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電阻與導電的基本概念

日期:2021-03-29瀏覽:3263次

 材料的導電性能是材料電學性能的主要指標之一,不同的材料導電性能相差很大,這是由導電的微觀機理所決定的,導電性與材料的結構、組織、成分等因素有關。材料按導電能力可分為導體、半導體和絕緣體。金屬和合金都是導體,電阻率一般小于10-8Ω·m,絕緣體的電阻率在10101020Ω·m之間,半導體的電阻率值在10-21010Ω·m之間。

在材料的兩端施加電壓V時,材料中有電流I流過,這種現象稱為導電。歐姆定律指出:通過導體的電流I與導體兩端的電壓V成正比,即

式中,R為電阻,表征材料對電流通過的阻力,Ω。實驗表明:材料電阻的大小與材料的長度L成正比,與材料的截面積S成反比,即

式中,ρ為材料的電阻率,表示單位長度和單位面積上導電體的電阻值,Ω·m,可寫為

由于電阻率只與材料本性有關,而與導體的幾何尺寸無關,在一定溫度下為常數。因此評定導電性的基本參數是電阻率p,而不是電阻R。電阻的倒數稱為電導G,即

電導的單位為S

電阻率的倒數稱為電導率,即

電導率的單位為S/m。可見,電阻率愈小,電導率愈大,材料導電性能就越好。表4.2-1列出一些材料室溫下的電阻率。

4.2-1 一些材料在室溫下的電阻率

材料

電阻率/Ω·m

材料

電阻率/Ω·m

金剛石

1012

純鍺

10

玻璃

1010

鎳鉻電阻絲

10-6

純硅

103

10-8

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