导电率定义

电阻率与导电率

正确的叫法是电导率,单位是西门子,一个西门子=1/欧姆

电阻率的倒数1/ρ即为导电率,以σ来表示,S/m为西门子/米。

电导G的单位是S(西门子,简称西),1S=1/1Ω。

(1) 定义或解释

电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。

(2)单位

国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米,常用单位是欧姆·平方毫米/米。

(3)说明

①电阻率ρ不仅和导体的材料有关,还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内,:几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化,即ρ=ρo(1+at)。式中t是摄氏温度,ρo是O℃时的电阻率,a是电阻率温度系数。

②由于电阻率随温度改变而改变,所以对于某些电器的电阻,必须说明它们所处的物理状态。如一个220 V

1OO W电灯灯丝的电阻,通电时是484欧姆,未通电时只有40欧姆左右。

③电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性,电阻是反映物体对电流阻碍作用。

下表是几种金属导体在20℃时的电阻率.

材料电阻率(Ω m)

(1)银 1.6 × 10-8 (5)铂 1.0 × 10-7 (9)康铜 5.0 × 10-7

(2)铜 1.7 × 10-8 (6) 铁 1.0 × 10-7 (10)镍铬合金 1.0 × 10-6

(3)铝 2.9 × 10-8 (7)汞 9.6 × 10-7 (11)铁铬铝合金1.4 × 10-6

(4)钨 5.3 × 10-8 (8)锰铜 4.4 × 10-7 (12) 铝镍铁合金1.6 × 10-6

(13)石墨(8~13)×10-6

可以看出金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,非金

属和一些金属氧化物更大,而绝缘体的电阻率极大.锗,硅,硒,氧化

铜,硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大,我们把这类材料叫做半导体

(semiconductors).

总结:常态下(由表可知)导电性能最好的依次是银,铜,铝,这三种材料是最常用的,常被用来作为导线等,其中铜用的最为广,几乎现在的导线都是铜的(精密仪器,特殊场合除外)铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰.银导电性能最好但由于成本高很少被采用,只有在高要求场合才被使用,如精密仪器,高频震荡器,航天等...顺便说下金,在

某些场合仪器上触点也有用金的,那是因为金的化学性质稳定故采用,并不是因为其电阻率小所至。

认识电阻和欧姆定律

德国物理学家欧姆(G.S.Ohm,1789~1854)从1825年到1827年历经数年总结出了我们现在称之为的欧姆定律.当时虽不精确但已有电流、电压观念,测量工具是欧姆自己设计制造的;使用的电源开始时是原始的伏打电堆,后改用温差电偶;选用的导体是各种长短粗细不同的金属丝;尽管当时已有零散的关于"电导"的提法,但是作为物理量的"电阻"概念尚未形成.欧姆就是在这样的条件下通过实验得到了电流与电压之间的关系,并同时定义了电阻.了解这样的历史背景有助于我们今天全面理解电阻和欧姆定律.

用现代语言来说,欧姆的实验结果是:通过导体(金属丝)的电流I与其两端的电压U成正比,即

I ∝ U (1)

写成等式 R = U/I (2)

式中R为比例恒量,即不随U和I变化的量,或说是与U和I无关的量. R由导体决定,体现着导体阻碍电流的性质,称之为电阻,其定义为

R = U/I (3)

有了电流与电压成正比关系的实验结果,并定义了电阻之后,才形成了如下现在这种形式的欧姆定律

I = U/R (4)

在物理学的发展史上,每个新领域定律的建立,往往是既有实验结果,又包含着对新物理量的定义,欧姆定律的建立也正是如此.由此可知,欧姆定律既是电路定律又是对导体性质的描述.

说它是电路定律,是因为它描述了稳恒电路中电流、电压、电阻三者之间的关系;说它是对导体性质的描述,是因为它包含了电阻的定义.不能将二者割裂对立起来.

从欧姆定律的形成过程中我们可以看出,这里所说的"电阻与电压电流无关"是指所定义的电阻是一个比例恒量,即不随电压电流变化的量.

导体的电阻是导体的内在属性,由导体本身决定. 式(5)常被称作"电阻定律",表明电阻由导体的长度L ,横截面积S和构成导体的物质的性质ρ

R = ρ·L/S (5)

所决定的,而与导体两端的电压以及通过的电流无关.

这里所说的"电阻与电压电流无关"是从电阻的决定意义上说的,即决定电阻大小的因素不是电压电流.这与定义电阻是一个比例恒量,即不随电压电流变化的量是完全一致的.由此可知,"电阻与电压电流无关" 是有前提条件,有适用范围的!是不能绝对化的!

