电线电缆导体电阻和电阻率的分析

电线电缆导体电阻和电阻率的分析[内容提要：本文通过对电线电缆导体电阻和电阻率的解释，分析了导体电阻和电阻率测量时产生误差的原因，以及有效减少误差的正确措施，对电线电缆检验人员和企业技术人员有较强的现实意义和较好的指导意义。]

中图分类号：tm247文献标识码： a 文章编号：

我们在检验时常常会发现这样一种现象，例如对60227iec01（bv）—450/750v1× 2.5mm2 测量电阻时,环境温度为20℃,导体直径为1.78 mm，导体直流电阻为7.35ω/km,完全符合gb/t3956–1997的标准要求,即不大于7.41ω/km;如果按照这些数据计算下来,该导体的电阻率应为0.018375ω·mm2/m,这显然不符合

gb/t3953 –2009标准中要求的不大于0.017241ω·mm2/m.。这是为什么呢？下面以生产60227iec01（bv）—450/750v的电缆用软圆铜线（tr）为例来分析一下。

电阻和电阻率

对于电线电缆来说，导体的电阻是指其对于电流通过的阻碍作用。导体的电阻与导体的材料、长度、截面、温度有关；也可以这样说：当软圆铜线温度为20℃、截面为1mm2 、长度为1m时，其电阻值为0.017241ω；电阻值越大，阻碍电流通过的能力就越大，载流量就越小。上海电缆研究所通过试验，提出了电线电缆的载流量，可供参考。

常用导体材料电阻率计算公式

常用导体材料电阻率计 算公式 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

【电学部分】 1电流强度：I＝Q电量/t 2电阻：R=ρL/S 3欧姆定律：I＝U/R 4焦耳定律： ⑴Q＝I2Rt普适公式) ⑵Q＝UIt＝Pt＝UQ电量＝U2t/R (纯电阻公式) 5串联电路： ⑴I＝I1＝I2 ⑵U＝U1＋U2 ⑶R＝R1＋R2 ⑷U1/U2＝R1/R2 (分压公式) ⑸P1/P2＝R1/R2 6并联电路： ⑴I＝I1＋I2

⑵U＝U1＝U2 ⑶1/R＝1/R1＋1/R2 [ R＝R1R2/(R1＋R2)] ⑷I1/I2＝R2/R1(分流公式) ⑸P1/P2＝R2/R1 7定值电阻： ⑴I1/I2＝U1/U2 ⑵P1/P2＝I12/I22 ⑶P1/P2＝U12/U22 8电功： ⑴W＝UIt＝Pt＝UQ (普适公式) ⑵W＝I^2Rt＝U^2t/R (纯电阻公式) 9电功率： ⑴P＝W/t＝UI (普适公式) ⑵P＝I2^R＝U^2/R (纯电阻公式) 电流密度的问题：一般说铜线的电流密度取6A/mm2，铝的取 4A，考虑到大电流的趋肤效应，越大的电流取的越小一些，100A

以上一般只能取到左右，另外还要考虑输电线路的线损，越长取的也要越小一些。 计算所有关于电流，电压，电阻，功率的计算公式 1、串联电路电流和电压有以下几个规律：（如：R1，R2串联） ①电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等） ②电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和） ③电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值相同的电阻串联，则有R总=nR 2、并联电路电流和电压有以下几个规律：（如：R1，R2并联） ①电流：I=I1+I2（干路电流等于各支路电流之和） ②电压：U=U1=U2（干路电压等于各支路电压） ③电阻：（总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和）或。 如果n个阻值相同的电阻并联，则有R总= R 注意：并联电路的总电阻比任何一个支路电阻都小。 电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）。

实验-测定金属的电阻率(精)

测定金属的电阻率 一、实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。 二、实验原理：用刻度尺测一段金属导线的长度L ，用螺旋测微器测导线的直径d ，用伏安法测导线的电阻R ，根据电阻定律，金属的电阻率ρ=RS/L=πd 2R/4L 三、实验器材：①金属丝②千分尺③安培表④伏特表⑤（3伏）电源⑥（20Ω）滑动变阻器⑦电键一个⑧导线几根 【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0 0.6安量程，伏特表选0 3伏档，滑动变阻器选0 20欧。 四、实验步骤 （1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D 求出其横截面积S=πD 2/4. （2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ，测三次，求出平均值L 。 （3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。 点拨：为避免接线交叉和正负极性接错，接线顺序应遵循：电源正极→电键（断开状态）→滑动变阻器→用电器→安培表正极→安培表负极→电源负极，最后将伏特表并接在待测电路的两端，即先接干路，后接支路。 （4）检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出几组I 、U 值，分别计算电阻R 再求平均值，设计表格把多次测量的D 、L 、U 、I 记下来。 【点拨】测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A 以下，本实验由于安培表量程0~0.60A ，每次通电时间应尽量短（以能读取电表数据为准），读数完毕立即断开电键S ，防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。 计算时，务必算出每次的电阻值再求平均值，不能先分别求电压U 和电流I 的平均值，再由欧姆定律得平均值，否则会带来较大计算误差。 五、实验记录 图1

