లోహాలు మరియు విద్యుద్వాహకాలు - తేడాలు ఏమిటి?

లోహాలు

లోహం యొక్క వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు వాటి పరమాణువులతో బలహీనంగా బంధించబడి ఉంటాయి. లోహ ఆవిరి నుండి ఘనీభవించిన లోహ పరమాణువులు ద్రవ లేదా ఘన లోహాన్ని ఏర్పరుచుకున్నప్పుడు, బయటి ఎలక్ట్రాన్లు వ్యక్తిగత పరమాణువులకు కట్టుబడి ఉండవు మరియు శరీరంలో స్వేచ్ఛగా కదలగలవు.

ఈ ఎలక్ట్రాన్లు లోహాల యొక్క ప్రసిద్ధ ముఖ్యమైన వాహకతకు బాధ్యత వహిస్తాయి మరియు వాటిని ప్రసరణ ఎలక్ట్రాన్లు అంటారు.

లోహపు పరమాణువులు వాటి వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ల నుండి తీసివేయబడతాయి, అనగా సానుకూల అయాన్లు, క్రిస్టల్ లాటిస్‌ను తయారు చేస్తాయి.

క్రిస్టల్ లాటిస్‌లో, అయాన్లు లాటిస్ సైట్‌లు అని పిలువబడే సమతౌల్యం యొక్క సూపర్‌పొజిషన్ చుట్టూ అస్తవ్యస్తమైన డోలనాలను నిర్వహిస్తాయి. ఈ కంపనాలు లాటిస్ యొక్క ఉష్ణ కదలికను సూచిస్తాయి మరియు పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతాయి.

లోహంలో విద్యుత్ క్షేత్రం లేనప్పుడు కండక్షన్ ఎలక్ట్రాన్లు సెకనుకు వేల కిలోమీటర్ల వేగంతో యాదృచ్ఛికంగా కదులుతాయి.

ఒక లోహపు తీగకు వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, వాహక ఎలక్ట్రాన్లు, వాటి అస్తవ్యస్తమైన కదలికను బలహీనపరచకుండా, వైర్ వెంట ఉన్న విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా సాపేక్షంగా నెమ్మదిగా దూరంగా ఉంటాయి.

ఈ విచలనంతో, అన్ని ఎలక్ట్రాన్లు అస్తవ్యస్తమైన వేగంతో పాటు, ఆర్డర్ కదలిక యొక్క చిన్న వేగాన్ని (ఉదాహరణకు, సెకనుకు మిల్లీమీటర్ల క్రమం) పొందుతాయి. ఇది k కారణాల యొక్క బలహీనంగా ఆదేశించిన కదలిక ఒక తీగలో విద్యుత్ ప్రవాహం.

విద్యుద్వాహకములు

పేరును కలిగి ఉన్న ఇతర పదార్ధాలతో పరిస్థితి పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది అవాహకాలు (భౌతిక శాస్త్ర భాషలో - విద్యుద్వాహకశాస్త్రం). విద్యుద్వాహకశాస్త్రంలో, పరమాణువులు లోహాల మాదిరిగానే సమతౌల్యం గురించి కంపిస్తాయి, అయితే అవి ఎలక్ట్రాన్ల పూర్తి పూరకాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

విద్యుద్వాహక పరమాణువుల బాహ్య ఎలక్ట్రాన్లు వాటి పరమాణువులకు బలంగా కట్టుబడి ఉంటాయి మరియు వాటిని వేరు చేయడం అంత సులభం కాదు. ఇది చేయుటకు, మీరు విద్యుద్వాహకము యొక్క ఉష్ణోగ్రతను గణనీయంగా పెంచాలి లేదా పరమాణువుల నుండి ఎలక్ట్రాన్లను తీసివేయగల ఒక రకమైన తీవ్రమైన రేడియేషన్‌కు లోబడి ఉండాలి. సాధారణ స్థితిలో, విద్యుద్వాహకములో వాహక ఎలక్ట్రాన్లు ఉండవు మరియు విద్యుద్వాహకములు కరెంట్‌ను కలిగి ఉండవు.

చాలా విద్యుద్వాహకాలు పరమాణు స్ఫటికాలు లేదా ద్రవాలు కాదు. దీని అర్థం లాటిస్ సైట్లు అణువులు కాదు, అణువులు.

అనేక అణువులు రెండు సమూహాల పరమాణువులు లేదా కేవలం రెండు పరమాణువులను కలిగి ఉంటాయి, వాటిలో ఒకటి విద్యుత్ సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు మరొకటి ప్రతికూలంగా ఉంటుంది (వీటిని ధ్రువ అణువులు అంటారు). ఉదాహరణకు, నీటి అణువులో, రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు సానుకూల భాగం మరియు ఆక్సిజన్ అణువు, దాని చుట్టూ హైడ్రోజన్ అణువుల ఎలక్ట్రాన్లు ఎక్కువ సమయం తిరుగుతాయి, ప్రతికూలంగా ఉంటాయి.

