કંડક્ટરનો પ્રતિકાર શું નક્કી કરે છે

પ્રતિકાર અને તેની પારસ્પરિક - વિદ્યુત વાહકતા - રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ ધાતુઓથી બનેલા વાહક માટે એક લાક્ષણિક ભૌતિક જથ્થો છે, પરંતુ તેમ છતાં તેમના પ્રતિકાર મૂલ્યો પ્રમાણમાં ઓછી ચોકસાઈ સાથે જાણીતા છે.

આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે ધાતુઓનું પ્રતિકાર મૂલ્ય વિવિધ રેન્ડમ, નિયંત્રિત કરવા મુશ્કેલ સંજોગો દ્વારા ખૂબ પ્રભાવિત છે.

પ્રથમ સ્થાને, શુદ્ધ ધાતુમાં ઘણી વખત નાની અશુદ્ધિઓ તેના પ્રતિકારમાં વધારો કરે છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ ધાતુ છે મધ, જેમાંથી વિદ્યુત ઊર્જાના વિતરણ માટે વાયર અને કેબલ બનાવવામાં આવે છે, તે આ સંદર્ભમાં ખાસ કરીને સંવેદનશીલ હોવાનું બહાર આવ્યું છે.

રાસાયણિક શુદ્ધ તાંબાના પ્રતિકારની તુલનામાં 0.05% પર કાર્બનની નજીવી રીતે નાની અશુદ્ધિઓ તાંબાના પ્રતિકારમાં 33% વધારો કરે છે, 0.13% ફોસ્ફરસની અશુદ્ધતા તાંબાના પ્રતિકારમાં 48%, આયર્નની 0.5% 176% દ્વારા પ્રતિકાર વધારે છે. 20% સાથે તેની નાનીતાને કારણે માપવા મુશ્કેલ જસતની માત્રામાં.

અન્ય ધાતુઓના પ્રતિકાર પર અશુદ્ધિઓની અસર તાંબાના કિસ્સામાં કરતાં ઓછી નોંધપાત્ર છે.

ધાતુઓનો પ્રતિકાર, રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ અથવા સામાન્ય રીતે ચોક્કસ રાસાયણિક રચના સાથે, તેમની થર્મલ અને યાંત્રિક સારવારની પદ્ધતિ પર આધાર રાખે છે.

રોલિંગ, ડ્રોઇંગ, ક્વેન્ચિંગ અને એનિલિંગ ધાતુની પ્રતિકારકતાને ઘણા ટકાથી બદલી શકે છે.

આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે પીગળેલી ધાતુ ઘનતા દરમિયાન સ્ફટિકીકરણ કરે છે, અસંખ્ય અને અવ્યવસ્થિત રીતે વિતરિત નાના સિંગલ સ્ફટિકો બનાવે છે.

કોઈપણ યાંત્રિક પ્રક્રિયા આંશિક રીતે આ સ્ફટિકોનો નાશ કરે છે અને તેમના જૂથોને એકબીજાની તુલનામાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, જેના પરિણામે ધાતુના ટુકડાની એકંદર વિદ્યુત વાહકતા સામાન્ય રીતે વધતા પ્રતિકારની દિશામાં બદલાય છે.

સાનુકૂળ તાપમાને લાંબા સમય સુધી એનિલિંગ, વિવિધ ધાતુઓ માટે અલગ, સ્ફટિકના ઘટાડા સાથે છે અને સામાન્ય રીતે પ્રતિકાર ઘટાડે છે.

એવી પદ્ધતિઓ છે જે પીગળેલી ધાતુઓના ઘનકરણ દરમિયાન વધુ કે ઓછા નોંધપાત્ર સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ (સિંગલ ક્રિસ્ટલ) મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે.

જો ધાતુ યોગ્ય સિસ્ટમના સ્ફટિકો આપે છે, તો આવી ધાતુના એકલ સ્ફટિકોનો પ્રતિકાર બધી દિશામાં સમાન છે. જો ધાતુના સ્ફટિકો ષટ્કોણ, ટેટ્રાગોનલ અથવા ત્રિકોણ પ્રણાલીના હોય, તો સિંગલ ક્રિસ્ટલનું પ્રતિકાર મૂલ્ય વર્તમાનની દિશા પર આધારિત છે.

મર્યાદિત (આત્યંતિક) મૂલ્યો સ્ફટિકની સપ્રમાણતાના અક્ષની દિશામાં અને સમપ્રમાણતાના અક્ષની લંબ દિશામાં મેળવવામાં આવે છે, અન્ય તમામ દિશામાં પ્રતિકાર મધ્યવર્તી મૂલ્યો ધરાવે છે.

પરંપરાગત પદ્ધતિઓ દ્વારા મેળવેલા ધાતુના ટુકડાઓ, નાના સ્ફટિકોના રેન્ડમ વિતરણ સાથે, ચોક્કસ સરેરાશ મૂલ્યની સમાન પ્રતિકાર ધરાવે છે, સિવાય કે નક્કરતા દરમિયાન સ્ફટિકોનું વધુ કે ઓછા ક્રમબદ્ધ વિતરણ સ્થાપિત ન થાય.