电缆电阻表

电缆20℃最大电阻Ω/Km 截面单芯和多芯用第1种实芯导体单芯和多芯用第2种实芯导体单芯和多芯用第5种实芯导体铜（不镀金属）铜（镀金属）铝铜（不镀金属）铜（镀金属）铝铜（不镀金属）铜（镀金属） 0.5 36.0 36.7 / 36.0 36.7 / 39.0 40.1 0.75 24.5 24.8 / 24.5 24.8 / 26.0 26.7 1 18.1 18. 2 / 18.1 18.2 / 19.5 20.0 1.5 1 2.1 12.2 18.10 12.1 12.2 / 1 3.3 13.7 2.5 7.41 7.56 12.10 7.41 7.56 / 7.98 8.21 4 4.61 4.70 7.41 4.61 4.70 7.41 4.9 5 5.09 6 3.08 3.11 4.61 3.08 3.11 4.61 3.30 3.39 10 1.83 1.84 3.08 1.83 1.84 3.08 1.91 1.95 16 1.15 1.16 1.91 1.15 1.16 1.91 1.21 1.24 25 0.72 7 0.734 1.20 0.727 0.734 1.20 0.7 8 0.795 35 0.524 0.52 9 0.868 0.524 0.529 0.868 0.554 0.565 50 0.387 0.391 0.641 0.387 0.391 0.641 0.386 0.393 70 0.268 0.270 0.443 0.268 0.270 0.443 0.272 0.277 95 0.193 0.195 0.320 0.193 0.195 0.320 0.206 0.210 120 0.153 0.154 0.253 0.153 0.154 0.253 0.161 0.164 150 0.124 0.126 0.206 0.124 0.126 0.206 0.129 0.132 185 0.0991 0.100 0.164 0.0991 0.100 0.164 0.106 0.108 240 0.0754 0.0762 0.125 0.0754 0.0762 0.125 0.0801 0.0817 300 0.0601 0.0607 0.100 0.0601 0.0607 0.100 0.0641 0.0654 400 0.0470 0.0475 0.0470 0.0475 0.0778 0.0495 0.0495 500 0.0366 0.0369 0.0366 0.0369 0.0605 0.0391 0.0391 630 0.0283 0.0286 0.0283 0.0286 0.0469 0.0287 0.0292 800 0.0221 0.0224 0.0221 0.0224 0.0369 1000 0.0176 0.0177 0.0176 0.0177 0.0291

最新高考实验专题：测量导体的电阻率---解析版

测导体的电阻率---解析版 1.（2017辽宁重点中学协作体5月模拟）某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率，待测金属丝粗细均匀，阻值约为100Ω。备选器材如下： A．量程为5mA、内阻r1=50Ω的电流表 B．量程为0.6A、内阻r2=0.2Ω的电流表 C．量程为6V、内阻r3约为15kΩ的电压表 D．最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器 E．定值电阻R1=5Ω F．定值电阻R2=500Ω G．电动势E=6V、内阻很小的直流电源 H．开关一个，导线若干 I．螺旋测微器，刻度尺 （1）该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径如图乙所示，则螺旋测微器的示数 D= mm。 （2）为了能尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用（填“A”或“B”），定值电阻应选用（填“E”或“F”）。 (3)电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式Rx= ；若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为L，则其电阻率的表达式为ρ= （表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示） 【参考答案】（1）5.898（3分），（2）.A E（2分）， (3). () () 11 11 R U Ir I r R - + （2分）， () () 2 11 11 4 D R U Ir LI r R π- + （2分） 【名师解析】（1）根据螺旋测微器读数规则，金属丝直径D=5.5mm+0.398mm=5.898mm。 2．（12分）（2016安徽合肥一模）为了精密测量一金属丝的电阻率：

（1）（6分）如图甲所示，先用多用表×1 Ω挡粗测其电阻为Ω，然后用螺旋测微器测其直径为 mm，游标卡尺测其长度为 cm。 （2）（6分）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V(量程3V，内阻约为15kΩ；量程l5V，内阻约为75 kΩ) B．电流表A(量程0.6A，内阻约为1Ω；量程3A，内阻约为0.2 Ω) C．滑动变阻器R1(0～5Ω，0.6 A) D．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1 A) E．1.5V的干电池两节，内阻不计 F．电阻箱 G．开关S，导线若干 为了测多组实验数据，则上述器材中的滑动变阻器应选用（填“R1”或“R2”）。 请在虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图乙的连线。 【参考答案】（1）（6分）8Ω（2分） 2.095mm（2分）5.015cm（2分） （2）（6分）R1。 【命题意图】本题考查多用电表读数、螺旋测微器和游标卡尺读数、电阻率测量学生实验电路设计、实物图连接、器材选择等。 图甲

四探针法测电阻率

实验 四探针法测电阻率 1．实验目的： 学习用四探针法测量半导体材料的体电阻率和扩散薄层的电阻率及方块电阻。 2．实验内容 ① 硅单晶片电阻率的测量：选不同电阻率及不同厚度的大单晶圆片，改变条件（光照 与否），对测量结果进行比较。 ② 薄层电阻率的测量：对不同尺寸的单面扩散片和双面扩散片的薄层电阻率进行测 量。改变条件进行测量（与①相同），对结果进行比较。 3． 实验原理： 在半导体器件的研制和生产过程中常常要对半导体单晶材料的原始电阻率和经过扩散、外延等工艺处理后的薄层电阻进行测量。测量电阻率的方法很多，有两探针法，四探针法，单探针扩展电阻法，范德堡法等，我们这里介绍的是四探针法。因为这种方法简便可行，适于批量生产，所以目前得到了广泛应用。 所谓四探针法，就是用针间距约1毫米的四根金属探针同时压在被测样品的平整表面上如图1a 所示。利用恒流源给1、4两个探针通以小电流，然后在2、3两个探针上用高输入阻抗的静电计、电位差计、电子毫伏计或数字电压表测量电压，最后根据理论 公式计算出样品的电阻率［１］ I V C 23 =ρ 式中，C 为四探针的修正系数，单位为厘米，C 的大小取决于四探针的排列方法和针距，

