电阻定律是描述电阻与材料、长度、横截面积之间关系的物理定律,主要应用于电路分析与设计。在电阻定律中,R=ρL/S表达式是核心,其中R代表电阻值,单位为欧姆(Ω);ρ为电阻率,单位为欧姆·米(Ω·m),它表示单位长度、单位截面的电阻;L是导线长度,单位为米(m);S是导线横截面积,单位为平方米(m²)。电阻率ρ的数值与导体材料的性质和温度密切相关,且不依赖于导体的长度和横截面积。
电阻率ρ不仅与材料有关,还受温度影响。在温度相对稳定范围内,大多数金属的电阻率随温度线性变化,表达式为ρ=ρo(1+at),其中ρo为0℃时电阻率,a为电阻率温度系数,t表示摄氏温度。对于某些电器组件,其电阻值会随物理状态变化,例如,一个220V-100W灯丝,通电时电阻约为484欧姆,未通电时仅40欧姆左右。
电阻率与电阻是两个概念,电阻率衡量物质导电性能,而电阻反映物质对电流的阻碍作用。电阻率在国际单位制中单位为Ω·m,常用单位是“欧姆·厘米”。
根据电阻率数值,物质可以分为导体、绝缘体和半导体。导体如银、铜、铝等,电阻率较低,导电性佳;绝缘体如玻璃、橡胶等,电阻率较高,不易导电;半导体如硅,介于导体和绝缘体之间。不同导体材料在20℃时的电阻率数据如表所示。表中显示,银、铜、铝的电阻率较小,而钨、铁则较大;锰铜合金、镍铜合金、镍铬合金等具有特定的电阻率。
电阻的分类根据阻值特性、制造材料、安装方式和功能等不同因素分为固定电阻、低阻值电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻)等。金属电阻由排列规则的原子构成,当两端产生电势差时,电子受电场影响而流动,形成电流。金属的电阻与温度、横截面积和长度有关,温度升高、横截面积增大、长度增加均会导致电阻增大。
半导体的电阻性质可以调整,通过向半导体中添加微量的砷或硼等元素,可以产生额外的电子或“洞”,这些电子或“洞”可以在半导体中流动,形成二极管、三极管等电子配件的原料。在离子液体(电解质)中,电流由带电离子的流动产生,电解质的电阻受盐浓度影响。生物体内的膜通过选择性允许特定离子通过,决定膜的电阻值。
扩展资料
导体的电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关系,这个规律就叫电阻定律(law of resistance),公式为R=ρL/S 。其中ρ:制成电阻的材料电阻率,L:绕制成电阻的导线长度,S:绕制成电阻的导线横截面积,R:电阻值。