مقاومت ویژه و رسانندگی الکتریکی
الگو:درباره الگو:Infobox physical quantity الگو:Infobox physical quantity
مقاومت ویژه[۱] الگو:به انگلیسی، یک ویژگی نهادین (ذاتی) یک ماده است که میزان مقاومت آن در برابر جریان الکتریکی را اندازهگیری میکند. در یک ماده وجود مقاومت ویژه کم، نشاندهندهٔ اینست که این ماده بهراحتی بهجریان برق اجازهٔ عبور میدهد. این مقاومت ویژه معمولاً و بهطور گسترده با نماد الفبای یونانی (ρ) با تلفظ (رُ rho) نشان داده شدهاست. یکای مقاومت ویژهٔ الکتریکی در سیستم بینالمللی اسآی (اهم در متر Ω⋅m) است.[۲][۳][۴]
برای مثال، در یک مکعب مربعی با اندازههای: یک متر طول و عرض و ارتفاع = 1m x1m x1m متر.
اگر مقاومتِ میان دو وَجه مخالف این مکعب را با یک اهممتر اندازه بگیریم،
و مقاومت بین دو نقطهٔ تماس یک اُهم ۱ Ω خوانده شود،
بنا بر تعریف: مقاومت ویژهٔ الکتریکیِ مادهای که این مکعب از آن ساخته شده، ۱Ω است.
رسانندگی الکتریکی[۵] الگو:به انگلیسی یا رسانایی ویژه[۶] (specific conductance) (که میتواند روی دیگر همان سکهٔ مقاومت ویژه در نظر گرفتهشود) برابر با وارون ضربیِ مقاومت الکتریکی ویژه است و اندازهگیری میزان قابلیت توانایی مواد برای عبور دادن جریان الکتریکی است. رسانندگی ویژه معمولاً با نماد الفبای یونانی و با (σ) با تلفظ (سیگما) نشان داده میشود، اما κ (کاپا) (به ویژه در مهندسی برق) یا γ (گاما) نیز گهگاه استفاده شدهاست. یکای رسانندگی الکتریکی در سیستم بینالمللی اسآی (زیمنس بر متر S/m) است.
تعریف
در یک حالت ایدهآل، سطحمقطع و ترکیب فیزیکی مواد مورد بررسی در سراسر نمونه یکنواخت است و میدان الکتریکی و چگالی جریان در همه جا موازی و ثابت هستند. بسیاری از مقاومتها و رساناها در واقع دارای سطحمقطع یکنواخت با شار جریان الکتریکی یکنواخت هستند و از یک ماده واحد ساخته شدهاند، بنابراین این مدل خوبی است. (نمودار مجاور را ببینید) هنگامی که این مورد است، مقاومت الکتریکی الگو:Mvar (به یونانی: rho) را میتوان به صورت زیر محاسبه کرد:که در اینجا:
- مقاومت الکتریکی یک نمونه یکنواخت از ماده است.
- طول نمونه است
- سطح مقطع مساحت نمونه است
مقاومت ویژه و رسانایی ویژهٔ الکتریکی انواع مواد
- یک رسانای الکتریکی مانند یک فلزی با مقاومت ویژهٔ کم دارای رسانایی بالا و مقاومت کم است.
- یک عایق مانند شیشه دارای رسانایی کم و مقاومت بالا است.
- رسانایی یک نیمرسانا بهطور کلی متوسط است، اما تحت شرایط مختلف متفاوت خواهد بود، مانند قرار گرفتن آن ماده در معرض یک میدان الکتریکی یا فرکانس خاصی از نور و مهمتر از همه با دما و عناصر تشکیل دهنده مواد نیمههادی.
| مواد | مقاومت ویژه، ρ (Ω·m) |
|---|---|
| ابررساناها | ۰ صفر |
| فلزات | ۱۰−۸ |
| نیمرساناها | متغیر |
| الکترولیتها | متغیر |
| عایقها | ۱۰۱۶ |
| ابرعایقها | ∞ |
این جدول مقاومت ویژهٔ الکتریکی، رسانندگی ویژهٔ الکتریکی، و ضریب دمایی را برای چندین مادهٔ گوناگون در ۲۰ درجه سلسیوس °C (۶۸ °F, ۲۹۳ K) را نشان میدهد.
