什么是电阻率?

电阻率是每种材料所特有的特性，在创建和设计电气和电子系统之前，了解电阻率是必不可少的。了解材料电阻率的差异为选择合适的材料用于建造电机、电路、介质、电阻加热和超导应用提供了信息。

材料的电阻率是多少?

电阻率，用希腊字母ρ (rho)表示，是测量给定尺寸的特定材料对流过该材料的导电电流的电阻。又称比电阻率或体积电阻率[1]。电阻率的国际单位是欧姆-米(Ωm)。它的单位也为(μΩcm)。绝缘子的电阻率值很高，范围为10¹⁰Ωm或更多，而金属导体的电阻率值非常小，在10的范围内⁸Ω。

电阻率的公式是什么?

固体物体的电阻率(ρ)是通过让电流通过试样，然后测量在一定长度内的电压降来确定的。它是由材料内部的电场与流动的电流之间的关系来表示的。

材料与电子流之间的基本关系由欧姆定律[2]表示:

在那里,

V = I。R

V为施加电压，(伏特:V)

I是电琴

l电流流量(安培:A)

R为材料电阻(欧姆:Ω)

图片1参考来源-https://www.subsurfaceinsights.com/images/ohmslaw.png

电压除以试样长度L，产生电场E，电流除以横截面积A，产生电流密度J，电阻率可以描述为一种内在的材料特性，如下所示:

ρ是材料的电阻率(欧姆-米:Ωm)

E为材料中电场的大小(伏特/米:V/m)

J是材料中电流密度的大小(安培/平方)。m: A / m²）

对于具有均匀截面、物理组成和均匀电流流动的理想电阻或导体，其电阻率公式可写成:

在那里,

R为均匀试样的电阻(欧姆:Ω)

A为试样的截面积(平方米:m)²）

L为试件长度(米:m) [2]

导电性，与电阻率相反，是一种材料性质，与电流在材料中流动的容易程度有关。它是电阻率的倒数，由1/ρ给出，单位为西门子/米(S/m)。超导体实际上具有零欧姆电阻和无限电导。

电阻率vs电阻

电阻率和电阻不能相互混淆。电阻率是一种具有内在价值的材料特性热导率，而电阻则受形状、几何形状和电阻率的影响。考虑具有相同组成和长度但直径不同的导电材料的两根棒材样品。两者的电阻率预期是相同的，但截面积较小的一方电阻会相对较大。然而，如果直径相同，一根棒的长度增加，较长的棒将有更大的阻力。因此，我们可以说，对于导体来说，电阻与导体的长度(R∝L)[4]成正比。

电阻率和温度

电阻率取决于温度，对于大多数材料，表中值通常是在室温(20°C)下给出的。金属导体的电阻率通常随温度的升高而增大，而半导体(如硅)的电阻率则随温度的升高而减小。这使得半导体成为电子应用的理想选择。

电阻率和材料选择

电气和电子系统使用电阻率作为材料选择的关键参数。这使设计师能够确定用于给定应用的正确材料。例如，电力分配系统依靠电阻率来评估输电线路、接地和土壤材料。

作为导体的材料需要低电阻率水平，尽管被拉成又长又细的导线。了解各种材料的电阻率可以提供关于其使用的实用性的信息，并允许探索合适的替代品。例如，虽然银和金具有低电阻率值，是优秀的导体，但与之相比，它们是昂贵的铜．铜具有高延展性和高导电性，因此它是一个更好的选择。电阻率在识别需要作为导线和连接的绝缘体的材料时也很重要。

1. (无日期)。电阻率。电子教程。检索自:[在线］
2. 麦克唐纳，B.(2019)。电阻率。工程LibreTexts。检索自:[在线］
3. 罗西特，P. L.(1987)。金属和合金的电阻率。剑桥固体科学系列第6卷。剑桥大学出版社。
4. (无日期)。电阻率;定义，公式和单位。电子笔记。检索自:[在线］