1.2.4 电阻、电导和欧姆定律

1.电阻

自然界中的物质，按照导电性来分类，大致可以分为3种：导体、半导体和绝缘体。导体对流过它的电流表现出一定的阻碍作用，反映导体对电流阻碍作用大小的物理量称为电阻，用符号R表示。电阻R只有大小，没有方向，也没有参考方向，而且电阻R总是大于0。

导体的电阻是客观存在的，与是否有电流流过或者两端是否有电压无关。导体的电阻受温度的影响。如果温度升高，导体电阻变大，则称其为正温度系数电阻；如果温度升高，导体电阻变小，则称其为负温度系数电阻。在温度一定的情况下，电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，即

式中，ρ为电阻材料的电阻率；L为电阻材料的长度；S为电阻材料的横截面积。一般来说，电阻率ρ越大，电阻的导电性越差。导体的电阻率一般小于1×10－6Ω·m，绝缘体的电阻率一般大于1×106Ω·m，半导体的电阻率则介于两者之间。常见材料的电阻率见表1.2。

电阻的国际单位为欧姆（Ω）。常用的电阻单位还有兆欧（MΩ）、千欧（kΩ），它们与Ω的关系为1MΩ＝1×103kΩ，1kΩ＝1×103Ω。

2.电导

电阻的倒数称为电导，用符号G表达，即有

电导G的国际单位是西门子（S），简称西。

电导和电阻是导体同一属性的不同表示方法。电导越大，或电阻越小，则导体的导电性能越好。

3.欧姆定律

导体的电阻虽然是客观存在的，与其是否有电流通过或是否加载电压无关，但电路中导体的电阻可以通过其两端的电压和流过它的电流来度量。

德国科学家欧姆通过大量的实验发现，电路中的电阻R，与流过电阻的电流I以及电阻两端的电压U存在如下关系，这就是欧姆定律：

式中，电阻R、电压U和电流I均取国际单位。式（1.3）是欧姆定律的具体表达形式，与电流和电压的参考方向的选取相关，如图1.5所示。

电阻R为一常数的电阻元件，称作线性电阻，即电压和电流之比为一比例常数。如果电阻R不是常数，而是随着电流或电压的不同而变化，则称该电阻元件为非线性电阻。通常所说的电阻，如不特别说明，都是指线性电阻。