電阻與導電的基本概念

 材料的導電性能是材料電學性能的主要指標之一，不同的材料導電性能相差很大，這是由導電的微觀機理所決定的，導電性與材料的結構、組織、成分等因素有關。材料按導電能力可分為導體、半導體和絕緣體。金屬和合金都是導體，電阻率一般小于10^-8Ω·m，絕緣體的電阻率在10¹⁰～10²⁰Ω·m之間，半導體的電阻率值在10^-2～10¹⁰Ω·m之間。

在材料的兩端施加電壓V時，材料中有電流I流過，這種現象稱為導電。歐姆定律指出：通過導體的電流I與導體兩端的電壓V成正比，即

式中，R為電阻，表征材料對電流通過的阻力，Ω。實驗表明：材料電阻的大小與材料的長度L成正比，與材料的截面積S成反比，即

式中，ρ為材料的電阻率，表示單位長度和單位面積上導電體的電阻值，Ω·m，可寫為

由于電阻率只與材料本性有關，而與導體的幾何尺寸無關，在一定溫度下為常數。因此評定導電性的基本參數是電阻率p，而不是電阻R。電阻的倒數稱為電導G，即

電導的單位為S。

電阻率的倒數稱為電導率，即

電導率的單位為S/m。可見，電阻率愈小，電導率愈大，材料導電性能就越好。表4.2-1列出一些材料室溫下的電阻率。

表4.2-1 一些材料在室溫下的電阻率