கடத்துத்திறன் அலகுகள். மின் கடத்துத்திறன். வரையறை, அளவீட்டு அலகுகள். சோதனை: மொத்த கனிமமயமாக்கல் மற்றும் கடத்துத்திறனை அளவிடுதல்

இந்த கட்டுரையில் நாம் மின் கடத்துத்திறன் என்ற தலைப்பைப் பார்ப்போம், மின்சாரம் என்றால் என்ன, அது கடத்தியின் எதிர்ப்போடு எவ்வாறு தொடர்புடையது மற்றும் அதன்படி, அதன் மின் கடத்துத்திறனுடன் தொடர்புடையது என்பதை நினைவில் கொள்க. இந்த அளவுகளைக் கணக்கிடுவதற்கான அடிப்படை சூத்திரங்களைக் கவனிப்போம், மேலும் தலைப்பு மற்றும் மின்சார புல வலிமையுடன் அதன் தொடர்பைத் தொடவும். மின் எதிர்ப்பிற்கும் வெப்பநிலைக்கும் இடையிலான உறவையும் நாங்கள் தொடுவோம்.

முதலில், மின்சாரம் என்றால் என்ன என்பதை நினைவில் கொள்வோம். நீங்கள் ஒரு பொருளை வெளிப்புற மின்சார புலத்தில் வைத்தால், இந்த புலத்திலிருந்து வரும் சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ், அடிப்படை சார்ஜ் கேரியர்களின் இயக்கம் - அயனிகள் அல்லது எலக்ட்ரான்கள் - பொருளில் தொடங்கும். இது ஒரு மின்னோட்டமாக இருக்கும். தற்போதைய வலிமை I ஆம்பியர்களில் அளவிடப்படுகிறது, மேலும் ஒரு ஆம்பியர் என்பது ஒரு வினாடிக்கு கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு வழியாக ஒரு கூலம்பிற்கு சமமான கட்டணம் பாயும் மின்னோட்டமாகும்.

மின்னோட்டம் நிலையானதாகவோ, மாறி மாறி அல்லது துடிப்பதாகவோ இருக்கலாம். நேரடி மின்னோட்டம் எந்த நேரத்திலும் அதன் அளவையும் திசையையும் மாற்றாது, மாற்று மின்னோட்டம் காலப்போக்கில் அதன் அளவையும் திசையையும் மாற்றுகிறது (மாற்று மின்னோட்ட ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் மின்மாற்றிகள் மாற்று மின்னோட்டத்தை வழங்குகின்றன), துடிப்பு மின்னோட்டம் அதன் அளவை மாற்றுகிறது, ஆனால் திசையை மாற்றாது (எடுத்துக்காட்டாக , திருத்தப்பட்ட மாற்று மின்னோட்டம் மின்னோட்டம் துடிக்கிறது).

பொருட்கள் மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் மின்னோட்டத்தை நடத்தும் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இந்த பண்பு மின் கடத்துத்திறன் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது பொருளுக்கு பொருள் மாறுபடும்.பொருட்களின் மின் கடத்துத்திறன் அவற்றில் இலவச சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் செறிவைப் பொறுத்தது, அதாவது, படிக அமைப்பு, மூலக்கூறுகள் அல்லது பொருளின் அணுக்களுடன் தொடர்பில்லாத அயனிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள். இவ்வாறு, ஒரு பொருளில் இலவச சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவைப் பொறுத்து, மின் கடத்துத்திறன் அளவிற்கு ஏற்ப பொருட்கள் பிரிக்கப்படுகின்றன: கடத்திகள், மின்கடத்தா மற்றும் குறைக்கடத்திகள்.

அவை மிக உயர்ந்த மின் கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இயற்பியல் தன்மையால், இயற்கையில் உள்ள கடத்திகள் இரண்டு வகைகளால் குறிப்பிடப்படுகின்றன: உலோகங்கள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகள். உலோகங்களில், மின்னோட்டம் இலவச எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்தால் ஏற்படுகிறது, அதாவது, அவற்றின் கடத்துத்திறன் மின்னணு, மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் (அமிலங்கள், உப்புகள், காரங்கள் ஆகியவற்றின் கரைசல்களில்) - அயனிகளின் இயக்கத்தால் - நேர்மறை மற்றும் மூலக்கூறுகளின் பாகங்கள் எதிர்மறை கட்டணம், அதாவது, எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் கடத்துத்திறன் அயனி. அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட நீராவிகள் மற்றும் வாயுக்கள் கலப்பு கடத்துத்திறன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, இதில் மின்னோட்டமானது எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அயனிகளின் இயக்கத்தால் ஏற்படுகிறது.

மின்னணு கோட்பாடு உலோகங்களின் உயர் மின் கடத்துத்திறனை முழுமையாக விளக்குகிறது. உலோகங்களில் அவற்றின் கருக்களுடன் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களின் இணைப்பு பலவீனமாக உள்ளது, எனவே இந்த எலக்ட்ரான்கள் கடத்தியின் அளவு முழுவதும் அணுவிலிருந்து அணுவிற்கு சுதந்திரமாக நகரும்.

உலோகங்களில் உள்ள இலவச எலக்ட்ரான்கள் வாயு, எலக்ட்ரான் வாயு போன்ற அணுக்களுக்கு இடையிலான இடைவெளியை நிரப்புகின்றன, மேலும் அவை குழப்பமான இயக்கத்தில் உள்ளன. ஆனால் ஒரு உலோக கடத்தி ஒரு மின்சார புலத்தில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டால், இலவச எலக்ட்ரான்கள் ஒழுங்கான முறையில் நகரத் தொடங்கும், அவை நேர்மறை துருவத்தை நோக்கி நகரும், அதன் மூலம் ஒரு மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும். இவ்வாறு, ஒரு உலோக கடத்தியில் இலவச எலக்ட்ரான்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் மின்சாரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

விண்வெளியில் மின்சார புலத்தின் பரவலின் வேகம் தோராயமாக 300,000,000 மீ/வி, அதாவது ஒளியின் வேகம் என்று அறியப்படுகிறது. கடத்தி வழியாக மின்னோட்டம் பாயும் அதே வேகம் இதுவாகும்.

இதற்கு என்ன அர்த்தம்? ஒரு உலோகத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு எலக்ட்ரானும் இவ்வளவு பெரிய வேகத்தில் நகரும் என்று இது அர்த்தப்படுத்துவதில்லை; ஒரு கடத்தியில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், மாறாக, ஒரு வினாடிக்கு பல மில்லிமீட்டர்களில் இருந்து வினாடிக்கு பல சென்டிமீட்டர்கள் வரை வேகத்தைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் மின்னோட்டத்தின் பரவலின் வேகத்தைப் பொறுத்து கடத்தி மூலம் ஒளியின் வேகத்திற்கு சரியாக சமம்.

விஷயம் என்னவென்றால், ஒவ்வொரு இலவச எலக்ட்ரானும் அந்த “எலக்ட்ரான் வாயுவின்” பொதுவான எலக்ட்ரான் ஓட்டத்தில் முடிவடைகிறது, மேலும் மின்னோட்டத்தின் போது, ​​மின்சார புலம் இந்த முழு ஓட்டத்தையும் பாதிக்கிறது, இதன் விளைவாக, எலக்ட்ரான்கள் இந்த புல விளைவை ஒவ்வொன்றிற்கும் தொடர்ந்து கடத்துகின்றன. மற்றவை - அண்டையிலிருந்து அண்டைக்கு.

ஆனால் எலக்ட்ரான்கள் தங்கள் இடங்களில் மிக மெதுவாக நகரும், கடத்தியுடன் மின் ஆற்றலின் விநியோகத்தின் வேகம் மிகப்பெரியதாக மாறிவிடும் என்ற போதிலும். எனவே, ஒரு மின் நிலையத்தில் ஒரு சுவிட்ச் இயக்கப்பட்டால், மின்னோட்டம் உடனடியாக முழு நெட்வொர்க்கிலும் தோன்றும், அதே நேரத்தில் எலக்ட்ரான்கள் நடைமுறையில் நிற்கின்றன.

இருப்பினும், இலவச எலக்ட்ரான்கள் ஒரு கடத்தியுடன் நகரும்போது, ​​​​அவை வழியில் பல மோதல்களை அனுபவிக்கின்றன; அவை அணுக்கள், அயனிகள் மற்றும் மூலக்கூறுகளுடன் மோதி, அவற்றின் ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை அவர்களுக்கு மாற்றுகின்றன. அத்தகைய எதிர்ப்பைக் கடந்து நகரும் எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் வெப்ப வடிவில் ஓரளவு சிதறடிக்கப்படுகிறது, மேலும் கடத்தி வெப்பமடைகிறது.

இந்த மோதல்கள் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்திற்கு எதிர்ப்பாக செயல்படுகின்றன, எனவே சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கத்தைத் தடுக்கும் கடத்தியின் பண்பு மின் எதிர்ப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. கடத்தியின் எதிர்ப்பு குறைவாக இருக்கும்போது, ​​கடத்தி மின்னோட்டத்தால் பலவீனமாக வெப்பமடைகிறது, அது குறிப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும்போது, ​​​​அது மிகவும் வலுவாகவும், வெள்ளை-சூடாகவும் இருக்கும்; இந்த விளைவு வெப்ப சாதனங்களிலும் ஒளிரும் விளக்குகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

எதிர்ப்பு மாற்றத்தின் அலகு ஓம் ஆகும். எதிர்ப்பு R = 1 ஓம் அத்தகைய கடத்தியின் எதிர்ப்பாகும், 1 ஆம்பியரின் நேரடி மின்னோட்டம் அதன் வழியாக செல்லும் போது, ​​கடத்தியின் முனைகளில் சாத்தியமான வேறுபாடு 1 வோல்ட்டுக்கு சமம். 1 ஓம்மின் எதிர்ப்புத் தரமானது 1063 மிமீ உயரம் கொண்ட பாதரசப் பத்தியாகும், 0 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் 1 சதுர மிமீ குறுக்கு வெட்டு.

கடத்திகள் மின் எதிர்ப்பால் வகைப்படுத்தப்படுவதால், ஓரளவிற்கு கடத்தி மின்சாரத்தை நடத்தும் திறன் கொண்டது என்று நாம் கூறலாம். இது சம்பந்தமாக, கடத்துத்திறன் அல்லது மின் கடத்துத்திறன் என்று அழைக்கப்படும் அளவு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. மின் கடத்துத்திறன் என்பது ஒரு கடத்தியின் மின்சாரத்தை கடத்தும் திறன், அதாவது மின் எதிர்ப்பின் பரஸ்பரம்.

