電阻率與電導率單位換算:Ω·m、Ω·cm、S/m 與 S/cm
電阻率(resistivity,ρ)和電導率(conductivity,σ)描述材料本身導電的難易,不是特定導線量到的電阻。對均勻、各向同性材料,兩者互為倒數;實際電阻還要納入導體長度和截面積。材料表可能用 Ω·m、Ω·cm、µΩ·cm 或 Ω·mm²/m,換算時先統一量綱和前綴。查核日期:2026-10-06。
電阻率與電導率快速換算方法表
| 要換算 | 算法 | 例子 |
|---|---|---|
| Ω·cm → Ω·m | × 0.01 | 25 Ω·cm = 0.25 Ω·m |
| Ω·m → Ω·cm | × 100 | 0.25 Ω·m = 25 Ω·cm |
| µΩ·cm → Ω·m | × 10⁻⁸ | 1.7 µΩ·cm = 1.7 × 10⁻⁸ Ω·m |
| Ω·mm²/m → Ω·m | × 10⁻⁶ | 0.02 Ω·mm²/m = 2.0 × 10⁻⁸ Ω·m |
| Ω·m → Ω·mm²/m | × 1,000,000 | 1 Ω·m = 1,000,000 Ω·mm²/m |
| Ω·ft → Ω·m | × 0.3048 | 1 Ω·ft = 0.3048 Ω·m |
| Ω·in → Ω·m | × 0.0254 | 1 Ω·in = 0.0254 Ω·m |
| S/m → S/cm | ÷ 100 | 5 S/m = 0.05 S/cm |
| S/cm → S/m | × 100 | 0.25 S/cm = 25 S/m |
| S/m → mS/cm | × 10 | 5 S/m = 50 mS/cm |
| mS/cm → S/m | ÷ 10 | 20 mS/cm = 2 S/m |
電阻率與電導率的倒數需配對相同長度制式:
| 已知值 | 倒數關係 | 例子 |
|---|---|---|
ρ 用 Ω·m |
σ (S/m) = 1 ÷ ρ (Ω·m) |
ρ = 0.5 Ω·m → σ = 2 S/m |
σ 用 S/m |
ρ (Ω·m) = 1 ÷ σ (S/m) |
σ = 4 S/m → ρ = 0.25 Ω·m |
ρ 用 Ω·cm |
σ (S/cm) = 1 ÷ ρ (Ω·cm) |
ρ = 20 Ω·cm → σ = 0.05 S/cm |
σ 用 S/cm |
ρ (Ω·cm) = 1 ÷ σ (S/cm) |
σ = 0.02 S/cm → ρ = 50 Ω·cm |
注意:先確認材料符合近似均勻、各向同性條件,且電阻率與電導率來自同一溫度、頻率和樣品狀態。各向異性晶體或複合材料可能需用電阻率/電導率張量描述,不能用單一純量倒數完整表示。
常用電阻率單位完整對照表
| 電阻率單位 | 符號 | 等於多少 Ω·m | 常見資料情境 |
|---|---|---|---|
| 歐姆公尺 | Ω·m | 1 | SI 材料資料和理論公式 |
| 歐姆公分 | Ω·cm | 0.01 | 半導體、薄膜和材料測試 |
| 微歐姆公分 | µΩ·cm | 0.00000001 | 金屬與合金電阻率表 |
| 歐姆平方毫米每公尺 | Ω·mm²/m | 0.000001 | 電線材料與導體計算常用單位 |
| 歐姆英尺 | Ω·ft | 0.3048 | 英制材料資料 |
| 歐姆英吋 | Ω·in | 0.0254 | 英制板材和薄膜資料 |
| 歐姆圓密耳每英尺 | Ω·cmil/ft | 約 1.662426 × 10⁻⁹ | 美制線材資料;cmil 是圓密耳截面積單位 |
常用電導率單位對照表
| 電導率單位 | 符號 | 等於多少 S/m | 說明 |
|---|---|---|---|
| 西門子每公尺 | S/m | 1 | SI 電導率單位 |
| 毫西門子每公尺 | mS/m | 0.001 | SI 十進分倍數 |
