常用電子零件 : 電阻 ( RESISTOR )
電阻 是物質中阻礙電子流動的能力,亦即電阻值,單位為「歐姆」(Ω,Ohm)。
電阻的定義是電壓與電流相除的結果,即
當中 R 為電阻 (以歐姆計算)、V 為電壓 (以伏特計算) 而 I 為電流 (以安培計算)。
電阻率
電阻率(resistivity) 是指單位長度、單位截面的某種物質的電阻,常用單位為「歐姆·厘米」,其倒數為電導率。
電阻率較低的物質被稱為導體,常見導體主要為金屬,而自然界中導電性最佳的是銀。其他不易導電的物質如玻璃、
橡膠等,電阻率較高,一般稱為絕緣體。介於導體和絕緣體之間的物質 (如矽) 則稱半導體。
電阻率的科學符號為 ρ
已知物體的電阻,可由電阻率ρ、長度 l截面面積 A 計算:
在上式中,
電阻 R 單位為歐姆
長度 l 單位為厘米
截面面積 A 單位為平方厘米
電阻率 ρ 單位為歐姆·厘米
電阻的產生
金屬由一群依一定規則排列原子構成,每顆原子均有一層 (或多層) 由電子組成的外売。這些在外売的電子能脫離原子核
的吸引力而到處流動,是金屬能導電的主要原因。當金屬兩端產生電勢差 (即電壓) 時,電子因電場的影晌而作規則的流
來源。動,是為電流。在現實中,物質的原子排列不可能為完全規則,因此電子在流動途中會被不按規則排列的原子打散,
是為電阻的
高溫加速電子運動,增加電子被打散的機會,故熱的物體電阻較高。
橫切面面積大的金屬有較多空間予電子流動,故電阻較小。
電子橫過較長的金屬時一般會發生較多的碰撞,故長的金屬電阻較大。
微分電阻
如電阻跟隨電壓及電流變動,則可定義微分電阻為:
微分電阻的單位仍為歐姆,惟微分電阻值與基本的電阻值並不一致。微分電阻值有可能因有關儀器的特性而出現負值,
稱為負電阻。然而,基本電阻 (即電壓與電流的商) 永遠為正值。
溫度對電阻的影響
溫度對不同物質的電阻值均有不同的影晌。
 
導電體
在接近室溫的溫度,導電體的電阻與溫差成正比:
上式中的 a 稱為電阻的溫度系數
 
半導體
未經摻雜的半導體的電阻隨溫度而下降,兩者成幾何關係:
有摻雜的半導體變化較為複雜。當溫度從絕對零度上升,半導體的電阻先是減少,到了絕大部份的帶電粒子 (電子或
「洞」) 離開了它們的載體後,電阻會因帶電粒子的活動力下降而隨溫度稍為上升。當溫度升得更高,半導體會產生新
的載體 (和未經摻雜的半導體一樣) ,原有的載體 (因滲雜而產生者) 重要性下降,於是電阻會再度下降。
當溫度升高,為什麼半導體的電阻會下降﹖