رسانایی ویژه به عنوان مهمترین مشخصه هادی های جریان الکتریکی

رسانایی ویژه به عنوان مهمترین مشخصه هادی های جریان الکتریکی
رسانایی ویژه به عنوان مهمترین مشخصه هادی های جریان الکتریکی
Anonim

حرکت جریان الکتریکی در رساناها ناگزیر با اعمال نیروهای فیزیکی خاصی است که از این حرکت جلوگیری می کند. از دیدگاه نظریه اتمی-مولکولی ساختار ماده، این پدیده بر این واقعیت استوار است که الکترون های باردار در حین حرکت خود با اتم های تشکیل دهنده ماده هادی برخورد می کنند.

رسانایی
رسانایی

همانطور که نتایج مطالعات متعدد نشان می دهد، تعداد چنین برخوردهایی از الکترون ها به طور مستقیم با توانایی یک ماده برای عبور جریان الکتریکی از خود با حداقل تلفات مرتبط است. بر این اساس، مقاومتی که ماده هادی در برابر جریان الکتریکی از خود دارد، در فیزیک نام «مقاومت الکتریکی رسانا» را دریافت کرده است.

مقاومت با ولتاژ نسبت مستقیم و با قدرت جریان نسبت معکوس دارد. مطابق با سیستم بین المللی واحدهای اندازه گیری، با حرف R نشان داده می شود و بر حسب اهم اندازه گیری می شود.

در عین حال، اغلب هنگام ایجاد مواد خاص، مقاومت فعال هادی در برابر عبور از آن اهمیت بیشتری پیدا می کند.جریان الکتریکی، اما چقدر می تواند همین جریان را هدایت کند. نقطه مقابل مقاومت الکتریکی رسانایی است.

رسانایی مس
رسانایی مس

رسانایی الکتریکی خاص، که در فیزیک استفاده می شود، توانایی کلی یک جسم برای رسانایی جریان الکتریکی را مشخص می کند. از نظر کمی، رسانایی برابر مقاومت متقابل است. با حرف γ نشان داده می شود و با واحدهای m/ohm×mm^2 یا زیمنس/متر اندازه گیری می شود.

مطابق با قانون اساسی مهندسی برق - قانون اهم - مقدار رسانایی ویژه وابستگی متقابل بین چگالی جریانی که در یک رسانای خاص رخ می دهد و مقدار عددی میدان الکتریکی که در یک هادی خاص ظاهر می شود را نشان می دهد. محیط. با این حال، این شرط فقط برای یک محیط همگن معتبر است؛ در یک لایه ناهمگن، رسانایی ویژه چیزی جز یک تانسور نیست.

هدایت الکتریکی خاص
هدایت الکتریکی خاص

در میان فلزات، بالاترین رسانایی ویژه مشخصه نقره و مس است. این در درجه اول به دلیل ویژگی‌های ساختار شبکه‌های کریستالی آنهاست که امکان حرکت نسبتا آسان ذرات باردار (الکترون‌ها و یون‌ها) را فراهم می‌کند.

کاملاً طبیعی است که فلزات خالص رسانایی بالاتری نسبت به آلیاژها داشته باشند، بنابراین در صنعت برای مصارف الکتریکی، آنها تمایل دارند از خالص ترین مس با محتوای ناخالصی بیش از 0.05٪ استفاده کنند. به هر حال، رسانایی ویژه مس 58 است،5 سیمنز/mm^2، که به طور قابل توجهی بالاتر از اکثریت قریب به اتفاق سایر فلزات است.

علاوه بر هادی های فلزی، هادی های غیر فلزی در صنعت و زندگی روزمره بسیار مورد استفاده قرار می گیرند که رایج ترین آنها زغال سنگ است. از آن، به ویژه، برس های مخصوص ماشین های الکتریکی، الکترودهای مورد استفاده در نورافکن ها و غیره ساخته می شود.

توصیه شده: