వైర్ల విద్యుత్ నిరోధకత

విద్యుత్ నిరోధకత మరియు వాహకత యొక్క భావన

విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రవహించే ఏదైనా శరీరానికి నిర్దిష్ట ప్రతిఘటన ఉంటుంది. విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని దాని గుండా వెళ్ళకుండా నిరోధించే వాహక పదార్థం యొక్క ఆస్తిని విద్యుత్ నిరోధకత అంటారు.

ఎలక్ట్రానిక్ సిద్ధాంతం ఈ విధంగా లోహ కండక్టర్ల విద్యుత్ నిరోధకత యొక్క స్వభావాన్ని వివరిస్తుంది. ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు, వైర్ వెంట కదులుతున్నప్పుడు, లెక్కలేనన్ని సార్లు అణువులు మరియు ఇతర ఎలక్ట్రాన్‌లను ఎదుర్కొంటాయి మరియు వాటితో సంకర్షణ చెందుతాయి, అనివార్యంగా వాటి శక్తిని కోల్పోతాయి. ఎలక్ట్రాన్లు ఏమైనప్పటికీ వాటి కదలికకు ప్రతిఘటనను అనుభవిస్తాయి. వేర్వేరు పరమాణు నిర్మాణాలతో వేర్వేరు మెటల్ కండక్టర్లు విద్యుత్ ప్రవాహానికి వేర్వేరు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి.

విద్యుత్ ప్రవాహానికి ద్రవ కండక్టర్ల మరియు వాయువుల నిరోధకతను సరిగ్గా అదే వివరిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఈ పదార్ధాలలో, ఎలక్ట్రాన్లు కాదు, కానీ అణువుల యొక్క చార్జ్డ్ కణాలు వాటి కదలిక సమయంలో ప్రతిఘటనను ఎదుర్కొంటాయని మనం మర్చిపోకూడదు.

ప్రతిఘటన అనేది లాటిన్ అక్షరాల R లేదా r ద్వారా సూచించబడుతుంది.

ఓం అనేది విద్యుత్ నిరోధకత యొక్క యూనిట్‌గా తీసుకోబడింది.

ఓం అనేది 0 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద 1 mm2 క్రాస్ సెక్షన్‌తో 106.3 సెంటీమీటర్ల ఎత్తులో ఉన్న పాదరసం యొక్క నిలువు వరుస యొక్క ప్రతిఘటన.

ఉదాహరణకు, వైర్ యొక్క విద్యుత్ నిరోధకత 4 ఓంలు అయితే, అది ఇలా వ్రాయబడుతుంది: R = 4 ohms లేదా r = 4 th.

పెద్ద విలువ యొక్క ప్రతిఘటనలను కొలవడానికి, మెగోమ్ అనే యూనిట్ స్వీకరించబడింది.

ఒక మెగోమ్ ఒక మిలియన్ ఓంలకు సమానం.

వైర్ యొక్క ఎక్కువ ప్రతిఘటన, అధ్వాన్నంగా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహిస్తుంది మరియు దీనికి విరుద్ధంగా, వైర్ యొక్క తక్కువ నిరోధకత, ఈ వైర్ గుండా విద్యుత్ ప్రవాహానికి సులభంగా ఉంటుంది.

అందువల్ల, ఒక కండక్టర్ యొక్క లక్షణాల కోసం (దాని ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క దృక్కోణం నుండి), దాని నిరోధకతను మాత్రమే పరిగణనలోకి తీసుకోవచ్చు, కానీ ప్రతిఘటన యొక్క విలువ విలోమ మరియు వాహకత అని కూడా పిలుస్తారు.

ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీని దాని ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పంపే పదార్థం యొక్క సామర్థ్యాన్ని అంటారు.

వాహకత అనేది ప్రతిఘటన యొక్క పరస్పరం కాబట్టి, ఇది 1/Rగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది, వాహకత లాటిన్ అక్షరం g ద్వారా సూచించబడుతుంది.

