金属电阻率
金、银、钨铜金属的电阻率
金、银、钨铜金属的电阻率
很多人对镀金,镀银有误解,或者是不清楚镀金的作用,现在来澄清下。
1.镀金并不是为了减小电阻,而是因为金的化学性质非常稳定,不容易氧化,接头上镀金是为了防止接触不良(不是因为金的导电能力比铜好)。
2.众所周知,银的电阻率最小,在所有金属中,它的导电能力是最好的。
3.不要以为镀金或镀银的板子就好,良好的电路设计和PCB的设计,比镀金或镀银对电路性能的影响更大。
4.导电能力银好于铜,铜好于金!
金、银、钨铜金属的电阻率
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至。
常见金属的电阻率
常见金属的电阻率物质温度t/℃电阻率μΩ.cm电阻温度系数aR/℃-1 银20 1.586 0.0038(20℃)铜20 1.678 0.00393(20℃)金 20 2.40 0.00324(20℃)铝20 2.6548 0.00429(20℃)钙0 3.91 0.00416(0℃)铍20 4.0 0.025(20℃)镁20 4.45 0.0165(20℃)钼0 5.2铱20 5.3 0.003925(0℃~100℃)钨27 5.65锌 20 5.196 0.00419(0℃~100℃)钴20 6.64 0.00604(0℃~100℃)镍20 6.84 0.0069(0℃~100℃)镉 0 6.83 0.0042(0℃~100℃)铟20 8.37铁20 9.71 0.00651(20℃)铂20 10.6 0.00374(0℃~60℃)锡0 11.0 0.0047(0℃~100℃)铷20 12.5铬0 12.9 0.003(0℃~100℃)镓20 17.4铊0 18.0铯20 20铅20 20.684 (0.0037620℃~40℃) 锑0 39.0钛20 42.0汞50 98.4锰23~100 185.0金属电阻率及其温度系数物质温度t/℃电阻率电阻温度系数a R/℃-1银20 1.5860.0038(20℃)铜20 1.6780.00393(20℃)金20 2.400.00324(20℃)铝20 2.65480.00429(20℃)钙0 3.910.00416(0℃)铍20 4.00.025(20℃)镁20 4.450.0165(20℃)钼0 5.2铱20 5.30.003925(0℃~100℃)钨27 5.65锌20 5.1960.00419(0℃~100℃)钴20 6.640.00604(0℃~100℃)什么是水的电阻率?在测定水的导电性时,与水的电阻值大小有关,电阻值大,导电性能差,电阻值小,导电性能就良好。
高中物理 测定金属的电阻率
测定金属的电阻率【实验目的】用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率;练习使用螺旋测微器。
【实验原理】根据电阻定律公式R = ,只要测量出金属导线的长度l 和它的直径d ,计算出导线的横截面积S ,并用伏安法测出金属导线的电阻R ,即可计算出金属导线的电阻率ρ=【实验器材】被测金属导线,直流电源(4V ),电流表(0-0.6A),电压表(0-3V ),滑动变阻器(50Ω),电键,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。
【实验步骤】1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d ,计算出导线的横截面积S 。
2.按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
3.用 测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l 。
4.把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值 的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键S 。
改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值,断开电键S ,求出导线电阻R 的平均值。
5.将测得的R 、l 、d 值,代入电阻率计算公式lIU d l RS 42πρ==中,计算出金属导线的电阻率。
6.拆去实验线路,整理好实验器材。
【注意事项】1.测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度,测量时应将导线拉直。
2.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。
3.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
4.闭合电键S 之前,一定要注意滑动变阻器的滑动片的位置。
5.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I 的值不宜过大(电流表用0~0.6A 量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
常见金属电阻率
