பொருட்களின் மின் கடத்துத்திறன்

இந்த கட்டுரையில், மின் கடத்துத்திறன் என்ற தலைப்பை நாங்கள் வெளிப்படுத்துவோம், மின்சாரம் என்றால் என்ன, அது ஒரு கடத்தியின் எதிர்ப்போடு எவ்வாறு தொடர்புடையது மற்றும் அதன்படி, அதன் மின் கடத்துத்திறனுடன் தொடர்புடையது என்பதை நினைவுபடுத்துவோம். தலைப்பைத் தொட்டு, இந்த அளவுகளைக் கணக்கிடுவதற்கான முக்கிய சூத்திரங்களைக் கவனியுங்கள் தற்போதைய வேகம் மற்றும் மின்சார புல வலிமையுடன் அதன் தொடர்பு. மின் எதிர்ப்பிற்கும் வெப்பநிலைக்கும் இடையிலான உறவையும் நாங்கள் தொடுவோம்.

தொடங்குவதற்கு, மின்சாரம் என்றால் என்ன என்பதை நினைவில் கொள்வோம். நீங்கள் ஒரு பொருளை வெளிப்புற மின்சார புலத்தில் வைத்தால், இந்த புலத்திலிருந்து வரும் சக்திகளின் செயல்பாட்டின் கீழ், அடிப்படை சார்ஜ் கேரியர்களின் இயக்கம் - அயனிகள் அல்லது எலக்ட்ரான்கள் - பொருளில் தொடங்கும். அது மின்சார அதிர்ச்சியாக இருக்கும். மின்னோட்டம் I என்பது ஆம்பியர்களில் அளவிடப்படுகிறது, மேலும் ஒரு ஆம்பியர் என்பது ஒரு வினாடிக்கு கம்பியின் குறுக்குவெட்டு வழியாக ஒரு கூலம்பிற்கு சமமான மின்னோட்டத்தை பாயும் மின்னோட்டமாகும்.

மின்னோட்டம் நேரடியானது, மாறி மாறி, துடிக்கிறது.ஒரு குறிப்பிட்ட தருணத்தில் நேரடி மின்னோட்டம் அதன் அளவையும் திசையையும் மாற்றாது, மாற்று மின்னோட்டம் காலப்போக்கில் அதன் அளவையும் திசையையும் மாற்றுகிறது (ஏசி ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் மின்மாற்றிகள் சரியாக மாற்று மின்னோட்டத்தைக் கொடுக்கின்றன), துடிப்பு மின்னோட்டம் அதன் அளவை மாற்றுகிறது ஆனால் திசையை மாற்றாது (எ.கா. திருத்தப்பட்ட மாற்று மின்னோட்டம்) . தற்போதைய பருப்பு வகைகள்).

பொருட்கள் ஒரு மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் மின்சாரத்தை நடத்த முனைகின்றன, மேலும் இந்த பண்பு மின் கடத்துத்திறன் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது வெவ்வேறு பொருட்களுக்கு வேறுபட்டது, பொருட்களின் மின் கடத்துத்திறன் அவற்றில் இலவச சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் செறிவைப் பொறுத்தது, அதாவது அயனிகள். மற்றும் படிக அமைப்பிலோ, மூலக்கூறுகளோடும், கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் அணுக்களோடும் பிணைக்கப்படாத எலக்ட்ரான்கள். எனவே, கொடுக்கப்பட்ட பொருளில் இலவச சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவைப் பொறுத்து, பொருட்கள் மின் கடத்துத்திறன் அளவு மூலம் பிரிக்கப்படுகின்றன: கடத்திகள், மின்கடத்தா மற்றும் குறைக்கடத்திகள்.

இது அதிக மின் கடத்துத்திறன் கொண்டது மின்சார கம்பிகள், மற்றும் இயற்பியல் இயல்பு மூலம் இயற்கையில் கடத்திகள் இரண்டு வகைகளால் குறிப்பிடப்படுகின்றன: உலோகங்கள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகள். உலோகங்களில், மின்னோட்டம் இலவச எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்தால் ஏற்படுகிறது, அதாவது அவை மின்னணு கடத்துத்திறன் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் (அமிலங்கள், உப்புகள், தளங்களின் கரைசல்களில்) - அயனிகளின் இயக்கத்திலிருந்து - நேர்மறை மற்றும் மூலக்கூறுகளின் பாகங்கள் எதிர்மறை கட்டணம், அதாவது, எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் கடத்துத்திறன் அயனி. அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட நீராவிகள் மற்றும் வாயுக்கள் கலப்பு கடத்துத்திறன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, அங்கு மின்னோட்டமானது எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அயனிகளின் இயக்கம் காரணமாகும்.