ضریب دمای مؤثر در درجهحرارتِ مختلف و درجهٔ خلوص متفاوت مواد، متغیراست. مقدار ۲۰ درجه سانتیگراد اگر در دماهای دیگر استفاده شود تنها یک تقریب در حدود زمانی است. برای مثال، ضریب در دمای بالاتر برای مس کمتر میشود و معمولاً در الگو:Val مقدار ۰٫۰۰۴۲۷ به دست میآید.[۲۹]
نقره با مقاومت بسیار پایین؛ (هدایت بالا)، نمونهٔ بارز و مشخص فلزات در این مورداست. گرگی گاموف بهطور جامع و دقیقی ماهیت تعاملات فلزات را با الکترونها در کتاب دانش برای همه و محبوب خود؛ (یک، دو، سه … بینهایت ۱۹۴۷ One, Two, Three … Infinity (1947))، اینگونه خلاصه کرد:
از دیدگاه بیشتر فنی، مدل الکترون آزاد، شرحی پایهای از جریان الکترون در فلزات را ارائه میدهد
چوب بهطور گستردهای به عنوان یک عایق بسیار خوب شناخته شدهاست، اما مقاومت الکتریکی چوب به گونهٔ حساسی به میزان رطوبت آن بستگی دارد، در حالی که چوب خام فاکتور حداقل الگو:Val عایق بدتری از خشکترین چوب است.[۲۵] ولی در هر صورت، یک ولتاژ بهاندازهٔ کافی بالا - مانند آذرخش یا برخی از خطوط برق با تنش بالا - میتواند منجر به شکست عایق و خطر برق گرفتگی حتی با چوب ظاهراً خشک شود.
جستارهای وابسته
منابع
الگو:پانویس
- ↑ الگو:یادکرد فرهنگستان
- ↑ الگو:Cite book
- ↑ الگو:Cite book
- ↑ الگو:Cite book
- ↑ الگو:یادکرد فرهنگستان
- ↑ الگو:یادکرد فرهنگستان
- ↑ Physicists Show Electrons Can Travel More Than 100 Times Faster in Graphene الگو:Webarchive. Newsdesk.umd.edu (2008-03-24). Retrieved on 2014-02-03.
- ↑ ۸٫۰۰ ۸٫۰۱ ۸٫۰۲ ۸٫۰۳ ۸٫۰۴ ۸٫۰۵ ۸٫۰۶ ۸٫۰۷ ۸٫۰۸ ۸٫۰۹ ۸٫۱۰ ۸٫۱۱ ۸٫۱۲ ۸٫۱۳ ۸٫۱۴ الگو:Cite book
- ↑ ۹٫۰ ۹٫۱ ۹٫۲ الگو:Cite book
- ↑ الگو:Cite journal
- ↑ الگو:Cite book
- ↑ Copper wire tables : United States. National Bureau of Standards : Free Download & Streaming : Internet Archive. Archive.org (2001-03-10). Retrieved on 2014-02-03.
- ↑ Physical constants الگو:Webarchive. (PDF format; see page 2, table in the right lower corner). Retrieved on 2011-12-17.
- ↑ AISI 1010 Steel, cold drawn. Matweb
- ↑ الگو:Cite web
- ↑ ۱۶٫۰ ۱۶٫۱ الگو:Cite bookالگو:سخ(see also Table of Resistivity. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu)
- ↑ John O'Malley (1992) Schaum's outline of theory and problems of basic circuit analysis, p. 19, McGraw-Hill Professional, الگو:ISBN
- ↑ Glenn Elert (ed.), "Resistivity of steel", The Physics Factbook, retrieved and 16 June 2011.
- ↑ الگو:Cite book
- ↑ Y. Pauleau, Péter B. Barna, P. B. Barna (1997) Protective coatings and thin films: synthesis, characterization, and applications, p. 215, Springer, الگو:ISBN.
- ↑ Hugh O. Pierson, Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing, and applications, p. 61, William Andrew, 1993 الگو:ISBN.
- ↑ الگو:Cite journal
- ↑ Physical properties of sea water الگو:Webarchive. Kayelaby.npl.co.uk. Retrieved on 2011-12-17.
- ↑ [۱]. chemistry.stackexchange.com
- ↑ ۲۵٫۰ ۲۵٫۱ ۲۵٫۲ Transmission Lines data. Transmission-line.net. Retrieved on 2014-02-03.
- ↑ الگو:Cite journal
- ↑ الگو:Cite journal
- ↑ Lawrence S. Pan, Don R. Kania, Diamond: electronic properties and applications, p. 140, Springer, 1994 الگو:ISBN.
- ↑ Copper Wire Tables الگو:Webarchive. US Dep. Commerce. National Bureau of Standards Handbook. February 21, 1966
خطای یادکرد: برچسب <ref> برای گروهی به نام «note» وجود دارد، اما برچسب متناظر با <references group="note"/> یافت نشد.