比电阻
设计线阻
导体载流量额定值是基于电流产生火灾危险的可能性对电阻的粗略评估。但是，我们可能会遇到电路中导线电阻产生的电压降会引起除防火之外的其他问题的情况。例如，我们可能正在设计一个电路，其中一个组件的电压至关重要，并且不得低于某个限制。如果是这种情况，由导线电阻引起的电压降可能会导致工程问题，同时又完全在载流量的安全（火灾）限制范围内：
如果上述电路中的负载不能承受低于 220 伏的电压，假设电源电压为 230 伏，那么我们最好确保线路沿途下降不超过 10 伏。计算该电路的电源和返回导体，沿每条电线的长度留下最大可容忍的 5 伏压降。使用欧姆定律 (R=E/I)，我们可以确定每根导线的最大允许电阻：
我们知道每根导线的导线长度为 2300 英尺，但我们如何确定特定尺寸和长度的导线的电阻大小？为此，我们需要另一个公式：
该公式将导体的电阻与其比电阻（希腊字母“rho”（ρ），看起来类似于小写字母“p”）、长度（“l”）及其横截面相关联区域（“A”）。请注意，随着分数顶部的长度变量，电阻值随着长度的增加而增加（类比：迫使液体通过长管比短管更难），并随着横截面积的增加而减小（类比：液体更容易流过粗管而不是细管）。比电阻是所计算的导体材料类型的常数。
下表列出了几种导电材料的电阻率。我们在桌子底部附近发现铜，其电阻率低（导电性好）仅次于银：
20 摄氏度时的比电阻
* =含 99.5% 铁和 0.5% 碳的钢合金
请注意，上表中的电阻率数字是以非常奇怪的单位“ohms-cmil/ft”（Ω-cmil/ft）给出的，该单位表示我们期望在电阻公式中使用的单位（R =ρl/A)。在这种情况下，当长度以英尺为单位测量而横截面积以圆密耳为单位测量时，将使用这些电阻率数字。
电阻率的公制单位是欧姆-米 (Ω-m) 或欧姆-厘米 (Ω-cm)，其中 1.66243 x 10-9 Ω-米/Ω-cmil/ft (1.66243 x 10-7 Ω- cm/Ω-cmil/ft)。在表格的 Ω-cm 列中，这些数字实际上被缩放为 µΩ-cm，因为它们的量级非常小。例如，铁被列为 9.61 µΩ-cm，可以表示为 9.61 x 10-6 Ω-cm。
R=ρl/A公式中电阻率单位为Ω-m时，长度需以米为单位，面积需以平方米为单位。在同一个公式中使用Ω-厘米（Ω-cm）的单位时，长度需要以厘米为单位，面积以平方厘米为单位。
所有这些比电阻单位都适用于任何材料（Ω-cmil/ft、Ω-m 或 Ω-cm）。然而，当处理横截面积以圆形密耳为单位已知的圆线时，人们可能更喜欢使用 Ω-cmil/ft。相反，当处理异形母线或从金属库存中切割出来的定制母线时，只有长度、宽度和高度的线性尺寸已知，Ω-米或Ω-cm的电阻率单位可能更合适。
解决
回到我们的示例电路，我们正在寻找在 2300 英尺的长度上具有 0.2 Ω 或更小的电阻的电线。假设我们要使用铜线（最常见的电线类型），我们可以这样设置公式：
对 A 进行代数求解，我们得到 116,035 圆密耳的值。参考我们的实线尺寸表，我们发现 133,100 cmils 的“double-ought” (2/0) 线就足够了，而下一个较小的尺寸，“single-ought” (1/0)，105,500 cmils 太小了.请记住，我们的电路电流只有 25 安培。根据我们在自由空气中的铜线载流量表，14 号线就足够了（只要不 起火有关）。但是，从电压降的角度来看，14号线是非常不可接受的。
只是为了好玩，让我们看看 14 号线会对我们的电源电路的性能产生什么影响。查看我们的电线尺寸表，我们发现 14 号电线的横截面积为 4,107 圆密耳。如果我们仍然使用铜作为线材（一个不错的选择，除非我们真的 有钱，买得起 4600 英尺的 14 号银线！），那么我们的电阻率仍将是 10.09 Ω-cmil/ft：
请记住，这是每 2300 英尺 14 号铜线 5.651 Ω，并且我们在整个电路中有两条 2300 英尺的线路，所以每个 电路中的线片有5.651Ω的电阻：
我们的总电路线电阻是 5.651 的 2 倍，即 11.301 Ω。不幸的是，这是远 电阻太大，无法在源电压为 230 伏的情况下提供 25 安培的电流。即使我们的负载电阻为 0 Ω，我们 11.301 Ω 的接线电阻也会将电路电流限制为仅 20.352 安培！如您所见，“少量”的导线电阻会对电路性能产生很大影响，尤其是在电流远高于电子电路中通常遇到的电流的电源电路中。
让我们为一块定制切割的母线做一个电阻问题示例。假设我们有一块实心铝棒，宽 4 厘米，高 3 厘米，长 125 厘米，我们希望计算沿长度方向（125 厘米）的端到端电阻。首先，我们需要确定杆的横截面积：
我们还需要知道铝的电阻率，单位为适合该应用的单位 (Ω-cm)。从我们的电阻率表中，我们看到这是 2.65 x 10-6 Ω-cm。建立我们的 R=ρl/A 公式，我们有：
如您所见，母线的绝对厚度使得非常 与标准导线尺寸相比，电阻较低，即使使用比电阻更大的材料也是如此。
确定母线电阻的程序与确定圆线电阻的程序没有根本的不同。我们只需要确保正确计算横截面积，并且所有单位都应该相互对应。
评论：
- 导体电阻随着长度的增加而增加，随着横截面积的增加而减小，所有其他因素都相同。
- 比电阻 (“ρ”) 是任何导电材料的属性，在此公式中用于确定给定长度和面积的导体的端到端电阻的数字：R =ρl/A
- 材料的比电阻以 Ω-cmil/ft 或 Ω-米（公制）为单位给出。这两个单位之间的转换系数为 1.66243 x 10-9 Ω-米/Ω-cmil/ft，或 1.66243 x 10-7 Ω-cm/Ω-cmil/ft。
- 如果电路中的接线电压降很重要，则必须在选择导线尺寸之前对导线进行精确的电阻计算。
相关工作表：
- 导体比电阻工作表
工业技术