抵抗力

關於電阻率的文章

關於電流,我們已經討論過電流密度,電場也已在關於電場的章節中解釋過。如果導體中存在電位差,則導體中就會產生電場和電流;如果沒有電位差,則導體中既沒有電場也沒有電流。

在幾乎所有金屬導體中,電場強度與電流密度成正比,電場強度與電流密度的比值是一個常數。電場強度與電流密度的比值稱為電阻率。電場強度、電流密度和電阻率之間的關係可以用以下公式表示:

ρ = E / J

ρ = 電阻率,E =電場強度,J =電流密度

電場強度公式之一是 E = V/d,其中 V 為電位差(即電壓),d 為距離,電場強度的單位是伏特/米 (V/m)。電流密度公式為 J = I/A,其中 I 為電流,A 為導體的橫截面積,電流密度的單位為安培/平方公尺 (A/m² )。電阻率公式為 ρ = E/J,電阻率的單位是 V/m:A/m² = V/m × / A = V/A (m) = Ω·m(讀作:歐姆米)。 Ω =伏特/安培是電阻的單位。

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電阻率最大的是電絕緣體,而電阻率最小的是良導體。導體導電性能越好,其電阻越小。金屬導體的電阻率由大至小依序為:錫、鋼、鋁、金、銅、銀。因此,我們可以得出結論:物體的電阻值反映了其阻礙電流通過的能力。

對於符合歐姆定律的良導體,在某一溫度下,其電阻率與電場強度無關,也就是說,即使電場強度發生變化,電阻率也不會改變。相反,對於不符合歐姆定律的導體,其電阻率與電場強度有關,也就是說,如果電場強度發生變化,電阻率也會隨之改變。

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金屬導體的電阻率取決於溫度。金屬溫度升高,電阻率增大;金屬溫度降低,電阻率減小。溫度升高時,原子運動速度加快,排列變得不規則,阻礙電子運動,導致電子流動速度減慢。溫度降低時,原子移動速度減慢,排列更加規則,電子流動更加順暢。

電阻率的反義詞是電導率。從數學角度來看,電阻率和電導率之間的關係可以用以下公式表示:

σ = 1/ ρ

σ = 導體的電導率,ρ = 電阻率。

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電阻率的單位是Ωm,因此電導率的單位是1/Ωm = (Ωm) -1

導電性最強的是導體,導電性最弱的是絕緣體或導電性差的物體。導體導電性越好,其導電能力越強。金屬導體的導電性由強到弱依序為:銀、銅、金、鋁、鋼、錫。因此,我們可以得出結論:物體的導電性值反映了其導電能力。銀的導電性很強,但價格昂貴,因此銅被更廣泛地用作導體。

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