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

வெவ்வேறு பொருட்களின் அணுக்கள் வெவ்வேறு அளவுகளுக்கு மின்சாரம் செல்வதைத் தடுக்கின்றன என்பதால், வெவ்வேறு பொருட்களின் மின் எதிர்ப்பு வேறுபட்டது. இந்த காரணத்திற்காக, கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, அதன் மதிப்பு "p" ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளின் கடத்தும் பண்புகளை வகைப்படுத்துகிறது.

மின் எதிர்ப்பானது Ohm*m இல் அளவிடப்படுகிறது, அதாவது 1 மீட்டர் விளிம்பு கொண்ட ஒரு பொருளின் கனசதுரத்தின் எதிர்ப்பாகும். அதே வழியில், ஒரு பொருளின் மின் கடத்துத்திறன் குறிப்பிட்ட மின் கடத்துத்திறனால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது?, S/m இல் அளவிடப்படுகிறது, அதாவது 1 மீட்டர் விளிம்புடன் ஒரு பொருளின் கனசதுரத்தின் கடத்துத்திறன்.

இன்று, மின் பொறியியலில் கடத்தும் பொருட்கள் முக்கியமாக டேப்கள், டயர்கள், கம்பிகள், ஒரு குறிப்பிட்ட குறுக்கு வெட்டு பகுதி மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட நீளம் கொண்ட வடிவத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் மீட்டர் க்யூப்ஸ் வடிவத்தில் இல்லை. குறிப்பிட்ட அளவுகளின் கடத்திகளின் மின் எதிர்ப்பு மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் பற்றிய மிகவும் வசதியான கணக்கீடுகளுக்கு, மின் எதிர்ப்பு மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் ஆகிய இரண்டிற்கும் மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய அளவீட்டு அலகுகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன. Ohm*mm2/m - மின்தடை, மற்றும் Sm*m/mm2 - கடத்துத்திறன்.

இப்போது நாம் அதைச் சொல்லலாம் மின் எதிர்ப்பு மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் 1 சதுர மிமீ குறுக்கு வெட்டு பகுதி, 20 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் 1 மீட்டர் நீளம் கொண்ட கடத்தியின் கடத்தும் பண்புகளை வகைப்படுத்துகிறது, இது மிகவும் வசதியானது.

தங்கம், தாமிரம், வெள்ளி, குரோமியம் மற்றும் அலுமினியம் போன்ற உலோகங்கள் சிறந்த மின் கடத்துத்திறன் கொண்டவை. எஃகு மற்றும் இரும்பு மின்னோட்டத்தை நன்றாக கடத்துகிறது. தூய உலோகங்கள் எப்போதும் அவற்றின் கலவைகளை விட சிறந்த மின் கடத்துத்திறனைக் கொண்டிருக்கின்றன, எனவே மின் பொறியியலில் தூய செம்பு விரும்பத்தக்கது. உங்களுக்கு குறிப்பாக அதிக எதிர்ப்பு தேவைப்பட்டால், டங்ஸ்டன், நிக்ரோம், கான்ஸ்டன்டன் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தவும்.

மின் எதிர்ப்பு அல்லது மின் கடத்துத்திறன் மதிப்பை அறிந்து, இந்த கடத்தியின் நீளம் l மற்றும் குறுக்கு வெட்டு பகுதி S ஆகியவற்றை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, கொடுக்கப்பட்ட பொருளால் செய்யப்பட்ட ஒரு குறிப்பிட்ட கடத்தியின் எதிர்ப்பு அல்லது மின் கடத்துத்திறனை எளிதில் கணக்கிடலாம்.

அனைத்து பொருட்களின் மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் மின் எதிர்ப்பானது வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது, படிக லட்டியின் அணுக்களின் வெப்ப அதிர்வுகளின் அதிர்வெண் மற்றும் வீச்சு அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிப்பதால், மின்சாரம் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஓட்டத்திற்கான எதிர்ப்பும் அதற்கேற்ப அதிகரிக்கிறது.

வெப்பநிலை குறையும் போது, ​​மாறாக, படிக லட்டியின் அணுக்களின் அதிர்வுகள் சிறியதாகி, எதிர்ப்பு குறைகிறது (மின் கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கிறது). சில பொருட்களுக்கு, வெப்பநிலையின் எதிர்ப்பின் சார்பு குறைவாக உச்சரிக்கப்படுகிறது, மற்றவர்களுக்கு இது வலுவானது. எடுத்துக்காட்டாக, கான்ஸ்டன்டன், ஃபெக்ரல் மற்றும் மாங்கனின் போன்ற உலோகக்கலவைகள் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை வரம்பில் எதிர்ப்பை சிறிது மாற்றுகின்றன, எனவே அவற்றிலிருந்து வெப்ப நிலைத்தன்மையுள்ள மின்தடையங்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன.

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

எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம் மற்றும் வெப்பநிலை அதிகரிப்பு ஆகியவற்றை அறிந்தால், கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில் ஒரு பொருளின் எதிர்ப்பை எளிதில் கணக்கிடலாம்.

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

ஓம்ஸில் வெளிப்படுத்தப்படும் மின் எதிர்ப்பு, மின்தடையின் கருத்தாக்கத்திலிருந்து வேறுபட்டது. எதிர்ப்பாற்றல் என்றால் என்ன என்பதைப் புரிந்து கொள்ள, அதை பொருளின் இயற்பியல் பண்புகளுடன் தொடர்புபடுத்த வேண்டும்.

கடத்துத்திறன் மற்றும் எதிர்ப்பைப் பற்றி

எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் பொருள் வழியாக தடையின்றி நகராது. ஒரு நிலையான வெப்பநிலையில், அடிப்படைத் துகள்கள் ஓய்வு நிலையைச் சுற்றி ஊசலாடுகின்றன. கூடுதலாக, கடத்தல் குழுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஒத்த மின்னூட்டம் காரணமாக பரஸ்பர விரட்டல் மூலம் ஒருவருக்கொருவர் குறுக்கிடுகின்றன. இப்படித்தான் எதிர்ப்பு எழுகிறது.

கடத்துத்திறன் என்பது பொருட்களின் உள்ளார்ந்த குணாதிசயமாகும், மேலும் ஒரு பொருள் மின்சார புலத்தில் வெளிப்படும் போது கட்டணங்கள் நகர்த்தக்கூடிய எளிமையை அளவிடுகிறது. மின்தடை என்பது பொருளின் பரஸ்பரம் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் ஒரு பொருளின் வழியாக நகரும்போது எதிர்கொள்ளும் சிரமத்தின் அளவை விவரிக்கிறது, இது ஒரு கடத்தி எவ்வளவு நல்லது அல்லது கெட்டது என்பதைக் குறிக்கிறது.

முக்கியமான!அதிக மதிப்பைக் கொண்ட மின்தடை என்பது பொருள் ஒரு மோசமான கடத்தி என்பதைக் குறிக்கிறது, அதே சமயம் குறைந்த மதிப்பைக் கொண்ட மின்தடை ஒரு நல்ல கடத்தியைக் குறிக்கிறது.

குறிப்பிட்ட கடத்துத்திறன் σ என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது மற்றும் சூத்திரத்தால் கணக்கிடப்படுகிறது:

எதிர்ப்பாற்றல் ρ, ஒரு தலைகீழ் குறிகாட்டியாக, பின்வருமாறு காணலாம்:

இந்த வெளிப்பாட்டில், E என்பது உருவாக்கப்பட்ட மின்சார புலத்தின் தீவிரம் (V/m), மற்றும் J என்பது மின்னோட்ட அடர்த்தி (A/m²). பின்னர் அளவீட்டு அலகு ρ இருக்கும்:

V/m x m²/A = ohm m.

கடத்துத்திறன் σக்கு, இது அளவிடப்படும் அலகு S/m அல்லது ஒரு மீட்டருக்கு சீமென்ஸ் ஆகும்.

பொருட்கள் வகைகள்

பொருட்களின் எதிர்ப்பின் படி, அவை பல வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:

1. நடத்துனர்கள். இவை அனைத்து உலோகங்கள், உலோகக்கலவைகள், அயனிகளாக பிரிக்கப்பட்ட கரைசல்கள் மற்றும் பிளாஸ்மா உட்பட வெப்பமாக தூண்டப்பட்ட வாயுக்கள் ஆகியவை அடங்கும். உலோகங்கள் அல்லாதவற்றில், கிராஃபைட்டை உதாரணமாகக் குறிப்பிடலாம்;
2. செமிகண்டக்டர்கள், இவை உண்மையில் கடத்தாத பொருட்கள், அதன் படிக லட்டுகள் அதிக அல்லது குறைந்த எண்ணிக்கையிலான பிணைப்பு எலக்ட்ரான்களுடன் வெளிநாட்டு அணுக்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம் வேண்டுமென்றே டோப் செய்யப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, அரை-இலவச அதிகப்படியான எலக்ட்ரான்கள் அல்லது துளைகள் லட்டு கட்டமைப்பில் உருவாகின்றன, அவை மின்னோட்டத்தின் கடத்துத்திறனுக்கு பங்களிக்கின்றன;
3. மின்கடத்தா அல்லது பிரிக்கப்பட்ட மின்கடத்திகள் அனைத்தும் சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் இலவச எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருக்காத பொருட்கள்.

மின்சார ஆற்றலின் போக்குவரத்துக்கு அல்லது உள்நாட்டு மற்றும் தொழில்துறை நோக்கங்களுக்காக மின் நிறுவல்களில், அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படும் பொருள் ஒற்றை-கோர் அல்லது மல்டி-கோர் கேபிள்களின் வடிவத்தில் தாமிரமாகும். ஒரு மாற்று உலோகம் அலுமினியமாகும், இருப்பினும் தாமிரத்தின் எதிர்ப்புத் திறன் அலுமினியத்தின் 60% ஆகும். ஆனால் இது தாமிரத்தை விட மிகவும் இலகுவானது, இது உயர் மின்னழுத்த மின் இணைப்புகளில் அதன் பயன்பாட்டை முன்னரே தீர்மானித்தது. சிறப்பு நோக்கத்திற்கான மின்சுற்றுகளில் தங்கம் கடத்தியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சுவாரஸ்யமானது.தூய தாமிரத்தின் மின் கடத்துத்திறன் 1913 இல் சர்வதேச மின் தொழில்நுட்ப ஆணையத்தால் இந்த மதிப்பின் தரமாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது. வரையறையின்படி, 20° இல் அளவிடப்பட்ட தாமிரத்தின் கடத்துத்திறன் 0.58108 S/m ஆகும். இந்த மதிப்பு 100% LACS என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் மீதமுள்ள பொருட்களின் கடத்துத்திறன் LACS இன் குறிப்பிட்ட சதவீதமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.

