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金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的。自由电子在运动中要与金属正离子频繁碰撞，每秒钟的碰撞次数高达10 15 左右。这种碰撞阻碍了自由电子的定向移动，表示这种阻碍作用的物理量叫作电阻。不但金属导体有电阻，其他物体也有电阻。导体的电阻是由它本身的物理条件决定的。金属导体的电阻是由它的材料性质、长短、粗细以及使用温度决定的。
各种物体都具有一定的阻值，这个阻值的大小代表对电流流动阻挡力的大小。在国际单位制（SI）中，电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。欧姆是这样定义的：当在一个物体的两端加上1伏特的电压时，如果在这个物体中有1安培的电流通过，则这个物体的阻值为1欧姆。此外还有KΩ（千欧），MΩ（兆欧）。其中：
1MΩ=1000KΩ，1KΩ=1000Ω
在保持温度不变的条件下，实验结果表明，用同种材料制成的横截面积相等而长度不等的导线，其电阻与它的长度 L 成正比；长度相等而横截面积不相等的导线，其电阻与它的横截面积 S 成反比，即
上式叫作电阻定律。式中，比例系数 ρ 叫作材料的电阻率，单位是Ω·m（欧姆·米）。 ρ 与导体的几何形状无关，而与导体材料的性质和导体所处的条件（如温度等）有关，在数值上等于单位长度、单位面积的物体在20℃时所具有的电阻值。 R 、 L 、 S 的单位分别是Ω（欧）、m（米）和m 2 （平方米）。在一定温度下，同一种材料的电阻率 ρ 是常数。不同的物质具有不同的电阻率。电阻率的大小反映了各种材料导电性能的好坏，电阻率增大，表示其导电性能越差。通常将电阻率小于10 -6 Ω·m的材料叫作导体，如金属；电阻率大于10 7 Ω·m的材料叫作绝缘体，如石英、塑料等；而电阻率的大小介于导体和绝缘体之间的材料，叫作半导体，如硅、锗等。导线的电阻要尽可能小，各种导线都用铜、铝等电阻率小的纯金属制成。而为了安全，电工用具上都安装有用橡胶、木头等电阻率很大的绝缘体制作而成的把、套，表1-2中列出了几种常用材料的电阻率。
表1-2 常用材料的电阻率
续前表
从表1-2中可以明显地看出，金属铜的电阻率 ρ 仅次于银，也是一种良导体，因此铜导线是广泛应用于各种用途的导线。
任何物体都具有电阻，但实际使用中的电阻器是专门制造出来的。电阻器简称电阻（resistor，通常用“R”表示），在电路图上，电阻的符号常用长方形来表示，即
。电阻是电路元件中应用最广泛的一种，在电子设备中约占元件总数的30%以上，其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。它的主要物理特征是变电能为热能。电阻是一种耗能元件，电流经过它就产生热能。电阻的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压，起分流分压的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻并且阻值不变，而且对于不同频率的交流呈现出相同的阻值。其次，它还作为分流器、分压器以及负载使用。在电子电路中常用的电阻器有固定式电阻器和可变式电阻器。可变式电阻器的符号为
，通常用
W
R
表示，以区别于固定式电阻。按制作材料和工艺不同，固定式电阻器可分为膜式电阻（碳膜RT、金属膜RJ、合成膜RH和氧化膜RY）、实芯电阻（有机RS和无机RN）、金属线绕电阻（RX）、特殊电阻（MG型光敏电阻、MF型热敏电阻）四种。其中，热敏电阻还分为负温度系数热敏电阻和正温度系数热敏电阻两类。前者的阻值随温度的升高而减小，广泛应用于温度测量和温度调节等场合，还可以作为补偿电阻使用；后者的阻值随着温度的升高而增大，用于启动电阻时，可抑制白炽灯、电容器和小型电动机等在通电瞬间产生过大的冲击电流。
一般导体中，温度变化会引起导体中的电荷数量和电荷碰撞次数变化，从而使导体的电阻发生变化。温度变化小时，金属导体的电阻可以认为不变；温度变化大时，电阻的变化不可忽略。例如40W白炽灯的灯丝，在不发光时电阻为100Ω，正常发光时，灯丝温度可达到1000℃，这时灯丝电阻约为1000Ω。我们把温度每升高1℃电阻所变动的数值与原来电阻的比值称为电阻温度系数，用字母α表示，单位为1/℃。即