探针的位置和间距确定以后，探针系数C 就是一个常数；V 23为2、3两探针之间的电压，单位为伏特；I 为通过样品的电流，单位为安培。 半导体材料的体电阻率和薄层电阻率的测量结果往往与式样的形状和尺寸密切相关，下面我们分两种情况来进行讨论。 ⑴ 半无限大样品情形 图1给出了四探针法测半无穷大样品电阻率的原理图，图中(a)为四探针测量电阻率的装置；(b)为半无穷大样品上探针电流的分布及等势面图形；(c)和(d)分别为正方形排列及直线排列的四探针图形。因为四探针对半导体表面的接触均为点接触，所以，对图１（b ）所示的半无穷大样品，电流I 是以探针尖为圆心呈径向放射状流入体内的。因而电流在体内所形成的等位面为图中虚线所示的半球面。于是，样品电阻率为ρ，半径为r ，间距为dr 的两个半球等位面间的电阻为 dr r dR 2 2πρ = ， 它们之间的电位差为 dr r I IdR dV 2 2πρ= =。 考虑样品为半无限大，在r →∞处的电位为0，所以图１（a ）中流经探针１的电流I 在r 点形成的电位为 ()r I dr r I V r r πρπρ222 1== ? ∞ 。 流经探针１的电流在２、３两探针间形成的电位差为 ()??? ? ??-= 1312123112r r I V πρ； 流经探针４的电流与流经探针１的电流方向相反，所以流经探针４的电流I 在探针２、３之间引起的电位差为 ()??? ? ??--=4342423112r r I V πρ。 于是流经探针１、４之间的电流在探针２、３之间形成的电位差为 ??? ? ??+--= 434213122311112r r r r I V πρ。 由此可得样品的电阻率为 ()1111121 434213 1223-???? ??+--=r r r r I V πρ 上式就是四探针法测半无限大样品电阻率的普遍公式。 在采用四探针测量电阻率时通常使用图１（c ）的正方形结构（简称方形结构）和图１（d ）的等间距直线形结构，假设方形四探针和直线四探针的探针间距均为S ， 则对于直线四探针有 S r r S r r 2, 42134312==== ()2223 I V S ? =∴πρ 对于方形四探针有 S r r S r r 2,42134312==== () 322223 I V S ? -=∴ πρ

2019版人教版高中地理选修3 1练习26第二课时实验伏安法测电阻和金属电阻率

第二章恒定电流 6 导体的电阻 第二课时实验：伏安法测电阻和金属电阻率 1. 在“测定金属的电阻率”的实验中，下列说法中正确的是 （）[来源:学斛#网] A .用伏安法测金属丝的电阻时，可米用电流表内接法[…] B.实验中应调节滑动变阻器，取得多组U和I的值，然后求出电阻平均值 C .应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次，然后求出长度平均值 D .实验中电流强度大小可不加要求 答案：B 2. 侈选）在“测定金属的电阻率”实验中，关于误差的下列说 法中正确的是（） A. 电流表采用外接法，将会使p测＞P真 B. 电流表采用外接法，由于电压表的并联引起了金属丝分压的减小而引起测量误差 C .由P=兀4^U可知|、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起p 的测量误差 D .由尸^4占可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量

答案：CD 3. 在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是（） A B C D 解析：金属的阻值较小，在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压式接法，D正确. 答案：D 4. 在测定金属的电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：R x（阻值约4 Q,额定电流约0.5 A）.… 电压表：V（量程3 V,内阻约3 k Q） 电流表：A i（量程0.6 A,内阻约0.2 Q； A2（量程3 A,内阻约0.05 Q） 电源：E i （电源电压为3 V）; E2（电源电压为12 V）. 滑动变阻器：R（最大阻值约20 Q ）. 螺旋测微器：毫米刻度尺. 开关S,导线. （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_______ m m.

四电极法测电阻率——Summary

51 四探针法测电阻率1. 理解四探针测量半导体或金属薄膜电阻率的原理 2. 了解四探针测量材料电阻率的注意事项实验原理四探针法测量电阻率常用的四探针法是将四根金属探针的针尖排在同一直线上的直线型四探针法如图1-1a 所示。当四根探针同时在一块相对于探针间距可视为半无穷大的平面上时如果探针接触处的材料是均匀的并可忽略电流在探针处的少子注入则当电流I 由探针流入样品时可视为点电流源在半无穷大的均匀样品中所产生的电场线具有球面对称性即等势面为一系列以点电流源为中心的半球面。样品中距离点电源r 处的电流密度j电场ε和电位V 分别直流四探针法也称为四电极法主要用于低电阻率材料的测量。使用的仪器以及与样品的接线如图3-1所示。由图可见测试时四根金属探针与样品表面接触外侧两根1、4为通电流探针内侧两根2、3为测电压探针。由电流源输入小电流使样品内部产生压降同时用高阻抗的静电计、电子毫伏计或数字电压表测出其他二根探针的电压即V23伏。 a 仪器接线b点电流源c四探针排列图1-1 四探针法测试原理示意图一块电阻率为的均匀材料样品其几何尺寸相对于探针间距来说可以看作半无限大。当探针引入的点电流源的电流为I由于均匀导体内恒定电场的等位面为球面则在半径为r处等位面的面积为2r2则电流密度为jI/2r2 1-1 52 根据电导率与电流密度的关系可得E2222rIrIj 1-2 其中E为电场强度σ

