विद्युत प्रतिरोधकता एक भौतिक मात्रा है जो इंगित करती है कि सामग्री किस हद तक इसके माध्यम से पारित होने का विरोध कर सकती है। विद्युत प्रवाह. कुछ लोग भ्रमित कर सकते हैं यह विशेषतासामान्य विद्युत प्रतिरोध के साथ। अवधारणाओं की समानता के बावजूद, उनके बीच का अंतर इस तथ्य में निहित है कि विशिष्ट पदार्थों को संदर्भित करता है, और दूसरा शब्द विशेष रूप से कंडक्टरों को संदर्भित करता है और उनके निर्माण की सामग्री पर निर्भर करता है।

इस सामग्री का पारस्परिक विद्युत चालकता है। यह पैरामीटर जितना अधिक होगा, उतना ही बेहतर करंट पदार्थ से होकर गुजरता है। तदनुसार, प्रतिरोध जितना अधिक होगा, आउटपुट पर उतने अधिक नुकसान की उम्मीद है।

गणना सूत्र और माप मूल्य

विद्युत प्रतिरोधकता को किसमें मापा जाता है, इसे ध्यान में रखते हुए, गैर-विशिष्ट के साथ कनेक्शन का पता लगाना भी संभव है, क्योंकि ओम एम की इकाइयों का उपयोग पैरामीटर को नामित करने के लिए किया जाता है। मान को स्वयं के रूप में दर्शाया जाता है। इस मान के साथ, किसी विशेष मामले में किसी पदार्थ के प्रतिरोध को उसके आयामों के आधार पर निर्धारित करना संभव है। माप की यह इकाई एसआई प्रणाली से मेल खाती है, लेकिन अन्य विकल्प भी हो सकते हैं। प्रौद्योगिकी में, आप समय-समय पर पुराने पदनाम ओम मिमी 2 / मी देख सकते हैं। इस प्रणाली से अंतर्राष्ट्रीय में बदलने के लिए, आपको जटिल सूत्रों का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं होगी, क्योंकि 1 ओम मिमी 2 / मी 10 -6 ओम मीटर के बराबर होता है।

विद्युत प्रतिरोधकता सूत्र इस प्रकार है:

आर = (ρ एल) / एस, जहां:

• आर कंडक्टर का प्रतिरोध है;
• Ρ सामग्री की प्रतिरोधकता है;
• एल कंडक्टर की लंबाई है;
• S कंडक्टर का क्रॉस सेक्शन है।

तापमान निर्भरता

विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध तापमान पर निर्भर करता है। लेकिन पदार्थों के सभी समूह अपने आप को अलग-अलग रूप में प्रकट करते हैं जब वे बदलते हैं। कुछ स्थितियों में काम करने वाले तारों की गणना करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, सड़क पर, जहां तापमान का मान मौसम पर निर्भर करता है, आवश्यक सामग्री-30 से +30 डिग्री सेल्सियस की सीमा में परिवर्तन की कम संवेदनशीलता के साथ। यदि आप इसे ऐसी तकनीक में उपयोग करने की योजना बना रहे हैं जो समान परिस्थितियों में काम करेगी, तो यहां आपको विशिष्ट मानकों के लिए तारों को अनुकूलित करने की भी आवश्यकता है। सामग्री को हमेशा ऑपरेशन को ध्यान में रखते हुए चुना जाता है।

नाममात्र तालिका में, विद्युत प्रतिरोधकता 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ली जाती है। सामग्री को गर्म करने पर इस पैरामीटर में वृद्धि इस तथ्य के कारण होती है कि पदार्थ में परमाणुओं की गति की तीव्रता बढ़ने लगती है। विद्युत आवेशों के वाहक सभी दिशाओं में अव्यवस्थित रूप से बिखर जाते हैं, जिससे कणों की गति में बाधाएँ उत्पन्न होती हैं। विद्युत प्रवाह का परिमाण कम हो जाता है।