常用金属导体在20℃时的电阻率材料电阻率(Ω m)(1)银 1.65 × 10-8(2)铜 1.75 × 10-8(3)金 2.40×10-8(4)铝 2.83 × 10-8(5钨 5.48 × 10-8(6)铁9.78 × 10-8(7)铂 2.22 × 10-7(8)锰铜 4.4 × 10-7(9)汞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)。
另外一些金属和非金属的电阻率金属温度(0℃)ρ(×10-8Ω m), αo(×10-3)锌20 5.9 4.2铝(软)20 2.75 4.2铝(软)–78 1.64石墨(8~13)×10-6阿露美尔合金20 33 1.2锑0 38.7 5.4铱20 6.5 3.9铟0 8.2 5.1殷钢0 75 2锇20 9.5 4.2镉20 7.4 4.2钾20 6.9 5.1①钙20 4.6 3.3金20 2.4 4.0银20 1.62 4.1铬(软)20 17镍铬合金(克露美尔)— 70—110 .11—.54 钴a 0 6.37 6.58康铜— 50 –.04–1.01锆30 49 4.0黄铜– 5—7 1.4–2水银0 94.08 0.99水银20 95.8锡20 11.4 4.5锶0 30.3 3.5青铜– 13—18 0.5铯20 21 4.8铋20 120 4.5铊20 19 5钨20 5.5 5.3钨1000 35钨3000 123钨–78 3.2钽20 15 3.5金属温度(0℃)ρ αo , 100杜拉铝(软)— 3.4铁(纯)20 9.8 6.6铁(纯)–78 4.9铁(钢)— 10—20 1.5—5铁(铸)— 57—114铜(软)20 1.72 4.3铜(软)100 2.28铜(软)–78 1.03铜(软)–183 0.30钍20 18 2.4钠20 4.6 5.5①铅20 21 4.2镍铬合金(不含铁)20 109 .10镍铬合金(含铁)20 95—104 .3—.5 镍铬林合金— 27—45 .2—.34镍(软)20 7.24 6.7镍(软)–78 3.9铂20 10.6 3.9铂1000 43铂–78 6.7铂铑合金② 20 22 1.4钯20 10.8 3.7砷20 35 3.9镍铜锌电阻线— 34—41 .25—.32铍(软)20 6.4镁20 4.5 4.0锰铜20 42—48 –03—+.02钼20 5.6 4.4洋银— 17—41 .4—.38锂20 9.4 4.6磷青铜— 2—6铷20 12.5 5.5铑20 5.1 4.4如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。
常见金属电阻率
常见金属电阻率 Revised by Petrel at 2021常用金属导体在20℃时的电阻率材料电阻率(Ωm)(1)银1.65×10-8(2)铜1.75×10-8(3)金2.40×10-8(4)铝2.83×10-8(5钨5.48×10-8(6)铁9.78×10-8(7)铂2.22×10-7(8)锰铜4.4×10-7(9)汞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)。
另外一些金属和非金属的电阻率金属温度(0℃)ρ(×10-8Ωm),αo(×10-3)锌20 5.94.2铝(软)202.754.2铝(软)–781.64石墨(8~13)×10-6阿露美尔合金20331.2锑038.75.4铱206.53.9铟08.25.1殷钢0752锇209.54.2镉207.44.2钾206.95.1①钙204.63.3金202.44.0银201.624.1铬(软)2017镍铬合金(克露美尔)—70—110.11—.54 钴a06.376.58康铜—50–.04–1.01锆30494.0黄铜–5—71.4–2水银094.080.99水银2095.8锡2011.44.5锶030.33.5青铜–13—180.5铯20214.8铋201204.5铊20195钨205.55.3钨100035钨3000123钨–783.2钽20153.5金属温度(0℃)ραo,100杜拉铝(软)—3.4铁(纯)209.86.6铁(纯)–784.9铁(钢)—10—201.5—5铁(铸)—57—114铜(软)201.724.3铜(软)1002.28铜(软)–781.03铜(软)–1830.30钍20182.4钠204.65.5①铅20214.2镍铬合金(不含铁)20109.10镍铬合金(含铁)2095—104.3—.5 镍铬林合金—27—45.2—.34镍(软)207.246.7镍(软)–783.9铂2010.63.9铂100043铂–786.7铂铑合金②20221.4钯2010.83.7砷20353.9镍铜锌电阻线—34—41.25—.32铍(软)206.4镁204.54.0锰铜2042—48–03—+.02钼205.64.4洋银—17—41.4—.38锂209.44.6磷青铜—2—6铷2012.55.5 铑205.14.4。
电阻率和常见金属电阻率表
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米、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。
电阻率的单位是欧姆·米(Ω·m或ohmm【Ohm即为欧姆Ω】),常用单位是欧姆·毫米和欧姆·米。
电阻率(resistivity)是用来表示各种物质电阻特性的物理量。
