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金属材料电阻率一般常识

2019-06-26 16:50:02 厦门天研仪器有限公司 阅读

金属材料电阻率一般常识

1基本简介

电阻率(英语:Resistivity),又称电阻系数、导电率(非电导率),是一个反应材料导电性能的物理量。

电阻率在数值上等于单位长度、单位截面的某种物质的电阻,数值上等于长度为一米,横截面为一平方米的该种物质的电阻大小。

电阻率的倒数为电导率。电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度有关。

电阻率在国际单位制中的单位是Ω•m,读作欧姆米,简称欧米。常用单位为“欧姆•厘米”。

电阻率较低的物质被称为导体,常见导体主要为金属,而自然界中导电性最佳的是银。其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等,电阻率较高,一般称为绝缘体。介于导体和绝缘体之间的物质 (如硅) 则称半导体。

电阻率的科学符号为 ρ

已知物体的电阻,可由电阻率、长度  与截面积 计算:

在上式中,

电阻  单位为欧姆

长度  单位为米

截面面积  单位为平方米

电阻率  单位为欧姆•米

这个公式是格奥尔格•欧姆研究出来的。[2]

2导体应用

电阻率较低的物质被称为导体,常见导体主要为金属,而自然界中导电性最佳的是银,其次为半导体,硅锗。当存在外电场时,金属的自由电子在运动中不断和晶格节点上做热振子的正离子相碰撞,使电子运动受到阻碍,因而就具有了一定的电阻。其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等,电阻率较高,一般称为绝缘体。介于导体和绝缘体之间的物质(如硅) 则称半导体。电阻率的科学符号为 ρ(Rho) 已知物体的电阻,可由电阻率ρ、长度 l 与截面面积A 计算:ρ=RA/I,在该式中, 电阻R 单位为欧姆,长度 l 单位为米,截面面积 A 单位为平方米,电阻率 ρ单位为欧姆•米[3]

3国际单位

国际单位制中,电阻率的单位是欧姆•米(Ω•mohmm),常用单位是欧姆•毫米和欧姆•米。

4计算公式

电阻率的计算公式为:ρ=RS/L

ρ为电阻率——常用单位Ω•m

S为横截面积——常用单位㎡

R为电阻值——常用单位Ω

L为导线的长度——常用单位m

-----------------------------------------

电阻率的另一计算公式为:ρ=E/J

ρ为电阻率——常用单位Ω•mm2/m[1]

E为电场强度——常用单位N/C

J为电流密度——常用单位A/

EJ 可以为矢量)[4]

5补充说明

1.电阻率ρ不仅和导体的材料有关,还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内:几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化,即ρ=ρo(1+at)。式中t是摄氏温度,ρoO℃时的电阻率,a是电阻率温度系数。

2.由于电阻率随温度改变而改变,所以对于某些电器的电阻,必须说明它们所处的物理状态。如一个220 V -100 W电灯灯丝的电阻,通电时是484欧姆,未通电时只有40欧姆左右。

3.电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性,电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。

6金属导体

常用电阻率

材料电阻率(Ω m)

(1)1.65 ×10-8

(2)1.75 ×10-8

(3)2.40×10-8

(4)2.83 ×10-8

(55.48 ×10-8

(6)9.78 ×10-8

(7)2.22 ×10-7

(8)锰铜4.4 ×10-7

(9)9.6 ×10-7

(10)康铜5.0 ×10-7

(11)镍铬合金1.0 ×10-6

(12)铁铬铝合金1.4 ×10-6

(13) 铝镍铁合金1.6 ×10-6

可以看出金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,非金属和一些金属氧化物更大,而绝缘体的电阻率极大。锗、硅、硒、氧化铜、硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大,我们把这类材料叫做半导体(semiconductors)

总结:常态下(由表可知)导电性能最好的依次是银、铜、铝,这三种材料是最常用的,常被用来作为导线等,其中铜用的最为广,几乎现在的导线都是铜的(精密仪器,特殊场合除外)铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰。由于铝密度小,取材广泛,且价格比铜便宜,目前被广泛用于电力系统中传输电力的架空输电线路。为解决铝材刚性不足缺陷,一般采用钢芯铝绞线,即铝绞线内部包有一根钢线,以提高强度。银导电性能最好,但由于成本高很少被采用,只有在高要求场合才被使用,如精密仪器、高频震荡器、航天等。顺便说下金,在某些场合仪器上触点也有用金的,那是因为金的化学性质稳定故采用,并不是因为其电阻率小所致。

金属和非金属的电阻率

金属温度(℃) ραo (×10-3Ω•m, 100 (×10-3Ω•m

20 59 4.2

铝(软)20 2.75 4.2

铝(软)–78 1.64

石墨(813)×10-6

阿露美尔合金20 33 1.2

0 38.7 5.4

20 6.5 3.9

0 8.2 5.1

殷钢0 75 2

20 9.5 4.2

20 7.4 4.2

20 6.9 5.1

20 4.6 3.3

20 2.4 4.0

20 1.62 4.1

铬(软)20 17

镍铬合金(克露美尔)— 70110 .11—。54

a 0 6.37 6.58

康铜— 50 –。041.01

30 49 4.0

黄铜– 57 1.42

水银0 94.08 0.99

水银20 95.8

20 11.4 4.5

0 30.3 3.5

青铜– 1318 0.5

20 21 4.8

20 120 4.5

20 19 5

20 5.5 5.3

1000 35

3000 123

钨–78 3.2

20 15 3.5

金 属温度(0℃) ραo , 100

杜拉铝(软)— 3.4

铁(纯)20 9.8 6.6

铁(纯)–78 4.9

铁(钢)— 1020 1.55

铁(铸)— 57114

铜(软)20 1.72 4.3

铜(软)100 2.28

铜(软)–78 1.03

铜(软)–183 0.30

20 18 2.4

20 4.6 5.5

20 21 4.2

镍铬合金(不含铁)20 109 .10

镍铬合金(含铁)20 95104 .3—。5

镍铬林合金— 2745 .2—。34

镍(软)20 7.24 6.7

镍(软)–78 3.9

20 10.6 3.9

1000 43

铂–78 6.7

铂铑合金②20 22 1.4

20 10.8 3.7

20 35 3.9

镍铜锌电阻线—3441 .25—。32

铍(软)20 6.4

20 4.5 4.0

锰铜20 4248 03+.02

20 5.6 4.4

洋银— 1741 .4—。38

20 9.4 4.6

磷青铜— 26

20 12.5 5.5

20 5.1 4.4

0℃和融点间的平均温度系数 ②铂90%,铑10% *若电阻率单位用欧姆厘米(Ωcm )表示,表中数值应扩大100倍。

,硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大,我们把这类材料叫做半导体