電阻率(resistivity)是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。某種材料制成的長1米、橫截面積是1平方毫米的導線的電阻,叫做這種材料的電阻率。
電阻率的單位
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·平方毫米/米。
電阻率的計算公式
電阻率的計算公式為:ρ=rs/l。p為電阻率,s為橫截面積,r為電阻值,l為導線的長度。
電阻率的說明
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(nèi),:幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化,即ρ=ρo(1+at)。式中t是攝氏溫度,ρo是o℃時的電阻率,a是電阻率溫度系數(shù)。
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(tài)。如一個220 v ,1oo 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(zhì)對電流阻礙作用的屬性,電阻是反映物體對電流阻礙作用。
4 電阻率的使用,電阻率除以金屬膜的厚度得到所謂方塊電阻,工程應用中常用衡量電阻的量一個是電阻率一個是方塊電阻;電阻大小為方塊電阻乘以金屬塊的長度和寬度之比。
金屬導體的電阻率(表)
幾種金屬導體在20℃時的電阻率
材料電阻率(ω m)
(1)銀 1.6 × 10-8 (5)鉑 1.0 × 10-7 (9)康銅 5.0 × 10-7
(2)銅 1.7 × 10-8 (6) 鐵 1.0 × 10-7 (10)鎳鉻合金 1.0 × 10-6
(3)鋁 2.9 × 10-8 (7)汞 9.6 × 10-7 (11)鐵鉻鋁合金1.4 × 10-6
(4)鎢 5.3 × 10-8 (8)錳銅 4.4 × 10-7 (12) 鋁鎳鐵合金1.6 × 10-6
(13)石墨(8~13)×10-6
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、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(jié):常態(tài)下(由表可知)導電性能最好的依次是銀、銅、鋁,這三種材料是最常用的,常被用來作為導線等,其中銅用的最為廣,幾乎現(xiàn)在的導線都是銅的(精密儀器,特殊場合除外)鋁線由于化學性質(zhì)不穩(wěn)定容易氧化已被淘汰。銀導電性能最好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。順便說下金,在某些場合儀器上觸點也有用金的,那是因為金的化學性質(zhì)穩(wěn)定故采用,并不是因為其電阻率小所至。
另外一些金屬的電阻率
金屬 溫度(0℃) ρ αo , 100
鋅 20 ×10-3 ×10-3
5.9 4.2
鋁(軟) 20 2.75 4.2
鋁(軟) –78 1.64
阿露美爾合金 20 33 1.2
銻 0 38.7 5.4
銥 20 6.5 3.9
銦 0 8.2 5.1
殷鋼 0 75 2
鋨 20 9.5 4.2
鎘 20 7.4 4.2
鉀 20 6.9 5.1①
鈣 20 4.6 3.3
金 20 2.4 4.0
銀 20 1.62 4.1
鉻(軟) 20 17
鎳鉻合金(克露美爾) — 70—110 .11—.54
鈷a 0 6.37 6.58
康銅 — 50 –.04–1.01
鋯 30 49 4.0
黃銅 – 5—7 1.4–2
水銀 0 94.08 0.99
水銀 20 95.8
錫 20 11.4 4.5
鍶 0 30.3 3.5
青銅 – 13—18 0.5
銫 20 21 4.8
鉍 20 120 4.5
鉈 20 19 5
鎢 20 5.5 5.3
鎢 1000 35
鎢 3000 123
鎢 –78 3.2
鉭 20 15 3.5
金 屬 溫度(0℃) ρ αo , 100
杜拉鋁(軟) — 3.4
鐵(純) 20 9.8 6.6
鐵(純) –78 4.9
鐵(鋼) — 10—20 1.5—5
鐵(鑄) — 57—114
銅(軟) 20 1.72 4.3
銅(軟) 100 2.28
銅(軟) –78 1.03
銅(軟) –183 0.30
釷 20 18 2.4
鈉 20 4.6 5.5①
鉛 20 21 4.2
鎳鉻合金(不含鐵) 20 109 .10
鎳鉻合金(含鐵) 20 95—104 .3—.5
鎳鉻林合金 — 27—45 .2—.34
鎳(軟) 20 7.24 6.7
鎳(軟) –78 3.9
鉑 20 10.6 3.9
鉑 1000 43
鉑 –78 6.7
鉑銠合金② 20 22 1.4
鈀 20 10.8 3.7
砷 20 35 3.9
鎳銅鋅電阻線 — 34—41 .25—.32
鈹(軟) 20 6.4
鎂 20 4.5 4.0
錳銅 20 42—48 –03—+.02
鉬 20 5.6 4.4
洋銀 — 17—41 .4—.38
鋰 20 9.4 4.6
磷青銅 — 2—6
銣 20 12.5 5.5
銠 20 5.1 4.4
①0℃和融點間的平均溫度系數(shù) ②鉑90%,銠10% *若電阻率單位用歐姆厘米(ωcm )表示,表中數(shù)值應擴大100倍。