電線的電阻

電阻和電導率的概念

電流流過的任何物體都對其具有一定的電阻。導電材料阻止電流通過的特性稱為電阻。

電子理論以這種方式解釋了金屬導體電阻的性質。自由電子在沿著導線移動時，會無數次地在途中遇到原子和其他電子，並且在與它們相互作用時，不可避免地會損失一些能量。無論如何，電子都會遇到運動阻力。具有不同原子結構的不同金屬導體對電流具有不同的電阻。

完全相同的解釋了液體導體和氣體對電流通過的阻力。但是，我們不能忘記，在這些物質中，不是電子，而是分子的帶電粒子在運動過程中遇到阻力。

電阻用拉丁字母 R 或 r 表示。

歐姆作為電阻的單位。

歐姆是一根高 106.3 厘米、橫截面為 1 平方毫米的水銀柱在 0°C 時的電阻。

例如，如果導線的電阻為 4 歐姆，則可以這樣寫：R = 4 歐姆或 r = 4 th。

對於大值電阻的測量，採用稱為兆歐的單位。

一兆歐等於一百萬歐姆。

導線的電阻越大，它傳導電流的能力就越差，反之，導線的電阻越小，電流就越容易通過這根導線。

因此，對於導體的特性（從電流通過導體的角度來看），不僅可以考慮其電阻，還可以考慮電阻值的倒數，即電導率。

電導率被稱為材料使電流通過自身的能力。

由於電導是電阻的倒數，表示為1/R，電導用拉丁字母g表示。

導體材料、尺寸和環境溫度對電阻值的影響

不同電線的電阻取決於它們的製作材料。為了表徵各種材料的電阻，所謂的概念反抗。

電阻稱為長度為1米，截面積為1平方毫米的導線的電阻。電阻用希臘字母 r 表示。製成導體的每種材料都有其特定的電阻。

例如，銅的電阻為0.017，即長度為1米，截面積為1平方毫米的銅線，其電阻為0.017歐姆。鋁的電阻為0.03，鐵的電阻為0.12，康銅的電阻為0.48，鎳鉻合金的電阻為1-1.1。

在這裡閱讀更多相關信息： 什麼是電阻？

導線的電阻與其長度成正比，即導線越長，其電阻越大。

導線的電阻與其截面積成反比，即導線越粗，其電阻越低，反之，導線越細，其電阻越高。

為了更好地理解這種關係，想像兩對連通的血管，一對血管有細連接管，另一對有粗連接管。很明顯，當其中一個容器（每對）裝滿水時，通過粗管將水轉移到另一個容器的速度要比通過細管快得多，即粗管對水流的阻力較小。同樣，電流通過粗線比通過細線更容易，即前者的電阻小於後者。

導體的電阻等於製成該導體的材料的電阻率乘以導體的長度，然後除以導體橫截面積的面積導體：

R = p l / S,

式中——R——導線的電阻，歐姆，l——導線的長度，m，C——導線的橫截面積，mm2。

圓線截面積按公式計算：

S = Pi xd2 / 4

其中 Pi 是等於 3.14 的常數值； d——鋼絲直徑。

這就是電線長度的確定方式：

l = S R / p,

如果公式中包含的其他量已知，則該公式可以確定導線的長度、橫截面和電阻。

如果需要確定導線的橫截面積 ，則公式得出以下形式：

S = p l / R

變換相同的公式並根據 p 求解等式，我們得到導線的電阻：

R = R S / l

後一公式適用於已知導體的電阻和尺寸，但不知道其材質，而且難以從外觀判斷的情況。為此，有必要確定電線的電阻，並使用表格找到具有這種電阻的材料。

影響電線電阻的另一個因素是溫度。

已經確定，隨著溫度的升高，金屬線的電阻會增加，而隨著溫度的降低，它會降低。純金屬導體的電阻增加或減少幾乎相同，平均每 1 °C 增加 0.4%……液體導體和煤的電阻隨溫度升高而降低。

物質結構的電子學理論對金屬導體的電阻隨溫度升高而增加給出了以下解釋。加熱時，導體接收熱能，該熱能不可避免地傳遞給物質的所有原子，結果它們的運動強度增加。原子運動的增加對自由電子的定向運動產生更大的阻力，這就是導體電阻增加的原因。隨著溫度的降低，為電子的定向運動創造了更好的條件，導體的電阻降低。這就解釋了一個有趣的現象——金屬的超導性。

超導性金屬電阻降低到零發生在巨大的負溫度-273°°所謂的絕對零。在絕對零的溫度下，金屬原子似乎凍結在原地，完全不受電子運動的干擾。