和ρ分别是样品的电导率和电阻率。若电流由探针流出样品则距点电荷r处的电势为rIV2 1-3 因此当电流由探针1流入样品自探针4流出样品时根据电位叠加原理在探针2处的电位为在探针 3 处的电位为式中的S1是探针1和2之间的距离S2是探针2和3之间的距离S3是探针3和4之间的距离。各点的电势应为四个探针在该点形成电势的矢量和。所以探针2、3 之间的电位为通过数学推导可得四探针法测量电阻率的公式为IVCrrrrIV231341324122311112 3-4 式中13413241211112rrrrC为探针系数单位为cmr12、r24、r13、r34分别为相应探针间的距离见图3-1c。若四探针在同一平面的同一直线上其间距分别为S1、S2、S3且S1S2S3S时则SIVSSSSSSIV21111223133221123 3-5 这就是常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。根据样品在不同电流I下的电压值V计算出该样品的电阻值及电阻率。53 为了减小测量区域以观察电阻率的不均匀性四根探针不—定都排成—直线而可排成正方形或矩形此时只需改变计算电阻率公式中的探针系数C。四探针法的优点是可迅速、方便、无破坏地测量任意形状的样品且精度较高适合于大批生产中使用。但由于该方法受针距的限制很难发现小于0.5mm两点电阻的变化。注意事项a 预热打开电流源和电压表的电源开关使仪器预热30分钟。b 在联接电流源和切换电流量程前应先将电流输出调至近零以免造成电流对样品的冲击。电压表

电阻率

电阻率 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种物质所制成的原件（常温下20°C）的电阻与横截面积的乘积与长度的比值叫做这种物质的电阻率。电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关，是导体材料本身的电学性质，由导体的材料决定，且与温度有关。 电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m，读作欧姆米，简称欧米。常用单位为“欧姆·平方毫米”。 定义 在温度一定的情况下，有公式R=ρl/s其中的ρ就是电阻率，l为材料的长度，S 为面积。可以看出，材料的电阻大小与材料的长度成正比，而与其截面积成反比。 电阻率（resistivity）是用来表示各种物质电阻特性的物理量。 在温度一定的情况下，有公式 其中的ρ就是电阻率，L为材料的长度，S为面积。可以看出，材料的电阻大小与材料的长度成正比，即在材料和横截面积不变时，长度越长，材料电阻越大：而与材料横截面积成反比，即在材料和长度不变时，横截面积越大，电阻越小。 由上式可知电阻率的定义为： 推导公式： 单位 国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米(Ω·m或ohmm)，常用单位是欧姆·毫米和欧姆·米。 计算公式

电阻率的计算公式为： ρ为电阻率——常用单位Ω·m S为横截面积——常用单位㎡ R为电阻值——常用单位Ω L为导线的长度——常用单位m 电阻率的另一计算公式为： ρ为电阻率——常用单位Ω·mm2/m E为电场强度——常用单位N/C J为电流密度——常用单位A/㎡ （E，J 可以为矢量） 影响电阻率的外界因素 电阻率不仅与材料种类有关，而且还与温度、压力和磁场等外界因素有关。金属材料在温度不高时，ρ与温度t(℃)的关系是ρt=ρ0(1+at)，式中ρ1与ρ0分别是t℃和0℃时的电阻率;α是电阻率的温度系数，与材料有关。锰铜的α约为1×10-1/℃(其数值极小)，用其制成的电阻器的电阻值在常温范围下随温度变化极小，适合于作标准电阻。已知材料的ρ值随温度而变化的规律后，可制成电阻式温度计来测量温度。半导体材料的α一般是负值且有较大的量值。制成的电阻式温度计具有较高的灵敏度。有些金属(如Nb和Pb)或它们的化合物，当温度降到几K或十几K(绝对温度)时，ρ突然减少到接近零，出现超导现象，超导材料有广泛的应用前景。利用材料的ρ随磁场或所受应力而改变的性质，可制成磁敏电阻或电阻应变片，分别被用来测量磁场或物体所受到的机械应力，在工程上获得广泛应用。

电线电缆导体直流电阻测量的误差分析

电线电缆导体直流电阻测量的误差分析 摘要：对于电线电缆产品，根据GB/T3048.4-2007标准要求和实际检测工作，对电线电缆中导体电阻项目的原理、实验过程、影响实验结果的因素及检测中应注意的事项进行探讨。 关键词：电线电缆;直流电阻;截面积;电流;温度 引言 在诸多电线电缆质量检验项目中，导体电阻是重要的检测项目之一。实际检测过程中往往由于忽略某些因素，导致测量结果的偏离。本文通过多年检测实践，分析对测量结果产生影响的因素并给出了相应的解决办法，与大家共同探讨。 1.概述 电线电缆直流电阻测量的依据是GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能实验方法第4部分：导体直流电阻试验》。试验的方法如下：从被测电线电缆上按要求切取不小于1m的试样，去除试验导体外表的绝缘、护套或其他覆盖物，露出导体。在试样接入测量系统前，清洁其连接部位的导体表面，去除附着物和油污，连接处表面的氧化层尽可能除尽后，将导体试样固定在专用四端卡具上，双臂电桥的四个测试端与导体两端可靠连接后闭合直流电源开关，仪器完成预热后开始测量。调节电桥平衡。读取电桥读数，记录至少四位有效数字，关闭试验电源后准确测量卡具间被测导线的实际长度，记录环境温度，将测量结果换算到20℃时1km导体长度的电阻数值作为最终的报出值。 2.系统误差 一般情况下，我们检测的样品的导体电阻都远小于1Ω/m，通常采用双臂电桥和专用的四端测量卡具，再配合试样、标准电阻、检流计、变阻器、电流表、连接导线、开关、温度计等实验器材，组合成一个测量系统进行检测。不难看出，检测设备的精度、检定及校准是造成系统误差的主要原因。如何减少系统误差呢？我们应定期对检测设备进行检定和校准，以保证所有设备的精度都能满足检测的需要。使用双臂电桥时，标准电阻和试样间的导线电阻应明显小于标准电阻和试样的电阻。否则应采取适当的方法予以补偿，如导线补偿，使线圈和引线阻值比例达到足够平衡。对卡具的要求是每个电位接点与相应的电流接点之间的距离应不小于试样截面周长的1.5倍。 3.过程误差 过程误差我们也可以称之为方法误差，就是在整个测量过程中，由于方法使用不当，或测量程序出错为导致的误差。标准中，对导体电阻的检测做出了明确的规定。（一）取样。试样的制备很重要，涉及到试样表面处理、电流引入方式、

