铜的电阻率与温度的关系对照表图片，铜的电阻温度系数 _移动

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引言电阻是什么？这是一个初中物理问题，它的定义是：“电阻是一个物理量，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。 ”电阻的英文单词为“Resistance”，通常以它的首字母“R”来表示。
色环电阻
为什么导体对电流会有阻碍作用？换句话说，为什么导体会存在电阻，并且导体不同电阻率会各不相同？为什么电阻与导体的材料相关，还与导体的形状、长度和横截面积有关系？
要想搞清楚这些问题，我们需要先从电流在导体中传输的过程开始讲起。
电流的形成我们都知道，在金属导体电路中，电流的产生伴随着电子的定向移动，于是就有人将电流等同于电子的流动，他们觉得电流就像是水流一样，只要一按开关，电子就会哗哗哗地从一个地方流到另一个地方。
不应将电源开关比作水龙头，二者有本质的区别
事实果真如此吗？很遗憾，将电流比作水流大错特错。尽管在电势差的作用下，金属导体中确实会发生电子定向移动，但电子移动的相对平均速度比蜗牛还慢，而电路中的电流却是在瞬间产生的。这是因为电流的本质是载流子对电场的传递，而不是载流子自身的运动。换句话说，电流不只是定向电子流，它实际是电场在电路中的建立和传递过程。
一个简单电路，包括了电压、电流和电阻
【铜的电阻率与温度的关系对照表图片，铜的电阻温度系数】金属导体之所以能够导电，因为金属原子最外层存在“自由电子” 。在原子中，原子核里的质子携带正电荷，围绕原子核运动的电子携带负电荷。一般情况下，原子外围的电子数量与原子核内的质子数量相同、电荷相反，正负电荷相互抵消，因此原子通常对外不带电。由于金属元素的特性，金属最外层往往有一两个电子比较活跃，它们并不总是很安分守己地在自己的轨道上运行，而是成群结队地在附近晶格里乱窜。这些窜来窜去的电子被称为“自由电子”，它一方面将金属原子互相结合成金属晶格，同时也使晶格中的金属原子处于“原子——正离子”的动态变化之中。
电子与原子核
电子本身携带一个负电荷，负电荷会在周围形成静电场，静电场在运动的过程中会辐射电磁波。由于自由电子在晶格间的运动方向是随机的，它们辐射的电磁波会互相抵消，此时金属中不会有电流产生。
自由电子携带负电荷，在它周围会形成静电场
一旦在导体两端施加电压（电势差），情况立刻会发生变化。在外部电场的作用下，自由电子会集体向高电势的正端移动，于是在电路中产生方向相同的电场，这就是电流。
电阻是什么？自由电子的运动并不会畅顺无阻。有一些电子会被金属离子的“空穴”重新捕获，回到它的轨道上运行一会再离开，还有许多自由电子会像弹球机里的弹球一样在原子之间撞来撞去，试图找到一条出路。这正是金属导体的电子漂移速度慢得要死的真正原因。
我们在此前《电流到底有多快？》一文中举例计算过金属导线电路中电子的漂移速度：假设给一条直径2毫米的铜导线通上1安培电流，其中自由电子的漂移速度仅为每小时83毫米，而自由电子在导线中未通电状态下的费米速度却高达每秒1570公里！为什么会出现如此巨大的反差？

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