વિદ્યુત વાહકતા શું છે
તેના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર થતો અટકાવવા માટે આ અથવા તે શરીરની મિલકત વિશે બોલતા, અમે સામાન્ય રીતે "વિદ્યુત પ્રતિકાર" શબ્દનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, તે અનુકૂળ છે, ત્યાં ખાસ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો પણ છે, એક અથવા બીજા નજીવા પ્રતિકાર સાથે પ્રતિરોધકો.
પરંતુ "વિદ્યુત વાહકતા" અથવા "વિદ્યુત વાહકતા" નો ખ્યાલ પણ છે, જે વિદ્યુત પ્રવાહ ચલાવવાની શરીરની ક્ષમતાને દર્શાવે છે.
આપેલ છે કે પ્રતિકાર વર્તમાનના વિપરિત પ્રમાણસર છે, વાહકતા એ વર્તમાનના સીધા પ્રમાણસર છે, એટલે કે, વાહકતા એ વિદ્યુત પ્રતિકારની પરસ્પર છે.
પ્રતિકાર ઓહ્મમાં અને સિમેન્સમાં વાહકતા માપવામાં આવે છે. પરંતુ વાસ્તવમાં આપણે હંમેશા સામગ્રીની સમાન મિલકત વિશે વાત કરીએ છીએ - તેની વીજળી ચલાવવાની ક્ષમતા.
ઇલેક્ટ્રોનિક વાહકતા સૂચવે છે કે ચાર્જ કેરિયર્સ જે પદાર્થમાં વર્તમાન બનાવે છે તે ઇલેક્ટ્રોન છે. સૌ પ્રથમ, ધાતુઓમાં ઇલેક્ટ્રોનિક વાહકતા હોય છે, જો કે લગભગ તમામ સામગ્રીઓ આ માટે વધુ કે ઓછા સક્ષમ છે.
સામગ્રીનું તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, તેની ઇલેક્ટ્રોનિક વાહકતા ઓછી થાય છે, કારણ કે જેમ જેમ તાપમાન વધે છે, થર્મલ ગતિ વધુને વધુ ઇલેક્ટ્રોનની વ્યવસ્થિત ગતિમાં દખલ કરે છે અને તેથી નિર્દેશિત પ્રવાહને અટકાવે છે.
વાયર જેટલો ટૂંકો, તેનો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર જેટલો મોટો, તેમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની સાંદ્રતા જેટલી વધારે છે (ચોક્કસ પ્રતિકાર ઓછો), ઇલેક્ટ્રોનિક વાહકતા વધારે છે.
વ્યવહારીક રીતે વિદ્યુત ઇજનેરીમાં, ન્યૂનતમ નુકસાન સાથે વિદ્યુત ઉર્જાનું પ્રસારણ કરવું સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે. તે કારણ ને લીધે ધાતુઓ તેમાં અત્યંત મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. ખાસ કરીને તેમાંથી જે મહત્તમ વિદ્યુત વાહકતા ધરાવે છે, એટલે કે, સૌથી નાની ચોક્કસ વિદ્યુત પ્રતિકાર: ચાંદી, તાંબુ, સોનું, એલ્યુમિનિયમ. ધાતુઓમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની સાંદ્રતા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ અને સેમિકન્ડક્ટર કરતાં વધુ છે.
ધાતુઓમાંથી વિદ્યુત ઊર્જાના વાહક તરીકે એલ્યુમિનિયમ અને તાંબાનો ઉપયોગ કરવો આર્થિક રીતે સૌથી વધુ નફાકારક છે, કારણ કે તાંબુ ચાંદી કરતાં ઘણું સસ્તું છે, પરંતુ તે જ સમયે તાંબાનો વિદ્યુત પ્રતિકાર ચાંદી કરતાં થોડો વધારે છે, અનુક્રમે વાહકતા તાંબુ છે. ચાંદી કરતાં બહુ ઓછું. વાયરના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે અન્ય ધાતુઓ એટલી મહત્વપૂર્ણ નથી.
વાયુયુક્ત અને પ્રવાહી માધ્યમો જેમાં મુક્ત આયનો હોય છે તેમાં આયનીય વાહકતા હોય છે. આયનો, ઇલેક્ટ્રોનની જેમ, ચાર્જ કેરિયર્સ છે અને તે માધ્યમના સમગ્ર જથ્થામાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ આગળ વધી શકે છે. એવું વાતાવરણ હોઈ શકે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ… ઇલેક્ટ્રોલાઇટનું તાપમાન જેટલું ઊંચું છે, તેની આયનીય વાહકતા વધારે છે, કારણ કે વધતી થર્મલ ગતિ સાથે, આયનોની ઊર્જા વધે છે અને માધ્યમની સ્નિગ્ધતા ઘટે છે.
સામગ્રીના સ્ફટિક જાળીમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગેરહાજરીમાં, છિદ્ર વહન થઈ શકે છે. ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જ વહન કરે છે, પરંતુ જ્યારે છિદ્રો ખસે છે ત્યારે તેઓ ખાલી જગ્યાઓની જેમ કાર્ય કરે છે - સામગ્રીની સ્ફટિક જાળીમાં ખાલી જગ્યાઓ. મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન અહીં ધાતુઓમાં વાયુના વાદળની જેમ આગળ વધતા નથી.
છિદ્ર વહન ઇલેક્ટ્રોન વહન સાથે સમાન રીતે સેમિકન્ડક્ટર્સમાં થાય છે. વિવિધ સંયોજનોમાં સેમિકન્ડક્ટર્સ તમને વિવિધ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં દર્શાવવામાં આવતી વાહકતાની માત્રાને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે: ડાયોડ, ટ્રાન્ઝિસ્ટર, થાઇરિસ્ટોર્સ, વગેરે.
સૌ પ્રથમ, ધાતુઓનો ઉપયોગ 19મી સદીમાં પહેલેથી જ વિદ્યુત ઈજનેરીમાં વાહક તરીકે શરૂ થયો હતો, જેમાં ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, ઇન્સ્યુલેટર (સૌથી ઓછી વિદ્યુત વાહકતા સાથે), જેમ કે અભ્રક, રબર, પોર્સેલેઇન.
ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, સેમિકન્ડક્ટર્સ વ્યાપક બની ગયા છે, જે કંડક્ટર અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ વચ્ચે માનનીય મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે. મોટાભાગના આધુનિક સેમિકન્ડક્ટર્સ સિલિકોન, જર્મેનિયમ, કાર્બન પર આધારિત છે. અન્ય પદાર્થોનો ઉપયોગ ઘણી ઓછી વાર થાય છે.