顺便说明,具体问题要具体分析切忌绝对化,对于有关电阻和欧姆定律的如下问题也是如此.

ρ所代表的物质性质叫做"电阻率". ρ与温度t有关.一般来说金属的电阻率ρ随温度t的升高而增大.设ρ0为温度0 ℃时的电阻率,则温度t时的电阻率

ρ=ρ0(1+αt) (6)

式中α为"电阻温度系数".一般纯金属的α都较大,铜0.0039 ℃-1, 钨0.0045 ℃-1,

铁0.005 ℃-1 ,镍0.006 ℃-1,即温度每升高100 ℃电阻率增大约40%~60%.而某些合金的α却很小,锰铜(铜84%,锰12%,镍4%)0.00001℃-1,康铜(铜54%,镍46%)0.00004 ℃-1,几乎不随温度变化.值得注意的是,电解液(酸、碱、盐的水溶液)的电阻率随温度的升高而减小,碳和有些物质的电阻率也随温度的升高而减小.从而可知,电阻率随温度的变化也不能绝对化。


相关文章

  • 溶液的导电性和酸碱盐的定义
  • 溶液的导电性和酸碱盐的定义 1.从化合物的水溶液导电性实验入手,了解某些化合物溶于水后,能导电的原因 2.从离子的观点理解酸.碱.盐的概念, 并能判断出常见酸.碱.盐的类别 1.酸.碱.盐溶液能导电的原因: (1)酸.碱.盐在水分子的作用下产生了自由移动的离子. 固体氯化钠是由大量的Na和Cl按一定 ...

  • EC电致变色玻璃材料
  • 目 录 第一章 总论 ............................................................................................1 一.项目概况 ...................................... ...

  • 浅析GB4943_2001标准的爬电距离和电气间隙
  • 浅析GB4943-2001标准的爬电距离和电气间隙 文|广州威凯检测技术研究所电子试验室 陈永强 [摘要]从爬电距离和电气间隙的定义入手,阐述了GB4943-2001标准中爬电距离和电气间隙的考核目的,及污染等级 对爬电距离和电气间隙的影响,并归纳了影响爬电距离和电气间隙的决定因素,用方框图的形式总 ...

  • 稀土在铜及铜合金中的作用
  • 稀土在铜及铜合金中的作用 一.稀土对铜及铜合金组织的影响 1.净化组织 工业用铜中往往含有多种杂质, 虽然有些杂质含量很低, 甚至低于 0.001 %(质量分数,下同) ,但是这些杂质元素会严重影响铜及铜合金的加工性能.降低导电性及导热性.如氧.硫和铜形成的脆性化合物(Cu2O 和Cu2S) 可以降 ...

  • 低压开关设备和控制设备总则
  • [编者注]国家标准<低压开关设备和控制设备>比较适合UPS和EPS产品,本刊连载此标准,供读者学习用. 中华人民共和国国家标准 低压开关设备和控制设备 GB/T 14048.1-2000 总  则         eqv IEC 60947-1:1999 Low-voltage swit ...

  • 离子反应 第一课时导学案
  • 第二节 离子反应 第一课时 姓名 班级 [学习目标] 1. 电解质和非电解质的概念,能用电离方程式表达常见.典型的电解质在水溶液 中的电离,并从电离理论的角度认识酸.碱.盐. 2. 通过酸.碱.盐的本质探究,感悟科学探究的基本方法,提高科学探究能力. [学习难点.重点]电解质.电离以及电离方程式的书 ...

  • 离子反应的说课稿(共7篇)
  • 篇一:<离子反应>说课稿 <离子反应>说课稿 各位评委老师: 大家好!我是凤阳县第二中学的化学教师沈健,今天我说课的内容是高中化学人教版(必修1)第二章第二节"离子反应"第二课时. 一.教材与学情分析 1.教材的地位和作用 <离子反应>属于高一 ...

  • 一种测量接触电阻的新方法_刘民
  • 2005年6月第25卷 第3期 宇航计测技术 Journal of Astronautic Metrology and Measurement Jun. , 2005Vol. 25, No. 3文献标识码:A 文章编号:1000-7202(2005) 03-0022-04 中图分类号:TM93411 ...

  • 四线电阻触摸屏技术原理
  • 目录 目录................................................................................................................................................. ...

© 2024 范文中心 | 联系我们 webmaster# onjobs.com.cn