कंडक्टरचा प्रतिकार काय ठरवते

प्रतिरोध आणि त्याची परस्पर - विद्युत चालकता - रासायनिक शुद्ध धातूपासून बनवलेल्या कंडक्टरसाठी एक वैशिष्ट्यपूर्ण भौतिक प्रमाण आहे, परंतु तरीही त्यांची प्रतिकार मूल्ये तुलनेने कमी अचूकतेसह ओळखली जातात.

हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले आहे की धातूंचे प्रतिरोधक मूल्य विविध यादृच्छिक, नियंत्रित करणे कठीण परिस्थितीमुळे मोठ्या प्रमाणात प्रभावित होते.

प्रथम स्थानावर, शुद्ध धातूच्या किरकोळ अशुद्धतेमुळे त्याचा प्रतिकार वाढतो.

इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंगसाठी सर्वात महत्त्वाची धातू आहे मध, ज्यापासून विद्युत उर्जेच्या वितरणासाठी तार आणि केबल्स बनविल्या जातात, या संदर्भात विशेषतः संवेदनशील असल्याचे दिसून येते.

०.०५% कमी प्रमाणात कार्बनची अशुद्धता रासायनिक शुद्ध तांब्याच्या प्रतिरोधकतेच्या तुलनेत तांब्याची प्रतिकारशक्ती ३३% वाढवते, ०.१३% फॉस्फरसची अशुद्धता तांब्याची प्रतिकारशक्ती ४८%, लोहाची ०.५% प्रतिकारशक्ती १७६% ने वाढवते. जस्त 20% सह, त्याच्या लहानपणामुळे मोजणे कठीण आहे.

इतर धातूंच्या प्रतिकारशक्तीवर अशुद्धतेचा प्रभाव तांब्याच्या बाबतीत कमी लक्षणीय असतो.

धातूंचा प्रतिकार, रासायनिकदृष्ट्या शुद्ध किंवा विशिष्ट रासायनिक रचनेसह, त्यांच्या थर्मल आणि यांत्रिक उपचार पद्धतीवर अवलंबून असतो.

रोलिंग, ड्रॉइंग, क्वेंचिंग आणि एनीलिंगमुळे धातूची प्रतिरोधकता अनेक टक्क्यांनी बदलू शकते.

हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले आहे की वितळलेल्या धातूचे घनीकरण दरम्यान स्फटिक बनते, असंख्य आणि यादृच्छिकपणे वितरित लहान एकल क्रिस्टल्स तयार होतात.

कोणतीही यांत्रिक प्रक्रिया या क्रिस्टल्सचा अंशतः नाश करते आणि त्यांचे गट एकमेकांच्या सापेक्ष बदलते, परिणामी धातूच्या तुकड्याची एकूण विद्युत चालकता सामान्यतः वाढत्या प्रतिकाराच्या दिशेने बदलते.

अनुकूल तपमानावर दीर्घकाळ ऍनीलिंग, भिन्न धातूंसाठी भिन्न, क्रिस्टल घटतेसह असते आणि सामान्यतः प्रतिकार कमी करते.

अशा पद्धती आहेत ज्यामुळे वितळलेल्या धातूंच्या घनतेच्या वेळी कमी-अधिक लक्षणीय सिंगल क्रिस्टल्स (सिंगल क्रिस्टल्स) मिळणे शक्य होते.

जर धातू योग्य प्रणालीचे क्रिस्टल्स देते, तर अशा धातूच्या एकल क्रिस्टल्सचा प्रतिकार सर्व दिशांना समान असतो. जर धातूचे स्फटिक हे षटकोनी, चौकोनी किंवा त्रिकोणीय प्रणालीशी संबंधित असतील, तर एकल क्रिस्टलचे प्रतिरोधक मूल्य विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेवर अवलंबून असते.

क्रिस्टलच्या सममितीच्या अक्षाच्या दिशेने आणि सममितीच्या अक्षाला लंब असलेल्या दिशेने मर्यादित (अत्यंत) मूल्ये प्राप्त केली जातात, इतर सर्व दिशांमध्ये प्रतिकारांना मध्यवर्ती मूल्ये असतात.

लहान क्रिस्टल्सच्या यादृच्छिक वितरणासह पारंपारिक पद्धतींनी मिळविलेले धातूचे तुकडे, विशिष्ट सरासरी मूल्याच्या बरोबरीचे प्रतिरोधक असतात, जोपर्यंत घनीकरणादरम्यान क्रिस्टल्सचे कमी-अधिक ऑर्डर केलेले वितरण स्थापित केले जात नाही.

यावरून हे स्पष्ट होते की इतर रासायनिकदृष्ट्या शुद्ध धातूंच्या नमुन्यांची प्रतिकारशक्ती, ज्याचे क्रिस्टल्स योग्य प्रणालीशी संबंधित नाहीत, त्यांची मूल्ये पूर्णपणे निर्धारित करू शकत नाहीत.

20 डिग्री सेल्सिअस तापमानात सर्वात सामान्य प्रवाहकीय धातू आणि मिश्र धातुंची प्रतिरोधक मूल्ये: पदार्थांचा प्रतिकार आणि विद्युत चालकता

विविध धातूंच्या प्रतिकारावर तापमानाचा प्रभाव हा असंख्य आणि सखोल अभ्यासाचा विषय आहे, कारण या प्रभावाचा प्रश्न खूप सैद्धांतिक आणि व्यावहारिक महत्त्वाचा आहे.

शुद्ध धातू प्रतिरोधक तापमान गुणांक, बहुतेक भाग वायूंच्या थर्मल रेखीय विस्ताराच्या तापमान गुणांकाच्या जवळ आहे, म्हणजे ते 0.004 पेक्षा जास्त भिन्न नाही, म्हणून 0 ते 100 ° C च्या श्रेणीमध्ये प्रतिकार पूर्ण तापमानाच्या अंदाजे प्रमाणात आहे.

0 ° पेक्षा कमी तापमानात प्रतिकारशक्ती निरपेक्ष तापमानापेक्षा वेगाने कमी होते आणि तापमान जितक्या वेगाने कमी होते. निरपेक्ष शून्याच्या जवळ असलेल्या तापमानात, काही धातूंचा प्रतिकार व्यावहारिकदृष्ट्या शून्य होतो. 100 ° पेक्षा जास्त तापमानात, बहुतेक धातूंचे तापमान गुणांक हळूहळू वाढते, म्हणजेच प्रतिकार तापमानापेक्षा किंचित वेगाने वाढते.

मनोरंजक माहिती:

तथाकथित फेरोमॅग्नेटिक धातू (लोह, निकेल आणि कोबाल्ट) प्रतिकारशक्ती तापमानापेक्षा खूप वेगाने वाढते.शेवटी, प्लॅटिनम आणि पॅलेडियम तापमान वाढीपेक्षा काहीसे मागे राहून प्रतिरोधकतेत वाढ दर्शवतात.

उच्च तापमान मोजण्यासाठी, तथाकथित प्लॅटिनम प्रतिरोधक थर्मामीटर, ज्यामध्ये पातळ शुद्ध प्लॅटिनम वायरचा तुकडा इन्सुलेट पदार्थाच्या नळीवर सर्पिलपणे जखमेच्या किंवा क्वार्ट्ज ट्यूबच्या भिंतींमध्ये मिसळलेला असतो. वायरचा प्रतिकार मोजून, आपण त्याचे तापमान टेबलवरून किंवा वक्र वरून -40 ते 1000 डिग्री सेल्सिअस तापमान श्रेणीसाठी निर्धारित करू शकता.

धातूची चालकता असलेल्या इतर पदार्थांमध्ये, कोळसा, ग्रेफाइट, अँथ्रासाइट हे लक्षात घेतले पाहिजे, जे नकारात्मक तापमान गुणांक असलेल्या धातूंपेक्षा वेगळे आहेत.

प्रकाश किरणांच्या संपर्कात आल्यावर सेलेनियमचा प्रतिकार त्याच्या एका बदलात (धातूचा, स्फटिकासारखे सेलेनियम, राखाडी) लक्षणीय घटतो. ही घटना परिसराची आहे फोटोव्होल्टेइक घटना.

सेलेनियम आणि त्याच्यासारख्या इतर अनेक बाबतीत, पदार्थाच्या अणूपासून वेगळे झालेले इलेक्ट्रॉन जेव्हा प्रकाशकिरण शोषून घेतात तेव्हा ते शरीराच्या पृष्ठभागावरून उडून जात नाहीत, परंतु पदार्थाच्या आत राहतात, परिणामी विद्युत चालकता पदार्थाचे प्रमाण नैसर्गिकरित्या वाढते. घटनेला आंतरिक फोटोइलेक्ट्रिक घटना म्हणतात.

हे देखील पहा:

वेगवेगळ्या सामग्रीची प्रतिकारशक्ती वेगळी का असते

वायर आणि केबल्सची मूलभूत विद्युत वैशिष्ट्ये