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電阻與導(dǎo)電的基本概念

日期:2021-03-29瀏覽:3496次

 材料的導(dǎo)電性能是材料電學(xué)性能的主要指標(biāo)之一,不同的材料導(dǎo)電性能相差很大,這是由導(dǎo)電的微觀機(jī)理所決定的,導(dǎo)電性與材料的結(jié)構(gòu)、組織、成分等因素有關(guān)。材料按導(dǎo)電能力可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。金屬和合金都是導(dǎo)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(dǎo)體的電阻率值在10-21010Ω·m之間。

在材料的兩端施加電壓V時(shí),材料中有電流I流過,這種現(xiàn)象稱為導(dǎo)電。歐姆定律指出:通過導(dǎo)體的電流I與導(dǎo)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(shí)驗(yàn)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(dǎo)電體的電阻值,Ω·m,可寫為

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

電導(dǎo)的單位為S。

電阻率的倒數(shù)稱為電導(dǎo)率,即

電導(dǎo)率的單位為S/m。可見,電阻率愈小,電導(dǎo)率愈大,材料導(dǎo)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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