ఒకదానికొకటి చాలా తక్కువ దూరంలో ఉన్న సమాన పరిమాణంలో కానీ ఎదురుగా ఉన్న రెండు ఛార్జీలను డైపోల్ అంటారు. ధ్రువ అణువులు ద్విధ్రువాలకు ఉదాహరణలు.

అణువులు వ్యతిరేక చార్జ్డ్ అయాన్లు (ఛార్జ్డ్ అణువులు) కలిగి ఉండకపోతే, అవి ధ్రువంగా ఉండవు మరియు ద్విధ్రువాలను సూచించవు, అప్పుడు అవి విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యలో ద్విధ్రువాలుగా మారుతాయి.

ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ సానుకూల ఛార్జీలను లాగుతుంది, ఇవి అణువు యొక్క కూర్పులో (ఉదాహరణకు, ఒక కేంద్రకం) ఒక దిశలో చేర్చబడతాయి మరియు మరొక దిశలో ప్రతికూల ఛార్జీలు ఉంటాయి మరియు వాటిని వేరుగా నెట్టి, ద్విధ్రువాలను సృష్టిస్తుంది.

అటువంటి ద్విధ్రువాలను సాగేవి అని పిలుస్తారు - క్షేత్రం వాటిని స్ప్రింగ్ లాగా విస్తరించింది. నాన్‌పోలార్ అణువులతో విద్యుద్వాహకము యొక్క ప్రవర్తన ధ్రువ అణువులతో విద్యుద్వాహకము యొక్క ప్రవర్తన నుండి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు విద్యుద్వాహక అణువులు ద్విధ్రువాలు అని మేము ఊహిస్తాము.

విద్యుద్వాహకము యొక్క భాగాన్ని ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌లో ఉంచినట్లయితే, అంటే, విద్యుచ్ఛక్తితో కూడిన శరీరాన్ని విద్యుద్వాహకానికి తీసుకువస్తే, ఉదాహరణకు, సానుకూల గేర్, ద్విధ్రువ అణువుల ప్రతికూల అయాన్లు ఈ ఛార్జ్‌కు ఆకర్షితులవుతాయి, మరియు సానుకూల అయాన్లు తిప్పికొట్టబడతాయి. అందువల్ల, ద్విధ్రువ అణువులు తిరుగుతాయి. ఈ భ్రమణాన్ని ఓరియంటేషన్ అంటారు.

ఓరియంటేషన్ అన్ని విద్యుద్వాహక అణువుల పూర్తి భ్రమణాన్ని సూచించదు. ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో యాదృచ్ఛికంగా తీసుకున్న అణువు ఫీల్డ్‌కు ఎదురుగా ముగుస్తుంది మరియు సగటు సంఖ్యలో అణువులు మాత్రమే ఫీల్డ్‌కు బలహీనమైన ధోరణిని కలిగి ఉంటాయి (అనగా, వ్యతిరేక దిశలో కంటే ఎక్కువ అణువులు ఫీల్డ్‌ను ఎదుర్కొంటున్నాయి).

థర్మల్ మోషన్-అణువుల సమతౌల్య స్థానాల చుట్టూ ఉన్న అస్తవ్యస్తమైన కంపనాలు ద్వారా విన్యాసానికి ఆటంకం కలుగుతుంది. తక్కువ ఉష్ణోగ్రత, ఇచ్చిన క్షేత్రం వల్ల అణువుల విన్యాసాన్ని బలంగా మారుస్తుంది. మరోవైపు, ఇచ్చిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ధోరణి సహజంగా ఫీల్డ్ బలంగా ఉంటుంది.

విద్యుద్వాహక ధ్రువణత

సానుకూల చార్జ్ ఎదుర్కొంటున్న ఉపరితలంపై విద్యుద్వాహక అణువుల విన్యాసాన్ని ఫలితంగా, ద్విధ్రువ అణువుల ప్రతికూల చివరలు కనిపిస్తాయి మరియు వ్యతిరేక ఉపరితలంపై సానుకూలమైనవి.

విద్యుద్వాహకము యొక్క ఉపరితలాలపై, విద్యుత్ ఛార్జీలు… ఈ ఛార్జీలను పోలరైజేషన్ ఛార్జీలు అంటారు మరియు వాటి సంభవించడాన్ని విద్యుద్వాహక ధ్రువణ ప్రక్రియ అంటారు.

