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电阻率:铜是最好的金属导体吗?
电阻力,用R,是对电流通过或电子流动的总阻力。电阻取决于材料、面积和电流通过的长度,因此电阻的数值取决于测量电阻的位置。电阻以欧姆为单位,用符号Ω表示。一种给定材料的常数性质是它电阻率,它被定义为一种特定材料抵抗电流的强度。电阻率用希腊字母表示,ρ,单位为欧姆米(Ω-m)。
下面是一种计算给定长度导线电阻的方法:
在哪里R是电阻,单位是欧姆,L是导线长度,单位是米,A是导线横截面积,单位是平方米,ρ是电阻率,单位是欧姆米。
电导电率是电阻率的倒数:它是材料让电流通过的能力。用希腊字母表示,σ,以西门子(年代).
在这个实验中,你将能够通过欧姆定律找到你测试的材料的电阻率和电导率,欧姆定律指出电压与电流和电阻的乘积成正比。电流表将帮助您测量流过电路的电流,而电压表将告诉您正在测试的部分的压降。
在哪里V是电压,以伏特为单位,我电流是多少,单位是安培R电阻单位是欧姆。
问题:观察不同材料和材料厚度的电阻率,计算电导率。
哪种材料的电阻率更高?导电吗?
材料
- 9 v电池
- 30厘米无绝缘铜线(细一点)
- 30厘米无绝缘铜线(粗规)
- 30cm无绝缘铁丝(与较细的铜丝规格相同)
- 30cm未绝缘铁丝(与粗铜丝规格相同)
- 您想测试的任何其他电线
- 剪线钳
- 安培表
- 电压表
- 统治者
过程
- 将电流表的正极连接到9V电池的负极。
- 把电流表的负极接在其中一根导线的一端。
- 将电线的另一端连接到9V电池的正极。
- 使用电压表测量不同长度的电线的电压降(从2cm开始,然后测量3cm, 4cm等)。一定要使电压表的正极接触到导线的开头。
- 记录电流(从电流表)和压降(从电压表)为每个长度的每条测试电线。
- 使用欧姆定律来确定电阻以及长度、规格和材料如何影响电阻。
- 为每种类型的电线绘制结果。在x轴上绘制线长(米),在y轴上绘制电阻(欧姆)。
- 按公式计算电阻率:
在哪里R电阻单位是欧姆吗ρ电阻率单位是欧姆米吗l这根电线的长度是米和吗一个是导线的横截面积,单位为米。*你可以在网上查询不同规格导线的截面积。
- 用电阻率ρ来计算电导率,σ.
结果
较粗的导线电阻较低,而较长的导线电阻较高。铜的电阻率较低,是比铁更好的导电体。
为什么?
导线的电阻随长度而增大。因为电阻是材料抵抗电子流动的特性,所以材料越多(长度越长),电阻就越大是有道理的。电阻率,ρ,是一个常数,是材料的一种特性,它归一化了电流流过的材料横截面积的电阻。在长度与电阻的关系图上,这条线的斜率就是电阻率。
那么铜是最好的金属导体吗?铜是比铁更好的导体,这意味着电流更容易通过铜(阻力更小)。这是一种材料的固有特性。
你可以使用欧姆定律来计算你所测量的部分的电阻,因为电路在系列,这意味着电路中所有地方的电流都是一样的。
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