理论和实践均证明,自由电子在导体中沿着某个方向移动时会遇到一定的阻力。究其原因,这种阻力主要是自由电子与其原子发生“碰撞”而产生的。导体对自由电子移动产生的这种阻碍作用称为电阻,通常用R或r表示。
电阻的基本单位是欧姆,用希腊字母“Ω”表示,是为了纪念德国物理学家欧姆而命名的。比欧姆大的单位是千欧姆(简称千欧),写作kΩ,1 kΩ=1 000 Ω;更大的单位是兆欧姆(简称兆欧),写作MΩ,1 MΩ=1 000 kΩ=1 000 000 Ω,即1 MΩ=1×103kΩ=1×106Ω。
导体电阻的大小与其制作材料、长短、粗细及环境温度的高低有关。平时所见到的导线(或称电线)的电阻可由下式求出:
R=ρl/S(Ω)
式中:l为导线的长度,单位为米(m);S为导线的截面积,单位为平方毫米(mm2);ρ称为电阻参数,也称电阻率,其值等于长度为1 m、横截面积为1 mm2的均匀导线所具有的电阻,单位为Ω·mm2/m。
导体的电阻率是电工技术中很重要的一个物理量,不同的导电材料有不同的电阻率。电阻率越大,说明该材料的导电能力越差;与此相反,电阻率越小,说明它的导电能力越强。在环境温度为20℃时,常用导体材料的电阻率见表1-1。
表1-1 常用金属导体的电阻率(20℃)
| 材料 | 电阻率(Ω·mm2/m) | 材料 | 电阻率(Ω·mm2/m) |
| 银 | 0.016 5 | 铁 | 0.097 8 |
| 铜 | 0.017 5 | 铅 | 0.222 |
| 铝 | 0.028 3 | 康铜 | 0.44 |
| 钨 | 0.055 1 | 铸铁 | 0.5 |
| 黄铜(铜锌合金) | 0.065 |
顺便指出,对金属材料而言,其电阻率随温度的升高而增大;而制作电动机用电刷的石墨和碳,其电阻率则随温度的升高而降低。另外,导体的电阻率一般小于0.5Ω·mm2/m;绝缘体的电阻率一般大于109Ω·mm2/m;半导体的电阻率则介于二者之间。