जैसे-जैसे तापमान घटता है, वर्तमान प्रवाह की स्थिति बेहतर होती जाती है। जब एक निश्चित तापमान पर पहुंच जाता है, जो प्रत्येक धातु के लिए अलग होगा, अतिचालकता प्रकट होती है, जिस पर प्रश्न में विशेषता लगभग शून्य तक पहुंच जाती है।

मापदंडों में अंतर कभी-कभी बहुत बड़े मूल्यों तक पहुंच जाता है। जिन सामग्रियों में उच्च प्रदर्शन होता है उन्हें इन्सुलेटर के रूप में उपयोग किया जा सकता है। वे शॉर्ट सर्किट और अनजाने मानव संपर्क से तारों को बचाने में मदद करते हैं। कुछ पदार्थ आमतौर पर इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के लिए लागू नहीं होते हैं यदि उनके पास इस पैरामीटर का उच्च मूल्य है। अन्य गुण इसमें हस्तक्षेप कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, पानी की विद्युत चालकता नहीं होगी काफी महत्व कीइस क्षेत्र के लिए। यहाँ उच्च दर वाले कुछ पदार्थों के मान दिए गए हैं।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में कम दरों वाले पदार्थों का अधिक सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। अक्सर ये धातुएं होती हैं जो कंडक्टर के रूप में काम करती हैं। वे कई अंतर भी दिखाते हैं। तांबे या अन्य सामग्रियों की विद्युत प्रतिरोधकता का पता लगाने के लिए, यह संदर्भ तालिका को देखने लायक है।

विशिष्ट मात्रा विद्युत प्रतिरोध

यह पैरामीटर पदार्थ की मात्रा के माध्यम से वर्तमान को पारित करने की क्षमता को दर्शाता है। मापने के लिए, सामग्री के विभिन्न पक्षों से वोल्टेज क्षमता को लागू करना आवश्यक है, जिससे उत्पाद विद्युत सर्किट में शामिल किया जाएगा। यह नाममात्र मापदंडों के साथ वर्तमान के साथ आपूर्ति की जाती है। पास होने के बाद, आउटपुट डेटा को मापा जाता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग करें

विभिन्न तापमानों पर पैरामीटर बदलना इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अधिकांश सरल उदाहरणएक गरमागरम दीपक है जो एक नाइक्रोम फिलामेंट का उपयोग करता है। गर्म होने पर यह चमकने लगता है। जब इससे करंट गुजरता है, तो यह गर्म होने लगता है। जैसे-जैसे गर्मी बढ़ती है, वैसे-वैसे प्रतिरोध भी होता है। तदनुसार, रोशनी प्राप्त करने के लिए आवश्यक प्रारंभिक धारा सीमित है। एक नाइक्रोम कॉइल, एक ही सिद्धांत का उपयोग करके, विभिन्न उपकरणों पर नियामक बन सकता है।

व्यापक उपयोग ने महान धातुओं को भी प्रभावित किया है, जिन्होंने उपयुक्त विशेषताएंइलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के लिए। महत्वपूर्ण सर्किट के लिए जिन्हें गति की आवश्यकता होती है, चांदी के संपर्कों का चयन किया जाता है। उनकी उच्च लागत है, लेकिन अपेक्षाकृत कम मात्रा में सामग्री को देखते हुए, उनका उपयोग काफी उचित है। कॉपर चालकता में चांदी से नीच है, लेकिन इसकी अधिक किफायती कीमत है, जिसके कारण इसका उपयोग अक्सर तार बनाने के लिए किया जाता है।

ऐसी स्थितियों में जहां अत्यंत कम तापमान का उपयोग किया जा सकता है, सुपरकंडक्टर्स का उपयोग किया जाता है। कमरे के तापमान और बाहरी उपयोग के लिए, वे हमेशा उपयुक्त नहीं होते हैं, क्योंकि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, उनकी चालकता कम होने लगेगी, इसलिए एल्यूमीनियम, तांबा और चांदी ऐसी स्थितियों के लिए अग्रणी बने रहेंगे।