આના પરથી તે સ્પષ્ટ થાય છે કે અન્ય રાસાયણિક શુદ્ધ ધાતુઓના નમૂનાઓનો પ્રતિકાર, જેનાં સ્ફટિકો યોગ્ય સિસ્ટમ સાથે સંબંધિત નથી, સંપૂર્ણપણે નિર્ધારિત મૂલ્યો ધરાવી શકતા નથી.

20 °C પર સૌથી સામાન્ય વાહક ધાતુઓ અને એલોયના પ્રતિકાર મૂલ્યો: પદાર્થોની પ્રતિકાર અને વિદ્યુત વાહકતા

વિવિધ ધાતુઓના પ્રતિકાર પર તાપમાનનો પ્રભાવ એ અસંખ્ય અને સંપૂર્ણ અભ્યાસનો વિષય છે, કારણ કે આ અસરનો પ્રશ્ન મહાન સૈદ્ધાંતિક અને વ્યવહારિક મહત્વનો છે.

શુદ્ધ ધાતુઓ પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંક, મોટાભાગના ભાગમાં વાયુઓના થર્મલ રેખીય વિસ્તરણના તાપમાન ગુણાંકની નજીક છે, એટલે કે તે 0.004 થી વધુ અલગ નથી, તેથી 0 થી 100 ° સે સુધીની રેન્જમાં પ્રતિકાર લગભગ સંપૂર્ણ તાપમાનના પ્રમાણમાં છે.

0 ° થી નીચેના તાપમાને પ્રતિકાર નિરપેક્ષ તાપમાન કરતાં વધુ ઝડપથી ઘટે છે અને ઝડપથી તાપમાન ઘટે છે. નિરપેક્ષ શૂન્યની નજીકના તાપમાને, કેટલીક ધાતુઓનો પ્રતિકાર વ્યવહારીક રીતે શૂન્ય બની જાય છે. 100 ° થી ઉપરના ઊંચા તાપમાને, મોટાભાગની ધાતુઓનું તાપમાન ગુણાંક ધીમે ધીમે વધે છે, એટલે કે પ્રતિકાર તાપમાન કરતાં સહેજ ઝડપથી વધે છે.

રસપ્રદ તથ્યો:

કહેવાતા ફેરોમેગ્નેટિક ધાતુઓ (આયર્ન, નિકલ અને કોબાલ્ટ) પ્રતિકાર તાપમાન કરતા વધુ ઝડપથી વધે છે.છેલ્લે, પ્લેટિનમ અને પેલેડિયમ પ્રતિકારકતામાં વધારો દર્શાવે છે જે તાપમાનના વધારા પાછળ કંઈક અંશે પાછળ છે.

ઉચ્ચ તાપમાન માપવા માટે, કહેવાતા પ્લેટિનમ પ્રતિકાર થર્મોમીટર, જેમાં ઇન્સ્યુલેટીંગ પદાર્થની નળી પર સર્પાકાર રીતે ઘા થયેલ પાતળા શુદ્ધ પ્લેટિનમ વાયરનો ટુકડો હોય છે અથવા ક્વાર્ટઝ ટ્યુબની દિવાલોમાં પણ ભળી જાય છે. વાયરના પ્રતિકારને માપીને, તમે તેનું તાપમાન ટેબલ પરથી અથવા વળાંકથી -40 થી 1000 ° સે તાપમાનની શ્રેણી માટે નક્કી કરી શકો છો.

ધાતુની વાહકતા ધરાવતા અન્ય પદાર્થોમાં, કોલસો, ગ્રેફાઇટ, એન્થ્રાસાઇટની નોંધ લેવી જોઈએ, જે નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક ધરાવતી ધાતુઓથી અલગ છે.

જ્યારે પ્રકાશ કિરણોના સંપર્કમાં આવે ત્યારે તેના એક ફેરફારમાં સેલેનિયમનો પ્રતિકાર (ધાતુ, સ્ફટિકીય સેલેનિયમ, ગ્રે) નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે. આ ઘટના વિસ્તારની છે ફોટોવોલ્ટેઇક ઘટના.

સેલેનિયમ અને તેના જેવા અન્ય ઘણા કિસ્સામાં, જ્યારે તે પ્રકાશ કિરણોને શોષી લે છે ત્યારે પદાર્થના અણુઓથી અલગ થયેલા ઇલેક્ટ્રોન શરીરની સપાટી પરથી ઉડી જતા નથી, પરંતુ પદાર્થની અંદર રહે છે, પરિણામે વિદ્યુત વાહકતા પદાર્થ કુદરતી રીતે વધે છે. ઘટનાને આંતરિક ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઘટના કહેવામાં આવે છે.

આ પણ જુઓ:

શા માટે વિવિધ સામગ્રીમાં વિવિધ પ્રતિકાર હોય છે

વાયર અને કેબલની મૂળભૂત વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