పైన పేర్కొన్నదాని ప్రకారం, విద్యుద్వాహక రకాన్ని బట్టి ధ్రువణత, ఓరియంటేషన్ (రెడీమేడ్ డైపోల్ మాలిక్యూల్స్ ఓరియెంటెడ్) మరియు డిఫార్మేషన్ లేదా ఎలక్ట్రానిక్ డిస్‌ప్లేస్‌మెంట్ పోలరైజేషన్ (ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌లోని అణువులు వైకల్యం చెంది, డైపోల్స్‌గా మారతాయి).

పోలరైజేషన్ ఛార్జీలు విద్యుద్వాహకము యొక్క ఉపరితలాలపై మాత్రమే ఏర్పడతాయి మరియు దాని లోపల ఎందుకు ఏర్పడవు అనే ప్రశ్న తలెత్తవచ్చు? విద్యుద్వాహకము లోపల ద్విధ్రువ అణువుల యొక్క సానుకూల మరియు ప్రతికూల చివరలను రద్దు చేయడం ద్వారా ఇది వివరించబడింది. ఒక విద్యుద్వాహకము యొక్క ఉపరితలాల వద్ద లేదా రెండు విద్యుద్వాహకముల మధ్య అంతర్ముఖం వద్ద, అలాగే ఒక అసమాన విద్యుద్వాహకము వద్ద మాత్రమే పరిహారం ఉండదు.

విద్యుద్వాహకము ధ్రువణమైతే, అది ఛార్జ్ చేయబడిందని అర్థం కాదు, అంటే, అది మొత్తం విద్యుత్ ఛార్జ్ని కలిగి ఉంటుంది. ధ్రువణతతో, విద్యుద్వాహకము యొక్క మొత్తం ఛార్జ్ మారదు. అయితే, ఒక విద్యుద్వాహకానికి వెలుపల నుండి నిర్దిష్ట సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్‌లను బదిలీ చేయడం ద్వారా లేదా నిర్దిష్ట సంఖ్యలో దాని స్వంత ఎలక్ట్రాన్‌లను తీసుకోవడం ద్వారా ఛార్జ్‌ను అందించవచ్చు. మొదటి సందర్భంలో, విద్యుద్వాహకము ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు రెండవది - సానుకూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది.

ఇటువంటి విద్యుదీకరణను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు, ఉదాహరణకు, ద్వారా రాపిడి ద్వారా… మీరు సిల్క్‌పై గాజు రాడ్‌ను రుద్దితే, రాడ్ మరియు సిల్క్‌పై వ్యతిరేక ఛార్జీలు (గ్లాస్ - పాజిటివ్, సిల్క్ - నెగటివ్) ఛార్జ్ చేయబడతాయి.ఈ సందర్భంలో, గ్లాస్ రాడ్ నుండి నిర్దిష్ట సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లు ఎంపిక చేయబడతాయి (గ్లాస్ రాడ్ యొక్క అన్ని అణువులకు చెందిన మొత్తం ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యలో చాలా చిన్న భాగం).

కాబట్టి, లోహాలు మరియు ఇతర కండక్టర్లలో (ఉదా. ఎలక్ట్రోలైట్స్) ఛార్జీలు శరీరంలో స్వేచ్ఛగా కదలగలవు. మరోవైపు, విద్యుద్వాహకాలు నిర్వహించవు మరియు వాటిలోని ఛార్జీలు మాక్రోస్కోపిక్ (అంటే, పరమాణువులు మరియు అణువుల పరిమాణంతో పోలిస్తే పెద్దవి) దూరాలను తరలించలేవు. విద్యుత్ క్షేత్రంలో, విద్యుద్వాహకము మాత్రమే ధ్రువపరచబడుతుంది.

విద్యుద్వాహక ధ్రువణత ఇచ్చిన మెటీరియల్ కోసం నిర్దిష్ట విలువలను మించని ఫీల్డ్ బలం ఫీల్డ్ స్ట్రెంత్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

అయితే వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ, అణువులలోని వివిధ సంకేతాల ప్రాథమిక కణాలను బంధించే అంతర్గత శక్తులు అణువులలో ఆ కణాలను ఉంచడానికి సరిపోవు. అప్పుడు ఎలక్ట్రాన్లు అణువుల నుండి బయటకు వస్తాయి, అణువు అయనీకరణం చెందుతుంది మరియు విద్యుద్వాహకము దాని ఇన్సులేటింగ్ లక్షణాలను కోల్పోతుంది - విద్యుద్వాహక విచ్ఛిన్నం జరుగుతుంది.

విద్యుద్వాహక విచ్ఛిన్నం ప్రారంభమయ్యే విద్యుత్ క్షేత్ర బలం యొక్క విలువను బ్రేక్డౌన్ గ్రేడియంట్ అంటారు, లేదా విద్యుద్వాహక బలం.