欧姆在1813年博士毕业后一直在中学当老师，由于他一直喜欢研究电学和动手制作实验装置，因此他一边教学一边钻研刚刚兴起的电学 。当时已经有人开始研究金属电导率，人们发现不同金属、不同长度、不同横截面的金属导体在电路中对电流不同的影响 。于是在前人的基础上，欧姆利用库仑在1785年发明扭称实验，伏特1800年发明电池，安培1820年引入电流强度的概念等等，制作了巧妙的测量装置，并经过了大量的了实验、推理、计算，最终于1826年确定了欧姆定律 。1881年国际电学大会将电阻的单位定为欧姆（Ω） 。

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图14：欧姆

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图15：欧姆1826年论文中的实验装置图


我们现在知道，导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻 。它在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小 。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大 。电阻也是导体本身的一种特性，与它是否在电路中无关 。它的大小与导体的材料、长度、横截面和温度都有关系，其公式为R=ρL/S，其中ρ为导体的电阻率，电阻率与导体的材料和温度有关 。随着科学的发展，科学家发现某些物质在很低的温度时，如铝在-271.76℃以下，铅在-265.95℃以下，其电阻竟然变成了零，这就是超导现象 。如果把超导现象应用于实际，制成超导材料，将给人类带来很大的好处 。比如在电厂发电、运输电力、储存电力等方面采用超导材料，可以大大降低由于电阻引起的电能消耗 。再比如，用超导材料制造电子元件，由于没有电阻，不必考虑散热的问题，元件尺寸可以大大的缩小，进一步实现电子设备的微型化 。超导材料研究是当今材料科学领域的前沿，必将在未来大放异彩 。

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图16：西南交通大学搭建的超导磁悬浮列车实验线平台


5 电容（C）的单位：法拉（符号F）


电容是指容纳电荷的能力，也叫电容量，它是一种容纳电荷的器件，单位用法拉（F）表示 。它的数值越大，表示它能装下的电荷越多；数值越小，能装下的电荷就越少 。

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图17：电容结构示意图


电容器的组成也比较简单，两个相互靠近的导体极板，中间夹一层不导电的绝缘介质，就构成了电容器 。当电容器的两个极板之间加上电压时，电容器就会储存电荷 。电容器的电容在数值上等于一个导电极板上的电荷量（Q）与两个极板之间的电压（U）之比，用公式表达为C=Q/U 。如果一个电容器带1库仑电量时，两极板间电压是1伏特，这个电容器的电容就是1法拉 。


前面我们讲电量时提过，1库仑是相当大的电量，由此，1法拉也是相当大的电容 。我们实际的电子电路中很少用到法拉（F）这个单位，用到更多的是微法（μF）、皮法（pF） 。他们之间的换算关系是：


1法拉(F) = 1×10^6微法(μF)
1微法(μF)= 1×10^6皮法(pF)


既然法拉单位这么大，为什么我们法拉定义成电容的单位呢？这要从电磁学的一位大神级人物——法拉第说起 。


法拉第（Michael Faraday，1791-1867），英国杰出的物理学家、化学家 。法拉第出生于一个乡村铁匠的家庭，小时候由于家里贫穷只上了两年的小学 。辍学后，他开始当报童卖报，当学徒给老板干活 。小法拉第特别喜欢读书，尤其是科学方面的书籍，他找到一本读一本并认真思考做笔记，同时他还喜欢听各种学术讲座 。在他22岁时，当时英国鼎鼎有名的化学家戴维（Humphry Davy，1778—1829）独具慧眼，招收了这个勤奋好学的小学徒做他的助手 。从此，法拉第踏上了探索科学的道路 。

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