धातुओं का मूल्य सीधे उनके रासायनिक और भौतिक गुणों से निर्धारित होता है। विद्युत चालकता जैसे संकेतक के मामले में, यह संबंध इतना सीधा नहीं है। सबसे विद्युत प्रवाहकीय धातु, जब कमरे के तापमान (+20 डिग्री सेल्सियस) पर मापा जाता है, चांदी है।
लेकिन उच्च लागत इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में चांदी के हिस्सों के उपयोग को सीमित करती है। ऐसे उपकरणों में चांदी के तत्वों का उपयोग केवल आर्थिक व्यवहार्यता के मामले में किया जाता है।
चालकता का भौतिक अर्थ
धात्विक कंडक्टरों के उपयोग का एक लंबा इतिहास रहा है। बिजली का उपयोग करने वाले विज्ञान और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में काम करने वाले वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने लंबे समय से तारों, टर्मिनलों, संपर्कों, मुद्रित सर्किट बोर्डों आदि के लिए सामग्री पर निर्णय लिया है। विद्युत चालकता नामक एक भौतिक मात्रा दुनिया में सबसे अधिक विद्युत प्रवाहकीय धातु को निर्धारित करने में मदद करती है।
चालकता की अवधारणा विद्युत प्रतिरोध के विपरीत है। मात्रात्मक अभिव्यक्तिचालकता प्रतिरोध की इकाई से संबंधित है, जिसे इकाइयों की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली (एसआई) में ओम में मापा जाता है। एसआई प्रणाली में विद्युत चालकता की इकाई सीमेंस है। इस इकाई के लिए रूसी पदनाम एसएम है, अंतर्राष्ट्रीय एक एस है। 1 एसएम की विद्युत चालकता में 1 ओम के प्रतिरोध के साथ विद्युत नेटवर्क का एक खंड होता है।
चालकता
किसी पदार्थ की विद्युत चालकता की क्षमता के माप को विद्युत चालकता कहते हैं। सबसे विद्युत प्रवाहकीय धातु में उच्चतम समान संकेतक होता है। यह विशेषता किसी भी पदार्थ या माध्यम के लिए निर्धारित की जा सकती है और इसकी संख्यात्मक अभिव्यक्ति होती है। इकाई लंबाई और इकाई क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के बेलनाकार कंडक्टर की विद्युत चालकता इस कंडक्टर के विशिष्ट प्रतिरोध से संबंधित है।
चालकता की प्रणाली इकाई सीमेंस प्रति मीटर है - एसएम/एम। यह पता लगाने के लिए कि दुनिया में सबसे अधिक विद्युत प्रवाहकीय धातु कौन सी धातु है, यह प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित उनकी विशिष्ट चालकता की तुलना करने के लिए पर्याप्त है। आप एक विशेष उपकरण - एक माइक्रोहोमीटर का उपयोग करके प्रतिरोधकता निर्धारित कर सकते हैं। ये विशेषताएँ विपरीत रूप से निर्भर हैं।
धातुओं की चालकता
आवेशित कणों के एक निर्देशित प्रवाह के रूप में विद्युत प्रवाह की अवधारणा धातुओं की विशेषता क्रिस्टल जाली पर आधारित पदार्थों के लिए अधिक सामंजस्यपूर्ण लगती है। धातुओं में विद्युत प्रवाह की स्थिति में आवेश वाहक मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, न कि आयन, जैसा कि तरल मीडिया में होता है। यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि जब धातुओं में करंट होता है, तो कोई नहीं होता हैकंडक्टरों के बीच पदार्थ के कणों का स्थानांतरण होता है।
धात्विक पदार्थ परमाणु स्तर पर शिथिल बंधों में दूसरों से भिन्न होते हैं। धातुओं की आंतरिक संरचना को बड़ी संख्या में "अकेला" इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति की विशेषता है। जो, विद्युत चुम्बकीय बलों के थोड़े से प्रभाव में, एक निर्देशित प्रवाह बनाते हैं। इसलिए, यह व्यर्थ नहीं है कि धातु विद्युत प्रवाह का सबसे अच्छा संवाहक है, और यह ठीक ऐसी आणविक बातचीत है जो सबसे विद्युत प्रवाहकीय धातु को अलग करती है। धातुओं की एक और विशिष्ट संपत्ति धातुओं के क्रिस्टल जाली की संरचनात्मक विशेषताओं पर आधारित है - उच्च तापीय चालकता।
शीर्ष सर्वश्रेष्ठ कंडक्टर - धातु
विद्युत कंडक्टर के रूप में उनके उपयोग के लिए व्यावहारिक महत्व की 4 धातुओं को चालकता के मूल्य के सापेक्ष निम्नलिखित क्रम में वितरित किया जाता है, जिसे एस/एम में मापा जाता है:
- चांदी - 62 500 000.
- कॉपर - 59,500,000।
- सोना - 45,500,000।
- एल्यूमीनियम - 38,000,000।
यह देखा जा सकता है कि सबसे विद्युत प्रवाहकीय धातु चांदी है। लेकिन सोने की तरह, इसका उपयोग केवल विशेष विशिष्ट मामलों में विद्युत नेटवर्क को व्यवस्थित करने के लिए किया जाता है। इसका कारण उच्च लागत है।
लेकिन तांबे और एल्यूमीनियम बिजली के उपकरणों और केबल उत्पादों के लिए उनके कम विद्युत प्रतिरोध और सामर्थ्य के कारण सबसे आम विकल्प हैं। अन्य धातुओं को शायद ही कभी कंडक्टर के रूप में उपयोग किया जाता है।
धातुओं की चालकता को प्रभावित करने वाले कारक
यहां तक कि सबसे विद्युत प्रवाहकीययदि धातु में अन्य योजक और अशुद्धियाँ हों तो धातु अपनी चालकता को कम कर देती है। मिश्र धातुओं में "शुद्ध" धातुओं की तुलना में एक अलग क्रिस्टल जाली संरचना होती है। यह समरूपता, दरारें और अन्य दोषों में उल्लंघन से प्रतिष्ठित है। परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ चालकता भी कम हो जाती है।
मिश्र धातुओं में निहित प्रतिरोध में वृद्धि हीटिंग तत्वों में आवेदन पाती है। यह कोई संयोग नहीं है कि इलेक्ट्रिक भट्टियों और हीटरों के काम करने वाले तत्वों को बनाने के लिए नाइक्रोम, फेक्रल और अन्य मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।
सबसे विद्युत प्रवाहकीय धातु कीमती चांदी है, जो ज्वैलर्स द्वारा सिक्कों की ढलाई आदि के लिए अधिक उपयोग की जाती है। लेकिन प्रौद्योगिकी और उपकरण में, इसके विशेष रासायनिक और भौतिक गुणों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कम प्रतिरोध के साथ इकाइयों और विधानसभाओं में उपयोग किए जाने के अलावा, चांदी चढ़ाना संपर्क समूहों को ऑक्सीकरण से बचाता है। चांदी और इसके मिश्र धातुओं के अद्वितीय गुण अक्सर उच्च लागत के बावजूद इसके उपयोग को उचित ठहराते हैं।