在常温下(20℃时),某种材料制成的长1米、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。
在温度一定的情况下,有公式:R=ρl/s其中的ρ就是电阻率,l为材料的长度, s为面积。
可以看出,材料的电阻大小正比于材料的长度,而反比于其面积。
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。
国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米(Ω·m或ohmm),常用单位是欧姆·毫米和欧姆·米。
电阻率的另一计算公式为:ρ=E/Jρ为电阻率——常用单位Ω·mE为电场强度——常用单位N/CJ为电流密度——常用单位A/㎡(E,J可以为矢量)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,ρo是O℃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。
附表:常用金属导体在20℃时的电阻率材料电阻率(Ωm)(1)银 1.65 × 10-8(2)铜 1.75 × 10-8(3)铝 2.83 × 10-8(4)钨 5.48 × 10-8(5)铁 9.78 × 10-8(6)铂 2.22 × 10-7(7)锰铜 4.4 × 10-7(8)汞 9.6 × 10-7(9)康铜 5.0 × 10-7(10)镍铬合金 1.0 × 10-6(11)铁铬铝合金1.4 × 10-6(12) 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。
金属电阻率
知识创造未来
金属电阻率
金属的电阻率是指单位长度(或体积)上的电阻大小。
它与金属的
导电性和材料的几何形状有关。
电阻率的单位是Ω·m(欧姆·米)。
一般来说,金属的电阻率较低,因为金属内部有大量的自由电子可
以自由移动,从而形成电流。
常见金属的电阻率范围大约在10^-8到10^-6 Ω·m之间。
其中,
银的电阻率最低,为1.59×10^-8 Ω·m;铜的电阻率次之,为
1.68×10^-8 Ω·m;而铁的电阻率相对较高,为9.71×10^-8 Ω·m。
需要注意的是,金属的电阻率会受到温度的影响,一般来说,随着
温度的升高,金属的电阻率会增加。
这是因为温度升高会引起金属
内部原子的振动增加,从而增加了自由电子的碰撞次数,导致电流
的阻碍增加。
1。
常见金属的电阻率
常见金属的电阻率
ρ叫电阻率:某种材料制成的长1米、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。
是描述材料性质的物理量。
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。
与导体长度L,横截面积S无关,只与物体的材料和温度有关,有些材料的电阻率随着温度的升高而增大,有些反之。
常用金属导体在20℃时的电阻率
材料电阻率(Ω m)
(1)银 1.65 × 10-8
(2)铜 1.75 × 10-8
(3)金 2.40×10-8
(4)铝 2.83 × 10-8
(5钨 5.48 × 10-8
(6)铁 9.78 × 10-8
(7)铂 2.22 × 10-7
(8)锰铜 4.4 × 10-7
(9)汞 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)。
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测金属电阻率
电流表内接、外接均可
实验七
测定金属的电阻率
与伏安法有关的几个实验:
描绘小灯泡的伏安特性曲线 测定金属的电阻率 测定的电源电动势和内阻
测定金属的电阻率 一、伏安法测电阻率的原理说明
1.由电阻定律公式 R=ρ L /S 知,电阻率ρ =RS/L 。因 此,要测定金属的电阻率,只须选择这种金属材料制成的 导线,用“伏安法”测出金属导线的电阻R,用刻度尺测 出金属导线连入电路部分的长度 L,用螺旋测微器测出金 属导线的直径d,然后由S=π d2/4 算出金属导线的横截面 积S,即可求得金属的电阻率ρ 。 2. 在用“伏安法” 测量金属导线的电阻R 时, 由于通 常选择待测金属导线的电阻约为数欧姆,实验室常用的安 培表(量程取0.6A)的内阻RA为 0.125Ω ,伏特表(量程 取3V)的内阻RV为3KV,比较后,有RV>>R。因此必须采用 安培表外接法,才能使由于电表的接入引起的系统误差较 小。
(参考答案:内接法,19.9欧 , 1.0×10-6 欧· 米)
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二、数据处理 1. 求Rx的平均值时可用两种方法 (1)第一种是用 再取平均值
U Rx I
算出各次的数值,
Байду номын сангаас
(2)第二种是用U-I图线的斜率求出.
2.计算电阻率:将记录的数据 R x L、 、 S πd2 U d 的值,代入电阻率计算公式 ρ= R xL= 4lL
3、开始时滑动变阻器的滑动触头 应该在接入电路电阻最大的一端. 4、本实验通过的电流不宜太大, 通电时间不能太长,以免电阻丝发 热后电阻率发生明显变化.
