电阻率公式,电导率转换电阻率公式
电阻率和电导率是电学中重要的物理量,它们在电路设计和材料分析中扮演着关键角色。小编将深入探讨电阻率的定义、计算方法以及与电导率的转换关系。
1.电阻率的定义与计算
在国际单位制中,电阻率的单位是Ω·m,常用单位还有Ω·mm²/m。电阻率(resistivity)是用来表示各种物质电阻特性的物理量。在温度一定的情况下,材料的电阻为:R=ρL/S,其中的ρ就是电阻率,L为材料的长度,S为材料的横截面积。
可以看出,材料的电阻大小跟材料的长度成正比,即在材料和横截面积不变时,长度越长,电阻越大。电阻率的计算,由电阻定律的表达式变形可得到:ρ=RS/L,单位:Ω·m。
2.电导率的定义与计算
电导率用希腊字母σ来表示。电导率σ的标准单位是西门子/米(S/m),为电阻率ρ的倒数,即σ=1/ρ。
电阻R=L/S;电导率=1/;电导率的单位是1/(mΩ)。由于电导率σ=1/ρ,前面的电阻表达式R可以重写为:R=1/σ。
那么我们可以说电导率是电阻率的倒数,表示物质导电能力的物理量。
3.电阻率与电导率的换算
电阻R与导体的长度L(m)成正比,与导体横截面积S(㎡)成反比即R∝L=rL,r为电阻率。Sr=RS=Ω㎡=Ωm=S-1mLm因此电导G=1=1S=kS=k㎡=S=Ω-1,k为电导率RrLLm所以k=1=Sm-1=Ω-1m-1r。
当电压保持不变时,这种直流电电路中,电阻R与电导G成反比,即R∝1/G。
4.电导率与电流、电场强度的关系
导电率σ等于电流密度J与电场强度E之比,即σ=J/E,其中电流密度J=I/A,I为电流,A为横截面积。
对于一个长度为L、横截面积为A的导体,其电阻R可以通过电压U和电流I计算得出,即R=U/I。而导电率σ等于电流密度J与电场强度E之比,即σ=J/E。
5.绕线电阻的特性与应用
绕线电阻通过将电阻丝绕在绝缘骨架上制成,可以制成精密电阻,容差可以低至0.005%,温度系数也非常低。这使得绕线电阻在需要高精度和低温系数的场合得到广泛应用。
绕线电阻还可以制作成大功率电阻,通过增加电阻丝的长度和直径,以及使用外部散热器,绕线电阻可以承受更高的功率。
注意:当为此目的选择电阻器时,为避免电阻器温度过高,请选择额定功率是下方计算出的功率值的2。