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1.3.3 電阻定律

(1)電阻定律的內容

在溫度不變時,金屬導體電阻的大小由導體的長度、橫截面積和材料的性質等因素決定。這種關系稱為電阻定律,其表達式為

R=ρ

式中 ρ——導體的電阻率,它由電阻材料的性質決定,是反映材料導電性能的物理量,單位Ω·m(歐·米);

L——導體的長度,m;

S——導體的橫截面積,m2

R——導體的電阻,Ω。

實驗表明,電阻的電阻值會隨著本體溫度的變化而變化,即電阻值的大小與溫度有關。衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數,其定義為溫度每升高1℃時電阻值發生變化的百分數,用α表示。

如果R2R1,則α> 0,將R稱為正溫度系數電阻,即電阻值隨著溫度的升高而增大;如果R2R1,則α< 0,將R稱為負溫度系數電阻,即電阻值隨著溫度的升高而減小。顯然α的絕對值越大,表明電阻受溫度的影響也越大。

當溫度升高時,材料的電阻增大,把這種材料稱為正溫度系數電阻,如金屬銀、銅、鋁、鎢等材料,電子滅蚊器中的電阻,彩色電視機中的消磁電阻等就是正溫度系數電阻。

當溫度增加時電阻值反而減小,則把這種材料稱為負溫度系數電阻,如碳、半導體等,這種器件廣泛應用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。

把電阻值會隨溫度變化而變化的電阻叫做熱敏電阻。常見熱敏電阻有正溫度系數電阻和負溫度系數電阻,如圖1-33所示。

圖1-33 熱敏電阻

在一般情況下,若電阻值隨溫度變化不是太大,其溫度影響可以不考慮。

由此可見,導體的電阻與電壓、電流無關。但與導體長度、導體橫截面積、導體材料的電阻率等因素有關,溫度對不同物質的電阻值均有不同的影響,如圖1-34所示。

圖1-34 影響電阻的因素

導體阻電叫電阻,電阻符號是R。

電阻單位是歐姆,歐姆符號Ω。

決定電阻三因素,長度材料截面積。

不與電壓成正比,電流與它無關系。

溫度變化受影響,通常計算不考慮。

(2)物質的導電性能

當電流通過各種物體時,不同的物體對電流的通過有著不同的阻止能力,有的物體可使電流順利通過,而有的物體不讓其通過,或者在一定的阻力下讓它通過。這種不同的物體通過電流的能力,叫做這種物體的導電性能。

各種物體均有著不同的導電性能,凡是導電性能很好的物體叫做導體。如銀、銅、鋁、鉛、錫、鐵、水銀、碳和電解液等都是良好導體。反之,導電能力很差的物體叫做絕緣體。有的物體的導電能力比導體差,但比絕緣體強,這種導體叫做半導體。如常用的晶體管原材料硅、鍺等。

好的導體和絕緣體都是重要的電工材料。電線芯線用金屬來做,因為金屬容易導電;電線芯線外面包上一層橡膠或者塑料,因為它們是絕緣體,如圖1-35所示是絕緣體應用的幾個實例。

圖1-35 絕緣體應用的幾個實例

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