व्यवहार में, कई मापदंडों को ध्यान में रखा जाता है, और यह सबसे महत्वपूर्ण में से एक है। सभी गणना डिजाइन चरण में की जाती हैं, जिसके लिए संदर्भ सामग्री का उपयोग किया जाता है।

हम जानते हैं कि किसी चालक के विद्युत प्रतिरोध का कारण धातु क्रिस्टल जालक (§ 43) के आयनों के साथ इलेक्ट्रॉनों की परस्पर क्रिया है। इसलिए, यह माना जा सकता है कि किसी कंडक्टर का प्रतिरोध उसकी लंबाई और क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के साथ-साथ उस पदार्थ पर भी निर्भर करता है जिससे इसे बनाया गया है।

चित्र 74 ऐसे प्रयोग के लिए सेटअप को दर्शाता है। वर्तमान स्रोत सर्किट में बारी-बारी से विभिन्न कंडक्टर शामिल हैं, उदाहरण के लिए:

1. एक ही मोटाई के निकल तार, लेकिन अलग-अलग लंबाई;
2. एक ही लंबाई के निकल तार, लेकिन विभिन्न मोटाई (विभिन्न क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र);
3. समान लंबाई और मोटाई के निकल और निक्रोम के तार।

सर्किट में करंट को एमीटर से मापा जाता है, वोल्टेज को वोल्टमीटर से।

कंडक्टर के सिरों पर वोल्टेज और उसमें करंट की ताकत को जानकर, ओम के नियम के अनुसार, आप प्रत्येक कंडक्टर के प्रतिरोध को निर्धारित कर सकते हैं।

चावल। 74. किसी चालक के प्रतिरोध की उसके आकार और पदार्थ के प्रकार पर निर्भरता

इन प्रयोगों को करने के बाद, हम यह स्थापित करेंगे कि:

1. एक ही मोटाई के दो निकल-प्लेटेड तारों में, लंबे तार का प्रतिरोध अधिक होता है;
2. समान लंबाई के दो निकल तारों में, छोटे क्रॉस सेक्शन वाले तार का प्रतिरोध अधिक होता है;
3. एक ही आकार के निकेल और नाइक्रोम तारों का प्रतिरोध अलग-अलग होता है।

एक कंडक्टर के प्रतिरोध की उसके आयामों पर निर्भरता और जिस पदार्थ से कंडक्टर बनाया जाता है, उसका सबसे पहले ओम द्वारा प्रयोगों में अध्ययन किया गया था। उन्होंने पाया कि प्रतिरोध कंडक्टर की लंबाई के सीधे आनुपातिक है, इसके क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के व्युत्क्रमानुपाती है और कंडक्टर के पदार्थ पर निर्भर करता है।

उस पदार्थ पर प्रतिरोध की निर्भरता को कैसे ध्यान में रखा जाए जिससे कंडक्टर बनाया गया है? इसके लिए तथाकथित पदार्थ की प्रतिरोधकता.

प्रतिरोधकता एक भौतिक मात्रा है जो किसी दिए गए पदार्थ से बने कंडक्टर के प्रतिरोध को निर्धारित करती है, 1 मीटर लंबा, 1 मीटर 2 के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ।

आइए परिचय पत्र पदनाम: चालक की प्रतिरोधकता है, I चालक की लंबाई है, S इसके अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल है। तब कंडक्टर R का प्रतिरोध सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है

इससे हमें यह मिलता है:

अंतिम सूत्र से, आप प्रतिरोधकता की इकाई निर्धारित कर सकते हैं। चूँकि प्रतिरोध का मात्रक 1 ओम है, अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल का मात्रक 1 m2 है और लम्बाई का मात्रक 1 m है, तो प्रतिरोधकता का मात्रक है:

कंडक्टर के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को वर्ग मिलीमीटर में व्यक्त करना अधिक सुविधाजनक है, क्योंकि यह अक्सर छोटा होता है। तब प्रतिरोधकता का मात्रक होगा :