电线电缆--电缆导体标准--电阻

电缆的导体 1范围 本标准规定了电缆和软线用的导体从0.5～2000㎜2经标准化的标称截面、单线根数、单线直径及其电阻值。 本标准不适用于通信用途的导体。只有当电缆标准指明时，才适用于特定设计电缆用的导体，例如：压力电缆用导体、特软电焊用导体，或具有特短节距成缆的特种软电缆用导体。 2分类 导体共分四种：第1种、第2种、第5种和第6种。 第1种和第2种预定用于固定敷设电缆的导体。第1种为实心导体，第2种为绞合导体。 第5种和第6种预定用于软电缆和软线的导体，第6种比第5种更柔软。 3材料 导体可由下列材料组成： ----不镀金属或镀金属的退火铜线； -----无镀层铝或铝合金线； 各种类型导体的具体规定见本标准第4章和第5章。 术语“镀金属”是指导体外面镀有适当的金属薄层，例如锡、锡合金或铅合金。 4固定敷设电缆用导体 4．1实心导体（第1种） 实心导体应符合下列要求。 4．1．1导体应由下列材料组成： ----不镀金属或镀金属的退火铜线； -----无镀层铝或铝合金线； 4．1．2实心铜导体应是圆形截面。 表1列邮的标称截面25㎜2及以上的实心铜导体仅预定用于特种电缆，而不适用于一般用途的电缆。 4．1．3截面16㎜2及以下的实心铝导体应是圆形截面。 截面25㎜2及以上的实心铝导体：若是单芯电缆应是圆形截面：若是多芯电

缆可以是圆形截面。也可以是成型截面。 截面95㎜2及以上的导体，可由5个及以下分截面导体构成。4．1．4在20℃时每芯导体电阻应不超过表1相应规定的最大值。表1单芯和多芯电缆用第1种实心导体 4.2非紧压绞合圆形导体(第2种)

非紧压绞合圆形导体应符合下列要求. 4.2.1导体应由下列材料组成: ----不镀金属或镀金属的退火铜线. ----无镀层铝或铝合金线. 绞合铝导体截面一般应不小于10㎜2,但如果特殊考虑4㎜2和6㎜2的绞合铝导体能适合某种特殊电缆及其使用场合,则也允许采用. 4.2.2导体中的单线根数应不少于表2规定的相应最少根数. 1200㎜2到2000㎜2截面的导体不规定单线的最少根数. 4.2.4在20℃时每芯导体电阻应不超过表2相应规定的最大值. 4.3紧压绞合圆形导体和绞合成型导体(第2种). 紧压绞合圆形导体和绞合成型导体应符合下列要求. 4.3.1导体应由下列材料组成: ----不镀金属或镀金属的退火铜线. ----无镀层铝或铝合金线. 紧压绞合圆铝导体截面应不小于16㎜2,绞合成型铜或铝导体截面应不小于25㎜2. 4.3.2 同一导体中两根不同单线的直径比应不超过2. 表2 单芯和多芯电缆用第2种绞合导体

2019_2020学年新教材高中物理第11章电路及其应用实验：导体电阻率的测量教案新人教版必修第三册

3.实验：导体电阻率的测量 [学习目标] 1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法。2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。3.学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。 实验1 长度的测量及测量工具的选用 一、游标卡尺 1．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm 。 2．精度：对应关系为10分度0.1 mm,20分度0.05 mm,50分度0.02 mm 。 3．读数：若用x 表示由主尺上读出的整毫米数，K 表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x ＋K ×精度) mm 。 二、螺旋测微器 1．原理：测微螺杆F 与固定刻度B 之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm ，即旋钮D 每旋转一周，F 前进或后退0.5 mm ，而可动刻度E 上的刻度为50等份，每转动一小格，F 前进或后退0.01 mm ，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm 。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 2．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。 实验2 金属丝电阻率的测量 一、实验原理和方法 由R ＝ρl S 得ρ＝RS l ，因此，只要测出金属丝的长度l 、横截面积S 和金属丝的电阻R ，即可求出金属丝的电阻率ρ。

1．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R ? ?? ??R ＝U I 。电路原理如图所示。 2．用毫米刻度尺测量金属丝的长度l ，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S 。 3．将测量的数据代入公式ρ＝RS l 求金属丝的电阻率。 二、实验器材 被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 三、实验步骤 1．直径测定 用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d ，计算出导线的横截面积S ＝πd 2 4 。 2．电路连接 按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。 3．长度测量 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l 。 4．U 、I 测量 把上图中滑动变阻器的滑动片调节到最左端，电路经检查确认无误后，闭合开关S ，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，记入表格内，断开开关S 。 5．拆去实验线路，整理好实验器材。