కండక్టర్ యొక్క పదార్థం యొక్క ప్రభావం, దాని కొలతలు మరియు విద్యుత్ నిరోధకత యొక్క విలువపై పరిసర ఉష్ణోగ్రత

వేర్వేరు వైర్ల నిరోధకత వారు తయారు చేయబడిన పదార్థంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వివిధ పదార్థాల విద్యుత్ నిరోధకతను వర్గీకరించడానికి, పిలవబడే భావన ప్రతిఘటన.

ప్రతిఘటనను 1 మీ పొడవు మరియు 1 మిమీ 2 క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతంతో వైర్ యొక్క ప్రతిఘటన అని పిలుస్తారు. ప్రతిఘటన అనేది గ్రీకు అక్షరం r ద్వారా సూచించబడుతుంది, కండక్టర్ తయారు చేయబడిన ప్రతి పదార్థానికి దాని స్వంత నిర్దిష్ట ప్రతిఘటన ఉంటుంది.

ఉదాహరణకు, రాగి నిరోధకత 0.017, అంటే, 1 మీ పొడవు మరియు 1 మిమీ 2 క్రాస్ సెక్షన్ కలిగిన రాగి తీగ 0.017 ఓంల నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. అల్యూమినియం యొక్క ప్రతిఘటన 0.03, ఇనుము యొక్క ప్రతిఘటన 0.12, స్థిరాంకం యొక్క ప్రతిఘటన 0.48 మరియు నిక్రోమ్ యొక్క ప్రతిఘటన 1-1.1.

దాని గురించి ఇక్కడ మరింత చదవండి: విద్యుత్ నిరోధకత అంటే ఏమిటి?

వైర్ యొక్క ప్రతిఘటన దాని పొడవుకు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, అంటే, వైర్ పొడవు, దాని విద్యుత్ నిరోధకత ఎక్కువ.

వైర్ యొక్క ప్రతిఘటన దాని క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది, అంటే, వైర్ మందంగా ఉంటుంది, దాని నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు దీనికి విరుద్ధంగా, సన్నగా ఉండే వైర్, దాని నిరోధకత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ఈ సంబంధాన్ని బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, రెండు జతల కమ్యూనికేట్ నాళాలు, ఒక జత నాళాలు సన్నని కనెక్టింగ్ ట్యూబ్ మరియు మరొకటి మందంగా ఉన్నట్లు ఊహించుకోండి. నాళాలలో ఒకటి (ప్రతి జత) నీటితో నిండినప్పుడు, మందపాటి గొట్టం ద్వారా మరొక పాత్రకు దాని బదిలీ సన్నని ఒకటి కంటే చాలా వేగంగా జరుగుతుంది, అనగా. మందపాటి పైపు నీటి ప్రవాహానికి తక్కువ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. అదేవిధంగా, విద్యుత్ ప్రవాహం సన్నని తీగ ద్వారా కంటే మందపాటి తీగ గుండా వెళ్ళడం సులభం, అంటే, మొదటిది రెండోదాని కంటే తక్కువ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.

కండక్టర్ యొక్క విద్యుత్ నిరోధకత ఈ కండక్టర్ తయారు చేయబడిన పదార్థం యొక్క నిర్దిష్ట ప్రతిఘటనకు సమానంగా ఉంటుంది, ఇది కండక్టర్ యొక్క పొడవుతో గుణించబడుతుంది మరియు క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం యొక్క వైశాల్యంతో విభజించబడింది. కండక్టర్:

R = p l / S,

ఇక్కడ - R - వైర్ యొక్క నిరోధకత, ఓం, l - m లో వైర్‌లో పొడవు, C - వైర్ యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం, mm2.

ఫార్ములా ద్వారా లెక్కించబడిన రౌండ్ వైర్ యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం:

S = Pi xd2 / 4

ఇక్కడ Pi అనేది 3.14కి సమానమైన స్థిరమైన విలువ; d - వైర్ యొక్క వ్యాసం.

