求导体--半导体---绝缘体---电阻率----电流，电压，电阻，功率的

【专家解说】：导体--半导体---绝缘体---电阻率----关于电流，电压，电阻，功率的计算公式2009-10-25 08:27

生活中的金属等一般都是导体，还有的绝缘体如布条、干燥的木棍等被水湿润后会变成导体，还有陶瓷在高温下也会变成导体，生活中一般没有现成的半导体,半导体一般是c族元素的金属...
简单的说生活中导体、半导体、绝缘体的界限是不明显的，他们在一定条件下能互相转化...

半导体不是 金属从物理上定义 就是 禁带 远小于 绝缘体的 材料或者可以理解为 很容易 让不导电的材料 变成导电的材料常用的是硅半导体当然还有金属氧化物 等很多

导体：银、铜、金、铝、锌、铂、锡、铁、铅、汞、石墨、水、酸、碱和盐类的熔化液。
绝缘体：橡胶、塑料、陶瓷、云母、胶木、硅胶、绝缘纸、绝缘油、空气。
半导体：硅、锗、硒。

半导体和超导体有什么区别和相同处？他们分别有什么作用？

顾名思义：导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）．

用处： 最早的实用“半导体”是「电晶体（Transistor）/ 二极体（Diode）」。
一、在 无 电收音机（Radio）及 电视机（Television）中，作为“讯号放大器 /整流器”用。
二、近来发展「太阳能（Solar Power）」，也用在「光电池（Solar Cell）」中。
三、半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性，分辨率可达0.1摄氏度，甚至达到0.01度也不是不可能，线性度0.2%，测温范围-100~+300摄氏度，是性价比极高的一种测温元件。



物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等，称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。
1911年，荷兰科学家卡末林—昂内斯((Heike Kamerlingh-Onnes)用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K时,水银的电阻完全消失，这种现象称为超导电性，此温度称为临界温度。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的「高温」，其实仍然是远低于冰点摄氏0℃的，对一般人来说算是极低的温度。1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。经过科学家们的努力，超导材料的磁电障碍已被跨越，下一个难关是突破温度障碍，即寻求高温超导材料。




用处：超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。
由于超导材料在超导状态下具有零电阻和完全的抗磁性，因此只需消耗极少的电能，就可以获得10万高斯以上的稳态强磁场。而用常规导体做磁体，要产生这么大的磁场，需要消耗3.5兆瓦的电能及大量的冷却水，投资巨大。
超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。
超导发电机 在电力领域，利用超导线圈磁体可以将发电机的磁场强度提高到5万～6万高斯，并且几乎没有能量损失，这种发电机便是交流超导发电机。超导发电机的单机发电容量比常规发电机提高5～10倍，达1万兆瓦，而体积却减少1/2，整机重量减轻1/3，发电效率提高50％。
磁流体发电机 磁流体发电机同样离不开超导强磁体的帮助。磁流体发电发电，是利用高温导电性气体（等离子体）作导体，并高速通过磁场强度为5万～6万高斯的强磁场而发电。磁流体发电机的结构非常简单，用于磁流体发电的高温导电性气体还可重复利用。
超导输电线路 超导材料还可以用于制作超导电线和超导变压器，从而把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计，目前的铜或铝导线输电，约有15%的电能损耗在输电线路上，光是在中国，每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。
广阔的超导应用
高温超导材料的用途非常广阔，大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。大电流应用即前述的超导发电、输电和储能；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。
超导磁悬浮列车 利用超导材料的抗磁性，将超导材料放在一块永久磁体的上方，由于磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在磁体上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车。
超导计算机 高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列，但密集排列的电路在工作时会发生大量的热，而散热是超大规模集成电路面临的难题。超导计算机中的超大规模集成电路，其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作，不存在散热问题，同时计算机的运算速度大大提高。此外，科学家正研究用半导体和超导体来制造晶体管，甚至完全用超导体来制作晶体管。

什么是电阻率?计算公式是什么?

1)定义或解释

电阻率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1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。公式R=ρL/S

(2)单位

国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米，常用单位是欧姆·平方毫米/米。

(3)说明

①电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，：几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo(1+at)。式中t是摄氏温度，ρo是O℃时的电阻率，a是电阻率温度系数。

②由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。如一个220 V

1OO W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。

③电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。
下表是几种金属导体在20℃时的电阻率.
材料电阻率(Ω m)
(1)银 1.6 × 10-8 (5)铂 1.0 × 10-7 (9)康铜 5.0 × 10-7
(2)铜 1.7 × 10-8 (6) 铁 1.0 × 10-7 (10)镍铬合金 1.0 × 10-6
(3)铝 2.9 × 10-8 (7)汞 9.6 × 10-7 (11)铁铬铝合金1.4 × 10-6
(4)钨 5.3 × 10-8 (8)锰铜 4.4 × 10-7 (12) 铝镍铁合金1.6 × 10-6
(13)石墨(8～13)×10-6
可以看出金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,非金
属和一些金属氧化物更大,而绝缘体的电阻率极大.锗,硅,硒,氧化
铜,硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大,我们把这类材料叫做半导体
(semiconductors).

总结:常态下(由表可知)导电性能最好的依次是银,铜,铝,这三种材料是最常用的,常被用来作为导线等,其中铜用的最为广,几乎现在的导线都是铜的(精密一起,特殊场合除外)铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰.银导电性能最好但由于成本高很少被采用,只有在高要求场合才被使用,如精密仪器,高频震荡器,航天等...顺便说下金,在某些场合仪器上触点也有用金的,那是因为金的化学性质稳定故采用,并不是因为其电阻率小所至.

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）。
5、利用W=UIt计算电功时注意：①式中的W、U、I和t是在同一段电路；②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量。
6、计算电功还可用以下公式：W=I2Rt ；W=Pt；W=UQ（Q是电量）；


【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2.5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。