电线电缆导体直流电阻测量误差分析

电线电缆导体直流电阻测量误差分析 在诸多电线电缆质量检验项目中，电线电缆导体电阻是重要的检测项目之一。实际检测过程中往往由于忽略某些因素，导致测量结果的偏离。对于电线电缆产品，根据GB/T3048.4-2007标准要求和实际检测工作，对电线电缆中电线电缆导体电阻项目的原理、实验过程、影响实验结果的因素及检测中应注意的事项进行分析。文章通过多年检测实践，分析对测量结果产生影响的因素并给出了相应的解决办法，与大家共同探讨。 标签：电线电缆；直流电阻；横截面积；电流；温度 1 概述 电线电缆直流电阻测量的依据是GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能实验方法第4部分：导体直流电阻试验》。试验的方法如下：从被测电线电缆上按要求切取不小于1m的试样，去除试验导体外表的绝缘、护套或其他覆盖物，露出导体。在试样接入测量系统前，清洁其连接部位的导体表面，去除附着物和油污，连接处表面的氧化层尽可能除尽后，将导体试样固定在专用四端卡具上，双臂电桥的四个测试端与导体两端可靠连接后闭合直流电源开关，仪器完成预热后开始测量。调节电桥平衡。读取电桥读数，记录至少四位有效数字，关闭试验电源后准确测量卡具间被测导线的实际长度，记录环境温度，将测量结果换算到20℃时1km导体长度的电阻数值作为最终的报出值。 2 系统误差 一般情况下，我们检测的样品的电线电缆导体电阻都远小于1Ω/m，通常采用双臂电桥和专用的四端测量卡具，再配合试样、标准电阻、检流计、变阻器、电流表、连接导线、开关、温度计等实验器材，组合成一个测量系统进行检测。不难看出，检测设备的精度、检定及校准是造成系统误差的主要原因。如何减少系统误差呢？我们应定期对检测设备进行检定和校准，以保证所有设备的精度都能满足检测的需要。使用双臂电桥时，标准电阻和试样间的导线电阻应明显小于标准电阻和试样的电阻。否则应采取适当的方法予以补偿，如导线补偿，使线圈和引线阻值比例达到足够平衡。对卡具的要求是每个电位接点与相应的电流接点之间的距离应不小于试样截面周长的1.5倍。 3 过程误差 过程误差我们也可以称之为方法误差，就是在整个测量过程中，由于方法使用不当，或测量程序出错为导致的误差。标准中，对电线电缆导体电阻的检测做出了明确的规定。（1）取样。试样的制备很重要，涉及到试样表面处理、电流引入方式、卡具型式等。基本技术路线是减小绞合导体中因单线表面状况接触电阻的影响，使得每根单线中的分布电流均匀，以提高测量准确度。截取试样的长度应不小于1m，一边卡具之间的距离是1m，两个卡具20cm，所以我们一般取样

电线电缆绝缘电阻试验----GB

电线电缆绝缘电阻试验GB/T 3048.6－94 1.本标准适用于测量电线电缆绝缘电阻，其测量范围为104～1016Ω，测量电压为100，250，500，1000V。（产品标准应规定测试电压，如不规定，产品标准规定的耐压试验的电压值低于500V的产品测试电压执行耐压试验的电压值，产品标准规定的耐压试验的电压值不低于500V的产品一般选取500V。） 除电线电缆产品标准中另有规定者外,抽样试验时，测量应在环境温度为15～25℃和空气湿度不大于80％的室内或水中进行。 2.试样准备 1．除产品标准中另有规定者外,试样有效长度应不小于10m，试样两端绝缘外的覆盖物应小心地剥除，注意不得损伤绝缘表面。 2．试样应在试验环境中放置足够的时间，使试样温度与试验温度平衡，并保持稳定。 3．浸入水中试验时，试样两个端头露出水面的长度应不下于250 mm，绝缘部分露出的长度应不下于150 mm。 4．在空气中试验时，试样端部绝缘部分露出护套的长度应不下于100 mm。露出的绝缘表面应保持干燥和洁净。 3.试验步骤 1．金属护套电缆、屏蔽型电缆或铠装电缆试样，单芯者，应测量导体对金属套或屏蔽层或铠装层之间的绝缘电阻；多芯者，应分别就每个导体对其余线芯与金属或屏蔽 层或铠装层连接进行测量。 非金属护套电缆，非屏蔽电缆或无铠装的电缆试样，应浸入水中，单芯者测量导体对水之间的绝缘电阻；多芯者应分别就每个导体对其余线芯与水连接进行测量。也可将试样紧密地绕在金属棒上，单芯电缆测量导体对试棒之间的绝缘电阻；多芯电缆测量每个导体对其余线芯与试棒连接的绝缘电阻。试棒外径按产品标准规定。 2．测量时充电时间应充分，以达到测量基本稳定。除在产品标准中另有规定者外，充电时间为1min。 3．重复试验时，在加电压前，使试样短路放电，放电时间应不小于试样充电时间的4倍。 4.试验结果及计算 每公里长度的绝缘电阻按下式计算： R L=R X L (1) 式中：R L＝每公里长度绝缘电阻,MΩ.km L＝试样有效测量长度, km R X＝试样绝缘电阻，MΩ。 20℃时每公里长度的绝缘电阻，按下式计算： R20=KR L (2) 式中：R20－20℃时每公里长度绝缘电阻,MΩ.km K＝绝缘电阻温度校正系数，由专门的文件规定。 （注：温度大于20℃时，测量的绝缘电阻值小于R20，温度小于20℃时，测量的绝缘电阻值大于R20） 5.电缆绝缘电阻测试仪器的使用 （1）在对电缆进行绝缘测试时，经常会用到兆欧表，但有的人可能不了解其机理，往往接错线或使用不正确造成误差很大，有时甚至会引起人身或设备事故。兆欧表在工作时，自身产生高电压，而测量对象又是电气设备，所以必须正确使用，否则就会造成人身事故或设

