电阻率是测量是电阻参数的关键,第一部分
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当向材料或设备施加电压时,电流将流过它。将流过多少电流取决于材料应用于电路的电阻。材料的电阻取决于许多因素,最重要的是它的电阻率。电阻和电阻率经常互换使用,但它们的含义略有不同。了解差异有助于您了解电子的流动方式。
基础物理学和欧姆定律告诉我们,材料或设备的电阻 ( R ) 是电压的商,也称为电磁力或电动势, ( E ) 除以通过电路的电流 ( I )。通过简单替换欧姆定律 ( I = E / R ),电阻为
R = E /I
一般而言,电阻是电路或材料抵抗电流流动的能力,称为欧姆 (Ω)。电阻率是对设备电阻的测量。与公制中的所有单位一样,纯元素的电阻在室温下以标准单位(Ω-m) 给出。例如纯铜的电阻率为1.68E-8 Ω-m。
对电子流动具有高度抵抗力的元素被认为是绝缘体。通常测试绝缘体的电阻以及介电强度。元素周期表中的低元素是导体。
固体元素根据其在元素周期表中的“静电阻率”分为绝缘体、半绝缘体或导体。绝缘体、半导体或导电材料中的电阻是任何应用中都需要考虑的主要属性。
材料样品的测量电阻率取决于其尺寸和厚度。温度、湿度和通电时间等因素也会影响电阻率。一般来说,当从同一样品中比较两个其他材料相同的样品并且所有其他因素相同时,较宽样品的电阻小于较小样品的电阻,而较长样品的电阻大于较短样品的电阻。电阻取决于样本的大小,但电阻率不是。
共电阻率测量
三种最常见的电阻率测量是
· 表面电阻率
· 体电阻率或体积电阻率,以及
· 接触电阻率
表面电阻率是测量与电极接触的材料表面的电阻。
要测量平面材料的表面电阻率,请使用一组大小相等的电极,这些电极与材料表面接触良好,并由与电极宽度相等的空间隔开。两个探头均为 1 英寸宽并由 1 英寸绝缘体隔开。因为一除以一等于一,长度除以区域的宽度抵消了测量区域大小的影响。
无论电极尺寸如何,表面电阻率测量单位均以欧姆/平方 (Ω/square) 给出:
R x (L/W)=Ω/平方
均匀物质的导电性平面材料的表面电阻率测量也是电极之间体积的电阻测量,因为电极的路径包括测试样品的深度或厚度。
体电阻率是电阻 (R) 的测量值乘以样品的横截面(宽度 x 厚度)除以电极之间材料的长度。
电极设计用于通过胶带或扁平固体样品测量体电阻率。在这种情况下,电极在每一端与材料的两侧接触。
体电阻率单位通常以欧姆-厘米 (Ω-cm) 为单位。材料的长度、宽度和厚度均以厘米为单位。体电阻率也称为体积电阻率。
R (W x T)/L = Ω-cm
接触电阻率是通过材料或复合材料的电阻的量度。它实际上不是对材料本身的测量,而是对电气连接质量的测量。
有两个 1 英寸方形不锈钢块,测试材料夹在它们之间。接触电阻是对电流在复合材料的接触表面或接合处或器件的引线中流动的电阻量,它对电路的总电阻有贡献。您可以通过从一组中减去每个导体或绝缘体的固有电阻来计算接触电阻
电路的总电阻。接触电阻单位以毫欧 (mΩ) 为单位,因为电路内的电阻相对较小。有时,这种测量也被描述为 Z 轴电阻。
如何测量电阻?
电阻受许多因素的影响,包括表面清洁度、湿度、温度、外加电压或外加电流。温度和相对湿度读数是测试的组成部分。Somemeters 具有自动量程电压,甚至低功率设置,用于非常低和敏感的电阻率测量。欧姆不能用任何仪表直接测量;它是通过将施加的电压除以通过导体的电流得出的计算值。典型的欧姆表或万用表通过材料施加低电流;测量电压并以欧姆 (Ω) 为单位显示电阻。
许多仪器可以测量电阻,可以与其他仪器结合使用,也可以作为独立仪器使用。准确度和灵敏度取决于测试条件、采样率和仪表分辨率。
非常低的电阻值和非常高的电阻通常由不同类型的仪表和探头测量。高电阻率测量通常使用兆欧表或 IR(绝缘电阻)表获得。非常低的电阻值是通过几种不同的仪器组合测量的,在某些情况下,使用非常精确的专用仪器。
Fabrico 的实验室有数个测量电阻的仪表,包括用于非常高电阻值和低电阻值的仪表。我们使用 Agilent Technologies 34420AN 毫伏/微欧表,它具有低电阻测量所需的分辨率和准确度。我们还使用Fluke8846A通用实验室万用表和AEMC IRmeter/Hipot 仪器进行非常高的电阻测量。