理论教育 计算导体电阻和电导

计算导体电阻和电导

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:导体的电阻与其长度成正比,与其截面积成反比。导体电阻的大小还与其温度有关,用电阻温度系数来描述导体的这一特性,其有关内容将在本节1.1.3中详细讲述。图1-1 西门子头像严格地讲,我们所能查到的电阻率都应是温度在20℃时的数值,所以应在计算时明确说明温度的数值,但在一般计算中,如不强调指出此问题,则不考虑它的影响。

计算导体电阻和电导

(一)口诀

导体阻碍电流流,阻碍能力叫电阻

导体电阻怎么求?要知截面和长度

大小与长成正比,与面反比来相求。

不同材料值不同,另外还要看温度。

计算公式用字母,截面SL

希文ρ电阻率,大Rr为电阻。

ρL为分子,截面S做分母。

所用单位要注意,截面米方长度米;

比较复杂电阻率,复合单位欧姆·米。

导体电导符号G,导电能力是其意。

它与电阻呈倒数,单位即为欧分一。

使用字母为S,中文读作西门子

(二)说明

因为受到字数限制的原因,口诀中将“平方米(m2)”简写为“米方”;“欧姆分之一(1/Ω)”简写为“欧分一”。

1.导体电阻的定义、计算公式和单位

导体对电流的阻碍作用叫做电阻,它是物质的一个物理性质。电阻符号为Rr,基本单位为欧姆(简称“欧”,符号为Ω),另有千欧、毫欧等,符号分别为kΩ和mΩ。

导体的电阻与其长度成正比,与其截面积成反比。即口诀大小与长成正比与面反比来相求”。

不同材质的导体对电流的阻碍作用有所不同,在电学中用电阻率(符号为ρ;单位为欧姆·米,符号为Ω·m)来描述导体的这一特性,其有关内容将在本节1.1.2中详细讲述。

导体电阻的大小还与其温度有关,用电阻温度系数来描述导体的这一特性,其有关内容将在本节1.1.3中详细讲述。

用符号代表各物理量,一段材质均匀、截面积处处相同的导体的电阻用下式表示:

978-7-111-44168-7-Chapter01-1.jpg(www.daowen.com)

式中 R——导体的电阻(Ω);

ρ——导体所用材料的电阻率(Ω·m);

L——导体的长度(m);

S——导体的截面面积(m2)。

2.关于电导的问题

在一些计算中,有时还要用到电导这一物理量。所谓电导,即导体导通电流的能力。由此可以看出,电导是电阻的反义词。

电导与电阻互成倒数关系,即

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式中各量的单位与前面计算电阻的式(1-1)相同,此时电导的单位为“西门子”,符号为S(读作“西门子”)。

西门子是德国一位企业家类型的科学家,是德国西门子(SIEMENS)公司的创始人[全名为维尔纳·冯·西门子,英文为W.Von Siemens,1816—1892],图1-1所示为其头像。

(三)计算举例

1:有一条圆铜导线,长100m,横截面积为1.5mm2。求其电阻是多少Ω?

本例是已知导体的材质为铜、长度L=100m和截面积S=1.5mm2=1.5×10-6m2。已知材质即可从相关材料中查到其电阻率ρ(铜的电阻率为1.75×10-8Ω·m,见表1-1。下同)。图1-1 西门子头像严格地讲,我们所能查到的电阻率都应是温度在20℃时的数值,所以应在计算时明确说明温度的数值,但在一般计算中,如不强调指出此问题,则不考虑它的影响。

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按所给出的单位,用式(1-1)计算可求得该段导线的电阻(Ω)为

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这段导线的电阻是1.167Ω。

2:有一条圆铜导线,长100m,横截面直径为2mm,求其电阻是多少Ω?

本例是已知导体的材质为铜,即已知其电阻率ρ,另外知道长度L=100m,但横截面积S没有直接给出,而是给出了截面直径D=2mm=2×10-3m,这就需要先求出截面积S(m2)的数值后再用式(1-1)求得电阻R的数值(Ω)。

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这段导线的电阻是0.557Ω。

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