抵抗率または抵抗係数
抵抗率または抵抗係数は、物質が電流の流れに抵抗する性質です。抵抗率または抵抗係数は、抵抗の法則から導かれる式を使って容易に計算できます。
抵抗の法則
物質の抵抗は以下の要因に依存します。
長さ 物質の。
断面積 物質の。
物質の材料の性質。
温度 物質の。
主に四つの(4)抵抗の法則があり、これらの法則から任意の物質の抵抗率または比抵抗を容易に決定することができます。
第一の抵抗率の法則
物質の抵抗は、物質の長さに比例します。電気抵抗 R は
ここで L は物質の長さです。
物質の長さが増えると、電子が移動する距離も増加します。電子が長い距離を移動すると、衝突が増え、結果として物質を通る電子の数が減少し、電流が減少します。つまり、物質の抵抗はその長さと共に増加します。この関係は線形です。
第二の抵抗率の法則
物質の抵抗は、物質の断面積に反比例します。電気抵抗 R は
ここで A は物質の断面積です。
物質を通る電流は、単位時間あたりの物質の断面を通過する電子の数に依存します。したがって、物質の断面積が大きいほど、より多くの電子が断面を通過することができます。単位時間あたりの断面を通過する電子が多いほど、物質を通る電流が大きくなります。一定の電圧では、電流が大きいほど電気抵抗が小さくなり、この関係は線形です。
抵抗率
これらの二つの法則を組み合わせると、
ここで、ρ (ロー) は比例定数であり、抵抗率または比抵抗として知られています。導体または物質の材料の。
ここで、L = 1 および A = 1 を方程式に入力すると、R = ρ が得られます。つまり、単位長さで単位断面積を持つ材料の抵抗は、その抵抗率または比抵抗に等しいです。抵抗率は、別の方法で、その材料の単位体積の立方体の対面間の電気抵抗として定義することもできます。
第三の抵抗率の法則
物質の抵抗は、物質を構成する材料の抵抗率に比例します。すべての材料の抵抗率は同じではありません。これは、自由電子の数や原子のサイズ、材料内の結合の種類など、材料構造の他の多くの要因に依存します。材料の抵抗率が高いほど、その材料で作られた物質が提供する抵抗も高くなります。この関係も線形です。
第四の抵抗率の法則
物質の温度も、物質が提供する抵抗に影響します。これは、熱エネルギーが金属内の原子間振動を増加させ、電子が低い電位端から高い電位端へ移動する際により多くの障害があるためです。したがって、金属物質では、温度が上昇すると抵抗も増加します。非金属物質の場合、温度が上昇すると共価結合がより多く壊れ、これにより材料内に自由電子が増加します。したがって、抵抗は温度が上昇すると減少します。
そのため、温度を言及せずに物質の抵抗を述べることは意味がありません。
抵抗率の単位
抵抗率の単位は、その方程式から簡単に決定できます
抵抗率の単位は、MKS系ではΩ – m、CGS系ではΩ – cmであり、1 Ω – m = 100 Ω – cm です。
一般的に使用されるさまざまな材料の抵抗率の一覧