电阻率以及电导率的定义
一、电阻率(Resistivity)
1.电阻率的定义:
电阻率又称电阻值或电阻系数,其科学符号为 ρ。电阻率是一个反应材料导电性能的物理量。数值上等于单位长度、单位截面的某种物质的电阻,其倒数为电导率电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度有关。
电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。常用单位为“欧姆·厘米”。其中将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。
在上式中,
2.电阻率的说明
(1)导体材料的电阻率决定于材料自身的性质。各种材料的电阻率都随温度而变化。在通常温度范围内,金属材料的电阻率随温度作线性变化,变化关系可以表示为
R = R0(1+a t )
式中R是t℃的电阻,R0是0℃的电阻,a称为电阻温度系数。
(2)在电磁场中,材料中某点的电阻率ρ定义为该点的电场强度E的大小与同点的电流密度j的大小之比,即
(3)一些常见物质的电阻率及电阻温度系数
物质 |
电阻率 (Ωm) | 电阻温度系数 |
---|---|---|
1.59×10−8 |
.0038 |
|
1.7×10−8 |
.0039 |
|
2.44×10−8 |
.0034 |
|
2.82×10−8 |
.0039 |
|
5.6×10−8 |
.0045 |
|
8×10−8 |
.0015 |
|
1.0×10−7 |
.005 |
|
1.1×10−7 |
.00392 |
|
2.2×10−7 |
.0039 |
|
锰加宁 |
4.82×10−7 |
.000002 |
4.9×10−7 |
||
9.8×10−7 |
.0009 |
|
镍铬合金 |
1.50×10−6 |
.0004 |
3.5×10−5 |
-.0005 |
|
4.6×10−1 |
-.048 |
|
6.40×102 |
-.075 |
|
1010 至 1014 |
无 |
注:电阻率及温度系数皆和导体当时的温度有关,上表均是在20℃下的值。
二、电导率(conductivity)
1.电导率的定义
电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值。当施加电压于导体的两端时,其电荷载子会呈现朝某方向流动的行为,因而产生电流。电导率
和电场强度
的比率
2.一些常见物质的电导率
物质 电导率 (S·m-1)
温度 (°C)
注记 银 63.01 × 106 20 所有金属中电导率(以及热导率)最高的物质 铜 59.6 × 106 20 退火 铜 58.0 × 106 20 一般是指 100% IACS 或 100% 国际退火铜标准 金 45.2 × 106 20 时常用为电路板或电子元件的电连接器(electrical connector) 材料 铝 37.8 × 106 20 海水 4.788 20 在平均盐度为 4.8(S·m-1) ,温度为 20(°C) 状况的平均电导率。 饮用水 0.0005 至 0.05 这是一般高品质饮用水的电导率值域,并不是水品质指标 去离子水 5.5 × 10-6[1] 假若水内不含气体,则改变量值为 1.2 × 10-4[1]
3.电导率与电阻率的关系
电导率是电阻率
4.电导率说明
(1)跟电阻率一样,电导率与温度强劲地相关。金属的电导率随着温度的增高而降低。半导体的电导率随着温度的增高而增高。
(2)在一段温度值域内,电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率,我们必须设定一个共同的参考温度。电导率与温度的相关性,时常可以表达为,电导率对上温度线图的斜率,用方程写为
其中,
是参考温度,
是测量温度,
是物质的电导率,
是物质的温度补偿斜率。最常见的水的温度补偿斜率大约为 2 %/°C 。但是,它可以在 (1 to 3) %/°C 值域之间。这数值与地球化学有关,可以很容易地在实验室里测量出来.
三、说明
在异步电机设计手册中,将料制的电阻率定义成为: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。故在这种情况下得到的电阻率比国际单位下的电阻率小1e6倍。(1平方毫米=1e-6平方米)
电导率单位:西门子每米(S / m)
蒸馏水电导率= 1.0x10-3 S/m。
自来水电导率= 0.5~5.0x10-2 S/m。
工业废水电导率= 1 S/m。
一般自来水的电导率介于125~1250 μs/cm之间。
拓展资料:
电导率,物理学概念,也可以称为导电率。
在介质中该量与电场强度E之积等于传导电流密度J。
对于各向同性介质,电导率是标量;对于各向异性介质,电导率是张量。
生态学中,电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力。
单位以西门子每米(S/m)表示。
电导率(conductivity)是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数。在公式中,电导率用希腊字母κ来表示。电导率σ的标准单位是西门子/米(简写做S/m),为电阻率ρ的倒数,即σ=1/ρ。
当1安培(1 A)电流通过物体的横截面并存在1伏特(1 V)电压时,物体的电导就是1 S。西门子实际上等效于1安培/伏特。如果σ是电导(单位西门子),I是电流(单位安培),E是电压(单位伏特),则:σ = I/E
通常,当电压保持不变时,这种直流电电路中的电流与电导成比例关系。如果电导加倍,则电流也加倍;如果电导减少到它初始值的1/10,电流也会变为原来的1/10。这个规则也适用于许多低频率的交流电系统,如家庭电路。在一些交流电电路中,尤其是在高频电路中,情况就变得非常复杂,因为这些系统中的组件会存储和释放能量。
电导和电阻也有关系,如果R是一个组件和设备的电阻(单位欧姆Ω),电导为G(单位西门子S),则:G = 1/R[1]