பெரும்பாலான உலோகங்கள் 100% LACS க்கும் குறைவான கடத்துத்திறன் மதிப்பைக் கொண்டுள்ளன. எவ்வாறாயினும், விதிவிலக்குகள் உள்ளன, அதாவது வெள்ளி அல்லது அதிக கடத்துத்திறன் கொண்ட சிறப்பு தாமிரம், முறையே C-103 மற்றும் C-110.

மின்கடத்தா மின்சாரத்தை கடத்தாது மற்றும் மின்கடத்திகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இன்சுலேட்டர்களின் எடுத்துக்காட்டுகள்:

• கண்ணாடி,
• மட்பாண்டங்கள்,
• நெகிழி,
• ரப்பர்,
• மைக்கா,
• மெழுகு,
• காகிதம்,
• உலர்ந்த மரம்,
• பீங்கான்,
• தொழில்துறை மற்றும் மின் பயன்பாடு மற்றும் பேக்கலைட்டுக்கான சில கொழுப்புகள்.

மூன்று குழுக்களுக்கு இடையில் மாற்றங்கள் திரவமாக இருக்கும். இது நிச்சயமாக அறியப்படுகிறது: முற்றிலும் நடத்தாத ஊடகங்கள் மற்றும் பொருட்கள் இல்லை. உதாரணமாக, காற்று அறை வெப்பநிலையில் ஒரு இன்சுலேட்டராகும், ஆனால் வலுவான குறைந்த அதிர்வெண் சமிக்ஞைக்கு வெளிப்படும் போது, ​​அது ஒரு கடத்தியாக மாறும்.

கடத்துத்திறன் தீர்மானித்தல்

வெவ்வேறு பொருட்களின் மின் எதிர்ப்பை ஒப்பிடும்போது, ​​தரப்படுத்தப்பட்ட அளவீட்டு நிலைமைகள் தேவை:

1. திரவங்கள், மோசமான கடத்திகள் மற்றும் இன்சுலேட்டர்கள் விஷயத்தில், 10 மிமீ விளிம்பு நீளம் கொண்ட கன மாதிரிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன;
2. மண் மற்றும் புவியியல் அமைப்புகளின் எதிர்ப்பு மதிப்புகள் 1 மீ ஒவ்வொரு விளிம்பின் நீளமும் கொண்ட க்யூப்ஸில் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன;
3. ஒரு கரைசலின் கடத்துத்திறன் அதன் அயனிகளின் செறிவைப் பொறுத்தது. ஒரு செறிவூட்டப்பட்ட தீர்வு குறைவாகப் பிரிக்கப்பட்டு, குறைவான சார்ஜ் கேரியர்களைக் கொண்டுள்ளது, இது கடத்துத்திறனைக் குறைக்கிறது. நீர்த்தல் அதிகரிக்கும் போது, ​​அயன் ஜோடிகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது. தீர்வுகளின் செறிவு 10% ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது;
4. உலோக கடத்திகளின் எதிர்ப்பை தீர்மானிக்க, ஒரு மீட்டர் நீளமுள்ள கம்பிகள் மற்றும் 1 மிமீ² குறுக்குவெட்டு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஒரு உலோகம் போன்ற ஒரு பொருள் இலவச எலக்ட்ரான்களை வழங்க முடியும் என்றால், ஒரு சாத்தியமான வேறுபாடு பயன்படுத்தப்படும் போது, ​​ஒரு மின்சாரம் கம்பி வழியாக பாயும். மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது, ​​அதிகமான எலக்ட்ரான்கள் பொருளின் வழியாக நேர அலகுக்குள் நகரும். அனைத்து கூடுதல் அளவுருக்கள் (வெப்பநிலை, குறுக்கு வெட்டு பகுதி, நீளம் மற்றும் கம்பி பொருள்) மாறாமல் இருந்தால், பின்னர் பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தத்திற்கு மின்னோட்டத்தின் விகிதம் நிலையானது மற்றும் கடத்துத்திறன் என்று அழைக்கப்படுகிறது:

அதன்படி, மின் எதிர்ப்பு இருக்கும்:

முடிவு ஓம்ஸில் உள்ளது.

இதையொட்டி, கடத்தி வெவ்வேறு நீளம், குறுக்கு வெட்டு அளவுகள் மற்றும் வெவ்வேறு பொருட்களால் ஆனது, இது R இன் மதிப்பை தீர்மானிக்கிறது. கணித ரீதியாக, இந்த உறவு இதுபோல் தெரிகிறது:

பொருள் காரணி குணகம் ρ கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது.

இதிலிருந்து நாம் எதிர்ப்பின் சூத்திரத்தைப் பெறலாம்:

S மற்றும் l இன் மதிப்புகள் எதிர்ப்பின் ஒப்பீட்டு கணக்கீட்டிற்கான கொடுக்கப்பட்ட நிபந்தனைகளுக்கு ஒத்திருந்தால், அதாவது 1 mm² மற்றும் 1 m, பின்னர் ρ = R. கடத்தியின் பரிமாணங்கள் மாறும்போது, ​​ஓம்களின் எண்ணிக்கையும் மாறுகிறது.

எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்பநிலை

ஒரு கடத்தியின் எதிர்ப்பானது வெப்பநிலையுடன் மாறும் ஒரு மதிப்பு, எனவே இது துல்லியமாக 20 ° இல் கணக்கிடப்படுகிறது. வெப்பநிலை வேறுபட்டால், ρ இன் மதிப்பு வெப்பநிலை எனப்படும் மற்றொரு குணகத்தின் அடிப்படையில் சரிசெய்யப்பட வேண்டும் மற்றும் α (அலகு - 1/°C) குறிக்கப்படும். இது ஒவ்வொரு பொருளுக்கும் ஒரு சிறப்பியல்பு மதிப்பு.

மாற்றியமைக்கப்பட்ட குணகம் ρ, α மற்றும் வெப்பநிலை விலகல் 20 இன் மதிப்புகளின் அடிப்படையில் கணக்கிடப்படுகிறது.° – Δt:

ρ1 = ρ x (1 + α x Δt).

எதிர்ப்பு முன்பே அறியப்பட்டிருந்தால், நீங்கள் அதை நேரடியாக கணக்கிடலாம்:

R1 = R x (1 + α x Δt).

மின் பொறியியலில் பல்வேறு பொருட்களின் நடைமுறை பயன்பாடு நேரடியாக அவற்றின் எதிர்ப்பைப் பொறுத்தது.

காணொளி

கம்பிகளை உருவாக்குவதற்கான பொதுவான உலோகங்களில் ஒன்று தாமிரம். மலிவு விலையில் கிடைக்கும் உலோகங்களில் இதன் மின் எதிர்ப்புத் திறன் மிகக் குறைவு. இது விலைமதிப்பற்ற உலோகங்கள் (வெள்ளி மற்றும் தங்கம்) மட்டுமே குறைவாக உள்ளது மற்றும் பல்வேறு காரணிகளை சார்ந்துள்ளது.

மின்சாரம் என்றால் என்ன

பேட்டரி அல்லது பிற மின்னோட்ட மூலத்தின் வெவ்வேறு துருவங்களில் எதிர் மின்னேற்ற கேரியர்கள் உள்ளன. அவை ஒரு கடத்தியுடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், மின்னழுத்த மூலத்தின் ஒரு துருவத்திலிருந்து மற்றொன்றுக்கு சார்ஜ் கேரியர்கள் நகரத் தொடங்குகின்றன. திரவங்களில் உள்ள இந்த கேரியர்கள் அயனிகள், மற்றும் உலோகங்களில் அவை இலவச எலக்ட்ரான்கள்.

வரையறை.மின்னோட்டம் என்பது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கம் ஆகும்.

எதிர்ப்பாற்றல்

மின் எதிர்ப்பு என்பது ஒரு பொருளின் குறிப்பு மாதிரியின் மின் எதிர்ப்பை தீர்மானிக்கும் மதிப்பு. இந்த அளவைக் குறிக்க கிரேக்க எழுத்து "p" பயன்படுத்தப்படுகிறது. கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரம்:

ப=(ஆர்*எஸ்)/ எல்.

இந்த மதிப்பு Ohm*m இல் அளவிடப்படுகிறது. நீங்கள் அதை குறிப்பு புத்தகங்கள், எதிர்ப்பு அட்டவணைகள் அல்லது இணையத்தில் காணலாம்.

இலவச எலக்ட்ரான்கள் படிக லட்டுக்குள் உலோகத்தின் வழியாக நகரும். இந்த இயக்கத்திற்கான எதிர்ப்பையும் கடத்தியின் எதிர்ப்பையும் மூன்று காரணிகள் பாதிக்கின்றன:

• பொருள். வெவ்வேறு உலோகங்கள் வெவ்வேறு அணு அடர்த்தி மற்றும் இலவச எலக்ட்ரான்களின் எண்களைக் கொண்டுள்ளன;
• அசுத்தங்கள். தூய உலோகங்களில் படிக லட்டு அதிகமாக வரிசைப்படுத்தப்படுகிறது, எனவே கலவைகளை விட எதிர்ப்பு குறைவாக உள்ளது;
• வெப்ப நிலை. அணுக்கள் அவற்றின் இடங்களில் நிலையானவை அல்ல, ஆனால் அதிர்வுறும். அதிக வெப்பநிலை, அதிர்வுகளின் வீச்சு அதிகமாகும், இது எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்தில் குறுக்கிடுகிறது, மேலும் அதிக எதிர்ப்பு.

பின்வரும் படத்தில் நீங்கள் உலோகங்களின் எதிர்ப்பின் அட்டவணையைக் காணலாம்.

சுவாரஸ்யமானது.வெப்பமடையும் போது மின் எதிர்ப்பு குறையும் அல்லது மாறாத உலோகக்கலவைகள் உள்ளன.

கடத்துத்திறன் மற்றும் மின் எதிர்ப்பு

கேபிள் பரிமாணங்கள் மீட்டர் (நீளம்) மற்றும் mm² (பிரிவு) ஆகியவற்றில் அளவிடப்படுவதால், மின் எதிர்ப்பானது Ohm mm²/m பரிமாணத்தைக் கொண்டுள்ளது. கேபிளின் பரிமாணங்களை அறிந்து, அதன் எதிர்ப்பானது சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

ஆர்=(ப* எல்)/எஸ்.