铜导线电流密度及电阻率

铜导线电流密度及电阻率【含表】 今天的主题是铜导线电流密度及电阻率。铜导线电流密度的情况怎么样？铜导线电流密度计算公式是什么？铜导线电阻率是多少？铜导线电阻率计算公式有吗？铜导线电阻率的单位和符号是什么？这些都是我们今天要解决的问题。好了，废话不多说，在进入今天的主题铜导线电流密度及电阻率之前先来看看什么是铜导线电流密度。铜导线电流密度是指铜导线某点电流强弱和流动方向的物理量。它是矢量，其大小等于单位时间内通过某一单位面积的电量，方向向量为单位面积相应截面的法向量，指向由正电荷通过此截面的指向确定。导线中不同点上与电流方向垂直的单位面积上流过的电流不同，为了描写每点的电流情况，有必要引入一个矢量场——电流密度J，即面电流密度。每点的J的方向定义为该点的正电荷运动方向，J 的大小则定义为过点并与J垂直的单位面积上的电流· 了解完什么是铜导线电流密度后的定义后，让我们来看看铜导线电流密度的其他信息。 铜导线电流密度及电阻率之铜导线截面积与电流的关系 一般铜线安全计算方法是： 2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。 4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A。 6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A。 10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。 16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A。 25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A。 如果是铝线，线径要取铜线的1.5-2倍。 如果铜线电流小于28A，按每平方毫米10A来取肯定安全。 如果铜线电流大于120A，按每平方毫米5A来取。 铜导线的截面积所能正常通过的电流可根据其所需要导通的电流总数进行选择，一般可按照如下顺口溜进行确定： 十下五,百上二,二五三五四三界,柒拾玖五两倍半,铜线升级算. 定义就是10平方以下的铝线,平方毫米数乘以5就可以了,要是铜线呢,就升一个档,比如2.5平方的铜线,就按4平方计算.一百以上的都是截面积乘以2,二十五平方以下的乘以4,三十五平方以上的乘以3,柒拾和95平方都乘以2.5。 说明:只能作为估算,不是很准确。 另外如果按室内记住电线6平方毫米以下的铜线，每平方电流不超过10A就是安全的，从这个角度讲，你可以选择1.5平方的铜线或2.5平方的铝线。 10米内，导线电流密度6A/平方毫米比较合适，10-50米，3A/平方毫米,50-200米，2A/平方毫米，500米以上要小于1A/平方毫米。从这个角度，如果不是很远的情况下，你可以选择4平方铜线或者6平方铝线。

电阻率的单位换算

电阻率的单位，公式及换算 电阻率的英文:resistivity 电阻率的单位:国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米(Ω.cm))，常用单位是欧姆·平方毫米/米。 导体的电阻率 导体材料中某点的电阻率r定义为该点的电场强度E的大小与同点的电流密度j的大小之比，即 . (10-10) 由一定材料制成的横截面均匀的导体，如果长度为l、横截面积为S，则由式(10-10)可以证明这段导体的电阻为 .(10-11) 导体材料的电阻率决定于材料自身的性质。各种材料的电阻率都随温度而变化。在通常温度范围内，金属材料的电阻率随温度作线性变化，变化关系可以表示为 r= r0 ( 1+a t ) , (10-12) 式中r为t℃时的电阻率，r0为0℃时的电阻率，a称为电阻温度系数。表10-1中列出了一些金属、合金和碳的r0和a值。 表10-1 一些材料的r0和a值

由表中的数据可以看出，纯金属的a值都在0.4%左右，这表示温度每升高1℃，其电阻率约增加0.4%。而这些材料的线膨胀系数要小得多，温度每升高1℃其线度只增大0.001%左右。所以在考虑金属导体的电阻随温度变化时，可以忽略其长度l和截面积S的变化。在式(10-12)两边同乘以l/S，就得到金属导体电阻随温度的变化关系 R = R (1+a t ) , (10-13) 式中R是t℃的电阻，R0是0℃的电阻。根据这一线性关系可以制成电阻温度计，用于温度的测量。常用的电阻温度计有铜电阻温度计(-50℃~150℃)和铂电阻温度计(-200℃~500℃)。 在国际单位制中，电阻率的单位是W×m (欧姆×米)。电阻率的倒数称为电导率，常用s表示，其单位是S×m-1 (西门子/米)。 某些材料的电阻率在其特定温度T C以下会减小到接近零，这种现象称为超导现象，处于超导状态的材料称为超导体。温度T C称为超导转变温度，不同材料具有不同的转变温度。钛的转变温度为0.39 K，铝为1.19 K，铅为7.2 K，铌三 锡(Nb 3Sn)为18.1 K，铌三锗(Nb 3 Ge)为23.2 K，La-Ba-Cu-O系氧化物为46 K， Y-Ba-Cu-O系氧化物为90 K，Tl-Ba-Ca-Cu-O系氧化物为125 K，Hg-Ba-Ca-Cu-O 系氧化物为134 K等。超导体除电阻消失外，还具有其他一些独特的物理性质，我们将在§11-8中作详细讨论

