3.2 圆形截面导线的电阻
具有均匀横截面积的任何材料的电阻由下列四种因素来决定：材质、长度、横截面积和温度。
正如3.1节所述，导体的原子结构决定了材料是否容易传导自由电子。此外，不难理解：自由电子通过的路径越长，受到的阻力也就越大；导体的横截面积越大，自由电子越容易通过；温度越高，分子的热运动则越剧烈，自由电子寻找移动路径便越困难。
电阻与前三个因素的关系可用下面的公式来表示：
式中，ρ表示温度为20℃时材料的电阻率，单位为CM·Ω/ft；l表示导体长度，单位为英尺（ft），1ft=304.8mm；A表示导体横截面积，单位为圆密耳（circular mil，CM）。它们的意义如图3.2所示。
电阻率区别了不同材料的导电性，用希腊字母ρ来表示，单位是CM·Ω/ft。不同材料在20℃室温时的电阻率见表3.1。由于电阻率越大，电阻也越大，因此它在公式（3.1）中作为乘数因子，也就是它出现在公式（3.1）的分子中。由于电阻率代表了在特定温度下材料的导电性能，所以公式（3.1）只适用于室温条件，认识到这一点很重要。温度变化对电阻的影响将在3.4节讨论。
不同材料导体的电阻比较如图3.3a所示。进一步地，既然长度也出现在公式（3.1）的分子中，那么又可以说，导体越长，则导体的电阻越大。
不同长度导体的电阻比较如图3.3b所示。
最后，由于面积出现在公式（3.1）的分母中，那么可以说，导体的横截面积越大，则导体的电阻越小。
不同横截面积导体的电阻比较如图3.3c所示。
圆密耳
式（3.1）中，导线横截面积是用圆密耳为单位来表示的。圆密耳广泛应用于工业导线标准中，因此需要仔细定义。密耳（mil）是长度的测量单位，与英寸（in） 1in=2.54cm。的关系是
或者
因而，密耳是非常小的长度单位。1密耳是一个用肉眼看不见的长度，需要用特殊仪器才可测得。在钢铁和机械加工行业，经常使用密耳做长度单位，例如，用车床把工件切削掉几个密耳，钢板的厚度通常也是用密耳来测量。
定义 具有1密耳直径的导线的横截面积等于1圆密耳，用CM来表示。
圆密耳的几何解释如图3.4所示。
该定义的有趣现象是，用CM表示的圆形导线的横截面积数等于用mil表示的导线直径的平方，即
可以用图3.5来理解这个关系的正确性，其中画出一个直径是2mil的导线，横截面积是4CM；导线的直径是3mil，横截面积是9CM。
记住，当直径的单位以英寸表示时，为了用圆密耳来计算导线的横截面积，第一步要把直径转换成以密耳为单位的数，简单到只需向右移动小数点3位即可。例如
第二步，计算面积。根据公式（3.2）得，
如果你所用的导线截面不是圆形的，需要将平方密耳转换成圆密耳，或反过来。应用圆的面积公式，并设直径为1mil，结果得
据此，我们轻松地得到了
或
例3.1长度为100ft、直径为0.020in的铜导线，在20℃时的电阻是多少？
解：
例3.2从图3.6的纸箱中取出铜导线来使用。如果导线直径是（1/16）in，纸箱中剩余铜线的电阻是0.5Ω，计算剩余铜线的长度。
解：
例3.3用于高层办公楼配电室的铜汇流排尺寸如图3.7所示，问汇流排的电阻是多少？
在后面的章节中我们会发现，导体的电阻越小，电源到负载之间连接导线的功率损耗也就越小。由于电阻率是决定导体电阻的主要因素，因此电阻率越低，在相同尺寸情况下，导体的电阻就越小。因而表3.1指出了铜、银、金和铝是最好也是最常用的导体。然而，在选用导体材料时，还有一些其他因素需要考虑，例如，材料的可塑性（材料被加工成型的能力）、韧性（材料被能被拉成细长丝线的能力）、温度敏感性，当然还有成本等。当为某个特定的用途选择导电材料时，这些都必须认真权衡。
在一般情况下，铜是使用最广泛的导电材料，因为它有良好的可塑性、韧性和温度特性；虽然并不便宜，但也不像银或金那样昂贵；还可以二次利用。在拆毁一座建筑之前，总是要努力将铜导线移走，因为它具有回收和再利用的价值。铝一般不再次使用，虽然它比铜便宜。但是它的温度特性会给它的某些应用带来难题。存在电流时铝线会变热，当电流被切断时铝线又渐渐变冷，这就导致铝线反复膨胀和收缩，使连接处渐渐发生松动，直至产生严重后果。然而，在集成电路制造领域和能够做到安全连接的场合，铝仍然得到了广泛应用。虽然银和金比铜或铝昂贵得多，但在有些场合使用银和金所增加的成本还是合算的。银具有优异的电镀特性，用于物体的表面处理。黄金广泛应用于集成电路制造。钨的电阻率是铜的三倍，但使用钨时首先要考虑的因素不是它的电阻率，而是它的物理性能，例如，坚固性和硬度等。