思考1. 本实验中正确选用电路后,所测得的金属的 电阻率比真实值 小 . 思考2.有一合金丝,横截面积为5.1×10-7米2,长L= 10米,要测其电阻率。现备有量程3伏,内阻3千欧的电 压表,量程 0.6安,内阻0.1 欧的电流表,两节干电池,0 -100欧滑动变阻器,开关、导线等。用伏安法测其电阻 时,如电路选取正确,电压表示数为2.4伏,电流表示数 为0.12安,所选取的是内接法还是外接法电路?被测合 金丝的阻值是多少欧?合金丝的电阻率是多少?
各种金属的电阻率温度系数
各种金属的电阻率温度系数
铜是一种优秀的导电金属,在常温下具有很低的电阻率和良好的导电性能。
但是,随着温度的升高,铜的电阻率也会随之增加。
铜的电阻率温度系数常用符号为α,即单位温度变化时电阻率的变化比率。
铜的电阻率温度系数为0.004或0.0039,即在每度温度变化时,铜的电阻率增加0.4%或0.39%。
锡是一种比较常见的金属,也常用于制造电子元器件和导电接点。
与镀金类似,锡的电阻率也会受到温度的影响。
锡的电阻率温度系数约为0.005,每度温度变化时电阻率增加0.5%。
镍铬合金是一种优秀的高温合金材料,广泛应用于航空、航天、军工等领域。
镍铬合金的电阻率温度系数相对较小,约为0.001,每度温度变化时电阻率增加0.1%。
总之,不同种类的金属材料具有不同的电阻率温度系数,这一点需要在电子领域的设计中考虑到。
在实际应用中,需要根据具体的需求选择合适的材料。
常见金属电阻率
常见金属电阻率 Revised by Petrel at 2021常用金属导体在20℃时的电阻率材料电阻率(Ωm)(1)银1.65×10-8(2)铜1.75×10-8(3)金2.40×10-8(4)铝2.83×10-8(5钨5.48×10-8(6)铁9.78×10-8(7)铂2.22×10-7(8)锰铜4.4×10-7(9)汞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)。
另外一些金属和非金属的电阻率金属温度(0℃)ρ(×10-8Ωm),αo(×10-3)锌20 5.94.2铝(软)202.754.2铝(软)–781.64石墨(8~13)×10-6阿露美尔合金20331.2锑038.75.4铱206.53.9铟08.25.1殷钢0752锇209.54.2镉207.44.2钾206.95.1①钙204.63.3金202.44.0银201.624.1铬(软)2017镍铬合金(克露美尔)—70—110.11—.54 钴a06.376.58康铜—50–.04–1.01锆30494.0黄铜–5—71.4–2水银094.080.99水银2095.8锡2011.44.5锶030.33.5青铜–13—180.5铯20214.8铋201204.5铊20195钨205.55.3钨100035钨3000123钨–783.2钽20153.5金属温度(0℃)ραo,100杜拉铝(软)—3.4铁(纯)209.86.6铁(纯)–784.9铁(钢)—10—201.5—5铁(铸)—57—114铜(软)201.724.3铜(软)1002.28铜(软)–781.03铜(软)–1830.30钍20182.4钠204.65.5①铅20214.2镍铬合金(不含铁)20109.10镍铬合金(含铁)2095—104.3—.5 镍铬林合金—27—45.2—.34镍(软)207.246.7镍(软)–783.9铂2010.63.9铂100043铂–786.7铂铑合金②20221.4钯2010.83.7砷20353.9镍铜锌电阻线—34—41.25—.32铍(软)206.4镁204.54.0锰铜2042—48–03—+.02钼205.64.4洋银—17—41.4—.38锂209.44.6磷青铜—2—6铷2012.55.5 铑205.14.4。
金属导电特性与电阻率
金属导电特性与电阻率导电是金属的重要特性之一,电阻率则是衡量导电性能的指标。
了解金属导电特性和电阻率对于我们理解电子学和材料科学都非常重要。
本文将从基本概念、金属的导电机制、影响电阻率的因素以及应用方面对金属导电特性和电阻率进行讨论。
金属是一种能够自由移动电子的材料。
其导电特性可追溯至金属的原子结构。
金属原子以正离子的形式存在,其外层电子呈自由电子云状分布。
这些自由电子在金属中可以自由移动,形成电流。
由于自由电子的存在,金属具有良好的导电特性。
电阻率是衡量金属导电性能的物理量,表示单位长度的金属在单位截面上的电阻。
电阻率用ρ表示,单位为Ω·m。
它与金属的尺寸、温度和杂质含量等因素有关。
常见金属的电阻率通常在10^{-9} ~ 10^{-6} Ω·m之间。
