Specifieke geleidbaarheid als belangrijkste kenmerk van elektrische stroomgeleiders

Specifieke geleidbaarheid als belangrijkste kenmerk van elektrische stroomgeleiders
Specifieke geleidbaarheid als belangrijkste kenmerk van elektrische stroomgeleiders
Anonim

De beweging van elektrische stroom in geleiders gaat onvermijdelijk gepaard met de werking van bepaalde fysieke krachten die deze beweging verhinderen. Vanuit het oogpunt van de atomair-moleculaire theorie van de structuur van materie, is dit fenomeen gebaseerd op het feit dat geladen elektronen tijdens hun beweging botsen met de atomen waaruit het materiaal van de geleider bestaat.

geleidbaarheid
geleidbaarheid

Zoals de resultaten van talrijke onderzoeken aantonen, is het aantal van dergelijke botsingen van elektronen direct gerelateerd aan het vermogen van een materiaal om een elektrische stroom door zichzelf te laten lopen met minimale verliezen. Dienovereenkomstig heeft de weerstand die het materiaal van de geleider heeft tegen de elektrische stroom die er doorheen gaat in de natuurkunde de naam "elektrische weerstand van de geleider" gekregen.

Weerstand is recht evenredig met de spanning en omgekeerd evenredig met de stroomsterkte. In overeenstemming met het internationale systeem van meeteenheden wordt het aangegeven met de letter R en gemeten in Ohm.

Tegelijkertijd wordt bij het maken van bepaalde materialen vaak niet belangrijker hoe actief de geleider weerstand biedt om er doorheen te gaanelektrische stroom, maar hoeveel het deze stroom kan geleiden. Het tegenovergestelde van elektrische weerstand is geleidbaarheid.

Geleidbaarheid van koper
Geleidbaarheid van koper

Specifieke elektrische geleidbaarheid, gebruikt in de natuurkunde, kenmerkt het algemene vermogen van een lichaam om elektrische stroom te geleiden. In kwantitatieve termen is geleidbaarheid het omgekeerde van soortelijke weerstand. Het wordt aangegeven met de letter γ en wordt gemeten in eenheden van m/ohm×mm^2 of siemens/meter).

In overeenstemming met de basiswet van de elektrotechniek - de wet van Ohm - toont de waarde van specifieke geleidbaarheid de onderlinge afhankelijkheid tussen de stroomdichtheid die optreedt in een bepaalde geleider en de numerieke waarde van het elektrische veld dat in een bepaalde geleider verschijnt omgeving. Deze bepaling geldt echter alleen voor een homogeen medium, in een inhomogene laag is de specifieke geleidbaarheid niets anders dan een tensor.

Specifieke elektrische geleidbaarheid
Specifieke elektrische geleidbaarheid

Van de metalen is de hoogste specifieke geleidbaarheid kenmerkend voor zilver en koper. Dit komt voornamelijk door de eigenaardigheden van de structuur van hun kristalroosters, waardoor geladen deeltjes (elektronen en ionen) relatief gemakkelijk kunnen bewegen.

Het is heel natuurlijk dat pure metalen een hogere geleidbaarheid hebben dan legeringen, daarom gebruiken ze in de industrie voor elektrische doeleinden het zuiverste koper met een onzuiverheidsgeh alte van niet meer dan 0,05%. Trouwens, de specifieke geleidbaarheid van koper is 58,5 Simmens/mm^2, wat aanzienlijk hoger is dan de overgrote meerderheid van andere metalen.

Naast metalen geleiders worden niet-metalen geleiders veel gebruikt in de industrie en het dagelijks leven, waarvan steenkool de meest voorkomende is. Hiervan worden met name speciale borstels voor elektrische machines, elektroden die worden gebruikt in zoeklichten, enz. gemaakt.

Aanbevolen: