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电阻率以及电导率的定义

编辑:jierde  来源:  时间:2016-01-03

电阻率以及电导率的定义

标签: 电导率 欧姆定律 物理实验室 温度         

.电阻率(Resistivity

    1.电阻率的定义:电阻率又称电阻值或电阻系数,其科学符号为 ρ 。电阻率是一个反应材料导电性能的物理量。数值上等于单位长度、单位截面的某种物质的电阻,其倒数为电导率电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度有关。

    电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。常用单位为“欧姆·厘米”。其中将电阻率较低的物质被称为导体,常见导体主要为金属,而自然界中导电性最佳的是银。其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等,电阻率较高,一般称为绝缘体。介于导体和绝缘体之间的物质 (如硅) 则称半导体。

    物体的电阻可由其电阻率ρ、长度 l 和截面面积A 计算:

     

                        


在上式中,

    电阻 R 的单位为欧姆

    长度 l 的单位为米

    截面面积 A的 单位为平方米

    电阻率 ρ 的单位为欧姆·米

    2。电阻率的说明

    1)导体材料的电阻率决定于材料自身的性质。各种材料的电阻率都随温度而变化。在通常温度范围内,金属材料的电阻率随温度作线性变化,变化关系可以表示为

R = R0(1+a t )

式中Rt℃的电阻,R00℃的电阻,a称为电阻温度系数。

    2)在电磁场中,材料中某点的电阻率ρ定义为该点的电场强度E的大小与同点的电流密度j的大小之比,即

电阻率以及电导率的定义

    3.一些常见物质的电阻率及电阻温度系数

注:电阻率及温度系数皆和导体当时的温度有关,上表均是在20℃下的值。

.电导率(conductivity)

1.电导率的定义

电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值。当施加电压于导体的两端时,其电荷载子会呈现朝某方向流动的行为,因而产生电流。电导率\sigma\,\! 是以欧姆定律定义为电流密度\mathbf{J}\,\!和电场强度 \mathbf{E}\,\!的比率

2.一些常见物质的电导率

     物质        电导率                        

   (S·m-1)       (°C)                        注记

               63.01 × 106    20       所有金属中电导率(以及热导率)最高的物质

               59.6 × 106      20

    退火 铜    58.0 × 106      20       一般是指 100% IACS 100% 国际退火铜标准

               45.2 × 106      20      时常用为电路板或电子元件的电连接器 (electrical connector) 材料

               37.8 × 106      20  

    海水        4.788              20     在平均盐度为 4.8(S·m-1) ,温度为 20(°C) 状况的平均电导率。

    饮用水     0.0005 0.05         这是一般高品质饮用水的电导率值域,并不是水品质指标

    去离子水        5.5 × 10-6[1]     假若水内不含气体,则改变量值为 1.2 × 10-4[1]

    3.电导率与电阻率的关系

     电导率是电阻率\rho\,\!的倒数。在国际单位制中的单位是西门子/ (S·m-1)

    4.电导率说明:

    1.跟电阻率一样,电导率与温度强劲地相关。金属的电导率随着温度的增高而降低。半导体的电导率随着温度的增高而增高。

    2.在一段温度值域内,电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率,大家必须设定一个共同的参考温度。电导率与温度的相关性,时常可以表达为,电导率对上温度线图的斜率,用方程写为

    其中,T是参考温度,T是测量温度,\sigma\,\! 是物质的电导率,\alpha\,\! 是物质的温度补偿斜率。最常见的水的温度补偿斜率大约为 2 %/°C 。但是,它可以在 (1 to 3) %/°C 值域之间。这数值与地球化学有关,可以很容易地在实验室里测量出来.

    .说明:

    在异步电机设计手册中,将料制的电阻率定义成为:长1米、横截面积是1平方毫米的在常温下(20℃时)导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。故在这种情况下得到的电阻率比国际单位下的电阻率1e6倍。(1平方毫米=1e-6平方米)


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