式中， α 表示电阻温度系数，单位为1/℃； t 1 表示温度变化前的值，单位为℃； t 2 表示温度变化后的值，单位为℃； R 1 表示温度为 t 1 时导体电阻，单位为Ω； R 2 表示温度为 t 2 时导体电阻，单位为Ω。
表1-3为几种常见电阻的情况。
表1-3 几种常用电阻的结构和特点
电阻的标称阻值和容许误差一般都直接标注在电阻体的表面上，体积小的电阻用文字符号法或色标法表示。电阻的色环通常有四条和五条。表1-4、1-5分别列出了四色环、五色环所代表的数字或意义。
表1-4 电阻四色环颜色所代表的数字或意义
显然，没有第四色环的电阻，其误差高达±20%，而第四色环颜色为金色的误差仅为±5%。
表1-5 电阻五色环颜色所代表的数字或意义
续前表
显然，没有第五色环的电阻，其误差高达±20%。而第五色环颜色为棕色的误差仅为±1%。
图1-8（a）所示色环电阻就是四条色环所表示的电阻值，单位为Ω。其中三条相距较近，作为阻值标注，另一条距离前三条较远，作为误差标注；在电阻体的一端标以彩色环，电阻的色标是由左向右排列的。要注意这种排列顺序的前提是，电阻体上较大的空白处一定要放置在右方才行。这时的电阻值为47000Ω±5%。图1-8（b）所示色环电阻就是五条色环所表示的电阻值，单位为Ω。其中四条相距较近，作为阻值标注，另一条距离前四条较远，作为误差标注。第一至第三色环表示电阻的有效数字，第四色环表示倍乘数，第五色环表示容许偏差所示电阻为17.8Ω±1%。
图1-8 四条色环、五条色环表示电阻
电阻值还可以采用型号命名法。根据表1-6，一个RJ81-0.125-5.1kI型电阻的命名含义为：R——电阻器；J——金属膜；8——精密；1——序号；0.125——额定功率（瓦）；5.1k——标称阻值；I——误差5%。
表1-6 电阻值型号命名法
电阻的倒数称为电导，常用字母
G
来表示，单位为西门子（
S
），简称西，
。根据定义，有
导体的电阻越小，电导就越大，导电性能就越好。电阻和电导互为倒数，它们是同一事物的两种表示方法，本质上没有区别。
图1-9 线性电阻伏安特性曲线实验电路
我们先做这样一个实验，电路如图1-9所示。
保持电阻 R 不变，调节可变电阻 W R 的阻值（即改变加到 R 上电压的数值），再观察电流的变化。取五组测量所得电压、电流数据，列入表1-7中。从表中可以看出，在电阻 R 不变时，电流随电压成正比增加。
表1-7 线性电阻伏安特性曲线实验数据
可以把加在电阻两端的电压和通过电阻的电流的关系，在直角坐标中用一条曲线描绘出来，我们把这条曲线就叫作电阻的伏安特性曲线。
用横坐标代表电流 I ，用纵坐标代表电压 U 。将表1-7所列的五组电压、电流实验数据，利用描点法在坐标系中可以得到电阻 R 的伏安特性曲线——一条直线，如图1-10所示。
图1-10 线性电阻伏安特性曲线
实验证明，多数金属导体的电阻以及实际使用中的各种电阻都不随加在两端的电压和通过的电流变化而变化，这种电阻都像图1-10所示的那样，伏安特性曲线为一条直线。我们把具有这种特性的电阻叫作线性电阻。即此电阻的电阻值 R 可以认为是不变的常数，直线斜率的倒数表示该电阻的电阻值。由表1-7的实验数据看出， R 是一个与电压和电流无关的常量，也就是说，电阻两端电压与电流的比值等于一个常数。
除了线性电阻以外，还有另外一类电阻。当加上不同的电压或者通过不同的电流时，它们的电阻值也不相同，即电阻两端电压与流过电流的比值不等于常数，我们把这一类电阻叫作非线性电阻。非线性电阻的电路符号为
，以区别于线形电阻。目前我们尚未接触到的晶体管电路中的晶体二极管就是一个典型的非线性电阻元件。用同样的实验方法可以得到非线性电阻的伏安特性曲线，如图1-11所示，并不是直线。
图1-12为非线性电阻的伏安特性曲线的实验电路。
图1-11 非线性电阻伏安特性曲线
图1-12 非线性电阻伏安特性曲线实验电路
非线性电阻和线性电阻都可以起到阻碍电流的作用，但是它们的电压和电流的关系却有着本质上的区别。在工程上以及各种电子线路中，它们都有着广泛的作用，都发挥着各自的特长。
思考题
1.试说明电阻的定义。如何区别色环电阻的阻值大小？
2.既然任何物体都存在电阻，为什么还要专门制造各种各样的电阻器？试举例说明这些电阻器的应用。
3.什么是电导？它和电阻有什么关系？二者本质上有区别吗？
4.电阻是一种耗能元件。它有一种来者不拒的特性，即直流和交流都能通过它。直流有强弱或大小之分，交流有频率不同之分。试问不同的直流和交流通过同一电阻时，它所呈现的阻值一样吗？
5.试说明线性与非线性电阻的主要区别。
6.什么是电阻的伏安特性曲线？线性电阻与非线性电阻的伏安特性曲线一致吗？试说明。