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輸入計算

Total measured resistance of the sample, in ohms.
Round wire: A = π × (d/2)². 1 mm² = 0.000001 m².

數學公式

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結果

Resistivity (ρ)
Ω·m
ρ = R · A / L
Resistivity (μΩ·m = Ω·mm²/m)
Conductivity σ (S/m)
Conductivity σ (MS/m)
Resistance R (Ω)
長度 L(公尺)
Cross-sectional area A (m²)

電阻率計算器的用途

本計算器根據實際測量結果求出材料的電阻率(ρ,讀作 "rho"):也就是均勻試樣的電阻、長度與橫截面積。電阻率是材料的固有性質——與電阻不同,它不取決於試樣的尺寸或形狀,因此可用它來比較銅與鋁,或辨識未知的導體。本工具還會給出材料的電導率(σ),也就是電阻率的倒數。

使用方法

輸入三個測得的數值即可讀取結果:

  • 電阻 R——試樣的總電阻,單位為歐姆(Ω),例如透過四線(克耳文)測量法取得。
  • 長度 L——電流沿試樣流過的距離,單位為公尺。
  • 橫截面積 A——電流流過的面積,單位為平方公尺。對於直徑為 d 的圓形導線,A = π × (d / 2)2。請注意 1 mm² 等於 0.000001 m²。

主要輸出為電阻率,單位為歐姆·公尺(Ω·m)。表格中還會以微歐姆·公尺(μΩ·m)給出,其數值與常用工程單位 Ω·mm²/m 相同;此外還會給出以西門子每公尺為單位的電導率。

公式詳解

電阻、電阻率、長度與面積透過電阻率的定義相互關聯。從均勻導體的電阻出發,求解 ρ:

$$ R = \rho \frac{L}{A} \quad\Rightarrow\quad \rho = \frac{R \cdot A}{L} $$

電導率是電阻率的倒數:

$$ \sigma = \frac{1}{\rho} $$

其中 R 的單位為歐姆,L 為公尺,A 為平方公尺,由此得到 ρ 的單位為歐姆·公尺(Ω·m),σ 為西門子每公尺(S/m)。此公式假設試樣均勻且溫度恆定,因為大多數金屬的電阻率會隨溫度升高而增大。

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計算範例

一根銅導線長 10 m,橫截面積為 0.000001 m²(1 mm²),測得電阻為 0.168 Ω。代入公式:

$$ \rho = \frac{0.168 \times 0.000001}{10} = 1.68 \times 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m} $$

電導率為其倒數:

$$ \sigma = \frac{1}{\rho} = 5.95 \times 10^7\ \text{S/m} $$

1.68 × 10-8 Ω·m(0.0168 μΩ·m)的電阻率與 20 °C 下退火銅的教科書數值相符,可確認該試樣為銅。

常見問題

電阻率與電阻有什麼區別? 電阻(R,單位歐姆)取決於特定物體的尺寸與形狀,而電阻率(ρ,單位歐姆·公尺)是材料本身的固有性質。同種金屬做成的細長導線與粗短導線,電阻不同,但電阻率完全相同。

如何求圓形導線的橫截面積? 使用 A = π × (d / 2)2,其中 d 為導線直徑。例如,直徑為 2 mm 的導線,其面積 A = π × (0.001)2 ≈ 0.00000314 m²。將 mm² 換算為 m² 時乘以 0.000001。

溫度會影響結果嗎? 會。大多數金屬的電阻率隨溫度升高而增大,因此公布的參考值都會標註在特定溫度下,通常為 20 °C。若想將結果與參考表對照,請在已知溫度下測量電阻。

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