電気理論
電気抵抗と抵抗率及び導電率
電気をよく通す物質を「導体」と呼び、電気を通しにくい物質を「絶縁体」という。
また、導体と絶縁体の中間の位置する性質のものを「半導体」と呼びます。導体の物質
- 金
- 銀
- 銅
- アルミニウム などあります。
半導体の物質
- シリコン
- ゲリマニウム
- ガリウムヒ素 などあります。
絶縁体の物質
- ゴム
- ガラス
- 空気 などあります。
電気抵抗と抵抗率
電気の流れを妨げる働きを「電気抵抗」または「抵抗」という。
記号はRで単位は「Ω」(オーム)で表します。
電気抵抗は、物質の形状や長さに左右されるので、物質固有の電気の電気抵抗率を用いて表します。
ただ単に抵抗率とも言います。
抵抗率の記号はρで表し、単位は[Ω・m](オーム・メートル)で表します。
金属などの導体は、温度が上がると抵抗率も大きくなります。物質固有が持っている電気抵抗(R)は導体の長さに比例し、断面積に反比例します。
電気の流れやすさを表す導電率
抵抗率の逆数を「導電率」と言います。
記号はσ(シグマ)、単位は[S/m]で表します。
また、万国標準軟銅の導電率を100%とし、これに対する各材料の導電率の
比をパーセントで表したものを「%導電率」と呼びます。
導体の種類 | 抵抗率[ρ] | %導電率 |
---|---|---|
銅 | 0.0162 | 106 |
軟銅 | 0.0172 | 97~100 |
硬銅 | 0.018 | 96~98 |
金 | 0.024 | 72 |
アルミニウム | 0.0262 | 62 |
タングステン | 0.055 | 30 |
鉄 | 0.1 | 17 |
ニクロム | 1.0 | 1.7 |
練習問題1
A、B2本の同材質の銅線がある。Aは直径1.6mm、長さ20m、Bは直径3.2mm、長さ40mである。
Aの抵抗はBの抵抗の何倍か?
練習問題1の解答
この場合は同材質の銅線であるから、AもBも抵抗率は同じなので考えなくてもよいと思います。
従って長さに比例し、断面積に反比例します。
円の面積は半径x半径xπで求めることが出来ます。
Aは直径が1.6mmなので0.8 x 0.8 x 3.14 = 2[m2]
Bは直径が3.2mmなので
1.6 x 1.6 x 3.14 = 8[m2]
従って
A = 20[m] / 2 x 10-6[m2]
B = 40[m] / 8 x 10-6[m2]
になり、答えは2倍になります。
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