विद्युत चालकता क्या है
इसके माध्यम से विद्युत प्रवाह के पारित होने को रोकने के लिए इस या उस शरीर की संपत्ति के बारे में बोलते हुए, हम आमतौर पर "विद्युत प्रतिरोध" शब्द का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स में, यह सुविधाजनक है, यहां तक कि विशेष माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटक भी हैं, प्रतिरोधक एक या दूसरे नाममात्र प्रतिरोध के साथ।
लेकिन "विद्युत चालकता" या "विद्युत चालकता" की अवधारणा भी है, जो शरीर की विद्युत प्रवाह को संचालित करने की क्षमता को दर्शाती है।
यह देखते हुए कि प्रतिरोध धारा के व्युत्क्रमानुपाती होता है, चालकता धारा के समानुपाती होती है, अर्थात चालकता विद्युत प्रतिरोध का व्युत्क्रम होती है।
प्रतिरोध को ओम में और चालकता को सीमेंस में मापा जाता है। लेकिन वास्तव में हम हमेशा सामग्री की एक ही संपत्ति के बारे में बात कर रहे हैं - इसकी बिजली का संचालन करने की क्षमता।
इलेक्ट्रॉनिक चालकता बताती है कि आवेश वाहक जो पदार्थ में विद्युत धारा बनाते हैं, वे इलेक्ट्रॉन हैं। सबसे पहले, धातुओं में इलेक्ट्रॉनिक चालकता होती है, हालांकि लगभग सभी सामग्री कमोबेश इसके लिए सक्षम होती हैं।
सामग्री का तापमान जितना अधिक होता है, उसकी इलेक्ट्रॉनिक चालकता कम होती है, क्योंकि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, थर्मल गति तेजी से इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्थित गति में हस्तक्षेप करती है और इसलिए निर्देशित धारा को रोकती है।
तार जितना छोटा होगा, उसका क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र उतना ही बड़ा होगा, उसमें मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता (विशिष्ट प्रतिरोध जितना कम होगा), इलेक्ट्रॉनिक चालकता उतनी ही अधिक होगी।
व्यावहारिक रूप से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, न्यूनतम नुकसान के साथ विद्युत ऊर्जा संचारित करना सबसे महत्वपूर्ण है। इसी कारणवश धातुओं में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका अदा करता है। विशेष रूप से उनमें से जिनमें अधिकतम विद्युत चालकता है, अर्थात सबसे छोटी विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध: चांदी, तांबा, सोना, एल्यूमीनियम। धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता डाइलेक्ट्रिक्स और अर्धचालकों की तुलना में अधिक होती है।
धातुओं से विद्युत ऊर्जा के संवाहक के रूप में एल्यूमीनियम और तांबे का उपयोग करना आर्थिक रूप से सबसे अधिक लाभदायक है, क्योंकि तांबा चांदी की तुलना में बहुत सस्ता है, लेकिन साथ ही तांबे का विद्युत प्रतिरोध चांदी की तुलना में केवल थोड़ा अधिक है, तांबे की चालकता क्रमशः है चाँदी से बहुत कम। तारों के औद्योगिक उत्पादन के लिए अन्य धातुएँ उतनी महत्वपूर्ण नहीं हैं।
मुक्त आयनों वाले गैसीय और तरल मीडिया में आयनिक चालकता होती है। आयन, इलेक्ट्रॉनों की तरह, आवेश वाहक होते हैं और एक माध्यम के आयतन में एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में गति कर सकते हैं। ऐसा वातावरण हो सकता है इलेक्ट्रोलाइट... इलेक्ट्रोलाइट का तापमान जितना अधिक होता है, उसकी आयनिक चालकता उतनी ही अधिक होती है, क्योंकि बढ़ती तापीय गति के साथ, आयनों की ऊर्जा बढ़ती है और माध्यम की चिपचिपाहट कम हो जाती है।
सामग्री के क्रिस्टल जाली में इलेक्ट्रॉनों की अनुपस्थिति में, छिद्र चालन हो सकता है। इलेक्ट्रॉनों में एक चार्ज होता है, लेकिन वे रिक्तियों की तरह कार्य करते हैं जब छेद चलते हैं - सामग्री के क्रिस्टल जाली में रिक्तियां। धातुओं में गैस के बादल की तरह मुक्त इलेक्ट्रॉन यहां नहीं चलते हैं।
इलेक्ट्रॉन चालन के बराबर अर्धचालकों में छेद चालन होता है। विभिन्न संयोजनों में अर्धचालक आपको विभिन्न माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में प्रदर्शित होने वाली चालकता की मात्रा को नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं: डायोड, ट्रांजिस्टर, थाइरिस्टर्स इत्यादि।
सबसे पहले, धातुओं को 19 वीं शताब्दी में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में कंडक्टर के रूप में इस्तेमाल किया जाने लगा, साथ में डाइलेक्ट्रिक्स, इंसुलेटर (सबसे कम विद्युत चालकता के साथ), जैसे अभ्रक, रबर, चीनी मिट्टी के बरतन।
इलेक्ट्रॉनिक्स में, अर्धचालक व्यापक हो गए हैं, कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स के बीच एक सम्मानजनक मध्यवर्ती स्थान पर कब्जा कर लिया है। अधिकांश आधुनिक अर्धचालक सिलिकॉन, जर्मेनियम, कार्बन पर आधारित हैं। अन्य पदार्थों का बहुत कम बार उपयोग किया जाता है।