影响金属电阻率的因素很多,其中最主要的是杂质和温度。
杂质的存在会使金属的导电性能下降,增加电子碰撞的概率。
而温度上升会导致金属晶格的振动增强,进而阻碍自由电子的运动,影响导电性能。
此外,金属的平均自由行程也会影响电阻率。
自由行程越大,电子在金属中的碰撞次数越少,电阻率越低。
除了常见的导电功能,金属的导电特性还被广泛应用于其他领域。
例如,电子设备中常用的导线和电缆都是由导电性能极佳的金属制成的。
金属导电也被应用于能源传输领域,如电力输送、电池和太阳能电池板等。
此外,金属导电在化学反应和材料加工中也扮演着重要的角色。
尽管金属具有良好的导电特性,但不同的金属导电性能有所差异。
例如,铜和银是常见的导电性能较好的金属。
而铝、镁等金属则具有较高的电阻率,导电能力较弱。
因此,在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的金属材料。
总结起来,金属导电特性和电阻率是我们理解电子学和材料科学的基础。
通过理解金属导电的机制以及影响电阻率的因素,我们可以更好地应用金属的导电特性,满足不同的需求。
无论是电子设备制造、能源传输还是化学反应,金属导电都发挥着不可或缺的作用。
电阻率和常见金属电阻率表
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米、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。
电阻率的单位是欧姆·米(Ω·m或ohmm【Ohm即为欧姆Ω】),常用单位是欧姆·毫米和欧姆·米。
电阻率(resistivity)是用来表示各种物质电阻特性的物理量。
在常温下(20℃时),某种材料制成的长1米、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。
在温度一定的情况下,有公式:R=ρl/s其中的ρ就是电阻率,l为材料的长度, s为面积。
可以看出,材料的电阻大小正比于材料的长度,而反比于其面积。
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。
国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米(Ω·m或ohmm),常用单位是欧姆·毫米和欧姆·米。
电阻率的另一计算公式为:ρ=E/Jρ为电阻率——常用单位Ω·mE为电场强度——常用单位N/CJ为电流密度——常用单位A/㎡(E,J可以为矢量)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,ρo是O℃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。
附表:常用金属导体在20℃时的电阻率材料电阻率(Ωm)(1)银 1.65 × 10-8(2)铜 1.75 × 10-8(3)铝 2.83 × 10-8(4)钨 5.48 × 10-8(5)铁 9.78 × 10-8(6)铂 2.22 × 10-7(7)锰铜 4.4 × 10-7(8)汞 9.6 × 10-7(9)康铜 5.0 × 10-7(10)镍铬合金 1.0 × 10-6(11)铁铬铝合金1.4 × 10-6(12) 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。
常用导体电阻率
常用金属导体在20℃时的电阻率
材料电阻率(Ω m)
(1)银 1.65 ×10-8
(2)铜 1.75 ×10-8
(3)金 2.40×10-8
(4)铝 2.83 ×10-8
(5钨 5.48 ×10-8
(6)铁9.78 ×10-8
(7)铂 2.22 ×10-7
(8)锰铜 4.4 ×10-7
(9)汞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(sem ico ndu cto rs)。
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至。
金属材料的电阻率随温度的变化
金属材料的电阻率随温度的变化
金属材料的电阻率随温度的变化表现为以下特点:
在温度不高、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,即与温度t的关系是ρ=ρ0*(1+α*t),其中ρ0是温度为0℃时的电阻率,α是电阻率的温度系数,与材料有关。
例如,锰铜的α约为10^-110℃^-1,这意味着锰铜电阻器的电阻值在常温范围下随温度变化极小,适合于作标准电阻。
