电阻

金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的。自由电子在运动中要与金属正离子频繁碰撞，每秒钟的碰撞次数高达10¹⁵左右。这种碰撞阻碍了自由电子的定向移动，表示这种阻碍作用的物理量叫作电阻。不但金属导体有电阻，其他物体也有电阻。导体的电阻是由它本身的物理条件决定的，金属导体的电阻是由它的材料性质、长短、粗细（横截面积）以及使用温度决定的 ^[1]  。

电阻是描述导体导电性能的物理量，用R表示。电阻由导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值来定义，即： ^[2] 

所以，当导体两端的电压一定时，电阻愈大，通过的电流就愈小；反之，电阻愈小，通过的电流就愈大。因此，电阻的大小可以用来衡量导体对电流阻碍作用的强弱，即导电性能的好坏。电阻的量值与导体的材料、形状、体积以及周围环境等因素有关 ^[2]  。

电阻率描述导体导电性能的参数。对于由某种材料制成的柱形均匀导体，其电阻R与长度L成正比，与横截面积S成反比，即： ^[2] 

式中ρ为比例系数，由导体的材料和周围温度所决定，称为电阻率。它的国际单位制(SI)是欧姆·米 (Ω·m)。常温下一般金属的电阻率与温度的关系为： ^[2] 

式中ρ₀为0℃时的电阻率； α为电阻的温度系数； 温度t的单位为摄氏温度。半导体和绝缘体的电阻率与金属不同，它们与温度之间不是按线性规律变化的。当温度升高时，它们的电阻率会急剧地减小。呈现出非线性变化的性质 ^[2]  。

串联：

。

并联：

，特别地，两个电阻并联式也可表示为

。

定义式：

。

决定式：

（ρ表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定，L表示电阻的长度，S表示电阻的横截面积） ^[3]  。

电阻的单位是欧姆，简称欧，用希腊字母“Ω”表示。常用的电阻单位还有千欧姆(KΩ)，兆欧姆(MΩ)，它们的关系是： ^[4] 

1KΩ=1000Ω，1MΩ=1000KΩ

在电原理图中为了简便，一般将电阻值中的“Ω”省去，凡阻值在千欧以下的电阻，直接用数字表示；阻值在千欧以上的，用“K”表示；兆欧以上的用“M”表示 ^[4]  。

1、长度：当材料和横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大 ^[5]  。

2、横截面积：当材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大 ^[5]  。

3、材料：当长度和横截面积相同时，不同材料的导体电阻不同 ^[5]  。

4、温度：对大多数导体来说，温度越高，电阻越大，如金属等；对少数导体来说，温度越高，电阻越小，如碳 ^[5]  。

电阻是导体本身的一种属性，因此导体的电阻与导体是否接入电路、导体中有无电流、电流的大小等因素无关。超导体的电阻率为零，所以超导体电阻为零 ^[5]  。

各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在。20世纪初，科学家发现，某些物质在很低的温度时，如铝在1.39K（-271.76℃）以下，铅在7.20K（-265.95℃）以下，电阻就变成了零。这就是超导现象，用具有这种性能的材料可以做成超导材料。已经开发出一些“高温”超导材料，它们在100K（-173℃）左右电阻就能降为零 ^[6]  。

如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。在电厂发电、运输电力、储存电力等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能消耗。如果用超导材料制造电子元件，由于没有电阻，不必考虑散热的问题，元件尺寸可以大大的缩小，进一步实现电子设备的微型化 ^[7]  。