மின் எதிர்ப்பிற்கு கூடுதலாக, சில சூத்திரங்கள் "கடத்துத்திறன்" என்ற கருத்தை பயன்படுத்துகின்றன. இது எதிர்ப்பின் பரஸ்பரம். இது "g" என நியமிக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

திரவங்களின் கடத்துத்திறன்

திரவங்களின் கடத்துத்திறன் உலோகங்களின் கடத்துத்திறனிலிருந்து வேறுபட்டது. அவற்றில் சார்ஜ் கேரியர்கள் அயனிகள். வெப்பமடையும் போது அவற்றின் எண்ணிக்கை மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கும், எனவே 20 முதல் 100 டிகிரி வரை வெப்பமடையும் போது எலக்ட்ரோடு கொதிகலனின் சக்தி பல மடங்கு அதிகரிக்கிறது.

சுவாரஸ்யமானது.காய்ச்சி வடிகட்டிய நீர் ஒரு இன்சுலேட்டர். கரைந்த அசுத்தங்கள் கடத்துத்திறனை அளிக்கின்றன.

கம்பிகளின் மின் எதிர்ப்பு

கம்பிகளை தயாரிப்பதற்கு மிகவும் பொதுவான உலோகங்கள் செம்பு மற்றும் அலுமினியம். அலுமினியம் அதிக எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் தாமிரத்தை விட மலிவானது. தாமிரத்தின் எதிர்ப்பாற்றல் குறைவாக உள்ளது, எனவே கம்பி குறுக்குவெட்டை சிறியதாக தேர்வு செய்யலாம். கூடுதலாக, இது வலுவானது, மேலும் இந்த உலோகத்திலிருந்து நெகிழ்வான கம்பிகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன.

பின்வரும் அட்டவணை உலோகங்களின் மின் எதிர்ப்பை 20 டிகிரியில் காட்டுகிறது. மற்ற வெப்பநிலைகளில் அதைத் தீர்மானிக்க, அட்டவணையில் இருந்து மதிப்பு ஒவ்வொரு உலோகத்திற்கும் வேறுபட்ட திருத்தம் காரணி மூலம் பெருக்கப்பட வேண்டும். இந்த குணகத்தை தொடர்புடைய குறிப்பு புத்தகங்களிலிருந்து அல்லது ஆன்லைன் கால்குலேட்டரைப் பயன்படுத்தி நீங்கள் கண்டுபிடிக்கலாம்.

கேபிள் குறுக்குவெட்டின் தேர்வு

ஒரு கம்பிக்கு எதிர்ப்பு இருப்பதால், மின்சாரம் அதன் வழியாக செல்லும் போது, ​​வெப்பம் உருவாகிறது மற்றும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி ஏற்படுகிறது. கேபிள் குறுக்குவெட்டுகளைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது இந்த இரண்டு காரணிகளும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்பட வேண்டும்.

அனுமதிக்கப்பட்ட வெப்பமாக்கல் மூலம் தேர்வு

ஒரு கம்பியில் மின்னோட்டம் பாயும் போது, ​​ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது. மின்சார சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி அதன் அளவைக் கணக்கிடலாம்:

2.5 மிமீ² குறுக்குவெட்டு மற்றும் 10 மீட்டர் நீளம் கொண்ட செப்பு கம்பியில் R = 10 * 0.0074 = 0.074 ஓம். 30A P=30²*0.074=66W மின்னோட்டத்தில்.

இந்த சக்தி கடத்தி மற்றும் கேபிளை வெப்பப்படுத்துகிறது. இது வெப்பமடையும் வெப்பநிலை நிறுவல் நிலைமைகள், கேபிளில் உள்ள கோர்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் பிற காரணிகளைப் பொறுத்தது, மேலும் அனுமதிக்கப்பட்ட வெப்பநிலை காப்புப் பொருளைப் பொறுத்தது. தாமிரம் அதிக கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, எனவே மின் உற்பத்தி மற்றும் தேவையான குறுக்குவெட்டு குறைவாக இருக்கும். இது சிறப்பு அட்டவணைகளைப் பயன்படுத்தி அல்லது ஆன்லைன் கால்குலேட்டரைப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

அனுமதிக்கப்பட்ட மின்னழுத்த இழப்பு

வெப்பத்துடன் கூடுதலாக, மின்சாரம் கம்பிகள் வழியாக செல்லும் போது, ​​சுமைக்கு அருகில் உள்ள மின்னழுத்தம் குறைகிறது. இந்த மதிப்பை ஓம் விதியைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:

குறிப்பு. PUE தரநிலைகளின்படி, இது 5% அல்லது 220V நெட்வொர்க்கில் - 11V க்கு மேல் இருக்கக்கூடாது.

எனவே, நீண்ட கேபிள், அதன் குறுக்கு வெட்டு பெரியதாக இருக்க வேண்டும். அட்டவணைகளைப் பயன்படுத்தி அல்லது ஆன்லைன் கால்குலேட்டரைப் பயன்படுத்தி அதை நீங்கள் தீர்மானிக்கலாம். அனுமதிக்கப்பட்ட வெப்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட குறுக்குவெட்டுத் தேர்வுக்கு மாறாக, மின்னழுத்த இழப்புகள் முட்டையிடும் நிலைமைகள் மற்றும் காப்புப் பொருளைச் சார்ந்து இல்லை.

220V நெட்வொர்க்கில், மின்னழுத்தம் இரண்டு கம்பிகள் மூலம் வழங்கப்படுகிறது: கட்டம் மற்றும் நடுநிலை, எனவே கேபிளின் நீளத்தை விட இரண்டு மடங்கு பயன்படுத்தி கணக்கீடு செய்யப்படுகிறது. முந்தைய எடுத்துக்காட்டில் உள்ள கேபிளில் அது U=I*R=30A*2*0.074Ohm=4.44V ஆக இருக்கும். இது அதிகம் இல்லை, ஆனால் 25 மீட்டர் நீளத்துடன் இது 11.1V ஆக மாறும் - அதிகபட்ச அனுமதிக்கப்பட்ட மதிப்பு, நீங்கள் குறுக்குவெட்டை அதிகரிக்க வேண்டும்.

மற்ற உலோகங்களின் மின் எதிர்ப்பு

தாமிரம் மற்றும் அலுமினியம் தவிர, பிற உலோகங்கள் மற்றும் உலோகக் கலவைகள் மின் பொறியியலில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

• இரும்பு. எஃகு அதிக எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் தாமிரம் மற்றும் அலுமினியத்தை விட வலிமையானது. எஃகு இழைகள் காற்றில் அமைக்க வடிவமைக்கப்பட்ட கேபிள்களில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. இரும்பின் எதிர்ப்பானது மின்சாரத்தை கடத்துவதற்கு மிகவும் அதிகமாக உள்ளது, எனவே குறுக்குவெட்டைக் கணக்கிடும்போது முக்கிய குறுக்குவெட்டுகள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படுவதில்லை. கூடுதலாக, இது மிகவும் பயனற்றது, மேலும் அதிக சக்தி கொண்ட மின்சார உலைகளில் ஹீட்டர்களை இணைக்க அதிலிருந்து தடங்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன;
• நிக்ரோம் (நிக்கல் மற்றும் குரோமியத்தின் கலவை) மற்றும் ஃபெக்ரல் (இரும்பு, குரோமியம் மற்றும் அலுமினியம்). அவை குறைந்த கடத்துத்திறன் மற்றும் பயனற்ற தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. இந்த உலோகக்கலவைகளில் இருந்து வயர்வுண்ட் ரெசிஸ்டர்கள் மற்றும் ஹீட்டர்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன;
• மின்னிழைமம். அதன் மின் எதிர்ப்பு அதிகமாக உள்ளது, ஆனால் இது ஒரு பயனற்ற உலோகம் (3422 °C). ஆர்கான்-ஆர்க் வெல்டிங்கிற்கான மின் விளக்குகள் மற்றும் மின்முனைகளில் இழைகளை உருவாக்க இது பயன்படுகிறது;
• கான்ஸ்டன்டன் மற்றும் மாங்கனின் (தாமிரம், நிக்கல் மற்றும் மாங்கனீசு). இந்த கடத்திகளின் எதிர்ப்பானது வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களுடன் மாறாது. மின்தடையங்களை தயாரிப்பதற்கு உயர் துல்லியமான சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது;
• விலைமதிப்பற்ற உலோகங்கள் - தங்கம் மற்றும் வெள்ளி. அவை மிக உயர்ந்த குறிப்பிட்ட கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் அவற்றின் அதிக விலை காரணமாக, அவற்றின் பயன்பாடு குறைவாக உள்ளது.

தூண்டல் எதிர்வினை

கம்பிகளின் கடத்துத்திறனைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரங்கள் நேரடி மின்னோட்ட நெட்வொர்க்கில் அல்லது குறைந்த அதிர்வெண்களில் நேரான கடத்திகளில் மட்டுமே செல்லுபடியாகும். தூண்டல் எதிர்வினை சுருள்களிலும் உயர் அதிர்வெண் நெட்வொர்க்குகளிலும் தோன்றும், வழக்கத்தை விட பல மடங்கு அதிகமாகும். கூடுதலாக, அதிக அதிர்வெண் மின்னோட்டம் கம்பியின் மேற்பரப்பில் மட்டுமே பயணிக்கிறது. எனவே, இது சில நேரங்களில் வெள்ளி அல்லது லிட்ஸ் கம்பியின் மெல்லிய அடுக்குடன் பூசப்படுகிறது.

குறிப்பு.லிட்ஸ் கம்பி என்பது இழைக்கப்பட்ட கம்பி ஆகும், இதில் ஒவ்வொரு மையமும் மற்றவற்றிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்படுகிறது. உயர் அதிர்வெண் நெட்வொர்க்குகளில் மேற்பரப்பு மற்றும் கடத்துத்திறனை அதிகரிக்க இது செய்யப்படுகிறது.

தாமிரத்தின் எதிர்ப்பாற்றல், நெகிழ்வுத்தன்மை, ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த விலை மற்றும் இயந்திர வலிமை ஆகியவை இந்த உலோகத்தை அலுமினியத்துடன் சேர்த்து, கம்பிகளை தயாரிப்பதற்கான பொதுவான பொருளாக ஆக்குகின்றன.

காணொளி

ஒரு மின்சுற்று மூடப்படும் போது, ​​சாத்தியமான வேறுபாடு இருக்கும் முனையங்களில், ஒரு மின்சாரம் ஏற்படுகிறது. இலவச எலக்ட்ரான்கள், மின்சார புல சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ், கடத்தியுடன் நகரும். அவற்றின் இயக்கத்தில், இலவச எலக்ட்ரான்கள் கடத்தியின் அணுக்களுடன் மோதுகின்றன மற்றும் அவற்றின் இயக்க ஆற்றலை வழங்குகின்றன.

