Ειδική αγωγιμότητα ως το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των αγωγών ηλεκτρικού ρεύματος

Ειδική αγωγιμότητα ως το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των αγωγών ηλεκτρικού ρεύματος
Ειδική αγωγιμότητα ως το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των αγωγών ηλεκτρικού ρεύματος
Anonim

Η κίνηση του ηλεκτρικού ρεύματος στους αγωγούς συνοδεύεται αναπόφευκτα από τη δράση ορισμένων φυσικών δυνάμεων που εμποδίζουν αυτή την κίνηση. Από τη σκοπιά της ατομικής-μοριακής θεωρίας της δομής της ύλης, το φαινόμενο αυτό βασίζεται στο γεγονός ότι τα φορτισμένα ηλεκτρόνια κατά την κίνησή τους συγκρούονται με τα άτομα που αποτελούν το υλικό του αγωγού.

Αγώγιμο
Αγώγιμο

Όπως δείχνουν τα αποτελέσματα πολυάριθμων μελετών, ο αριθμός τέτοιων συγκρούσεων ηλεκτρονίων σχετίζεται άμεσα με την ικανότητα ενός υλικού να διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του εαυτού του με ελάχιστες απώλειες. Αντίστοιχα, η αντίσταση που έχει το υλικό του αγωγού στο ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από αυτόν έχει λάβει το όνομα «ηλεκτρική αντίσταση του αγωγού» στη φυσική.

Η αντίσταση είναι ευθέως ανάλογη με την τάση και αντιστρόφως ανάλογη με την ισχύ του ρεύματος. Σύμφωνα με το διεθνές σύστημα μονάδων μέτρησης, συμβολίζεται με το γράμμα R και μετριέται σε Ohms.

Ταυτόχρονα, συχνά κατά τη δημιουργία ορισμένων υλικών, δεν είναι πιο σημαντικό το πόσο ενεργά αντιστέκεται ο αγωγός να περάσει μέσα από αυτόηλεκτρικό ρεύμα, αλλά πόσο είναι σε θέση να μεταφέρει αυτό ακριβώς το ρεύμα. Το αντίθετο της ηλεκτρικής αντίστασης είναι η αγωγιμότητα.

Αγωγιμότητα του χαλκού
Αγωγιμότητα του χαλκού

Ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα, που χρησιμοποιείται στη φυσική, χαρακτηρίζει τη γενική ικανότητα ενός σώματος να είναι αγωγός ηλεκτρικού ρεύματος. Σε ποσοτικούς όρους, η αγωγιμότητα είναι το αντίστροφο της ειδικής αντίστασης. Συμβολίζεται με το γράμμα γ και μετριέται σε μονάδες m/ohm×mm^2 ή siemens/μέτρο).

Σύμφωνα με τον βασικό νόμο της ηλεκτρικής μηχανικής - το νόμο του Ohm - η τιμή της ειδικής αγωγιμότητας δείχνει την αλληλεξάρτηση μεταξύ της πυκνότητας ρεύματος που εμφανίζεται σε έναν συγκεκριμένο αγωγό και της αριθμητικής τιμής του ηλεκτρικού πεδίου που εμφανίζεται σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον. Ωστόσο, αυτή η διάταξη ισχύει μόνο για ένα ομοιογενές μέσο· σε ένα ανομοιογενές στρώμα, η ειδική αγωγιμότητα δεν είναι παρά ένας τανυστής.

Ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα
Ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα

Από τα μέταλλα, η υψηλότερη ειδική αγωγιμότητα είναι χαρακτηριστική του ασημιού και του χαλκού. Αυτό οφείλεται πρωτίστως στις ιδιαιτερότητες της δομής των κρυσταλλικών τους δικτυωμάτων, που καθιστούν δυνατή την κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια και ιόντα) σχετικά εύκολα.

Είναι απολύτως φυσικό τα καθαρά μέταλλα να έχουν υψηλότερη αγωγιμότητα από τα κράματα, επομένως, στη βιομηχανία για ηλεκτρικούς σκοπούς, τείνουν να χρησιμοποιούν τον καθαρότερο χαλκό με περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες που δεν υπερβαίνει το 0,05%. Παρεμπιπτόντως, η ειδική αγωγιμότητα του χαλκού είναι 58,5 Simmens/mm^2, το οποίο είναι σημαντικά υψηλότερο από τη συντριπτική πλειονότητα των άλλων μετάλλων.

Εκτός από τους μεταλλικούς αγωγούς, οι μη μεταλλικοί αγωγοί χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία και την καθημερινή ζωή, ο πιο συνηθισμένος από τους οποίους είναι ο άνθρακας. Από αυτό, συγκεκριμένα, κατασκευάζονται ειδικές βούρτσες για ηλεκτρικές μηχανές, ηλεκτρόδια που χρησιμοποιούνται σε προβολείς κ.λπ.

Συνιστάται: