导电率定义

电阻率与导电率

正确的叫法是电导率，单位是西门子，一个西门子＝1／欧姆

电阻率的倒数1/ρ即为导电率，以σ来表示，S/m为西门子/米。

电导G的单位是S(西门子,简称西),1S=1/1Ω。

(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。

(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

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

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。

下表是几种金属导体在20℃时的电阻率.

材料电阻率(Ω m)

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

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

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

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

(13)石墨(8～13)×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。

认识电阻和欧姆定律

德国物理学家欧姆（G.S.Ohm,1789～1854）从1825年到1827年历经数年总结出了我们现在称之为的欧姆定律.当时虽不精确但已有电流、电压观念，测量工具是欧姆自己设计制造的；使用的电源开始时是原始的伏打电堆，后改用温差电偶；选用的导体是各种长短粗细不同的金属丝；尽管当时已有零散的关于"电导"的提法，但是作为物理量的"电阻"概念尚未形成.欧姆就是在这样的条件下通过实验得到了电流与电压之间的关系，并同时定义了电阻.了解这样的历史背景有助于我们今天全面理解电阻和欧姆定律.

用现代语言来说，欧姆的实验结果是：通过导体（金属丝）的电流I与其两端的电压U成正比，即

I ∝ U （1）

写成等式 R = U/I （2）

式中R为比例恒量，即不随U和I变化的量，或说是与U和I无关的量. R由导体决定，体现着导体阻碍电流的性质，称之为电阻，其定义为

R = U/I （3）

有了电流与电压成正比关系的实验结果，并定义了电阻之后，才形成了如下现在这种形式的欧姆定律

I = U/R （4）

在物理学的发展史上，每个新领域定律的建立，往往是既有实验结果，又包含着对新物理量的定义，欧姆定律的建立也正是如此.由此可知，欧姆定律既是电路定律又是对导体性质的描述.

说它是电路定律，是因为它描述了稳恒电路中电流、电压、电阻三者之间的关系；说它是对导体性质的描述，是因为它包含了电阻的定义.不能将二者割裂对立起来.

从欧姆定律的形成过程中我们可以看出，这里所说的"电阻与电压电流无关"是指所定义的电阻是一个比例恒量，即不随电压电流变化的量.

导体的电阻是导体的内在属性，由导体本身决定. 式（5）常被称作"电阻定律"，表明电阻由导体的长度L ，横截面积S和构成导体的物质的性质ρ

R = ρ·L/S （5）

所决定的，而与导体两端的电压以及通过的电流无关.

这里所说的"电阻与电压电流无关"是从电阻的决定意义上说的，即决定电阻大小的因素不是电压电流.这与定义电阻是一个比例恒量，即不随电压电流变化的量是完全一致的.由此可知，"电阻与电压电流无关" 是有前提条件，有适用范围的！是不能绝对化的！

顺便说明，具体问题要具体分析切忌绝对化，对于有关电阻和欧姆定律的如下问题也是如此.

ρ所代表的物质性质叫做"电阻率". ρ与温度t有关.一般来说金属的电阻率ρ随温度t的升高而增大.设ρ0为温度0 ℃时的电阻率，则温度t时的电阻率

ρ=ρ0（1+αt） （6）

式中α为"电阻温度系数".一般纯金属的α都较大，铜0.0039 ℃-1， 钨0.0045 ℃-1，

铁0.005 ℃-1 ，镍0.006 ℃-1，即温度每升高100 ℃电阻率增大约40%～60%.而某些合金的α却很小，锰铜（铜84%，锰12%，镍4%）0.00001℃-1，康铜（铜54%，镍46%）0.00004 ℃-1，几乎不随温度变化.值得注意的是，电解液（酸、碱、盐的水溶液）的电阻率随温度的升高而减小，碳和有些物质的电阻率也随温度的升高而减小.从而可知，电阻率随温度的变化也不能绝对化。