இவ்வாறு, ஒரு கடத்தி வழியாக செல்லும் எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் இயக்கத்திற்கு எதிர்ப்பை சந்திக்கின்றன. ஒரு கடத்தி வழியாக மின்சாரம் செல்லும் போது, ​​பிந்தையது வெப்பமடைகிறது.

ஒரு கடத்தியின் மின் எதிர்ப்பானது (லத்தீன் எழுத்து r மூலம் குறிக்கப்படுகிறது) மின்சாரம் கடத்தி வழியாக செல்லும் போது மின் ஆற்றலை வெப்பமாக மாற்றும் நிகழ்வுக்கு பொறுப்பாகும். வரைபடங்களில், படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி மின் எதிர்ப்பு சுட்டிக்காட்டப்படுகிறது. 18.

எதிர்ப்பின் அலகு 1 ஆக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது ஓம். ஓம் பெரும்பாலும் கிரேக்க மூலதன எழுத்தான Ω (ஒமேகா) மூலம் குறிப்பிடப்படுகிறது. எனவே, எழுதுவதற்கு பதிலாக: "கடத்தியின் எதிர்ப்பானது 15 ஓம்ஸ் ஆகும்," நீங்கள் வெறுமனே எழுதலாம்: r = 15 Ω.

1000 ஓம்ஸ் 1 கிலோஹோம் (1 கோம், அல்லது 1 kΩ) என்று அழைக்கப்படுகிறது.

1,000,000 ஓம்ஸ் 1 மெகாம் (1 mg ohm அல்லது 1 MΩ) என்று அழைக்கப்படுகிறது.

சாதனம்,மாறி மின் எதிர்ப்பைக் கொண்டிருப்பது மற்றும் சுற்றுவட்டத்தில் மின்னோட்டத்தை மாற்றுவதற்கு சேவை செய்வது ரியோஸ்டாட் என்று அழைக்கப்படுகிறது. வரைபடங்களில், படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி rheostats நியமிக்கப்பட்டுள்ளன. 18. ஒரு விதியாக, ஒரு rheostat ஒன்று அல்லது மற்றொரு எதிர்ப்பின் கம்பி மூலம் செய்யப்படுகிறது, ஒரு இன்சுலேடிங் தளத்தில் காயம். ஸ்லைடர் அல்லது ரியோஸ்டாட் நெம்புகோல் ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையில் வைக்கப்படுகிறது, இதன் விளைவாக தேவையான எதிர்ப்பானது சுற்றுக்குள் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது.

ஒரு சிறிய குறுக்குவெட்டு கொண்ட ஒரு நீண்ட கடத்தி மின்னோட்டத்திற்கு ஒரு பெரிய எதிர்ப்பை உருவாக்குகிறது. பெரிய குறுக்குவெட்டு கொண்ட குறுகிய கடத்திகள் மின்னோட்டத்திற்கு சிறிய எதிர்ப்பை வழங்குகின்றன.

நீங்கள் வெவ்வேறு பொருட்களிலிருந்து இரண்டு நடத்துனர்களை எடுத்துக் கொண்டால், ஆனால் அதே நீளம் மற்றும் குறுக்குவெட்டு, பின்னர் கடத்திகள் மின்னோட்டத்தை வித்தியாசமாக நடத்தும். கடத்தியின் எதிர்ப்பானது கடத்தியின் பொருளைப் பொறுத்தது என்பதை இது காட்டுகிறது.

கடத்தியின் வெப்பநிலை அதன் எதிர்ப்பையும் பாதிக்கிறது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​உலோகங்களின் எதிர்ப்பு அதிகரிக்கிறது, மற்றும் திரவங்கள் மற்றும் நிலக்கரி எதிர்ப்பு குறைகிறது. சில சிறப்பு உலோகக் கலவைகள் (மாங்கனின், கான்ஸ்டன்டன், நிக்கல், முதலியன) மட்டுமே வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது அவற்றின் எதிர்ப்பை மாற்றாது.

எனவே, கடத்தியின் மின் எதிர்ப்பானது கடத்தியின் நீளம், கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு, கடத்தியின் பொருள் மற்றும் கடத்தியின் வெப்பநிலை ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது என்பதைக் காண்கிறோம்.

வெவ்வேறு பொருட்களிலிருந்து கடத்திகளின் எதிர்ப்பை ஒப்பிடுகையில், ஒவ்வொரு மாதிரிக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட நீளம் மற்றும் குறுக்குவெட்டு எடுக்க வேண்டியது அவசியம். எந்தப் பொருள் மின்சாரத்தை சிறப்பாக நடத்துகிறது அல்லது மோசமாக நடத்துகிறது என்பதை நாம் தீர்மானிக்க முடியும்.

1 மிமீ 2 குறுக்குவெட்டுடன் 1 மீ நீளமுள்ள கடத்தியின் எதிர்ப்பானது (ஓம்ஸில்) மின்தடையம் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் கிரேக்க எழுத்து ρ (rho) மூலம் குறிக்கப்படுகிறது.

கடத்தி எதிர்ப்பை சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்க முடியும்

இதில் r என்பது கடத்தி எதிர்ப்பு, ஓம்;

ρ - கடத்தி எதிர்ப்பு;

எல்- கடத்தி நீளம், மீ;

எஸ் - கடத்தி குறுக்குவெட்டு, மிமீ2.

இந்த சூத்திரத்திலிருந்து நாம் எதிர்ப்பின் பரிமாணத்தைப் பெறுகிறோம்

அட்டவணையில் 1 சில கடத்திகளின் எதிர்ப்பைக் காட்டுகிறது.

1 மீ நீளம் மற்றும் 1 மிமீ2 குறுக்குவெட்டு கொண்ட இரும்பு கம்பி 0.13 ஓம்ஸ் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது என்று அட்டவணை காட்டுகிறது. 1 ஓம் எதிர்ப்பைப் பெற, நீங்கள் அத்தகைய கம்பியின் 7.7 மீ எடுக்க வேண்டும். வெள்ளி மிகக் குறைந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது - 1 மிமீ 2 குறுக்குவெட்டுடன் 62.5 மீ வெள்ளி கம்பியை எடுத்துக் கொண்டால் 1 ஓம் எதிர்ப்பைப் பெறலாம். வெள்ளி சிறந்த கடத்தி, ஆனால் வெள்ளியின் அதிக விலை அதன் வெகுஜன பயன்பாட்டின் சாத்தியத்தை விலக்குகிறது. அட்டவணையில் வெள்ளிக்குப் பிறகு தாமிரம் வருகிறது: 1 மிமீ குறுக்குவெட்டு கொண்ட 1 மீ செப்பு கம்பி 0.0175 ஓம்ஸ் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது.1 ஓம் எதிர்ப்பைப் பெற, நீங்கள் அத்தகைய கம்பியின் 57 மீ எடுக்க வேண்டும்.

சுத்திகரிப்பு மூலம் பெறப்பட்ட இரசாயன தூய செம்பு, கம்பிகள், கேபிள்கள், மின் இயந்திரங்கள் மற்றும் சாதனங்களின் முறுக்குகள் தயாரிப்பதற்கு மின் பொறியியலில் பரவலான பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்துள்ளது. அலுமினியம் மற்றும் இரும்பு ஆகியவை கடத்திகளாகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

உலோகங்கள் மற்றும் உலோகக்கலவைகளின் விரிவான பண்புகள் அட்டவணையில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. 2.

எடுத்துக்காட்டு 1. 5 மிமீ 2 குறுக்குவெட்டுடன் 200 மீ இரும்பு கம்பியின் எதிர்ப்பை தீர்மானிக்கவும்:

எடுத்துக்காட்டு 2. 2.5 மிமீ2 குறுக்குவெட்டுடன் 2 கிமீ அலுமினிய கம்பியின் எதிர்ப்பைக் கணக்கிடுங்கள்:

எதிர்ப்பு சூத்திரத்திலிருந்து, கடத்தியின் நீளம், மின்தடை மற்றும் குறுக்குவெட்டு ஆகியவற்றை எளிதாக தீர்மானிக்க முடியும்.

எடுத்துக்காட்டு 3.ஒரு ரேடியோ ரிசீவருக்கு, 0.21 மிமீ 2 குறுக்குவெட்டுடன் நிக்கல் கம்பியிலிருந்து 30 ஓம் மின்தடையை காற்று செய்வது அவசியம். தேவையான கம்பி நீளத்தை தீர்மானிக்கவும்:

எடுத்துக்காட்டு 4. 20 F நீளம் கொண்ட நிக்ரோம் கம்பியின் குறுக்குவெட்டைத் தீர்மானிக்கவும், அதன் எதிர்ப்பு 25 ஓம்களாக இருந்தால்:

எடுத்துக்காட்டு 5. 0.5 மிமீ2 குறுக்குவெட்டு மற்றும் 40 மீ நீளம் கொண்ட கம்பி 16 ஓம்ஸ் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. கம்பி பொருளைத் தீர்மானிக்கவும்.

கடத்தியின் பொருள் அதன் எதிர்ப்பை வகைப்படுத்துகிறது

மின்தடை அட்டவணையின் அடிப்படையில், ஈயம் இந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டிருப்பதைக் காண்கிறோம்.

கடத்திகளின் எதிர்ப்பு வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது என்று முன்னர் கூறப்பட்டது. பின்வரும் பரிசோதனையை செய்வோம். ஒரு சுழல் வடிவில் மெல்லிய உலோக கம்பி பல மீட்டர் காற்று மற்றும் பேட்டரி சுற்றுக்கு இந்த சுழல் இணைக்க வேண்டும். மின்னோட்டத்தை அளவிட, மின்சுற்றில் ஒரு அம்மீட்டர் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது. பர்னர் சுடரில் சுருள் சூடுபடுத்தப்படும் போது, ​​அம்மீட்டர் அளவீடுகள் குறைவதை நீங்கள் கவனிப்பீர்கள். ஒரு உலோக கம்பியின் எதிர்ப்பானது வெப்பத்துடன் அதிகரிக்கிறது என்பதை இது காட்டுகிறது.

சில உலோகங்களுக்கு, 100 டிகிரி வெப்பமடையும் போது, ​​எதிர்ப்பு 40-50% அதிகரிக்கிறது. வெப்பத்துடன் சிறிது தங்கள் எதிர்ப்பை மாற்றும் உலோகக்கலவைகள் உள்ளன. சில சிறப்பு கலவைகள் வெப்பநிலை மாறும்போது எதிர்ப்பில் எந்த மாற்றத்தையும் காட்டாது. உலோகக் கடத்திகளின் எதிர்ப்பு வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது அதிகரிக்கிறது, அதே நேரத்தில் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் (திரவக் கடத்திகள்), நிலக்கரி மற்றும் சில திடப்பொருட்களின் எதிர்ப்பு, மாறாக, குறைகிறது.

வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களுடன் உலோகங்களின் எதிர்ப்பை மாற்றும் திறன் எதிர்ப்பு வெப்பமானிகளை உருவாக்க பயன்படுகிறது. இந்த வெப்பமானி ஒரு மைக்கா சட்டத்தில் ஒரு பிளாட்டினம் கம்பி காயம் ஆகும். ஒரு வெப்பமானியை வைப்பதன் மூலம், எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு உலை மற்றும் வெப்பத்திற்கு முன்னும் பின்னும் பிளாட்டினம் கம்பியின் எதிர்ப்பை அளவிடுவதன் மூலம், உலை வெப்பநிலையை தீர்மானிக்க முடியும்.

ஒரு கடத்தி வெப்பமடையும் போது அதன் எதிர்ப்பின் மாற்றம், ஆரம்ப எதிர்ப்பின் 1 ஓம் மற்றும் 1 0 வெப்பநிலைக்கு என அழைக்கப்படுகிறது. எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம்மற்றும் α (ஆல்பா) என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது.

வெப்பநிலை t 0 இல் கடத்தியின் எதிர்ப்பானது r 0 க்கும், வெப்பநிலையில் t r t க்கும் சமமாக இருந்தால், எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம்

J diff, J conv, J சொற்கள் பூஜ்ஜியத்திற்கும் J = J migr க்கும் சமம் என்று வைத்துக்கொள்வோம். மின் ஆற்றலில் உள்ள வேறுபாடு காரணமாக இரண்டாவது வகையான கடத்திகள் மற்றும் முதல் வகையான மின்கடத்திகளில் உள்ள அயனிகளின் இயக்கம் மின்சாரத்தை கடக்கும் திறனை தீர்மானிக்கிறது, அதாவது. மின் கடத்துத்திறன்(மின் கடத்துத்திறன்). மின்சாரத்தை கடக்கும் முதல் மற்றும் இரண்டாவது வகைகளின் கடத்திகளின் திறனை அளவுகோலாக வகைப்படுத்த, மின் கடத்துத்திறனின் இரண்டு நடவடிக்கைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவர்களுள் ஒருவர் - மின் கடத்துத்திறன்κ- என்பது எதிர்ப்பின் பரஸ்பரம்:

எதிர்ப்பாற்றல் சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது

எங்கே ஆர்- மொத்த கடத்தி எதிர்ப்பு, ஓம்; l என்பது இரண்டு இணையான விமானங்களுக்கு இடையே உள்ள தூரம், இவற்றுக்கு இடையே எதிர்ப்பானது தீர்மானிக்கப்படுகிறது, m; S என்பது கடத்தியின் குறுக்கு வெட்டு பகுதி, m2.

எனவே

மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் என்பது ஒரு மீட்டருக்கு சமமான கனசதுர விளிம்பு நீளம் கொண்ட ஒரு கன மீட்டர் கடத்தியின் எதிர்ப்பின் பரஸ்பரம் என வரையறுக்கப்படுகிறது. மின் கடத்துத்திறன் அலகு: S/m. மறுபுறம், ஓம் சட்டத்தின் படி

எங்கே ஈ- கொடுக்கப்பட்ட இணை விமானங்களுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு; நான் - தற்போதைய.

மின் கடத்துத்திறனை நிர்ணயிக்கும் சமன்பாட்டில் இந்த வெளிப்பாட்டை மாற்றுவதன் மூலம், நாம் பெறுகிறோம்:

S = 1 மற்றும் E/l இல் = 1 எங்களிடம் κ = 1. எனவே, மின் கடத்துத்திறன் ஒரு சதுர மீட்டர் பரப்பளவைக் கொண்ட கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு வழியாக செல்லும் மின்னோட்டத்திற்கு எண்ணியல் ரீதியாக சமமாக இருக்கும், ஒரு மீட்டருக்கு ஒரு வோல்ட்டுக்கு சமமான சாத்தியமான சாய்வு.

குறிப்பிட்ட மின் கடத்துத்திறன் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு சார்ஜ் கேரியர்களின் எண்ணிக்கையை வகைப்படுத்துகிறது. இதன் விளைவாக, குறிப்பிட்ட மின் கடத்துத்திறன் கரைசலின் செறிவு மற்றும் தனிப்பட்ட பொருட்களுக்கு - அவற்றின் அடர்த்தியைப் பொறுத்தது.

மின் கடத்துத்திறனின் இரண்டாவது அளவுகோல் இணையானλ இ (அல்லது மோலார்λ மீ) மின் கடத்துத்திறன்,குறிப்பிட்ட மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் ஒரு பொருளின் ஒரு சமமான அல்லது ஒரு மோல் கொண்ட கன மீட்டர்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம்:

λ இ = κφ இ; λ மீ = κφ மீ

φ m 3 /eq அல்லது m 3 /mol இல் வெளிப்படுத்தப்படுவதால், λ இன் அலகு Sm∙m 2 /eq அல்லது Sm∙m 2 /mol ஆக இருக்கும்.

தீர்வுகளுக்கு φ = 1/C, எங்கே உடன்- mol/m3 இல் வெளிப்படுத்தப்பட்ட செறிவு. பிறகு

λ e = κ/zC மற்றும் λ m = κ/C

என்றால் உடன் kmol/m 3 இல் வெளிப்படுத்தப்பட்டது, பின்னர் φ e = 1/(zC∙10 3); φ மீ = 1/(С∙10 3) மற்றும்

λ e = κ/(zC∙10 3) மற்றும் λ m = κ/(C∙10 3)

ஒரு தனிப்பட்ட பொருளின் (திட அல்லது திரவ) மோலார் கடத்துத்திறனை தீர்மானிக்கும் போது, ​​φ m = V M, ஆனால் V m = M/d (இங்கு V m என்பது மோலார் தொகுதி; M என்பது மூலக்கூறு எடை; ஈ- அடர்த்தி), பின்வரும்

v atelno முன்

λ m = κV m = κМ/d

எனவே, சமமான (அல்லது மோலார்) மின் கடத்துத்திறன் என்பது ஒருவருக்கொருவர் ஒரு மீட்டர் தொலைவில் அமைந்துள்ள இரண்டு இணை விமானங்களுக்கு இடையில் அமைந்துள்ள ஒரு கடத்தியின் கடத்துத்திறன் மற்றும் ஒரு பொருளின் ஒரு சமமான (அல்லது ஒரு மோல்) ஒரு தீர்வு அல்லது தனிப்பட்ட உப்பு).

கடத்துத்திறனின் இந்த அளவுகோல், அதே அளவு பொருளின் (மோல் அல்லது அதற்கு சமமான) கடத்துத்திறனை வகைப்படுத்துகிறது, ஆனால் வெவ்வேறு தொகுதிகளில் உள்ளது, இதனால், அயனிகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு சக்திகளின் செல்வாக்கை இன்டர்யோனிக் தூரங்களின் செயல்பாடாக பிரதிபலிக்கிறது.

மின்னணு கடத்துத்திறன்

ஏற்கனவே சாதாரண வெப்பநிலையில் வேலன்ஸ் பேண்டில் இருந்து கடத்தல் பட்டைக்கு குறைந்த எலக்ட்ரான் மாறுதல் ஆற்றலால் வகைப்படுத்தப்படும் உலோகங்கள், அதிக மின் கடத்துத்திறனை உறுதி செய்வதற்காக கடத்தல் பேண்டில் போதுமான எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளன. அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் உலோகங்களின் கடத்துத்திறன் குறைகிறது. உலோகங்களில் அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன், எலக்ட்ரான்களின் திசை இயக்கத்திற்கு எதிர்ப்பை வழங்கும் படிக லட்டியின் அயனிகளின் அதிர்வு ஆற்றலை அதிகரிப்பதன் விளைவு, சார்ஜ் கேரியர்களின் எண்ணிக்கையை அதிகரிப்பதன் விளைவை விட மேலோங்குகிறது என்பதே இதற்குக் காரணம். கடத்தல் பட்டை. வேதியியல் ரீதியாக தூய உலோகங்களின் எதிர்ப்பானது வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் அதிகரிக்கிறது, வெப்பநிலையில் ஒரு டிகிரி (R 0 - 0 ° C இல் எதிர்ப்பு) அதிகரிப்புடன் தோராயமாக 4∙10 –3 R 0 அதிகரிக்கிறது. பெரும்பாலான வேதியியல் தூய உலோகங்களுக்கு, வெப்பமடையும் போது, ​​எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்பநிலை இடையே ஒரு நேரியல் உறவு உள்ளது

R = R 0 (1 + αt)

இங்கு α என்பது எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம்.

உலோகக்கலவைகளின் வெப்பநிலை குணகங்கள் பரந்த வரம்பில் மாறுபடும், எடுத்துக்காட்டாக, பித்தளை α = 1.5∙10 –3, மற்றும் நிலையான α = 4∙10 –6.

உலோகங்கள் மற்றும் உலோகக் கலவைகளின் குறிப்பிட்ட கடத்துத்திறன் 10 6 - 7∙10 7 S/m வரம்பில் உள்ளது. ஒரு உலோகத்தின் மின் கடத்துத்திறன் தற்போதைய பரிமாற்றத்தில் ஈடுபடும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் கட்டணம் மற்றும் மோதல்களுக்கு இடையிலான சராசரி பயண நேரத்தைப் பொறுத்தது. கொடுக்கப்பட்ட மின்சார புல வலிமையில் உள்ள அதே அளவுருக்கள் எலக்ட்ரானின் வேகத்தை தீர்மானிக்கிறது. எனவே, ஒரு உலோகத்தின் தற்போதைய அடர்த்தியை சமன்பாட்டின் மூலம் வெளிப்படுத்தலாம்

கட்டணங்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தின் சராசரி வேகம் எங்கே; பி- ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு கடத்தும் பட்டை எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை.

அவற்றின் கடத்துத்திறனில் உள்ள குறைக்கடத்திகள் உலோகங்கள் மற்றும் மின்கடத்திகளுக்கு இடையில் ஒரு இடைநிலை நிலையை ஆக்கிரமித்துள்ளன. ஜெர்மானியம் மற்றும் சிலிக்கான் போன்ற தூய குறைக்கடத்தி பொருட்கள் உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் கொண்டவை.

