导体电阻计算

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1、资料20140108CompanyConfidential导体电阻计算1.微观角度看电阻物质的阻值与材料、形状（长度和大小）以及温度等有关。从微观角度解释：设:在长度为L，横截面为S的导体AB两端加电压U，经过时间t，从导体一端（设为A端）流出的（电荷）自由电子的电荷量为q；则：电流I=q/t，R=U/I。如果t保持不变，q越大则电阻越小。1.1温度的影响从A端流出的自由电子是在电场力作用下做定向运动，并且运动的速率很小（约10-5m/s）；同时自由电子还要做杂乱无章（运动方向不确定）的热运动，其速率较大（常温下约10

2、5m/s），并且随着温度的升高热运动速率增大。由于自由电子热运动方向不确定，形成对定向运动的阻碍，并且这种阻碍作用随着温度变大而变大（热运动速率增大）。这样从A端流出的自由电子的总电荷量随温度升高而减少，即电阻变大。1.2导体长度的影响如果在温度不变时，将AB的长度增加，自由电子定向运动通过导体的时间增加，自由电子的热运动对定向运动的影响也随之增加。从A端流出的自由电子总电荷量q随着导体长度增加而减少，即R变大。1.3导体横截面的影响如果在温度不变的条件下，将AB的横截面加倍时，从A端流出的自由电子数目是原来的两倍，所

3、以当导体的横截面增加时，其电阻变小。1.4材料的影响导体AB选择不同的材料时，其内部单位体积内自由电子数目越多，则从A端在相同时间内流出的自由电子数目也越多，其电阻也就越小。2.电阻率2.1电阻率的定义电阻率（resistivity）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1m、横截面积是1m2的在常温下（25℃时）导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。v1.03/3资料20140108CompanyConfidential2.2电阻率的单位国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米（Ω·m或ohmm），常用单位是欧

4、姆·毫米和欧姆·米。2.3电阻率的计算公式电阻率的计算公式为：ρ=RS/L式中：ρ为电阻率——常用单位Ω·mS为横截面积——常用单位m2R为电阻值——常用单位ΩL为导线的长度——常用单位m1.导体电阻的计算（以铜为例）根据上面公式，则电阻计算公式为：R=ρL/S。以铜为例。铜电阻率（20℃时）为0.0185Ω·mm2/m，也就是截面积为1平方毫米、长度为1米的铜导线电阻是0.0185Ω。不同温度下的电阻率会有些差别，电阻率温度系数是0.00393/℃。电阻率温度系数公式为：ρ=ρ0(1+a*t)式中：ρ——在t℃时的电

5、阻率Ρ0——在0℃时的电阻率t——温度，单位为℃查表可得不同温度下铜的电阻率：0℃0.0165Ω·mm2/m10℃0.0172Ω·mm2/m20℃0.0178Ω·mm2/m（这个有点趋近真实值，但是还是有一点点偏大）30℃0.0185Ω·mm2/m35℃0.0188Ω·mm2/m40℃0.0192Ω·mm2/m50℃0.0200Ω·mm2/m60℃0.0206Ω·mm2/m70℃0.0212Ω·mm2/m75℃0.0216Ω·mm2/m80℃0.0219Ω·mm2/m90℃0.0226Ω·mm2/m100℃0.0233

6、Ω·mm2/m按照电阻率与电阻之间计算关系有：0度时：R(0)=ρL/S=0.0165*250/6=0.6875Ω30度时：R(30)=ρL/S=0.0185*250/6=0.7708Ω2.常用金属导体的电阻率几种金属导体在20℃时的电阻率（Ω·m）：（1）银1.65×10-8（2）铜1.75×10-8（3）铝2.83×10-8（4）钨5.48×10-8v1.03/3资料20140108CompanyConfidential（5）铁9.78×10-8（6）铂2.22×10-7（7）锰铜4.4×10-7（8）汞9.6×1

7、0-7（9）康铜5.0×10-7（10）镍铬合金1.0×10-6（11）铁铬铝合金1.4×10-6（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，其中铜用的最广，几乎现在的导线都是铜的（精密仪器，特殊

8、场合除外）铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰。由于铝密度小，取材广泛，且价格比铜便宜，目前被广泛用于电力系统中传输电力的架空输电线路。为解决铝材刚性不足缺陷，一般采用钢芯铝绞线，即铝绞线内部包有一根钢线，以提高强度。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