李進(jìn)

歐姆于1826年做的實(shí)驗(yàn)，確定了電阻、電壓及電流的關(guān)系，此即歐姆定律：I=U/R。其中U代表電壓，單位為伏特。R代表被量度部分的電阻，單位為歐姆。

不同的導(dǎo)體具有不同的電阻?？梢?jiàn)，電阻是導(dǎo)體本身的一種固有性質(zhì)。導(dǎo)體電阻的大小決定于導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料，同時(shí)也跟導(dǎo)體的溫度有關(guān)。可是，有的同學(xué)在學(xué)過(guò)歐姆定律后，常由其公式I=U/R的變形式R=U/I而認(rèn)為，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度成反比。

在課堂的演示實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)谝粭l導(dǎo)線(xiàn)的兩端分別加上不同的電壓，用安培表測(cè)得通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度，由測(cè)得的結(jié)果可以看出，導(dǎo)體兩端的電壓增大到幾倍，導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度也增大到原來(lái)的幾倍，即導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，U/I的比值是一個(gè)不變的量。換用另一條導(dǎo)線(xiàn)來(lái)做實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)同一導(dǎo)體而言，U/I比值是另一個(gè)不變的量?？梢?jiàn)，U/I的比值反映出導(dǎo)體本身的一種固有性質(zhì)。在導(dǎo)體兩端的電壓一定的情況下，通過(guò)較大電流的導(dǎo)體U/I的比值較小，通過(guò)較小電流的導(dǎo)體U/I的比值較大，因此，導(dǎo)體的這種固有性質(zhì)表現(xiàn)了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，也就是我們所稱(chēng)的電阻。因此電阻的大小與導(dǎo)體兩端的電壓無(wú)關(guān)，與導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度無(wú)關(guān)。

導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的物理?xiàng)l件決定的，這可由物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和分子運(yùn)動(dòng)的基本觀點(diǎn)來(lái)解釋。就金屬導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，當(dāng)導(dǎo)體兩端有電壓（電壓是導(dǎo)體中的自由電子發(fā)生定向移動(dòng)形成電流的原因）時(shí)，它里面的自由電子就發(fā)生定向移動(dòng)，導(dǎo)體中就有電流。這些定向移動(dòng)的電子要跟其周?chē)淖鰺o(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的金屬原子發(fā)生碰撞，這種碰撞就阻礙了電子的定向運(yùn)動(dòng)。做熱運(yùn)動(dòng)的金屬原子對(duì)做定向移動(dòng)的自由電子的阻礙作用就使金屬導(dǎo)體具有電阻。

某種材料制成的金屬導(dǎo)體，當(dāng)其橫截面積一定時(shí)，導(dǎo)體越長(zhǎng)，電子發(fā)生定向移動(dòng)時(shí)與金屬原子發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)越多，電阻就較大；當(dāng)長(zhǎng)度一定時(shí)，橫截面積越大，電子定向移動(dòng)時(shí)與原子發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)相對(duì)減少，電阻也就較小。在導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積一定的情況下，不同材料的導(dǎo)體，由于原子結(jié)構(gòu)不同，所以電阻也不同。

導(dǎo)體的電阻隨著溫度改變而改變。金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大，溫度越高，金屬原子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，電子定向移動(dòng)時(shí)跟原子的碰撞機(jī)會(huì)增加，所受的阻礙作用就越大，所以電阻也就越大。當(dāng)溫度降到某一溫度（即所謂轉(zhuǎn)變溫度）時(shí)，有些金屬、合金導(dǎo)體的電阻會(huì)突然消失，人們把這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)性，處于超導(dǎo)狀態(tài)的物體叫做超導(dǎo)體。

目前的輸電線(xiàn)路，由于輸電導(dǎo)線(xiàn)有電阻而使輸送的能量大量損失。農(nóng)村俗語(yǔ)中所謂“電頭”“電尾”，亦指用戶(hù)“離輸電變壓器近的其使用的電壓較高；而離變壓器較遠(yuǎn)的其使用的電壓較低”的情況。這就是電能在輸送過(guò)程中因線(xiàn)路長(zhǎng)、電阻大造成的。如果能用超導(dǎo)體輸電，這種損失就可以避免。但是，科學(xué)家們到目前為止找到的具有超導(dǎo)性材料的轉(zhuǎn)變溫度較低，而要使輸電線(xiàn)路保持這樣低的溫度是很難的。如今，人們正在努力尋找轉(zhuǎn)變溫度更高的超導(dǎo)材料，并努力把已經(jīng)取得的關(guān)于超導(dǎo)體的研究成果應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)。