体積抵抗率:電流流に対する材料の抵抗の尺度
多くの場合、抵抗率と呼ばれることが多い体積抵抗 、電流の流れに対する抵抗を定量化する材料の基本的な特性です。それは、材料が電荷の動きにどれほど強く反対しているかを教えてくれます。
ここに故障があります:
* 定義: 抵抗率(ρ)は、特定のジオメトリ(長さLおよび断面積A)をその形状で割った材料の抵抗(R)として定義されます。
* 式: ρ=r * a / l
* 単位: 抵抗率の標準単位はオームメーター(ω・m)です 。
* 解釈:
* 高い抵抗率: 抵抗率が高い材料は、電気の導体が不十分であり、電流の流れに大幅に抵抗することを意味します。例には、ゴム、ガラス、ほとんどのプラスチックが含まれます。
* 抵抗率が低い: 抵抗率が低い材料は、電気の良好な導体です。例には、銅、銀、金などの金属が含まれます。
覚えておくべきキーポイント:
* 固有のプロパティ: 抵抗率は材料の本質的な特性であり、材料のサイズや形状とは無関係です。それは素材自体の特徴です。
* 温度依存性: 抵抗率は通常、ほとんどの材料の温度とともに増加します。これは、より高い温度が原子振動の増加につながり、電子の流れを妨げるためです。
* アプリケーションの重要性: 抵抗率は、さまざまな分野で重要なパラメーターです。
* 電子機器: ワイヤ、抵抗器、およびその他のコンポーネントに適切な材料を選択します。
* 材料科学: さまざまな用途向けの材料の電気的特性を理解する。
* 電気工学: 回路の抵抗の計算と、さまざまな用途の材料の適合性を決定します。
例:
長さ1メートルの銅で作られたワイヤと、1平方ミリメートルの断面積を考えてみましょう。銅の抵抗率は約1.72 x 10^-8Ω・mです。上記の式を使用して、ワイヤの抵抗を計算できます。
r =ρ * l / a =(1.72 x 10^-8Ω・m) *(1 m) /(1 x 10^-6m²)≈0.0172Ω
これは、銅の比較的短いワイヤーでさえ低い抵抗性を持ち、それが優れた電気導体になっていることを示しています。
結論:
体積抵抗率は、電流の流れに対する材料の抵抗を表す基本的な特性です。これは、さまざまな電気および電子アプリケーションで材料を選択するための重要なパラメーターです。抵抗率を理解することは、電気システムを効率的に設計および分析するために不可欠です。