| □ H14年12月期 B-01 Code:[HA0501] : 導線の電気抵抗を決めている要因と抵抗値の計算 |
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導体の電気抵抗の性質を問う問題です。最初に電気抵抗の性質をつかんでおきます。［１］導体と絶縁体まず、物質はその電気伝導性により、 | |
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絶縁体＜半導体＜導体 と分けられます。絶縁体の中にも極めてわずかに電気を通すものも存在しますし、導体の中でもモノによって伝導性（この後で書く「抵抗率」で定義します）が違います。ただ、導体と半導体、半導体と絶縁体では桁違いに差があるため、こう分類します。 次に、導体の抵抗をもう少し定量的に見て行きます。導体の抵抗は、断面積Ｓ [m2]に反比例し、長さＬ [m]と抵抗率ρ [Ωm]に比例します。断面積と長さは感覚的に理解できますが、この抵抗率とは何でしょうか？ |
 Fig.HA0501_a 抵抗を決める要素 |
［２］抵抗率とは何か「抵抗率」は断面積が1 [m2]、長さが1 [m]の均質な導体がある時に、その抵抗値で定義されます。要するに、物質によって異なる定数で、単位面積・単位長さあたりの抵抗、ということです。この値が大きいほど、その物質の抵抗が大きい、ということを意味します。単位は[Ωm]です。形状には依存しませんが、温度によって変化します。ほとんどの場合、金属などの導体では、温度が上がると抵抗率も大きくなります。シリコン等の半導体では、一般に温度が上がると自由に動ける電子が増えるので、抵抗率は下がります。 常温での値を理科年表から引いてくれば、（×10-8 [Ωm]で示しています） 金 …2.4 銀 …1.6 銅 …1.7 アルミ…2.8 黄銅 …5〜7 鉄 …9.0 ニクロム…110 という具合です。同じ導体でも数倍から数10倍の差があることが分かります。 それでは、解答に移ります。 ア…抵抗は断面積には反比例するので２誤った記述です イ…抵抗は長さに比例するので１正しい記述です ウ…抵抗は抵抗率には比例するので２誤った記述です エ…抵抗は温度によって変化するので１正しい記述です オ…導体の抵抗率は半導体より小さいので１正しい記述です となります。 | |
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