一.電阻率(Resistivity)
1.電阻率的定義:電阻率又稱電阻值或電阻系數(shù),其科學(xué)符號為 ρ。電阻率是一個反應(yīng)材料導(dǎo)電性能的物理量。數(shù)值上等于單位長度、單位截面的某種物質(zhì)的電阻,其倒數(shù)為電導(dǎo)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)。
電阻率在國際單位制中的單位是Ω·m,讀作歐姆米,簡稱歐米。常用單位為“歐姆·厘米”。其中將電阻率較低的物質(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。
物體的電阻可由其電阻率ρ、長度 l 和截面面積A 計算:
在上式中,
2。電阻率的說明
1)導(dǎo)體材料的電阻率決定于材料自身的性質(zhì)。各種材料的電阻率都隨溫度而變化。在通常溫度范圍內(nèi),金屬材料的電阻率隨溫度作線性變化,變化關(guān)系可以表示為
R = R0(1+a t )
式中R是t℃的電阻,R0是0℃的電阻,a稱為電阻溫度系數(shù)。
2)在電磁場中,材料中某點的電阻率ρ定義為該點的電場強度E的大小與同點的電流密度j的大小之比,即
3.一些常見物質(zhì)的電阻率及電阻溫度系數(shù)
物質(zhì) | 電阻率 (Ωm) | 電阻溫度系數(shù) |
|---|---|---|
銀 | 1.59×10−8 | .0038 |
銅 | 1.7×10−8 | .0039 |
金 | 2.44×10−8 | .0034 |
鋁 | 2.82×10−8 | .0039 |
鎢 | 5.6×10−8 | .0045 |
黃銅 | 8×10−8 | .0015 |
鐵 | 1.0×10−7 | .005 |
鉑 | 1.1×10−7 | .00392 |
鉛 | 2.2×10−7 | .0039 |
錳加寧 | 4.82×10−7 | .000002 |
康銅 | 4.9×10−7 | |
汞 | 9.8×10−7 | .0009 |
鎳鉻合金 | 1.50×10−6 | .0004 |
碳 | 3.5×10−5 | -.0005 |
鍺 | 4.6×10−1 | -.048 |
硅 | 6.40×102 | -.075 |
玻璃 | 1010 至1014 | 無 |
注:電阻率及溫度系數(shù)皆和導(dǎo)體當(dāng)時的溫度有關(guān),上表均是在20℃下的值。
二.電導(dǎo)率(conductivity)
1.電導(dǎo)率的定義
電導(dǎo)率是表示物質(zhì)傳輸電流能力強弱的一種測量值。當(dāng)施加電壓于導(dǎo)體的兩端時,其電荷載子會呈現(xiàn)朝某方向流動的行為,因而產(chǎn)生電流。電導(dǎo)率 是以歐姆定律定義為電流密度 和電場強度 的比率
2.一些常見物質(zhì)的電導(dǎo)率
物質(zhì) 電導(dǎo)率 (S·m-1)
溫度 (°C)
注記 銀 63.01 × 106 20 所有金屬中電導(dǎo)率(以及熱導(dǎo)率)最高的物質(zhì) 銅 59.6×106 20 退火 銅 58.0×106 20 一般是指 100% IACS 或 100% 國際退火銅標(biāo)準(zhǔn) 金 45.2×106 20 時常用為電路板或電子元件的電連接器(electrical connector) 材料 鋁 37.8×106 20 海水 4.788 20 在平均鹽度為 4.8(S·m-1) ,溫度為 20(°C)狀況的平均電導(dǎo)率。 飲用水 0.0005至0.05 這是一般高品質(zhì)飲用水的電導(dǎo)率值域,并不是水品質(zhì)指標(biāo) 去離子水 5.5×10-6[1] 假若水內(nèi)不含氣體,則改變量值為1.2×10-4[1]
3.電導(dǎo)率與電阻率的關(guān)系
電導(dǎo)率是電阻率 的倒數(shù)。在國際單位制中的單位是西門子/米 (S·m-1):
4.電導(dǎo)率說明:
1).跟電阻率一樣,電導(dǎo)率與溫度強勁地相關(guān)。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而增高。
2).在一段溫度值域內(nèi),電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,我們必須設(shè)定一個共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時??梢员磉_為,電導(dǎo)率對上溫度線圖的斜率,用方程寫為
其中,是參考溫度,是測量溫度, 是物質(zhì)的電導(dǎo)率,是物質(zhì)的溫度補償斜率。最常見的水的溫度補償斜率大約為 2%/°C 。但是,它可以在 (1 to3)%/°C 值域之間。這數(shù)值與地球化學(xué)有關(guān),可以很容易地在實驗室里測量出來.

三.說明:
在異步電機設(shè)計手冊中,將料制的電阻率定義成為:長1米、橫截面積是1平方毫米的在常溫下(20℃時)導(dǎo)線的電阻,叫做這種材料的電阻率。故在這種情況下得到的電阻率比國際單位下的電阻率小1e6倍。(1平方毫米=1e-6平方米)
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