电压单位是什么 电阻单位是什么

电导体、电绝缘体与半导体

依据电阻率/电导率的分布，物质可被分为导体、半导体和绝缘体三大类。

导体具有最小的电阻率，能够轻松传导电流。导体内部存在大量可自由移动的带电粒子，被称为载流子。当受到外电场作用时，这些载流子会作定向运动，从而形成明显的电流。

绝缘体则与之相反，其内部的带电粒子大多被束缚在原子上，无法自由移动，因此不易传导电流。绝缘体也被称为电介质。

绝缘体与导体之间并没有绝对的界限。在某些特定条件下，绝缘体可以转化为导体。我们将在后续内容中深入探讨这一现象，也可以理解为电阻率的波动。

半导体材料的电阻率则介于导体与绝缘体之间。其载流子数量相对较少，且很大程度上取决于半导体中的掺杂程度。

电阻与电导

电阻是对物体阻碍电流流动程度的度量，而电导则是电阻的倒数，用于衡量电流通过物体的容易程度。

电阻的数学符号为R，单位是欧姆(Ω)。电导的数学符号为G，单位是西门子，简称西(S)。

电路中的电阻数学描述

欧姆定律

欧姆定律指出，通过两点间导体的电流与这两点间的电压成正比。这一关系可通过数学方程来描述，并引入了电阻这一比例常数。

其中，I代表电流，单位为安培(A)；V代表电压，单位为伏特(V)；而R则代表电阻，单位为欧姆(Ω)。

欧姆定律的历史背景

德国物理学家格奥尔格·西蒙·欧姆在1825至1827年间，利用自己创造的设备发现了流过导线的电流与导线横截面积之间的正比关系，以及与导线长度的反比关系。这些基本关系为电路分析奠定了真正的基础。

欧姆定律三角形

该三角形用于描述不同输入输出或不同激励响应之间的关系。

电阻的物理特性

电阻与材料及形状的关系

对于给定的形状，电阻取决于组成物体的材料。不同材料对带电粒子的流动具有不同的阻力。我们定义一种物质的电阻率ρ，使得物体的电阻R与ρ成正比。电阻率是一种材料的固有特性，与其形状或大小无关。

我们还提到电阻率(电导率)的波动。所有材料的电阻率都与温度相关。在某些极低温度下，一些材料的电阻率甚至会降低至零，使其变为超导体。

定义电阻率温度变化系数为α，其单位为1/⁰C。在常温下，当温度发生较小变化(如100⁰C或更小)时，电阻率随温度变化ΔT的数学表达式也已给出。

值得注意的是，对于较大的温度变化，α值可能发生变化，或者需要使用非线性方程来计算电阻率。