1.2 电阻及电阻定律

1.2.1 电阻的定义

电阻是一个为电流提供通路的电子器件，可以定义为每单位电流在导体上所引起的电压。

电阻（R）=电压（U）/电流（I），即：

R=U/I

电阻没有极性（正、负极），这与电源不同，因此在电路中可以任意连接。

电阻元件的基本特征是消耗能量，其基本参量是电阻值，用字母R表示，单位是欧姆，简称欧，如果电阻两端的电压是1伏，通过的电流是1安，这段导体的电阻就是1欧，比较大的单位有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），它们的换算关系如下：

1kΩ=1000Ω

1MΩ=1000kΩ

电阻的电路符号为：

手电筒的小灯泡，灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯，灯丝的电阻为几百欧到千欧。实验室用的约1米长的铜导线，电阻小于百分之几欧，通常可以略去不计。

1.2.2 电阻定律

导体的电阻是由它本身的性质决定的，金属导体的电阻由它本身的长度L、横截面积S、所用材料和温度决定。在温度一定时，金属导体的电阻跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，用公式表示为：

这就是电阻定律，式中的比例常量ρ跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。横截面积和长度都相同的不同材料的导体，ρ值越大，电阻越大。当L=1m，S=1m2时，ρ的数值等于R值，可见，材料的电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m、横截面积为1m2的导体的电阻。式中R的单位是Ω，L的单位是m，S的单位是m2，所以ρ的单位是Ω·m（欧姆米，简称欧米）。

几种导体材料在20℃时的电阻率如表1-5所示。

从表1-5可以看出，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。连接电路用的导线一般用电阻率小的铝或铜来制作，电炉、电阻器的电阻丝一般用电阻率大的合金来制作。

各种材料的电阻率都随温度而变化，金属的电阻率随温度的升高而增大，电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化而制成的。常用的电阻温度计是利用金属铂做的，已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道温度。有些合金，如锰铜合金和镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。

电阻定律揭示了导体电阻的大小与导体的长度、截面积、材料间的关系，它指出了导体的电阻由导体自身的因素所决定，也提出了一种控制、制造电阻的方法。常用的滑动变阻器就是依靠改变导线的长度达到改变阻值的目的。电阻定律仅适用于温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。

重点提示：导体的电阻由式R=U/I定义，也可以利用其测量，但并不是由U和I决定的，而是由电阻定律决定的，即导体本身的性质决定的。

1.2.3 可变电阻

除了阻值固定不变的电阻以外，还有一种类型的电阻，其阻值可以改变，称为可变电阻，或电位器。

电位器是一种可调电阻，对外有三个引出端，其中两个为固定端，一个为滑动端，也称中心轴头。两个固定端之间的电阻值最大，可以通过改变滑动端在电阻体上的位置改变固定端和滑动端之间的电阻值。

电位器在电路中的连接方式主要有两种，如图1-19所示。

一种是限流方式连接。移动滑片P可以改变连入电路中的电阻值，从而可以控制负载R中的电流。使用前，滑片P应置于变阻器阻值最大的位置。

另一种是分压方式连接。移动沿片P可以改变加在负载R上的电压。使用前，滑片P应置于负载R的电压最小的位置。

1.2.4 电阻的串联与并联

串联电路的总电阻等于各个电阻之和，以图1-20（a）所示的3个串联电阻为例，则：

R=R1+R2+R3

并联电路总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和，以图1-20（b）所示的3个并联电阻为例，则：