电阻率公式知识(每天学习一点:电阻率,定义,公式和单位)

电阻率是电路中使用的任何材料的关键参数。

电阻率是给定尺寸的特定材料电导的电阻的量度。

电阻率也可以称为特定电阻或体电阻率,尽管这些术语的使用较少。

尽管材料倾向于阻止电流的流动,但有些材料比其他材料更好。电阻率是能够比较不同材料允许或抵抗电流的方式的数字。

为了使电阻率数字具有意义,电阻率采用特定单位,并且存在用于计算它并且将其与给定尺寸的材料的欧姆电阻相关联的公式。

容易传导电流的材料称为导体并且具有低电阻率。不易导电的那些称为绝缘体,这些材料具有高电阻率。

电阻率的定义和单位

材料试样的电阻率也可以称为其比电阻。它衡量材料对抗电流的强度。

电阻率定义:

物质的电阻率是具有单位长度边缘的物质的立方体的电阻,应理解电流垂直于相对的面并且均匀地分布在它们上面。

电阻率是指在特定温度下每单位长度和每单位横截面积的电阻。

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电阻率的定义

电阻率的单位

SI电阻率单位是ohm⋅metre(Ω⋅m)。它通常用希腊字母ρ,rho表示。

虽然通常使用SI电阻率单位,欧姆表,但有时可以用欧姆厘米,Ω·cm来描述数字。

例如,如果尺寸为1 立方米的立方体材料在两个相对的面上具有片状触点,这些触点本身不会引入任何电阻,并且触点之间的电阻为1Ω,那么材料的电阻率可以说是1ohm.m。

电阻率公式/方程

材料的电阻率根据其上的电场大小来定义,其给出一定的电流密度。可以设计电阻率公式:

电阻率公式知识(每天学习一点:电阻率,定义,公式和单位)

电阻率公式

哪里:

ρ是材料的电阻率,单位为欧姆米,Ω⋅m

E是以Volt/米为单位的电场大小,V/m

J是电流密度的大小,单位为安培/平方米,A/m^2

许多电阻器和导体具有均匀的横截面,具有均匀的电流。因此,可以创建更具体但更广泛使用的电阻率公式或方程:

电阻率公式知识(每天学习一点:电阻率,定义,公式和单位)

电阻率的计算公式

哪里:

R是以欧姆为单位测量的材料均匀试样的电阻

l是以米为单位测量的材料长度,m

A是以平方米,m ^ 2为单位测量的试样的横截面积

从等式可以看出,可以通过改变各种不同的参数来改变电阻。

例如,保持材料电阻率恒定,可以通过增加长度或减小横截面积来增加样品的电阻。从电阻率方程也可以看出,增加材料的电阻率将增加假定相同尺寸的电阻。类似地,降低电阻率会降低电阻。

材料电阻率水平

根据材料的水平或电阻率将材料分为不同的类别,总结见下表。

电阻率公式知识(每天学习一点:电阻率,定义,公式和单位)

不同类别材料的电阻率区域

说明1:半导体的导电水平取决于掺杂水平。 没有掺杂它们看起来几乎像绝缘体,但掺杂电荷载体可用,电阻率急剧下降。 类似地,对于电解质,电阻率水平变化很大。

电阻率的实际意义

材料的电阻率很重要,因为它可以将正确的材料用于正确的场景中。

用作导体的材料,例如导线中的材料需要能够具有低水平的电阻率。这意味着对于给定的横截面积,导线的电阻将是低的。

例如,铜是良好的导体,因为它提供低水平的电阻率,其成本不是太高,并且它还提供在许多电气和电子应用中有用的其他物理特性。铜的电阻率约为1.7 x 10^-8欧姆(或17.nΩm),尽管数据会根据铜的等级略有不同;

像铜和甚至铝这样的材料提供低水平的电阻率,这使它们非常适合用作电线和电缆 – 铜通常是最受欢迎的。银和金具有低得多的电阻率值,但由于它们相当昂贵,因此它们没有被广泛使用。然而,银有时用于镀制其低电阻率电线的必不可少的材料,并且镀金用于许多电子连接器的配合表面以确保最佳接触。金也适用于电连接器,因为它不会像其他金属一样变色或被氧化。

其他材料需要作为绝缘体,承载尽可能少的电流。绝缘体的电阻器将高出许多个数量级。一个例子是空气,其电阻率数值超过1.5×10^14,可以看出具有非常非常高于铜的电阻率。

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