為什麼導線中橫截面積越大,電阻越小,長度越長,電阻越大?

時間 2021-11-05 18:12:26

1樓:hnsjc

導線(比如銅)導電,靠的是金屬內部的「自由電子」。每個銅原子有29個電子,內層的28個電子都被原子核束縛住,不能隨意脫離原子核的管控範圍,你可以把它們看成乙個整體。而最外層的1個電子,叫「價電子」,就自由得多,可以在金屬塊內部隨意走動,當然,沒有足夠的能量,這個價電子是不能走到金屬外面的。

銅導線內有大量的銅原子,也就有大量的自由電子,大概每立方公尺有8.5×10^28 個。這些自由電子平時在銅塊中無所事事,漫無目的,基本上平均分布,並根據溫度高低,做一些無規則的布朗運動。

加熱銅塊時,外界熱量傳給這些自由電子,它們馬上上下亂竄,左右搖晃,前後衝撞,把振動能量傳給其他自由電子,這樣就能迅速的把能量傳開來,所以銅是熱的良導體,傳熱靠的就是這些自由電子。

銅有很強的導電能力,靠的也是這群自由電子。當導線上電時,這些自由電子不再自由散漫,而是朝著乙個方向(根據外加電場而定),踏著整齊的步伐流動,巨集觀上就形成了電流。

如果銅原子全部排列得整整齊齊,那就好辦了,自由電子只要沿著原子之間的空隙走,就沒啥阻力,這個阻力,就是所謂的電阻了。好比一隊士兵通過乙個樹林,如果樹都是等距種植的,大家分列走空檔,就當這些樹不存在似的,豈不快哉。

電線上流過電流,就相當於士兵過樹林。因為自由電子在導體中是一直存在的,就像樹林裡早就有士兵零零散散地在休整,通電時,將軍一聲令下,士兵們馬上站起來朝著乙個方向走,最前面的自然直接走出了出口,另一邊由其他士兵源源不斷補充進入樹林。導線建立電流的過程就是這樣。

可惜銅原子排列並不是十分整齊的,有一些正好擋在空隙上。糟糕的是,銅塊還不純淨,會混入其他雜質,這些雜質可能不是金屬,既不提供自由電子,也不提供通道,相當於把一塊樹林給圍起來了,這就會形成較大的電阻。更麻煩的是,如果溫度上公升,銅原子們會大幅振動,也會增加自由電子通過的阻力。

相當於你推一下,我擠一下,士兵們踉踉蹌蹌,誰都走不快。

現在,問題就很明了,導線橫截面越大,電阻當然就越小,相當於樹林很寬,士兵們可以橫著排成幾十上百甚至上千排一起過,即使過乙個師乙個軍,也就分分鐘的事了。至於導線越長,電子們遇到的雜七雜八的問題就越多,阻力也就越大了。

2樓:紫海藍鯨

我覺得可以這樣理解

電阻就是限制電流的大小

假設橫截面為乙個單位面積的導線電流為1

那麼橫截面為100個單位面積的導線電流就為100也就是說橫截面變大時,並不是電阻變小了,而是電流變大了。

當然,由於電阻就是限制電流大小的,那麼電流變大就意味著電阻變小了。

但是當導線變長,橫截面單位面積不變時,電流經過的導線距離變長,當然電阻會更大了

3樓:纏天下

這個是有計算公式的,就不說了。還是打個比方吧。

水管越粗,水流越暢通,也就相當於水流的阻力越小。在水管粗細尺寸一定時,水流的阻力便跟水管的長度正比,即水管越長,水流阻力越大。

這裡水管比做導線,水流比做電流,水流阻力比做電阻,它們的基本原理是一樣的。

在一段長一公尺的導線中某處切斷一半截面積會否改變阻值?

阻值一定是增大的。從長度來看,電阻可以等效成無窮多個1單位長度,橫截面積等同於導線橫截面大小的電阻串聯。從橫截面積來看,電阻可以等效成無窮多個1單位厚度,長度等同於導線長度的電阻併聯。切斷一半之前。切斷一半之後。電阻增大。簡單粗暴,通俗易懂。 Taco wzq 看他們答案太麻煩,我們直接分段分析吧 ...

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