随着温度的升高,金属材料的电阻率会增大。
这是因为金属中的晶格结构随着温度升高而发生振动加剧,导致电子与晶格原子之间的碰撞增多,从而使电阻率增大。
然而,在高温下(例如超过1000℃),某些金属(如铜)的电阻率会随着温度的升高而减小。
这是由于高温下晶格振动加剧,电子的平均自由程减小,使得电流通过金属的阻力减小,从而导致电阻率降低。
综上所述,金属材料的电阻率随温度的变化表现为:在低温、室温范围内,电阻率随温度线性增大;在高温范围内,电阻率的变化则取决于具体材料的性质。
金属体积电阻率
金属体积电阻率金属体积电阻率是描述金属材料对电流通过的阻力的物理量。
它是指单位体积内金属材料所产生的电阻,通常用符号ρ表示,计量单位是Ω·m(欧姆·米)。
金属体积电阻率是根据金属的原子结构和电子运动机制而确定的。
金属的原子结构是由金属离子核和围绕核运动的自由电子组成的。
在金属中,离子核是固定不动的,而自由电子则可以在金属晶体中自由运动。
当外加电场施加到金属中时,自由电子受到电场力的作用,形成电流。
然而,由于电阻的存在,自由电子的运动会受到一定的阻力,从而导致电阻的产生。
金属体积电阻率的大小与金属的物理性质有关。
具有较高电阻率的材料被称为导体,而具有较低电阻率的材料则被称为绝缘体。
金属的导电性与其电子的载流能力有关。
金属中的自由电子数量多、移动迅速且方向一致,使得电流能够在金属中流动。
而在绝缘体中,自由电子很少或根本没有,所以电流无法通过。
金属体积电阻率的大小还与金属温度相关。
随着温度的升高,金属体积电阻率会增加。
这是由于金属原子热振动的增加,导致自由电子与晶格产生更多的碰撞,从而阻碍电流的传导。
此外,金属的杂质含量和晶粒尺寸也会影响金属的电阻率。
金属体积电阻率的测量可以通过电阻率计来进行。
电阻率计是一种测量电阻值的仪器,它通过测量单位长度内电导率来计算材料的电阻率。
其原理是利用欧姆定律,通过测量单位长度内的电流值和电压值,然后计算电阻率。
根据电阻率计的测量结果,可以评估金属的导电能力和电阻性能。
金属体积电阻率在工程领域有广泛的应用。
例如,在电线电缆的设计中,需要选择合适的金属材料作为导体,以确保电流传输的效率和安全性。
金属体积电阻率较小的材料通常用于电线电缆的导体,以减少能量损耗和发热。
此外,在电子器件的设计中,金属体积电阻率也是考虑因素之一。
低电阻率的金属材料常用于电子连接器和散热器等部件,以确保电路的稳定性和性能。
总之,金属体积电阻率是描述金属材料导电性能的重要物理量。
它是在金属材料中电流传输的阻力,受金属的原子结构、温度以及杂质含量等因素的影响。
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序号金属名称熔点(℃)
1铁1535铬1890 锰1244
备注
序号金属名称熔点(℃)
备注
1铝660纯金属30锆1852纯金属2镁651纯金属31铪2230纯金属3钾63纯金属32钒1890纯金属4钠98纯金属33铌2468纯金属5钙815纯金属34钽2996纯金属6锶769纯金属35钨3410纯金属7钡1285纯金属36钼2617纯金属8铜1083纯金属37镓30纯金属9铅328纯金属38铟157纯金属10锌419纯金属39铊304纯金属11锡232纯金属40锗937纯金属12钴1495纯金属41铼3180纯金属13镍1453纯金属42镧921纯金属14锑630纯金属43铈799纯金属15汞-39纯金属44镨931纯金属16镉321纯金属45钕1021纯金属17铋271纯金属46钐1072纯金属18金1062纯金属47铕822纯金属19银961纯金属48钆1313纯金属20铂1774纯金属49铽1356纯金属21钌231纯金属50镝1412纯金属22钯1555纯金属51钬1474纯金属23锇3054纯金属52铒1529纯金属24铱2454纯金属53铥1545纯金属25铍1284纯金属54镱819纯金属26锂180纯金属55镥1633纯金属27铷39纯金属56钪1541纯金属28铯29纯金属57钇1522纯金属29钛1675纯金属58钍1750纯金属
1硅14202
硼
2300
非金属
常用金属导体在20℃时的电阻率材料电阻率(Ωm) (1)银 1.65 ×10-8 (2)铜1.75 ×10-8 (3)金2.40×10-8 (4)铝2.83 ×10-8 (5钨5.48 ×10-8 (6)铁9.78 ×10-8 (7)铂2.22 ×10-7 (8)锰铜4.4 ×10-7 (9)汞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 (14) 镍(软)7.24X10-8。