அரிசி. 5.1 கடத்தல் எலக்ட்ரான் (1) - துளை (2) ஜோடி உருவாகும் திட்டம்.

எலக்ட்ரான்களின் வெப்ப தூண்டுதல் நிகழும்போது, ​​​​அவை வேலன்ஸ் பேண்டிலிருந்து கடத்தல் பட்டைக்கு மாறுவதால் உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன். இந்த எலக்ட்ரான்கள், சாத்தியமான வேறுபாட்டின் செல்வாக்கின் கீழ், ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் நகர்ந்து வழங்குகின்றன மின்னணு கடத்துத்திறன்குறைக்கடத்திகள். ஒரு எலக்ட்ரான் கடத்தல் பட்டைக்கு செல்லும்போது, ​​​​வேலன்ஸ் பேண்டில் ஒரு காலியான இடம் உள்ளது - ஒரு "துளை", இது ஒரு நேர்மறை மின்னூட்டத்தின் இருப்புக்கு சமம். வேலன்ஸ் பேண்ட் எலக்ட்ரான் அதன் இடத்திற்கு குதிப்பதன் விளைவாக ஒரு துளை மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் நகரும், ஆனால் கடத்தல் பட்டை எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்திற்கு எதிர் திசையில், வழங்குகிறது. துளை கடத்துத்திறன்குறைக்கடத்தி. துளை உருவாக்கும் செயல்முறை படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 5.1

எனவே, உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட ஒரு குறைக்கடத்தியில் இரண்டு வகையான சார்ஜ் கேரியர்கள் உள்ளன - எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகள், இது குறைக்கடத்தியின் எலக்ட்ரான் மற்றும் துளை கடத்துத்திறனை வழங்குகிறது.

உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட ஒரு குறைக்கடத்தியில், கடத்தல் பட்டையில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை வேலன்ஸ் பேண்டில் உள்ள துளைகளின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும். ஒரு குறைக்கடத்தியில் கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில், எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளுக்கு இடையில் ஒரு மாறும் சமநிலை உள்ளது, அதாவது, அவற்றின் உருவாக்கம் விகிதம் மறுசீரமைப்பு விகிதத்திற்கு சமம். வேலன்ஸ் பேண்ட் துளையுடன் ஒரு கடத்தல் பட்டை எலக்ட்ரானின் மறுசீரமைப்பு வேலன்ஸ் பேண்டில் எலக்ட்ரானின் "உருவாக்கம்" விளைவிக்கிறது.

ஒரு குறைக்கடத்தியின் குறிப்பிட்ட கடத்துத்திறன் சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவைப் பொறுத்தது, அதாவது ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு அவற்றின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்தது. எலக்ட்ரான் செறிவு n i மற்றும் துளை செறிவு p i ஆகியவற்றைக் குறிக்கலாம். உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட ஒரு குறைக்கடத்தியில், n i = p i (அத்தகைய குறைக்கடத்திகள் சுருக்கமாக i-வகை குறைக்கடத்திகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன). சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவு, உதாரணமாக தூய ஜெர்மானியத்தில், n i = p i ≈10 19 m –3 க்கு சமம், சிலிக்கானில் இது தோராயமாக 10 16 m –3 மற்றும் எண்ணிக்கையுடன் ஒப்பிடும்போது 10 –7 - 10 –10% அணுக்கள் என்.

மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளின் இயக்கம் ஒரு குறைக்கடத்தியில் ஏற்படுகிறது. கடத்தல் மின்னோட்ட அடர்த்தி மின்னணுவைக் கொண்டுள்ளது நான் இமற்றும் துளை நான் பதற்போதைய அடர்த்தி: i = i e + i p,எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளின் இயக்கத்தின் வேகம் (இயக்கம்) வேறுபட்டிருப்பதால், கேரியர் செறிவுகளின் சமத்துவம் இருந்தபோதிலும், அளவில் சமமாக இல்லை. எலக்ட்ரான் மின்னோட்ட அடர்த்தி இதற்கு சமம்:

எலக்ட்ரான்களின் சராசரி வேகம் தீவிரத்திற்கு விகிதாசாரமாகும் ஈ"மின்சார புலம்:

விகிதாசார காரணி டபிள்யூ e 0 ஒரு அலகு மின்சார புல வலிமையில் எலக்ட்ரானின் இயக்கத்தின் வேகத்தை வகைப்படுத்துகிறது மற்றும் இயக்கத்தின் முழுமையான வேகம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. தூய ஜெர்மானியத்தில் அறை வெப்பநிலையில் டபிள்யூ e 0 = 0.36 m 2 /(V∙s).

கடைசி இரண்டு சமன்பாடுகளிலிருந்து நாம் பெறுகிறோம்:

துளை கடத்துத்திறனுக்கான ஒத்த காரணத்தை மீண்டும் மீண்டும், நாம் எழுதலாம்:

பின்னர் மொத்த மின்னோட்ட அடர்த்திக்கு:

ஐக்கான வெளிப்பாட்டை ஓம் விதியுடன் ஒப்பிடுதல் i = κ ஈ", S = 1 m2 இல் நாம் பெறுகிறோம்:

மேலே கூறியபடி, உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட குறைக்கடத்திக்கு n i = p i , எனவே

டபிள்யூ p 0 எப்போதும் குறைவாக இருக்கும் டபிள்யூ e 0, உதாரணமாக ஜெர்மனியில் டபிள்யூ p 0 = 0.18 m 2 /(V∙s), மற்றும் டபிள்யூ e 0 = 0.36 m 2 /(V∙s).

எனவே, ஒரு குறைக்கடத்தியின் குறிப்பிட்ட மின் கடத்துத்திறன் கேரியர்களின் செறிவு மற்றும் அவற்றின் முழுமையான திசைவேகத்தைப் பொறுத்தது மற்றும் கூடுதலாக இரண்டு சொற்களால் ஆனது:

κ i = κ e + κ p

கேரியர் செறிவு n i புல வலிமையைச் சார்ந்து இல்லை என்றால் மட்டுமே செமிகண்டக்டர்களுக்கான ஓம் விதி திருப்தி அடையும். கிரிட்டிகல் (ஜெர்மானியம் E cr ' = 9∙ 10 4 V/m, சிலிக்கான் E cr '= 2.5∙ 10 4 V/m க்கு) என்று அழைக்கப்படும் உயர் புல வலிமைகளில், ஓம் விதி மீறப்படுகிறது, இது மாற்றத்துடன் தொடர்புடையது. அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான் ஆற்றலில் மற்றும் கடத்தல் பட்டைக்கு பரிமாற்ற ஆற்றலில் குறைவு, அத்துடன் லட்டு அணுக்களின் அயனியாக்கம் சாத்தியம். இரண்டு விளைவுகளும் சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவை அதிகரிக்கச் செய்கின்றன.

உயர் புல வலிமைகளில் மின் கடத்துத்திறன் பூலின் அனுபவ விதியால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:

ln κ = ln κ 0 + α (E’ – E cr’)

எங்கே κ 0 - கடத்துத்திறன் E' = E cr ' .

குறைக்கடத்தியில் வெப்பநிலை உயரும் போது, ​​மின்னேற்ற கேரியர்களின் தீவிர தலைமுறை ஏற்படுகிறது, மேலும் வெப்ப இயக்கம் காரணமாக எலக்ட்ரான் இயக்கத்தின் முழுமையான வேகம் குறைவதை விட அவற்றின் செறிவு வேகமாக அதிகரிக்கிறது. எனவே, மாறாக

உலோகங்களிலிருந்து, குறைக்கடத்திகளின் மின் கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிக்கிறது. முதல் தோராயமாக, ஒரு சிறிய வெப்பநிலை வரம்பிற்கு, ஒரு குறைக்கடத்தியின் கடத்துத்திறனின் வெப்பநிலை சார்பு சமன்பாட்டின் மூலம் வெளிப்படுத்தப்படலாம்.

எங்கே கே- போல்ட்ஸ்மேன் மாறிலி; ஏ- செயல்படுத்தும் ஆற்றல் (எலக்ட்ரானை கடத்தும் பட்டைக்கு மாற்ற தேவையான ஆற்றல்).

முழுமையான பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில், அனைத்து குறைக்கடத்திகளும் நல்ல மின்கடத்திகளாகும். ஒரு டிகிரிக்கு வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன், அவற்றின் கடத்துத்திறன் சராசரியாக 3 - 7% அதிகரிக்கிறது.

ஒரு தூய குறைக்கடத்தியில் அசுத்தங்கள் அறிமுகப்படுத்தப்படும் போது, ​​அது அதன் சொந்த மின் கடத்துத்திறனை சேர்க்கிறது தூய்மையற்ற மின் கடத்துத்திறன்.எடுத்துக்காட்டாக, காலமுறை அமைப்பின் V குழுவின் கூறுகள் (P, As, Sb) ஜெர்மானியத்தில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டால், பிந்தையது நான்கு எலக்ட்ரான்களின் பங்கேற்புடன் ஜெர்மானியத்துடன் ஒரு லட்டியை உருவாக்குகிறது, மேலும் குறைந்த அயனியாக்கம் காரணமாக ஐந்தாவது எலக்ட்ரான் தூய்மையற்ற அணுக்களின் ஆற்றல் (சுமார் 1.6∙10 –21), தூய்மையற்ற அணுவிலிருந்து கடத்தல் பட்டைக்கு செல்கிறது. அத்தகைய குறைக்கடத்தியில், மின்னணு கடத்துத்திறன் ஆதிக்கம் செலுத்தும் (குறைக்கடத்தி என்று அழைக்கப்படுகிறது n-வகை மின்னணு குறைக்கடத்தி].தூய்மையற்ற அணுக்கள் ஜெர்மானியத்தை விட அதிக எலக்ட்ரான் தொடர்பைக் கொண்டிருந்தால், எடுத்துக்காட்டாக குழு III (இன், கே, பி, ஏ1) கூறுகள், பின்னர் அவை ஜெர்மானிய அணுக்களிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை எடுத்துச் செல்கின்றன மற்றும் வேலன்ஸ் பேண்டில் துளைகள் உருவாகின்றன. அத்தகைய குறைக்கடத்திகளில், துளை கடத்துத்திறன் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது (குறைக்கடத்தி p-வகை].மின்னணு கடத்துத்திறனை வழங்கும் தூய்மையற்ற அணுக்கள் நன்கொடையாளர்கள்எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளை - ஏற்பவர்கள்).