导体电阻测量

导体电阻测量 发表时间：2018-12-14T16:42:45.803Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第26期作者：杨赞[导读] 根据GB/T 3048-2007，常规测试中每根电缆长度的所有导体都应该被测量，包括同心导体。 广东产品质量监督检验研究院广东广州 510670 摘要：随着国民经济的发展跟城网供电电压等级升高，交联聚乙烯电缆凭借合理的结构、工艺、优良的电气性能等优点，在国内外被越来越广泛的使用。但随着电缆用量的不断增大，各种问题逐渐引起人们的关注，如导体电阻的测量，在生产成本方面，电线电缆的主要投入都在铜导体的使用上，电阻值的高低对于居民的生活影响，对于整个社会发展影响巨大，所以导体电阻的测量显得尤为重要。 关键词：导体电阻；直流电阻；交流电阻；集肤效应 根据GB/T 3048-2007，常规测试中每根电缆长度的所有导体都应该被测量，包括同心导体。成品电缆或从成品电缆中提取的样品应在实验室中以适当的温度储存至少12小时，然后进行测量。如果导线温度与室温一致，电缆应于储存24小时后在实验室进行测量。也可选取另一种方法，将导体样品浸入温度控制的液体浴中，并且至少在浸入1H后测量电阻。电阻值应根据GB/T3956中规定的公式和系数改为1km长，20℃度。每个导体在20摄氏度时的直流电阻不应超过GB/T3956中规定的相应最大值。应用时，同心导体的电阻也应符合GB/T 3956。 1、直流电阻 直流电在导体中是均匀分布的，并在导体外建立了均匀分布的电磁场。IEC标准和我国国家标准将导体的直流电阻列为电缆的例行试验或抽样试验项目，以检验导体的有效截面积是否符合设计要求。 1.1导体直流电阻的计算

导体电阻计算

导体电阻计算 在长度为L，横截面为S的导体AB两端加电压U，经过时间t，从导体一端（设为A端）流出的（电荷）自由电子的电荷量为q；则：电流I=q/t，R=U/I。如果t保持不变，q越大则电阻越小。1、1 温度的影响从A端流出的自由电子是在电场力作用下做定向运动，并且运动的速率很小（约10-5m/s）；同时自由电子还要做杂乱无章（运动方向不确定）的热运动，其速率较大（常温下约105m/s），并且随着温度的升高热运动速率增大。由于自由电子热运动方向不确定，形成对定向运动的阻碍，并且这种阻碍作用随着温度变大而变大（热运动速率增大）。这样从A端流出的自由电子的总电荷量随温度升高而减少，即电阻变大。1、2 导体长度的影响如果在温度不变时，将AB的长度增加，自由电子定向运动通过导体的时间增加，自由电子的热运动对定向运动的影响也随之增加。从A端流出的自由电子总电荷量q 随着导体长度增加而减少，即R变大。1、3 导体横截面的影响如果在温度不变的条件下，将AB的横截面加倍时，从A端流出的自由电子数目是原来的两倍，所以当导体的横截面增加时，其电阻变小。1、4 材料的影响导体AB选择不同的材料时，其内部单位体积内自由电子数目越多，则从A端在相同时间内流出的自由电子数目也越多，其电阻也就越小。2、电阻率2、1 电阻率的定义电阻率（resistivity）是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材

料制成的长1m、横截面积是1m2的在常温下（25℃时）导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。2、2 电阻率的单位国际单位制中，电阻率的单位是欧姆米（Ωm或ohmm），常用单位是欧姆毫米和欧姆米。2、3 电阻率的计算公式电阻率的计算公式为：ρ=RS/L 式中：ρ为电阻率常用单位ΩmS为横截面积常用单位m2R为电阻值常用单位ΩL为导线的长度常用单位m3、导体电阻的计算（以铜为例）根据上面公式，则电阻计算公式为：R=ρL/S。以铜为例。铜电阻率（20℃时）为0、0185Ωmm2/m，也就是截面积为1平方毫米、长度为1米的铜导线电阻是0、0185Ω。不同温度下的电阻率会有些差别，电阻率温度系数是0、00393/℃。电阻率温度系数公式为：ρ=ρ0(1+a*t)式中：ρ在t℃时的电阻率Ρ0在0℃时的电阻率 t温度，单位为℃查表可得不同温度下铜的电阻率：0℃ 0、0165Ωmm2/m10℃ 0、0172Ωmm2/m20℃ 0、 0178Ωmm2/m（这个有点趋近真实值，但是还是有一点点偏大）30℃ 0、0185Ωmm2/m35℃ 0、0188Ωmm2/m40℃ 0、 0192Ωmm2/m50℃ 0、0200Ωmm2/m60℃ 0、0206Ωmm2/m70℃ 0、0212Ωmm2/m75℃ 0、0216Ωmm2/m80℃ 0、0219Ωmm2/m90℃ 0、0226Ωmm2/m100℃ 0、0233Ωmm2/m按照电阻率与电阻之间计算关系有：0度时：R(0)= ρL/S=0、0165*250/6=0、6875Ω30度时：R(30)= ρL/S=0、0185*250/6=0、7708Ω4、常用金属导体的电阻率几种金属导体在20℃时的电阻率（Ωm）：（1）银1、6510-8（2）铜1、7510-8（3）铝2、8310-8（4）钨5、4810-8（5）铁