2-1 電阻與電導 2-2 各種電阻器 2-3 歐姆定律 2-4 電阻溫度係數 2-5 焦耳定律 第二章 電阻 2-1 電阻與電導 2-2 各種電阻器 2-3 歐姆定律 2-4 電阻溫度係數 2-5 焦耳定律
參考資料網址 普物演示廳(NCHU)-超導磁浮展示組 http://experiment.phys.nchu.edu.tw/device/exp35.html 【科學人雜誌】美國高速鐵路的選擇:磁浮?輪軌? http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=1630&CL=18 物理史話–歐姆的故事: http://www.hk-phy.org/./history/chi/ohm.html 電磁學:歐姆定律動畫 http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=21814 熱電效應裝置: http://experiment.phys.nchu.edu.tw/device/exp44.html 導體有維持恆溫的特性: http://forum.phy.ntnu.edu.tw/Demolab/node/55
參考資料網址 電流的熱效應: http://home.phy.ntnu.edu.tw/~eureka/contents/elementary/chap%206/6-4.htm 普通物理實驗室(NCHU)-熱功當量: http://experiment.phys.nchu.edu.tw/EZphysics/ex_f.htm
電阻 熱能發散 自由電子與原子發 生碰撞,並將能量 傳遞給原子 導體中 "固定" 的 原子因碰撞而振 動,並產生熱能 ▲ 圖2-1 導體中電子流的阻力
電阻與電阻係數 公式2-101 電阻值 電阻值 (與長度成正比) A A 電阻值 (與截面積成反比) 2A 電阻值 (與長度成正比) A A 電阻值 (與截面積成反比) 2A ▲ 圖2-2 電阻值與導線長度、截面積的關係
電阻公式中的單位 ▼ 表2-1 電阻公式中的單位 MKS制 CGS制 FPS制 名稱 單位 電阻值R 長度 截面積A 電阻係數 公制 ▼ 表2-1 電阻公式中的單位 名稱 單位 電阻值R 長度 截面積A 電阻係數 公制 MKS制 歐姆( ) 公尺( m ) 平方公尺( ) 歐姆‧公尺( ) CGS制 公分( cm ) 平方公分( ) 歐姆‧公分( ) 英制 FPS制 呎( ft ) 圓密爾( cmil ) 歐姆‧圓密爾/呎( )
不同物質在時 的電阻係數 ▼ 表2-2 不同物質在時的電阻係數 物質名稱 電阻係數 銀 鎳鉻合金 韌銅 碳 金 鍺 0.46 鋁 矽 640 不同物質在時 的電阻係數 ▼ 表2-2 不同物質在時的電阻係數 物質名稱 電阻係數 銀 鎳鉻合金 韌銅 碳 金 鍺 0.46 鋁 矽 640 鎢 玻璃 鐵 琥珀 白金 硫磺 鉛 石英 註:導體的電阻係數一般在 以下; 絕緣體的電阻係數一般在 以上。
各種電阻器的外觀及結構(1) (c) 碳質電阻器的結構 (b) 多種固定電阻器的外觀 (d) 碳膜或金屬膜電阻器的結構 絕緣材料 電阻材料 (碳合成物) 引線 (d) 碳膜或金屬膜電阻器的結構 陶瓷材料 螺紋電阻材料 (碳膜或金屬膜) 引線 (b) 多種固定電阻器的外觀
各種電阻器的外觀及結構(2) 絕緣層 (f) 氧化金屬電阻器的結構 金屬氧化物薄膜 引線 線狀電阻材料 (鎳鉻) (e) 線繞電阻器的結構 (g) 厚膜電阻器的結構 厚膜電阻材料 內部電極 第二電極 保護層(玻璃) 外部電極 陶瓷基板 (氧化鋁) (b) 各種可變電阻器的外觀 ▲ 圖2-3 固定電阻器 ▲ 圖2-4 可變電阻器
電阻器的電路符號(1) (a) 固定電阻器的電路符號 ▲ 圖2-3 固定電阻器 (b) 半可變電阻器電路符號 (a) 可變電阻器電路符號 ▲ 圖2-3 固定電阻器 (a) 可變電阻器電路符號 (b) 半可變電阻器電路符號 ▲ 圖2-4 可變電阻器
電阻器的電路符號(2) (a) 熱阻器 (b) 敏阻器 (c) 光敏電阻器 (d) 電壓敏感電阻器 (e) 可熔電阻器 ▲ 圖2-5 各類特殊電阻器的電路符號
色碼的意義 表示誤差值的大小 不同顏色表示不同電阻值大小 用空隙隔開數值與誤差色環 ▲ 圖2-6 色碼電阻器 顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 ▲ 圖2-6 色碼電阻器 顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍 紫 灰 白 金 銀 無 數值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -- 冪次 誤差 1% 2% 3% 4% 0.5% 0.25% 0.1% 0.05% 5% 10% 20% ▲ 表 2-4 色碼電阻器中各種顏色所代表的數值
四色碼電阻器 A:十位數值(數值:1) B:個位數值(數值:7) C:前二位數值的十倍數次方(次方:1) D:誤差值(誤差:5%) 棕 紫 金 ▲ 圖 2-7 四色碼電阻器
五色碼電阻器 A:百數位數值(數值:1) B:十位數值(數值:7) C:個位數值(數值:1) D:前三位數值的十倍數次方(次方:1) E:誤差值(誤差:2%) 棕 紫 棕 棕 紅 ▲ 圖 2-8 五色碼電阻器
歐姆定律(1) 在固定的電阻條件下,電路中的電流大小與所加的電壓值成正比。 直流電源供應器 I V 改變輸入電壓 固定電阻大小 固定電阻器(5k ) (a) 實體示意圖 (b)電壓-電流關係圖 ▲ 圖 2-9 電阻固定時的電壓-電流關係圖 公式2-301
歐姆定律(2) 在不改變電壓大小的情況下,電路中的電流大小與電阻值成反比。 直流電源供應器 可變電阻器 I 固定輸入電壓 V (b) 電阻-電流關係圖 (a) 實體示意圖 改變電阻大小 ▲ 圖 2-10 電壓不變時的電阻-電流關係圖
電阻溫度係數 (a) 溫度升高電阻值增加 (一般金屬材料) (b) 溫度升高電阻值減小 (半導體或絕緣體材料) ▲ 圖 2-11 推論絕對溫度的圖示
電阻與溫度的關係 公式2-401 公式2-402 公式2-406 ▲ 圖 2-12 推論絕對溫度的圖示 公式2-408
焦耳定律 電流通過導體時所產生的熱量H,與通過電流I的平方、導體的電阻值R及通過的時間t成正比,即 。 〔J, 焦耳〕 〔cal, 卡〕 公式2-502 〔cal, 卡〕 公式2-503 ▼ 表 2-7 不同單位的焦耳定律公式 公制 英制