电阻


电阻 （正體）

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本文介绍的是电阻的概念和物理意义。关于产生电阻的电子仪器，详见“电阻器”。
电磁学
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一个750-kΩ的电阻，其外表上的电子颜色代码标识出了它的电阻值。可以用万用表来验证它的电阻值。

电阻 是物质中阻碍电荷流动的物理量，亦即电阻值，单位为“欧姆”（Ω，Ohm）。

电阻在部分电路中的大小等于该部分电路的电压与电流相除的结果，即

R = \frac {V} {I}

当中 R为电阻（以欧姆计算）、V 为电压（以伏特计算）而 I为电流（以安培计算）。

目录

电阻定律

主条目：电阻定律

实验表明，均匀的导体的电阻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(law of resistance)。

R = \rho \frac {L} {S}

式中ρ为比例常量（即电阻率），L为均匀导体长度，S为均匀导体横截面积。

电阻率

主条目：电阻率

电阻率是一个反应材料导电性能的物理量。

电阻率数值上等于单位长度、单位截面的某种物质的电阻，其倒数为电导率。 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，且与温度有关。

电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m，读作欧姆米，简称欧米。常用单位为“欧姆·厘米”。

电阻率较低的物质被称为导体，常见导体主要为金属，而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。

几种导体材料在20℃时的导电率

材料 ρ/Ω·m
银（Ag） 1.6×10−8
铜（Cu） 1.7×10−8
铝（Al） 2.9×10−8
钨（W） 5.3×10−8
铁（Fe） 1.0×10−7
锰铜合金 4.4×10−7
镍铜合金 5.0×10−7
镍铬合金 1.0×10−6

其中锰铜合金：85%铜，3%镍，12%锰；镍铜合金：54%铜，46%镍；镍铬合金：67.5%镍，15%铬，16%铁，1.5%锰。

电阻的产生

当电压为1V，且电流为1A 时，电阻为1欧姆
  • 按阻值特性:固定电阻、捷比信低阻值电阻、可调电阻、特种电阻(敏感 电阻)
  • 按制造材料:碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，捷比信电阻，薄膜电阻等
  • 按安装方式: 插件电阻、贴片电阻
  • 按功能分：负载电阻，采样电阻，分流电阻，保护电阻等

金属

金属由一群依一定规则排列原子构成，每颗原子均有一层（或多层）由电子组成的外壳。这些在外壳的电子能脱离原子核的吸引力而到处流动，是金属能导电的主要原因。当金属两端产生电势差（即电压）时，电子因电场的影响而作规则的流动，是为电流。在现实中，物质的原子排列不可能为完全规则，因此电子在流动途中会被不按规则排列的原子打散，是为电阻的来源。

  • 高温加速电子运动，增加电子被打散的机会，故热的物体电阻较高。
  • 横切面面积大的金属有较多空间予电子流动，故电阻较小。
  • 电子横过较长的金属时一般会发生较多的碰撞，故长的金属电阻较大。

半导体与绝缘体

能量带理论

根据量子力学，电子的能量不会维持在某个定值，但会停留在某个等级 (电子的能量值不能在不属于任何等级的范围内)。这些能量值等级至少可分为两组，一组称为传导带，另一组称价能带。传导带的能量等级通常要高一些，而能量值在传导带的电子能在电场中自由流动。

在绝缘体和半导体中，原子之间相互影晌，使传导带和价能带之间出现了一个禁制带，即电子无法拥有的能量值地带。在这些物质中导电需要较大的能量，以协助电子自价能带跃升至传导带。因此，即使对这些物质施加大的电压，产生的电流仍较导电体为小。

半导体

另外，半导体的电阻性质可以调校。如微量的砷或硼被加到半导体中，会产生额外的电子或“洞” (缺少电子的地方)，两者均可以在半导体中流动。这种经过掺杂的半导体是二极管、三极管等电子配件的重要原料。

离子液体（电解质）

在电解质中，电流是由带电的离子的流动产生，因此液体的电阻很受盐的浓度所影响。譬如蒸馏水是绝缘体，但盐水就是很好的导电体。

在生物体内的膜，离子盐负责电流的传送。膜中的小孔道会选择什么的离子可以通过。这直接决定膜的电阻值。

微分电阻

如电阻跟随电压及电流变动，则可定义微分电阻为：

R = \frac {dV} {dI}

微分电阻的单位仍为欧姆，惟微分电阻值与基本的电阻值并不一致。微分电阻值有可能因有关仪器的特性而出现负值，称为负电阻。然而，基本电阻 (即电压与电流的商) 永远为正值。

温度对电阻的影响

温度对不同物质的电阻值均有不同的影晌。

导电体

在接近室温的温度，良导体的电阻值, 通常与温度成正比：

R = R_0 + aT \,

上式中的 a 称为电阻的温度系数。

半导体

未经掺杂的半导体的电阻随温度而下降，两者成几何关系：

R= R_0 e^{a/T} \,

有掺杂的半导体变化较为复杂。当温度从绝对零度上升，半导体的电阻先是减少，到了绝大部份的带电粒子 (电子或电洞/空穴) 离开了它们的载体后，电阻会因带电粒子的活动力下降而随温度稍为上升。当温度升得更高，半导体会产生新的载体 (和未经掺杂的半导体一样) ，原有的载体 (因渗杂而产生者) 重要性下降，于是电阻会再度下降。

绝缘体和电解质

绝缘体和电解质的电阻与温度的关系一般不成比例，而且不同物质有不同的变化，故不在此列出概括性的算式。

参看

电路导抗
导抗参数 直流（实数） 交流（虚数） 组合（复数） 单位
抗性 电阻（R） 电抗（X） 阻抗（Z） 欧姆（Ω）
导性 电导（G） 电纳（B） 导纳（Y） 西门子（S）
姆欧（℧）
性





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