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电阻与导电的基本概念

日期:2021-03-29浏览:1141次

 材料的导电性能是材料电学性能的主要指标之一,不同的材料导电性能相差很大,这是由导电的微观机理所决定的,导电性与材料的结构、组织、成分等因素有关。材料按导电能力可分为导体、半导体和绝缘体。金属和合金都是导体,电阻率一般小于10-8Ω·m,绝缘体的电阻率在10101020Ω·m之间,半导体的电阻率值在10-21010Ω·m之间。

在材料的两端施加电压V时,材料中有电流I流过,这种现象称为导电。欧姆定律指出:通过导体的电流I与导体两端的电压V成正比,即

式中,R为电阻,表征材料对电流通过的阻力,Ω。实验表明:材料电阻的大小与材料的长度L成正比,与材料的截面积S成反比,即

式中,ρ为材料的电阻率,表示单位长度和单位面积上导电体的电阻值,Ω·m,可写为

由于电阻率只与材料本性有关,而与导体的几何尺寸无关,在一定温度下为常数。因此评定导电性的基本参数是电阻率p,而不是电阻R。电阻的倒数称为电导G,即

电导的单位为S

电阻率的倒数称为电导率,即

电导率的单位为S/m。可见,电阻率愈小,电导率愈大,材料导电性能就越好。表4.2-1列出一些材料室温下的电阻率。

4.2-1 一些材料在室温下的电阻率

材料

电阻率/Ω·m

材料

电阻率/Ω·m

金刚石

1012

纯锗

10

玻璃

1010

镍铬电阻丝

10-6

纯硅

103

10-8

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