మరియు వైర్ యొక్క పొడవు ఈ విధంగా నిర్ణయించబడుతుంది:

l = S R / p,

ఫార్ములాలో చేర్చబడిన ఇతర పరిమాణాలు తెలిసినట్లయితే, ఈ ఫార్ములా వైర్ యొక్క పొడవు, దాని క్రాస్-సెక్షన్ మరియు ప్రతిఘటనను గుర్తించడం సాధ్యం చేస్తుంది.

వైర్ యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతాన్ని నిర్ణయించడం అవసరమైతే, సూత్రం క్రింది రూపానికి దారి తీస్తుంది:

S = p l / R

అదే సూత్రాన్ని మార్చడం మరియు p పరంగా సమానత్వాన్ని పరిష్కరించడం, మేము వైర్ యొక్క ప్రతిఘటనను కనుగొంటాము:

R = R S / l

కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన మరియు కొలతలు తెలిసిన సందర్భాల్లో తరువాతి సూత్రాన్ని ఉపయోగించాలి, కానీ దాని పదార్థం తెలియదు, అంతేకాకుండా దాని రూపాన్ని గుర్తించడం కష్టం. ఇది చేయుటకు, వైర్ యొక్క ప్రతిఘటనను గుర్తించడం మరియు పట్టికను ఉపయోగించి, అటువంటి ప్రతిఘటనతో ఒక పదార్థాన్ని కనుగొనడం అవసరం.

వైర్ల నిరోధకతను ప్రభావితం చేసే మరొక అంశం ఉష్ణోగ్రత.

ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో, మెటల్ వైర్ల నిరోధకత పెరుగుతుందని మరియు తగ్గుదలతో అది తగ్గుతుందని నిర్ధారించబడింది. స్వచ్ఛమైన లోహ కండక్టర్లకు ప్రతిఘటనలో ఈ పెరుగుదల లేదా తగ్గుదల దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటుంది మరియు సగటున 1 °Cకి 0.4% ఉంటుంది... పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో ద్రవ వాహకాలు మరియు బొగ్గు నిరోధకత తగ్గుతుంది.

పదార్థం యొక్క నిర్మాణం యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ సిద్ధాంతం పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో మెటల్ కండక్టర్ల నిరోధకత పెరుగుదలకు క్రింది వివరణను ఇస్తుంది.వేడిచేసినప్పుడు, కండక్టర్ థర్మల్ శక్తిని పొందుతుంది, ఇది తప్పనిసరిగా పదార్ధం యొక్క అన్ని అణువులకు ప్రసారం చేయబడుతుంది, దీని ఫలితంగా వారి కదలిక యొక్క తీవ్రత పెరుగుతుంది. అణువుల యొక్క పెరిగిన కదలిక ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల నిర్దేశిత కదలికకు ఎక్కువ ప్రతిఘటనను సృష్టిస్తుంది, అందుకే కండక్టర్ యొక్క నిరోధకత పెరుగుతుంది. ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్ల దిశాత్మక కదలికకు మెరుగైన పరిస్థితులు సృష్టించబడతాయి మరియు కండక్టర్ యొక్క నిరోధకత తగ్గుతుంది. ఇది ఒక ఆసక్తికరమైన దృగ్విషయాన్ని వివరిస్తుంది - లోహాల సూపర్ కండక్టివిటీ.

సూపర్ కండక్టివిటీ లోహాల నిరోధకతను సున్నాకి తగ్గించడం భారీ ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరుగుతుంది -273 ° ° అని పిలవబడే సంపూర్ణ సున్నా. సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రత వద్ద, లోహ పరమాణువులు ఎలక్ట్రాన్ల కదలికతో పూర్తిగా కలవరపడకుండా స్థానంలో గడ్డకట్టినట్లు కనిపిస్తాయి.