什么决定了导体的电阻
对于由化学纯金属制成的导体,电阻及其倒数 - 电导率 - 是一个特征物理量,但它们的电阻值已知的精度相对较低。
这是因为金属的电阻值受各种随机的、难以控制的情况影响很大。
首先,纯金属中的微小杂质通常会增加其电阻。
电气工程最重要的金属是 蜂蜜,用来制造用于分配电能的电线和电缆,结果在这方面特别敏感。
与化学纯铜的电阻相比,0.05% 的可忽略不计的小碳杂质使铜的电阻增加了 33%,0.13% 的磷杂质使铜的电阻增加了 48%,0.5% 的铁使铜的电阻增加了 176%,痕迹锌的量由于其小而难以测量,只有 20%。
杂质对其他金属电阻的影响不如对铜的影响显着。
化学纯金属或一般具有一定化学成分的金属的电阻取决于其热处理和机械处理的方法。
轧制、拉拔、淬火和退火可以使金属的电阻率改变几个百分点。
这是因为熔融金属在凝固过程中结晶,形成无数随机分布的小单晶。
任何机械加工都会部分破坏这些晶体并使它们的基团相对移动,因此一块金属的整体电导率通常会朝着增加电阻的方向变化。
在有利的温度下长时间退火,对于不同的金属,伴随着晶体减少,通常会降低电阻。
有一些方法可以在熔融金属凝固过程中获得或多或少显着的单晶(单晶)。
如果金属给出正确系统的晶体,那么这种金属的单晶的电阻在所有方向上都是相同的。如果金属晶体属于六方晶系、四方晶系或三方晶系,那么单晶的电阻值就取决于电流的方向。
极限(极值)值是在晶体的对称轴方向和垂直于对称轴的方向上获得的,在所有其他方向上,电阻具有中间值。
通过常规方法获得的具有随机分布的小晶体的金属片具有等于某个平均值的电阻,除非在凝固过程中建立或多或少有序的晶体分布。
由此可以清楚地看出,其他化学纯金属样品的电阻,其晶体不属于正确的系统,不能具有完全确定的值。
20 °C 时最常见的导电金属和合金的电阻值: 物质的电阻和电导率
温度对各种金属电阻的影响是大量深入研究的主题,因为这种影响的问题具有重要的理论和实践意义。
纯金属 电阻温度系数,在大多数情况下接近气体的热线性膨胀温度系数,即它与 0.004 相差不大,因此在 0 到 100°C 的范围内,电阻大约与绝对温度成正比。
在低于 0° 的温度下,电阻比绝对温度下降得更快,并且温度下降得越快。在接近绝对零的温度下,一些金属的电阻实际上变为零。在100°以上的高温下,大多数金属的温度系数增加缓慢,即电阻增加略快于温度。
有趣的事实:
所谓的 铁磁性金属 (铁、镍和钴)电阻的增加比温度增加快得多。最后,铂和钯的电阻率增加略微滞后于温度的增加。
为了测量高温,所谓的 铂电阻温度计,由一根细的纯铂丝螺旋缠绕在一根绝缘物质管上,甚至熔合到石英管壁中。通过测量导线的电阻,您可以根据表格或曲线确定其温度范围为 -40 至 1000 °C。
在其他具有金属导电性的物质中,应注意煤、石墨、无烟煤,它们与具有负温度系数的金属不同。
硒的其中一种变体(金属硒、结晶硒、灰色硒)的电阻在暴露于光线时会显着降低。这种现象属于地区 光伏现象.
对于硒和许多其他类似的物质,当它吸收光线时,从物质原子中分离出来的电子不会从物体表面飞走,而是留在物质内部,因此导电性的物质自然增加。这种现象称为本征光电现象。
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