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PPMS-电阻率测试

PPMS 特性 意义 问题

概述

电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种物质所制成的原件(常温下20°C)的电阻与横截面积的乘积与长度的比值叫做这种物质的电阻率。电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度、压力、磁场等外界因素有关。

特性

电阻率反映物质对电流阻碍作用的属性,它与物质的种类有关,还受温度影响,在温度变化不大的范围内,几乎所有金属的电阻率都随温度作线性变化,即ρ=ρ0(1+at),式中t是摄氏温度,ρ是0℃时的电阻率,a是电阻率温度系数,利用这一性质可制成电阻温度计,有些合金电阻率受温度的影响很小,常用来作标准电阻 。

自然界中导电性最佳的是银,其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等,电阻率较高,一般称为绝缘体。介于导体和绝缘体之间的物质 (如硅) 则称半导体。 

有些金属(如Nb和Pb)或它们的化合物,当温度降到几K或十几K(绝对温度)时,ρ突然减少到接近零,出现超导现象,超导材料有广泛的应用前景。

常见金属电阻率

电阻率的实际意义

材料的电阻率很重要,因为它可以将正确的材料用于正确的场景中。

用作导体的材料,例如导线中的材料需要能够具有低水平的电阻率。这意味着对于给定的横截面积,导线的电阻将是低的。

例如,铜是良好的导体,因为它提供低水平的电阻率,其成本不是太高,并且它还提供在许多电气和电子应用中有用的其他物理特性。铜的电阻率约为1.7 x 10^-8欧姆(或17.nΩm),尽管数据会根据铜的等级略有不同;

像铜和甚至铝这样的材料提供低水平的电阻率,这使它们非常适合用作电线和电缆-铜通常是最受欢迎的。银和金具有低得多的电阻率值,但由于它们相当昂贵,因此它们没有被广泛使用。然而,银有时用于镀制其低电阻率电线的必不可少的材料,并且镀金用于许多电子连接器的配合表面以确保最佳接触。金也适用于电连接器,因为它不会像其他金属一样变色或被氧化。

其他材料需要作为绝缘体,承载尽可能少的电流。绝缘体的电阻器将高出许多个数量级。一个例子是空气,其电阻率数值超过1.5×10^14,可以看出具有非常非常高于铜的电阻率。

常见问题

电阻和电阻率的区别与联系?

(1)定义:

电阻用电压和电流的比值U/I来定义,即R=U/I;电阻率指的是长度为1m,横截面积为1m²的某种材料的电阻值;

(2)物理意义:

电阻值的大小表示的是导体对电流阻碍作用的大小,是导体本身的一种性质。导体的电阻越大,对电流的阻碍作用就越大;电阻率的大小表示的是材料的导电性能的好坏,是材料本身的一种性质。材料的电阻率越大,其导电性能就越差;

(3)两者的关系:

依据公式R=ρL/S(其中R为电阻值,ρ为电阻率,L为导体材料的长度,S为导体材料的横截面积)可知:

材料相同(即ρ相同)、长度L相同时,横截面积S越小的,导体电阻R越大;材料相同(即ρ相同)、横截面积S相同时,长度L越大的,导体电阻R越大;长度L相同、横截面积S相同时,电阻率ρ大的材料制成的导体,其电阻R越大;

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