| 西門子每公分 | S/cm | 100 | 半導體、電解液和材料規格常見 |
| 毫西門子每公分 | mS/cm | 0.1 | 1 S/m = 10 mS/cm |
| 微西門子每公分 | µS/cm | 0.0001 | 水質 EC 常見讀值;100 µS/cm = 0.01 S/m |
水質量測的 EC、dS/m、µS/cm、TDS 與 PSU 依樣品和量測方式判讀,不能把材料電導率的固定換算式直接套用於水樣。本表著重材料電導率和電阻率,不提供通用的 EC→TDS 固定換算係數。
電阻、電阻率與電導率三者區別
| 物理量 | 符號 | 單位 | 由什麼決定 |
|---|---|---|---|
| 電阻 | R | Ω | 材料、長度、截面積、溫度和接點等共同決定 |
| 電阻率 | ρ | Ω·m、Ω·cm | 材料性質,並受溫度、純度、晶向和加工狀態影響 |
| 電導 | G | S | 元件電阻的倒數,G = 1/R |
| 電導率 | σ | S/m、S/cm | 材料電阻率的倒數;對均勻各向同性材料 σ = 1/ρ |
SI 定義中 1 S = 1/Ω,但材料電導率有長度分母;不能把電導 S 和電導率 S/m 當成相同單位。若已知實際電路的電壓、電流和電阻關係,另見電壓、電流、電阻與功率公式換算:歐姆定律。
由材料電阻率計算導體電阻
均勻直導體在簡化模型下:
R = ρ × L ÷ A
L 是導體長度,A 是垂直於電流方向的截面積。若 ρ 用 Ω·m、L 用 m、A 用 m²,結果是 Ω。若使用線材常見的 ρ(Ω·mm²/m)、長度(m)和截面積(mm²),公式數值也可直接代入得到 Ω。
| 例子 | 計算 | 結果 |
|---|---|---|
| 材料電阻率 0.02 Ω·mm²/m、導體長 10 m、截面積 1 mm² | R = 0.02 × 10 ÷ 1 |
0.2 Ω |
| 同一材料與長度,截面積增為 2 mm² | R = 0.02 × 10 ÷ 2 |
0.1 Ω |
| 同一材料與截面積,長度變成 20 m | R = 0.02 × 20 ÷ 1 |
0.4 Ω |
這是均勻、等截面導體的初步計算;接點、絞線、絕緣溫升、頻率造成的集膚效應、交流鄰近效應和材料溫度係數會改變實際值。電線線徑和截面積換算見AWG 線徑對照與 mm² 換算。
電阻率和電導率的量測條件
| 條件 | 影響 | 比較時記錄 |
|---|---|---|
| 溫度 | 金屬、半導體、電解液的電阻率可能隨溫度呈不同方向或幅度變化 | 測試溫度和溫度係數 |
| 材料成分與純度 | 合金、摻雜、污染和孔隙會改變傳導特性 | 材料牌號、純度、摻雜與加工狀態 |
| 幾何與電極接觸 | 電極接觸電阻和試片形狀會影響量得的總電阻 | 樣品尺寸、四探針/兩探針方法及接點配置 |
| 交流頻率 | 高頻電流的有效截面與直流不同 | 測試頻率、波形和儀器設定 |
| 各向異性 | 不同方向導電能力可不同 | 電流方向、晶向或纖維排列方向 |
延伸資料
- NIST:Appendix B.8—Electrical Resistivity Unit Conversions:列出 Ω·cm、Ω·m、Ω·cmil/ft 和 Ω·mm²/m 等轉換因子。
- NIST:Resistivity and Hall Measurements:材料電阻率、樣品幾何和電阻率量測資料。
- 電壓、電流、電阻與功率公式換算:歐姆定律:電阻、電壓、電流和功率公式。
- AWG 電線線徑、截面積與直徑換算:導體直徑、截面積和 AWG 規格。
- SI 前綴完整對照:quetta 至 quecto:讀取 μ、m、k 等 SI 前綴。
材料電阻率不是導線電阻的直接讀值;使用 R = ρL/A 時須配對單位並確認樣品幾何。電阻率與電導率的倒數關係適用於相同狀態下的均勻各向同性材料;液體、水樣、各向異性半導體和高頻材料需依相應測試條件判讀。查核日期:2026-10-06。