電阻

金屬導體中的電流是自由電子定向移動形成的。自由電子在運動中要與金屬正離子頻繁碰撞，每秒鐘的碰撞次數高達10¹⁵左右。這種碰撞阻礙了自由電子的定向移動，表示這種阻礙作用的物理量叫作電阻。不但金屬導體有電阻，其他物體也有電阻。導體的電阻是由它本身的物理條件決定的，金屬導體的電阻是由它的材料性質、長短、粗細（橫截面積）以及使用温度決定的 ^[1]  。

電阻是描述導體導電性能的物理量，用R表示。電阻由導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值來定義，即： ^[2] 

所以，當導體兩端的電壓一定時，電阻愈大，通過的電流就愈小；反之，電阻愈小，通過的電流就愈大。因此，電阻的大小可以用來衡量導體對電流阻礙作用的強弱，即導電性能的好壞。電阻的量值與導體的材料、形狀、體積以及周圍環境等因素有關 ^[2]  。

電阻率描述導體導電性能的參數。對於由某種材料製成的柱形均勻導體，其電阻R與長度L成正比，與橫截面積S成反比，即： ^[2] 

式中ρ為比例係數，由導體的材料和周圍温度所決定，稱為電阻率。它的國際單位制(SI)是歐姆·米 (Ω·m)。常温下一般金屬的電阻率與温度的關係為： ^[2] 

式中ρ₀為0℃時的電阻率； α為電阻的温度係數； 温度t的單位為攝氏温度。半導體和絕緣體的電阻率與金屬不同，它們與温度之間不是按線性規律變化的。當温度升高時，它們的電阻率會急劇地減小。呈現出非線性變化的性質 ^[2]  。

串聯：

。

並聯：

，特別地，兩個電阻並聯式也可表示為

。

定義式：

。

決定式：

（ρ表示電阻的電阻率，是由其本身性質決定，L表示電阻的長度，S表示電阻的橫截面積） ^[3]  。

電阻的單位是歐姆，簡稱歐，用希臘字母“Ω”表示。常用的電阻單位還有千歐姆(KΩ)，兆歐姆(MΩ)，它們的關係是： ^[4] 

1KΩ=1000Ω，1MΩ=1000KΩ

在電原理圖中為了簡便，一般將電阻值中的“Ω”省去，凡阻值在千歐以下的電阻，直接用數字表示；阻值在千歐以上的，用“K”表示；兆歐以上的用“M”表示 ^[4]  。

1、長度：當材料和橫截面積相同時，導體的長度越長，電阻越大 ^[5]  。

2、橫截面積：當材料和長度相同時，導體的橫截面積越小，電阻越大 ^[5]  。

3、材料：當長度和橫截面積相同時，不同材料的導體電阻不同 ^[5]  。

4、温度：對大多數導體來説，温度越高，電阻越大，如金屬等；對少數導體來説，温度越高，電阻越小，如碳 ^[5]  。

電阻是導體本身的一種屬性，因此導體的電阻與導體是否接入電路、導體中有無電流、電流的大小等因素無關。超導體的電阻率為零，所以超導體電阻為零 ^[5]  。

各種金屬導體中，銀的導電性能是最好的，但還是有電阻存在。20世紀初，科學家發現，某些物質在很低的温度時，如鋁在1.39K（-271.76℃）以下，鉛在7.20K（-265.95℃）以下，電阻就變成了零。這就是超導現象，用具有這種性能的材料可以做成超導材料。已經開發出一些“高温”超導材料，它們在100K（-173℃）左右電阻就能降為零 ^[6]  。

如果把超導現象應用於實際，會給人類帶來很大的好處。在電廠發電、運輸電力、儲存電力等方面若能採用超導材料，就可以大大降低由於電阻引起的電能消耗。如果用超導材料製造電子元件，由於沒有電阻，不必考慮散熱的問題，元件尺寸可以大大的縮小，進一步實現電子設備的微型化 ^[7]  。