तालिका 8 20 डिग्री सेल्सियस पर कुछ पदार्थों के प्रतिरोधकता मान दिखाती है। तापमान के साथ प्रतिरोधकता बदलती है। अनुभवजन्य रूप से, यह पाया गया कि धातुओं में, उदाहरण के लिए, बढ़ते तापमान के साथ प्रतिरोधकता बढ़ जाती है।

तालिका 8. कुछ पदार्थों की विद्युत प्रतिरोधकता (t = 20 °C पर)

सभी धातुओं में से, चांदी और तांबे में सबसे कम प्रतिरोधकता होती है। अत: चाँदी और ताँबा बिजली के सबसे अच्छे चालक हैं।

विद्युत परिपथों में तार लगाते समय, एल्यूमीनियम, तांबे और लोहे के तारों का उपयोग किया जाता है।

कई मामलों में, उच्च प्रतिरोध वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है। वे विशेष रूप से निर्मित मिश्र धातुओं से बने होते हैं - उच्च प्रतिरोधकता वाले पदार्थ। उदाहरण के लिए, जैसा कि तालिका 8 से देखा जा सकता है, नाइक्रोम मिश्र धातु में एल्यूमीनियम की तुलना में लगभग 40 गुना अधिक प्रतिरोधकता होती है।

चीनी मिट्टी के बरतन और एबोनाइट में इतनी अधिक प्रतिरोधकता होती है कि वे लगभग बिजली का संचालन नहीं करते हैं, उनका उपयोग इन्सुलेटर के रूप में किया जाता है।

प्रशन

1. किसी चालक का प्रतिरोध उसकी लंबाई और अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल पर कैसे निर्भर करता है?
2. प्रायोगिक रूप से किसी चालक के प्रतिरोध की उसकी लंबाई, अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल और उस पदार्थ पर निर्भरता को कैसे प्रदर्शित करें जिससे वह बना है?
3. किसी चालक का विशिष्ट प्रतिरोध कितना होता है?
4. कंडक्टरों के प्रतिरोध की गणना के लिए किस सूत्र का उपयोग किया जा सकता है?
5. किसी चालक की प्रतिरोधकता का मात्रक क्या है?
6. व्यवहार में उपयोग किए जाने वाले कंडक्टर किस सामग्री से बने होते हैं?

• कंडक्टर;
• डाइलेक्ट्रिक्स (इन्सुलेट गुणों के साथ);
• अर्धचालक।

इलेक्ट्रॉन और करंट

विद्युत प्रवाह की आधुनिक अवधारणा के केंद्र में यह धारणा है कि इसमें भौतिक कण - आवेश होते हैं। लेकिन विभिन्न भौतिक और रासायनिक प्रयोगयह दावा करने के लिए आधार दें कि ये चार्ज वाहक एक ही कंडक्टर में विभिन्न प्रकार के हो सकते हैं। और कणों की यह विषमता वर्तमान घनत्व को प्रभावित करती है। विद्युत प्रवाह के मापदंडों से संबंधित गणनाओं के लिए, कुछ भौतिक मात्राओं का उपयोग किया जाता है। उनमें से, प्रतिरोध के साथ-साथ चालकता का एक महत्वपूर्ण स्थान है।

• चालकता एक पारस्परिक व्युत्क्रम संबंध द्वारा प्रतिरोध से संबंधित है।

यह ज्ञात है कि जब किसी विद्युत परिपथ पर एक निश्चित वोल्टेज लगाया जाता है, तो उसमें एक विद्युत धारा दिखाई देती है, जिसका मान इस परिपथ की चालकता से संबंधित होता है। यह मौलिक खोज उस समय जर्मन भौतिक विज्ञानी जॉर्ज ओम ने की थी। तब से, ओम का नियम नामक एक नियम प्रयोग में है। यह के लिए मौजूद है विभिन्न विकल्पजंजीरें इसलिए, उनके लिए सूत्र एक दूसरे से भिन्न हो सकते हैं, क्योंकि वे पूरी तरह से अलग स्थितियों के अनुरूप हैं।

प्रत्येक विद्युत परिपथ में एक चालक होता है। यदि इसमें एक प्रकार के आवेश वाहक कण होते हैं, तो चालक में धारा एक निश्चित घनत्व वाले द्रव प्रवाह की तरह होती है। यह निम्न सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

