进入到新的世纪，我国经济高速发展，城市化进程也在不断加速，很多家庭换上了新的房屋，并对新房屋进行符合自己风格的装修。由于人们生活水平的提高，耗电量较大的冰箱、空调等大型家电已经进入各个家庭，用电量也大大地提高了，在房屋装修时，连接家用电器的线路为什么要选较粗的铜芯电线呢？

一、电阻定律

图6-6 电阻与材料、长度等的关系

电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积。我们通过一个演示实验来研究它们的关系。

在常温下，按如图6-6所示的电路图连接电路。在图中的A和B之间接入待研究的电阻丝。

（1）将材料、横截面积相同，但长度不同的两根电阻丝，先后接入电路中，调节变阻器W，保持电阻丝两端的电压相同，并读出电流表A的读数。通过数据分析得出：电流与导体的长度成反比；由欧姆定律知，电流与电阻成反比，由此可知导体的电阻与导线的长度成正比。

（2）将材料相同、长度相同，但横截面积不同的两根电阻丝，先后接入电路中。调节变阻器W，保持电阻丝两端的电压相同，并读出电流表的读数。通过分析数据得出：电流与电阻丝的横截面积成正比；由欧姆定律知，电流与电阻成反比，由此可知导体的电阻与导体的横截面积成反比。

（3）将长度和横截面积都相同，但材料不相同的两根电阻丝，先后接入电路中，重做上面的实验。通过分析实验数据得出：材料不同，导体的电阻也不同。

通过大量精确实验得出：导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，这就是电阻定律。它的数学表达式为在SI中，式中：l的单位是米（m）；S的单位是米2（m2）；ρ是材料的电阻率，它的单位是欧姆·米（Ω·m）。

二、电阻率

电阻率是反映导体导电性能好坏的物理量。电阻率小，导电性能好，电阻率大，导电性能差。电阻率是反映材料导电性能的物理量。表6-2列出了常温下一些常见材料的电阻率。

表6-2 几种常用材料在20℃时的电阻率

由上表可以看出，金属和合金的电阻率都很小；而电木、橡胶的电阻率都很大。在使用时，可以根据需要，参照电阻率表选取合适的材料。例如，在供电、输电、配电线路中，为了减小电阻，要选用铜、铝等低电阻率的材料制作导线；而在用电器和电工工具的绝缘部分又要选用电木、橡胶等高电阻率的材料制作。

在给空调等高耗能电器装配专用导线时，由于它们的功率较大，工作电流较大，因此我们常选择电阻率较小、线径较大的铜导线。

各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。纯金属的电阻率随温度的升高而增大。电阻温度计就是利用金属的这种特性制成的，它可以用来测量很高的温度。精密的电阻温度计是用铂做的，如图6-7所示。已知铂丝的电阻与温度的对应关系，只需测出铂丝的电阻就可以知道环境温度。有些合金如锰铜和康铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。

例题 如图6-8所示是一电力输电线路安装现场。假设从三峡水电站到某地有1500km的距离，用横截面积为100mm2的铝绞线输电，则每根铝绞线的电阻为多少？

解 已知：查电阻率表可知，铝导线的电阻率ρ=2.9×10-8Ω·m，l=1500km=1.5×106m，S=100mm2=1.0×10-4m2。

图6-7 电阻温度计

图6-8 电力输电(www.daowen.com)

求：R

根据电阻定律得

答：每根铝绞线的电阻为435Ω。

请同学们算一算如果用铜绞线输电，则电阻又是多少？

三、电阻的种类

电阻器简称电阻，是电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是把电能转化为热力学能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热力学能。电阻在电路中通常起分压、分流、限流的作用。电子产品中常用的固定电阻、可变电阻如图6-9所示。

图6-9 常用电阻

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超导简介

1911年，荷兰科学家昂内斯在研究低温状态下物质导电性质时发现，当温度下降到4.2K（-268.96℃）时，发现水银的电阻突然消失了，这就是通常所说的超导现象。具有超导电性的材料叫做超导体。1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。

超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻开始为零的温度，叫超导体的临界温度。经过科学家们数十年的努力，超导材料的磁电障碍已被跨越，下一个难关是突破温度障碍，即寻求高温超导材料。

1973年，人们发现了临界温度为23.2K的超导体，该纪录保持了13年。1986年，人们又发现了临界温度为35.2K的超导体，引起世界科学界的轰动。此后，科学家们争分夺秒地攻关，几乎每隔几天，就有新的研究成果出现。从1986—1987年的短短一年多的时间里，超导的临界温度竟然提高了100K以上，这在材料发展史乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹!

我国对超导材料的探索以及相关的材料科学基础性研究方面一直保持或接近世界前沿。1989年，我国已研制成临界温度为132.2K的超导体。1998年7月24日，北京有色金属研究总院研制成功我国第一根由铋系高温超导材料制造的输电电缆，性能达到世界先进水平。

高温超导材料的不断问世，为超导材料从实验室走向实际应用铺平了道路。高温超导材料的用途非常广阔，大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。大电流应用即超导发电、输电和储能等；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

习题6-2

1.一卷铜导线，长为500m，横截面积为1mm2，这卷导线的电阻是多少？

2.有一段导线，电阻为4Ω，把它对折起来作为一条导线用，电阻是多大？如果把它均匀拉伸，使它的长度为原来的2倍，电阻又是多大？

3.有一条铜线长1000m，横截面半径为2mm，如果导线两端的电压为8V，求该导线中通过的电流是多少？

4.欲用横截面积为0.5mm2的康铜丝制做电阻为50Ω的电炉，问康铜丝的长度应为多少米？（ρ康铜=5.0×10-7Ωm）

5.在一根长20m，截面积为1mm2的电阻丝两端加上10V的电压时电阻丝中通过的电流为0.5A，求该电阻丝的电阻率。