包有一根鋼線，以提高強度。銀導電性能xxx，但由于成本高很少被采用，只有在高要求場合才被使用，如精密儀器、高頻震蕩器、航天等。在某些場合儀器上觸點也有用金的，因為金的化學性質穩定，并不是因為其電阻率小所致。