धातुओं की विद्युत चालकता

धातुओं में विद्युत चालकता विद्युत आवेशित कणों की गति का परिणाम है। धातु के तत्वों के परमाणुओं को वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति की विशेषता है, जो एक परमाणु के बाहरी शेल में इलेक्ट्रॉन होते हैं जो कि स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र होते हैं। यह ये "मुक्त इलेक्ट्रॉन" हैं जो धातुओं को विद्युत प्रवाह का संचालन करने की अनुमति देते हैं।

क्योंकि वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र हैं, वे एक धातु की भौतिक संरचना बनाने वाले जाली के माध्यम से यात्रा कर सकते हैं। एक विद्युत क्षेत्र के तहत, मुफ्त इलेक्ट्रॉनों धातु के माध्यम से चलते हैं जैसे कि बिलियर्ड गेंदों को एक दूसरे के खिलाफ खटखटाते हैं, जैसा कि वे चलते हैं, एक विद्युत चार्ज गुजरता है।

थोड़ा प्रतिरोध होने पर ऊर्जा का हस्तांतरण सबसे मजबूत होता है। एक बिलियर्ड टेबल पर, यह तब होता है जब एक गेंद किसी अन्य एकल गेंद के खिलाफ होती है, अगली गेंद पर अपनी ऊर्जा का अधिकांश भाग। यदि एक एकल गेंद कई अन्य गेंदों पर प्रहार करती है, तो उनमें से प्रत्येक ऊर्जा का एक अंश ले जाएगी।

उसी टोकन के द्वारा, बिजली के सबसे प्रभावी कंडक्टर धातु होते हैं जिनमें एक एकल वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है जो स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र होता है और अन्य इलेक्ट्रॉनों में एक मजबूत प्रतिकारक प्रतिक्रिया का कारण बनता है। यह सबसे प्रवाहकीय धातुओं में है, जैसे कि चांदी,

सेमीकंडक्टर धातु (या Metalloids) में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की एक उच्च संख्या होती है (आमतौर पर चार या अधिक)। इसलिए, हालांकि वे बिजली का संचालन कर सकते हैं, वे कार्य में अक्षम हैं। हालांकि, जब अन्य तत्वों के साथ गरम या डोप किया जाता है, जैसे अर्धचालक सिलिकॉन और जर्मेनियम बिजली के अत्यंत कुशल चालक बन सकते हैं।

धातुओं में चालन को ओम के नियम का पालन करना चाहिए, जिसमें कहा गया है कि वर्तमान धातु पर लागू विद्युत क्षेत्र के सीधे आनुपातिक है। जर्मन भौतिक विज्ञानी जॉर्ज ओह्म के नाम पर कानून, 1827 में एक प्रकाशित पेपर में दिखाई दिया कि विद्युत सर्किट से वर्तमान और वोल्टेज कैसे मापा जाता है। ओम के नियम को लागू करने में महत्वपूर्ण चर धातु की प्रतिरोधकता है।

प्रतिरोधकता विद्युत चालकता के विपरीत है, यह मूल्यांकन करता है कि एक धातु विद्युत प्रवाह के प्रवाह का कितना दृढ़ता से विरोध करता है। यह आमतौर पर सामग्री के एक-मीटर क्यूब के विपरीत चेहरों में मापा जाता है और इसे ओम मीटर ()m) के रूप में वर्णित किया जाता है। प्रतिरोधकता को अक्सर ग्रीक अक्षर rho (ρ) द्वारा दर्शाया जाता है।

दूसरी ओर विद्युत चालकता, आमतौर पर सीमेन्स प्रति मीटर (S .m) द्वारा मापी जाती है⁻¹) और ग्रीक अक्षर सिग्मा (।) द्वारा प्रतिनिधित्व किया। एक सीमेंस एक ओम के पारस्परिक के बराबर है।

* नोट: अर्धचालक (मेटलॉयड) की प्रतिरोधकता सामग्री में अशुद्धियों की उपस्थिति पर बहुत निर्भर करती है।