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什么叫电阻率的定义电阻率的单位计算公式说明

 
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什么叫电阻率?

1.    定义或解释

电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1、横截面积是1平方毫米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。

2. 单位

国际单位制中,电阻率的单位是欧姆米,常用单位是欧姆平方毫米/米。

3. 说明

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。

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 ,1OO 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。

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。

 

电阻率的定义

电阻率(resistivity是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1、横截面积是1平方毫米的在常温下(20时)导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。

电阻率的单位

国际单位制中,电阻率的单位是欧姆(Ω・mohmm),常用单位是欧姆平方毫米/米。

电阻率的计算公式

电阻率的计算公式为:ρ=RS/Lp为电阻率,s为横截面积,R为电阻值,L为导线的长度。

电阻率的说明

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 1OO 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。

4. 电阻率的使用,电阻率除以金属膜的厚度得到所谓方块电阻,工程应用中常用衡量电阻的量一个是电阻率一个是方块电阻;电阻大小为方块电阻乘以金属块的长度和宽度之比。

 

金属导体的电阻率(表)

几种金属导体在20时的电阻率

材料电阻率(Ω m)

(1) 1.6 × 10-8 (5) 1.0 × 10-7 (9)康铜 5.0 × 10-7

(2) 1.7 × 10-8 (6) 1.0 × 10-7 (10)镍铬合金 1.0 × 10-6

(3) 2.9 × 10-8 (7) 9.6 × 10-7 (11)铁铬铝合金1.4 × 10-6

(4) 5.3 × 10-8 (8)锰铜 4.4 × 10-7 (12) 铝镍铁合金1.6 × 10-6

(13)石墨(813)×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。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至。

   0和融点间的平均温度系数

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。

 

电阻率会因导线的截面积不同而变化吗?

电阻率不会因为导线截面积不同而变化,但是,会因为温度而发生编号

而细的线温度上升的快,截面积大的温度上升的就慢. 电阻率是导线的属性性质,和截面积无关.电阻率ρ不仅和导体的材料有关,还和导体的温度有关。

 

测定导线的电阻率

仪器

一段均匀、长约2m电阻率待求的导线(例如,可以选用30锰铜线);惠斯登电桥;螺旋测微器。

原理

R=ρ(LS)中,R为导线的电阻,S是导线的横截面积L是导线的长度,ρ是导线材料的电阻率。

如果测出一根均匀导线的五、六个不同长度的电阻后。画出RL图象,它会是一条通过原点,斜率为ρ/S的直线。根据该直线的斜率和已知的S值,可以计算出电阻率ρ。

实验步骤

用电桥依次测定导线不同长度的电阻。方法如下:在电桥的两只接线柱上装紧端头折成直角状的导线;测定导线电阻后,取下导线并测量两个直角状(纽结)间的距离,它就是被测导线的长度。共测取约六组数据,尽可能覆盖较宽的电阻值范围。使用电桥时,为了使平衡点靠近电桥滑线的中点(减小测量误差),对不同长度的导线做实验时,应当选用不同的标准电阻。

最后,在导组几个不同位置处除去绝缘层,用螺旋测微器测量导线的直径并求其平均值。

数据记录与处理

将观测数据绘制成适当的图表,在表内填入导线的长度和相应的电阻值。同时,记录螺旋测微器的读数并由此计算导线的横截面积S

RL图,并测量其斜率,用横截面积乘以斜率求得电阻率。

 

表面电阻率

表面电阻率 surface resistivity

平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比,用欧姆表示。

注:如果电流是稳定的,表面电阻率在数值上即等于正方形材料两边的两个电极间的表面电阻,且与该正方形大小无关。

单位面积电介质表面对正方形的相对二边间表面泄漏电流所产生的电阻叫做表面电阻率,单位是欧姆/平方米. 又叫方块电阻,不同岩石是不同的.相同岩石,不同厚度表面电阻率也不相同. 一般用四探针测试仪来测量.

 

土壤电阻率

土壤电阻率是单位长度土壤电阻的平均值,单位是 欧姆米。

土壤电阻率是接地工程计算中一个常用的参数,直接影响接地装置接地电阻的大小、地网地面电位分布、接触电压和跨步电压。

土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素,为了合理设计接地装置,必须对土壤电阻率进行实测,以便用实测电阻率做接地电阻的计算参数。

测量土壤电阻率的方法之一是对接地体进行接地电阻测量,测得接地体接地电阻后,再按下面的公式计算土壤电阻率。

 

用钢管或圆钢作接地体时

ρ=2πRjL/ln4L/d))=RjL/0.336lg4L/d))Ωcm

其中L为钢管或圆钢入地长度,单位m

d为钢管或圆钢直径,单位m

Rj为测出的接地电阻值,单位Ω

用扁钢作接地体时

ρ=2πRjL/ln2L^2/(bh)))=RjL/0.336lg2L^2/(bh)))Ωcm

其中 L为扁钢长度,单位m

b为扁钢厚度,单位m

h为埋设深度,单位m

上述方法有个缺点,就是由于存在接地电阻的影响,可能造成很大误差,如果地层结构不均匀,计算出来的土壤电阻率也随着接地体的尺寸和埋设方式不同而变化。所以,有时也采用四级法进行测量。

XB为电流极,cd为电压极,四个电极分布在一条直线上,电极的插入深度h应小于极间距离a1/20,根据电流表A和电压表V的指示,即可算出土壤电阻率

ρ=2πaV/I

其中ρ为计算土壤电阻率,单位Ωcm

U为测量电压,单位V

I为测量电流,单位A

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