电阻_自然百科_百问中文

[拼音]：dianzu

[外文]：resistance

根据欧姆定律，导体两端的电压U 和通过导体的电流I 成正比，比值R 称为电阻。即，其单位为欧[姆](Ω)，量纲为L²MT³I^-2。电阻的倒数，叫做电导，单位为西[门子](S)。电阻或电导的量值反映了导体的导电性能。

电阻率和电导率

导体的电阻取决于它的形状、大小和材料的性质。对于由一定材料制成的横截面均匀的导体，它的电阻 R与长度 l成正比，和横截面 S成反比，即，式中ρ 叫做电阻率，单位为欧·米 (Ω·m)。电阻率的倒数 1/ρ＝σ叫做电导率，单位为西每米(S/m)。电阻率和电导率都是表证材料导电的特性参数。例如在常温下导电性能最佳的材料是银，电阻率最小，在20°C时为1.59×10^-8欧·米；其次为铜，电阻率为1.7241×10^-8欧·米；熔凝石英的电阻率最大，等于7.5×10¹⁷欧·米，是最好的绝缘材料。

诸如热、压力和光等一些物理因素对导体的电阻率会有影响，所引起的效应得到了广泛的应用。例如，康铜(Ni40％Cu60％)丝伸缩时电阻值改变，电阻应变仪就是利用这种特性，制成传感电阻片，贴在物体上以测量物体的微小应变。铜、镍、钴、锰等的金属氧化物烧结陶瓷的电阻率随温度升降而显著变化，制成热敏电阻用于温度测量和补偿。硫化镉、硫化铅等半导体的导电性能随光照的强弱而显著变化，制成光敏电阻用于自动控制、红外遥感、电视和电影等设备中。

温度系数

设ρ_o为参考温度t_o(常用0°C或20°C)时材料的电阻率，则在温度t时，其电阻率为ρ＝ρ_o[1+α(t-t_o)]，式中α叫做电阻的温度系数。例如铜的温度系数α＝0.00393每摄氏度；碳的温度系数α＝-5×10^-4每摄氏度，即电阻率随温度的上升而减小。有些合金的温度系数很小，如锰铜和康铜的α约为10^-5每摄氏度，用以制作标准电阻。

等效电阻

n 个电阻R₁、R₂、R₃、…、R_n串联时，按电阻的定义得串联组合的等效电阻为。n个电阻R₁、R₂、R₃、…、R_n并联时，按电阻的定义得并联组合的等效电阻的倒数为各电阻的倒数之和，即总电导G为分电导G₁、G₂、…、G_n之和。

电阻还可用焦耳定律来定义，等于热耗散功率除以电流的二次方，即。如果把焦耳定律中的热耗散P推广，使其包括从电功率经不可逆转换而产生的其他形式的功率，就可得到相应的各种广义的等效电阻。例如导体通过交流电时，由于趋肤效应造成交流电产生的热耗散，故导体的有效电阻。变压器的电路模型中用铁损电阻R_o反映铁芯中的磁滞损失功率P_hy和涡流损失功率P_ed，即，式中I_o为变压器励磁电流的有效值(见交流电)。在无线电中，由天线引起的辐射能量损耗用辐射电阻来描述，式中圴_rad为平均辐射功率，为电流有效值的二次方。

非线性电阻

遵循欧姆定律的电阻叫做线性电阻或欧姆电阻，其伏安特性曲线为通过坐标原点、斜率等于G的直线（图1）。另一些导电元件，例如半导体二极管、隧道二极管等，它不遵循欧姆定律，其伏安特性是一条曲线(图2，图3)，这种电阻叫做非线性电阻。它随着工作点P的位置而变。实际使用中应区分静态电阻和动态电阻两个参数。图中由原点O 到工作点P 的直线的斜率的倒数的静态电阻；在 P点的伏安特性曲线的切线斜率的倒数

为元件的动态电阻。动态电阻可以是负值，例如隧道二极管在伏安特性曲线AB段内工作时，R_d为负值。

参考文章