எலக்ட்ரான் கோட்பாடு உலோகங்களின் உயர் மின் கடத்துத்திறனை சரியாக விளக்குகிறது.உலோகங்களில் உள்ள அணுக்கருக்களுடன் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களின் பிணைப்பு பலவீனமாக உள்ளது, எனவே இந்த எலக்ட்ரான்கள் கடத்தியின் அளவு முழுவதும் அணுவிலிருந்து அணுவிற்கு சுதந்திரமாக நகரும்.

உலோகங்களில் உள்ள இலவச எலக்ட்ரான்கள் வாயு, எலக்ட்ரான் வாயு போன்ற அணுக்களுக்கு இடையில் உள்ள இடத்தை நிரப்புகின்றன, மேலும் அவை குழப்பமான இயக்கத்தில் உள்ளன. ஆனால் ஒரு உலோக கம்பி ஒரு மின்சார புலத்தில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டால், இலவச எலக்ட்ரான்கள் ஒழுங்கான முறையில் நகரும், அவை நேர்மறை துருவத்தை நோக்கி நகரும், மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும். இவ்வாறு ஒரு உலோகக் கடத்தியில் கட்டற்ற எலக்ட்ரான்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் மின்சாரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

விண்வெளியில் ஒரு மின்சார புலத்தின் பரவலின் வேகம் தோராயமாக 300,000,000 m / s க்கு சமம், அதாவது ஒளியின் வேகம் என்று அறியப்படுகிறது. ஒரு கம்பி வழியாக மின்னோட்டம் பாயும் அதே வேகம் இதுவாகும்.

இதற்கு என்ன அர்த்தம்? உலோகத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு எலக்ட்ரானும் இவ்வளவு பெரிய வேகத்தில் நகர்கிறது என்று இது அர்த்தப்படுத்துவதில்லை, ஆனால் ஒரு கம்பியில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், மாறாக, வினாடிக்கு சில மில்லிமீட்டர்கள் முதல் சில சென்டிமீட்டர்கள் வரை வேகத்தைக் கொண்டிருக்கும். மின்சார புல வலிமை, ஆனால் ஒரு கம்பி வழியாக மின்னோட்டத்தின் பரவலின் வேகம் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமமாக இருக்கும்.

விஷயம் என்னவென்றால், ஒவ்வொரு இலவச எலக்ட்ரானும் இதே "எலக்ட்ரான் வாயுவின்" பொதுவான எலக்ட்ரான் ஓட்டத்தில் மாறிவிடும், மேலும் மின்னோட்டத்தை கடந்து செல்லும் போது, ​​மின்சார புலம் இந்த முழு ஓட்டத்திலும் செயல்படுகிறது, இதன் விளைவாக எலக்ட்ரான்கள் தொடர்ந்து கடத்துகின்றன. இந்த கள நடவடிக்கை ஒருவருக்கொருவர் - அண்டை வீட்டாரிடம் இருந்து.

ஆனால் எலக்ட்ரான்கள் தங்கள் இடங்களுக்கு மிக மெதுவாக நகர்கின்றன, கம்பி வழியாக மின் ஆற்றலின் பரவலின் வேகம் மிகப்பெரியது என்ற போதிலும்.எனவே மின் நிலையத்தில் சுவிட்ச் இயக்கப்பட்டால், மின்னோட்டம் உடனடியாக நெட்வொர்க் முழுவதும் எழுகிறது மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் நடைமுறையில் நிற்கின்றன.