நன்கொடையாளர் N D அல்லது ஏற்பி N A அணுக்களின் செறிவு உள்ளார்ந்த சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவை விட அதிகமாக இருந்தால், தூய்மையற்ற குறைக்கடத்திகள் உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட குறைக்கடத்திகளை விட அதிக மின் கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளன. N D மற்றும் N A இன் பெரிய மதிப்புகளில், உள்ளார்ந்த கேரியர்களின் செறிவு புறக்கணிக்கப்படலாம். செமிகண்டக்டரில் செறிவு அதிகமாக இருக்கும் சார்ஜ் கேரியர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன முக்கியஎடுத்துக்காட்டாக, n-வகை ஜெர்மானியத்தில் n n ≈ 10 22 m–3, n i ≈ 10 19 m~ 3, அதாவது, முக்கிய கேரியர்களின் செறிவு உள்ளார்ந்த கேரியர்களின் செறிவை விட 10 3 மடங்கு அதிகமாகும்.

தூய்மையற்ற குறைக்கடத்திகளுக்கு பின்வரும் உறவுகள் செல்லுபடியாகும்:

n n p n = n i p i = n i 2 = p i 2

n p p p = n i p i = n i 2 = p i 2

இந்த சமன்பாடுகளில் முதலாவது n-வகை குறைக்கடத்திக்காகவும், இரண்டாவது p-வகை குறைக்கடத்திக்காகவும் எழுதப்பட்டுள்ளது. இந்த உறவுகளிலிருந்து, மிகக் குறைந்த அளவு தூய்மையற்றது (சுமார் 10 -4 0 / o) சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக மின் கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கிறது.

உள்ளார்ந்த கேரியர்களின் செறிவை நாம் புறக்கணித்து, n-வகை குறைக்கடத்திக்கு N D ≈ n n என்றும், p-வகை குறைக்கடத்திக்கு N A ≈ р р என்றும் கருதினால், தூய்மையற்ற குறைக்கடத்தியின் மின் கடத்துத்திறனை சமன்பாடுகளால் வெளிப்படுத்தலாம்:

n-வகை செமிகண்டக்டர்களில் மின்சார புலம் பயன்படுத்தப்படும் போது, ​​மின்னூட்டம் பரிமாற்றம் எலக்ட்ரான்களாலும், p-வகை குறைக்கடத்திகளில் துளைகளாலும் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

கதிர்வீச்சு போன்ற வெளிப்புற தாக்கங்களின் கீழ், சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவு மாறுகிறது மற்றும் குறைக்கடத்தியின் வெவ்வேறு பகுதிகளில் வேறுபட்டிருக்கலாம். இந்த வழக்கில், தீர்வுகளைப் போலவே, குறைக்கடத்தியிலும் பரவல் செயல்முறைகள் ஏற்படுகின்றன. பரவல் செயல்முறைகளின் விதிகள் ஃபிக் சமன்பாடுகளுக்குக் கீழ்ப்படிகின்றன. சார்ஜ் கேரியர்களின் பரவல் குணகம் கரைசலில் உள்ள அயனிகளை விட அதிகமாக உள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, ஜெர்மானியத்தில் எலக்ட்ரான்களின் பரவல் குணகம் 98∙10 –4 மீ 2 / வி, துளைகள் - 47∙10 –4 மீ 2 / வி. வழக்கமான குறைக்கடத்திகள், ஜெர்மானியம் மற்றும் சிலிக்கான் தவிர, அறை வெப்பநிலையில் பல ஆக்சைடுகள், சல்பைடுகள், செலினைடுகள், டெல்ரைடுகள் போன்றவை உள்ளன. (உதாரணமாக, CdSe, GaP, ZnO, CdS, SnO 2, In 2 O 3, InSb).

அயனி கடத்துத்திறன்

வாயுக்கள், சில திட சேர்மங்கள் (அயனி படிகங்கள் மற்றும் கண்ணாடிகள்), உருகிய தனித்தனி உப்புகள் மற்றும் நீரில் உள்ள கலவைகளின் கரைசல்கள், அல்லாத நீர் கரைப்பான்கள் மற்றும் உருகும் அயனி கடத்துத்திறன் கொண்டது. இரண்டாவது வகையான வெவ்வேறு வகுப்புகளின் கடத்திகளின் கடத்துத்திறன் மதிப்புகள் மிகவும் பரந்த வரம்புகளுக்குள் வேறுபடுகின்றன:

குறிப்பு: தீர்வுகளுக்கான குறிப்பிட்ட கடத்துத்திறன் மதிப்புகள் 18 °C இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

இருப்பினும், எல்லா சந்தர்ப்பங்களிலும், κ இன் கொடுக்கப்பட்ட மதிப்புகள் உலோகங்களின் κ மதிப்புகளைக் காட்டிலும் குறைவான அளவின் பல ஆர்டர்களாகும் (எடுத்துக்காட்டாக, வெள்ளி, தாமிரம் மற்றும் ஈயத்தின் கடத்துத்திறன் 0.67∙10 8 , 0.645∙ 10 8 மற்றும் 0.056∙10 8 S/m, முறையே).

இரண்டாவது வகை கடத்திகளில், மின் கட்டணம் கொண்ட அனைத்து வகையான துகள்களும் மின்சார பரிமாற்றத்தில் பங்கேற்கலாம். கேஷன்கள் மற்றும் அனான்கள் இரண்டும் மின்னோட்டத்தைக் கொண்டு சென்றால், எலக்ட்ரோலைட்டுகள் உள்ளன இருமுனை கடத்துத்திறன்.மின்னோட்டம் ஒரு வகை அயனிகளை மட்டுமே கொண்டு சென்றால் - கேஷன்கள் அல்லது அனான்கள் - நாம் கவனிக்கிறோம் ஒருமுனை கேஷனிக் அல்லது அயனி கடத்துத்திறன்.

இருமுனை கடத்தல் விஷயத்தில், மெதுவாக நகரும் அயனிகளை விட வேகமாக நகரும் அயனிகள் மின்னோட்டத்தின் பெரிய விகிதத்தை கொண்டு செல்கின்றன. கொடுக்கப்பட்ட வகை துகள்களால் கடத்தப்படும் மின்னோட்டத்தின் பகுதி அழைக்கப்படுகிறது எடுத்துச் செல்லும் எண்இந்த வகை துகள்களின் (t i) ஒருமுனை கடத்துத்திறனுடன், மின்னோட்டத்தை எடுத்துச் செல்லும் அயனிகளின் வகை போக்குவரத்து எண் ஒன்றுக்கு சமமாக இருக்கும், ஏனெனில் அனைத்து மின்னோட்டமும் இந்த வகை அயனிகளால் மாற்றப்படுகிறது. ஆனால் இருமுனை கடத்துத்திறனுடன், ஒவ்வொரு வகை அயனிகளின் போக்குவரத்து எண் ஒற்றுமையை விட குறைவாக உள்ளது

மேலும், பரிமாற்ற எண்ணானது, கேஷன்கள் மற்றும் அனான்கள் மின்சாரத்தை வெவ்வேறு திசைகளில் மாற்றுகின்றன என்ற உண்மையை கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளாமல், கொடுக்கப்பட்ட வகை அயனிகளுக்குக் கூறப்படும் மின்னோட்டத்தின் பகுதியின் முழுமையான மதிப்பாகப் புரிந்து கொள்ளப்பட வேண்டும்.

இருமுனை கடத்துத்திறனின் போது ஏதேனும் ஒரு வகை துகள்களின் (அயன்) பரிமாற்ற எண் ஒரு நிலையான மதிப்பு அல்ல, இது கொடுக்கப்பட்ட வகை அயனியின் தன்மையை மட்டுமே வகைப்படுத்துகிறது, ஆனால் கூட்டாளர் துகள்களின் தன்மையையும் சார்ந்துள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தின் கரைசலில் குளோரின் அயனிகளின் பரிமாற்ற எண்ணிக்கை அதே செறிவின் KS1 கரைசலை விட குறைவாக உள்ளது, ஏனெனில் ஹைட்ரஜன் அயனிகள் பொட்டாசியம் அயனிகளை விட அதிக மொபைல் ஆகும். பரிமாற்ற எண்களைத் தீர்மானிப்பதற்கான முறைகள் வேறுபட்டவை, மேலும் அவற்றின் கொள்கைகள் கோட்பாட்டு மின் வேதியியல் தொடர்பான ஆய்வகப் பட்டறைகளில் கோடிட்டுக் காட்டப்பட்டுள்ளன.

குறிப்பிட்ட வகைப் பொருட்களின் மின் கடத்துத்திறனைக் கருத்தில் கொள்வதற்கு முன், ஒரு பொதுவான பிரச்சினையில் நாம் வாழ்வோம். எந்தவொரு உடலும் முடுக்கத்துடன் செயல்படும் சக்திகளின் நிலையான துறையில் நகர்கிறது. இதற்கிடையில், அனைத்து வகை எலக்ட்ரோலைட்டுகளிலும் உள்ள அயனிகள், வாயுக்கள் தவிர, நிலையான வேகத்தில் கொடுக்கப்பட்ட வலிமையின் மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் நகரும். இதை விளக்க, அயனியில் செயல்படும் சக்திகளை கற்பனை செய்யலாம். அயனியின் நிறை m மற்றும் அதன் இயக்கத்தின் வேகம் என்றால் w,பின்னர் நியூட்டனின் படை mdw/dtஅயனியை நகர்த்தும் மின்புல விசை (எம்) மற்றும் அதன் இயக்கத்தை மெதுவாக்கும் எதிர்வினை விசை (எல்') ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள வேறுபாட்டிற்கு சமமாக இருக்கும், ஏனெனில் அயனி ஒரு பிசுபிசுப்பான ஊடகத்தில் நகரும். அதிக அயனி வேகம், அதிக எதிர்வினை விசை, அதாவது L’ = L டபிள்யூ(இங்கே எல்- விகிதாசார குணகம்). இதனால்

மாறிகளைப் பிரித்த பிறகு, எங்களிடம் உள்ளது:

எம் - எல் டபிள்யூ = v, நாம் டி டபிள்யூ= – டி v/நில

அல்லது

ஒருங்கிணைப்பு மாறிலி எல்லை நிலையில் இருந்து தீர்மானிக்கப்படுகிறது: at t = 0 w = 0, அதாவது . அயனி நகரத் தொடங்கும் தருணத்திலிருந்து (நடப்பு இயக்கப்பட்ட தருணத்திலிருந்து) நேரத்தை எண்ணத் தொடங்குகிறோம். பிறகு:

மாறிலிக்கு பதிலாக அதன் மதிப்பை மாற்றினால், இறுதியாக நாம் பெறுகிறோம்.