இருப்பினும், இலவச எலக்ட்ரான்கள் கம்பி வழியாக நகரும்போது, ​​​​அவை பல மோதல்களை அனுபவிக்கின்றன, அவை அணுக்கள், அயனிகள், மூலக்கூறுகளுடன் மோதி, அவற்றின் ஆற்றலில் சிலவற்றை மாற்றுகின்றன. இந்த எதிர்ப்பை சமாளிக்கும் நகரும் எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் வெப்பம் மற்றும் கடத்தி வெப்பமடைவதால் ஓரளவு சிதறடிக்கப்படுகிறது.

இந்த மோதல்கள் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்திற்கு எதிர்ப்பாக செயல்படுகின்றன, அதனால்தான் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கத்தைத் தடுக்க ஒரு கடத்தியின் சொத்து மின் எதிர்ப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. கம்பியின் குறைந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டு, கம்பி மின்னோட்டத்தால் சிறிது வெப்பமடைகிறது, குறிப்பிடத்தக்க ஒன்று - மிகவும் வலுவான மற்றும் வெள்ளை நிறத்திற்கு கூட, இந்த விளைவு வெப்ப சாதனங்கள் மற்றும் ஒளிரும் விளக்குகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

எதிர்ப்பு மாற்றத்தின் அலகு ஓம் ஆகும். எதிர்ப்பு R = 1 ஓம் அத்தகைய கம்பியின் எதிர்ப்பாகும், 1 ஆம்பியர் நேரடி மின்னோட்டம் அதன் வழியாக செல்லும் போது, ​​கம்பியின் முனைகளில் சாத்தியமான வேறுபாடு 1 வோல்ட் ஆகும். 1 ஓமில் உள்ள எதிர்ப்பின் தரமானது பாதரசம் 1063 மிமீ உயரம், 0 ° C வெப்பநிலையில் குறுக்கு வெட்டு 1 சதுர மிமீ.

கம்பிகள் மின் எதிர்ப்பால் வகைப்படுத்தப்படுவதால், ஓரளவிற்கு கம்பி மின்சாரத்தை நடத்தும் திறன் கொண்டது என்று நாம் கூறலாம். இந்த தொடர்பில், கடத்துத்திறன் அல்லது மின் கடத்துத்திறன் எனப்படும் மதிப்பு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. மின் கடத்துத்திறன் என்பது ஒரு மின்னோட்டத்தை நடத்துவதற்கான ஒரு கடத்தியின் திறன், அதாவது மின் எதிர்ப்பின் பரஸ்பரம்.

மின் கடத்துத்திறன் G (கடத்துத்திறன்) அலகு சீமென்ஸ் (S) மற்றும் 1 S = 1 / (1 Ohm). ஜி = 1 / ஆர்.

வெவ்வேறு பொருட்களின் அணுக்கள் வெவ்வேறு அளவுகளுக்கு மின்சாரம் செல்வதில் குறுக்கிடுவதால், வெவ்வேறு பொருட்களின் மின் எதிர்ப்பு வேறுபட்டது. இந்த காரணத்திற்காக, கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது மின் எதிர்ப்பு, அதன் மதிப்பு «p» இந்த அல்லது அந்த பொருளின் கடத்தும் பண்புகளை வகைப்படுத்துகிறது.

குறிப்பிட்ட மின் எதிர்ப்பானது ஓம் * மீ இல் அளவிடப்படுகிறது, அதாவது 1 மீட்டர் விளிம்புடன் ஒரு கனசதுரப் பொருளின் எதிர்ப்பு. இதேபோல், ஒரு பொருளின் மின் கடத்துத்திறன் குறிப்பிட்ட மின் கடத்துத்திறனால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது ?, S / m இல் அளவிடப்படுகிறது, அதாவது 1 மீட்டர் விளிம்புடன் ஒரு கனசதுரத்தின் கடத்துத்திறன்.

இன்று, மின் பொறியியலில் கடத்தும் பொருட்கள் முக்கியமாக ரிப்பன்கள், டயர்கள், கம்பிகள், ஒரு குறிப்பிட்ட குறுக்குவெட்டு பகுதி மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட நீளம் கொண்ட வடிவத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் மீட்டர் க்யூப்ஸ் வடிவத்தில் இல்லை. குறிப்பிட்ட அளவுகளின் கம்பிகளின் மின் எதிர்ப்பு மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் ஆகியவற்றின் மிகவும் வசதியான கணக்கீடுகளுக்கு, மின் எதிர்ப்பு மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் ஆகிய இரண்டிற்கும் மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய அளவீட்டு அலகுகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன. Ohm * mm2 / m - எதிர்ப்பிற்காகவும், Cm * m / mm2 - மின் கடத்துத்திறனுக்காகவும்.

20 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் 1 மீட்டர் நீளம் கொண்ட 1 சதுர மிமீ குறுக்கு வெட்டு பகுதி கொண்ட கம்பியின் கடத்தும் பண்புகளை மின் எதிர்ப்பு மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் வகைப்படுத்துகின்றன என்று இப்போது நாம் கூறலாம், இது மிகவும் வசதியானது.

தங்கம், தாமிரம், வெள்ளி, குரோமியம் மற்றும் அலுமினியம் போன்ற உலோகங்கள் சிறந்த மின் கடத்துத்திறன் கொண்டவை. எஃகு மற்றும் இரும்பு குறைந்த கடத்துத்திறன் கொண்டது. தூய உலோகங்கள் எப்போதும் அவற்றின் கலவைகளை விட சிறந்த மின் கடத்துத்திறனைக் கொண்டிருக்கின்றன, எனவே மின் பொறியியலில் தூய தாமிரம் விரும்பப்படுகிறது.உங்களுக்கு குறிப்பாக அதிக எதிர்ப்பு தேவைப்பட்டால், டங்ஸ்டன், நிக்ரோம், கான்ஸ்டன்டன் ஆகியவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

குறிப்பிட்ட மின் எதிர்ப்பு அல்லது மின் கடத்துத்திறனின் மதிப்பை அறிந்து, கொடுக்கப்பட்ட பொருளால் செய்யப்பட்ட ஒரு குறிப்பிட்ட கம்பியின் எதிர்ப்பு அல்லது மின் கடத்துத்திறனை எளிதாகக் கணக்கிடலாம், இந்த கம்பியின் நீளம் l மற்றும் குறுக்கு வெட்டு பகுதி S ஆகியவற்றை கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளலாம்.

அனைத்து பொருட்களின் மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் மின் எதிர்ப்பானது வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது, ஏனெனில் படிக லட்டியின் அணுக்களின் வெப்ப அதிர்வுகளின் அதிர்வெண் மற்றும் வீச்சு அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிக்கிறது, மின்னோட்டத்திற்கான எதிர்ப்பு மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டமும் அதற்கேற்ப அதிகரிக்கிறது.

வெப்பநிலை குறையும் போது, ​​மாறாக, படிக லட்டியின் அணுக்களின் அதிர்வுகள் சிறியதாகி, எதிர்ப்பு குறைகிறது (மின் கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கிறது). சில பொருட்களில், வெப்பநிலையின் எதிர்ப்பின் சார்பு குறைவாக உச்சரிக்கப்படுகிறது, மற்றவற்றில் அது வலுவானது. எடுத்துக்காட்டாக, கான்ஸ்டன்டன், ஃபெக்ரல் மற்றும் மாங்கனின் போன்ற உலோகக்கலவைகள் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை வரம்பில் எதிர்ப்பை சிறிது மாற்றுகின்றன, அதனால்தான் தெர்மோஸ்டபிள் மின்தடையங்கள் அவற்றால் செய்யப்படுகின்றன.

எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம்? ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் அதன் எதிர்ப்பின் அதிகரிப்பைக் கணக்கிட உங்களை அனுமதிக்கிறது மற்றும் 1 ° C வெப்பநிலையில் அதிகரிப்புடன் எதிர்ப்பின் ஒப்பீட்டு அதிகரிப்பை எண்ணியல் ரீதியாக வகைப்படுத்துகிறது.

எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம் மற்றும் வெப்பநிலை உயர்வு ஆகியவற்றை அறிந்தால், கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில் ஒரு பொருளின் எதிர்ப்பைக் கணக்கிடுவது எளிது.

எங்கள் கட்டுரை உங்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருந்தது என்று நாங்கள் நம்புகிறோம், இப்போது நீங்கள் எந்த வெப்பநிலையிலும் எந்த கம்பியின் எதிர்ப்பையும் கடத்துத்திறனையும் எளிதாகக் கணக்கிடலாம்.