अधिकांश धातुएं एक ही प्रकार के आवेशित कणों के अनुरूप होती हैं, जिसके कारण विद्युत प्रवाह होता है। धातुओं के लिए, विद्युत चालकता की गणना निम्न सूत्र के अनुसार की जाती है:

चूंकि चालकता की गणना की जा सकती है, इसलिए विद्युत प्रतिरोधकता को निर्धारित करना अब आसान है। यह पहले ही ऊपर उल्लेख किया जा चुका है कि किसी चालक की प्रतिरोधकता चालकता का व्युत्क्रम है। फलस्वरूप,

इस सूत्र में पत्र ग्रीक वर्णमालाविद्युत प्रतिरोधकता को दर्शाने के लिए (rho) का प्रयोग किया जाता है। यह पदनाम तकनीकी साहित्य में सबसे अधिक बार उपयोग किया जाता है। हालाँकि, आप थोड़े भिन्न सूत्र भी पा सकते हैं जिनकी सहायता से कंडक्टरों की प्रतिरोधकता की गणना की जाती है। यदि धातुओं के शास्त्रीय सिद्धांत और उनमें इलेक्ट्रॉनिक चालकता का उपयोग गणना के लिए किया जाता है, तो प्रतिरोधकता की गणना निम्न सूत्र द्वारा की जाती है:

हालाँकि, एक "लेकिन" है। एक धातु कंडक्टर में परमाणुओं की स्थिति आयनीकरण प्रक्रिया की अवधि से प्रभावित होती है, जो एक विद्युत क्षेत्र द्वारा की जाती है। कंडक्टर पर एकल आयनीकरण प्रभाव के साथ, इसमें परमाणुओं को एक एकल आयनीकरण प्राप्त होगा, जो परमाणुओं की एकाग्रता और मुक्त इलेक्ट्रॉनों के बीच संतुलन बनाएगा। और इन सांद्रताओं का मान बराबर होगा। इस मामले में, निम्नलिखित निर्भरताएँ और सूत्र होते हैं:

चालकता और प्रतिरोध विचलन

अगला, हम विचार करते हैं कि विशिष्ट चालकता क्या निर्धारित करती है, जो प्रतिरोधकता से विपरीत रूप से संबंधित है। किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता एक अमूर्त भौतिक मात्रा है। प्रत्येक कंडक्टर एक विशिष्ट नमूने के रूप में मौजूद है। यह विभिन्न अशुद्धियों और दोषों की उपस्थिति की विशेषता है। आंतरिक ढांचा. उन्हें अभिव्यक्ति में अलग-अलग शब्दों के रूप में माना जाता है जो मैथिसेन नियम के अनुसार प्रतिरोधकता को निर्धारित करता है। यह नियम तापमान के आधार पर उतार-चढ़ाव वाले नोड्स पर एक चलती इलेक्ट्रॉन धारा के बिखरने को भी ध्यान में रखता है क्रिस्टल लैटिसनमूना।

विभिन्न अशुद्धियों और सूक्ष्म रिक्तियों के समावेशन जैसे आंतरिक दोषों की उपस्थिति भी प्रतिरोधकता को बढ़ाती है। नमूनों में अशुद्धियों की मात्रा निर्धारित करने के लिए, सामग्री की प्रतिरोधकता को नमूना सामग्री के दो तापमान मूल्यों के लिए मापा जाता है। एक तापमान मान कमरे का तापमान है, और दूसरा तरल हीलियम से मेल खाता है। कमरे के तापमान पर माप परिणाम के अनुपात से तरल हीलियम तापमान पर परिणाम के लिए, एक गुणांक प्राप्त किया जाता है जो सामग्री की संरचनात्मक पूर्णता और इसकी रासायनिक शुद्धता को दर्शाता है। गुणांक को β अक्षर से निरूपित किया जाता है।

यदि एक अव्यवस्थित ठोस विलयन संरचना वाली धातु मिश्रधातु को विद्युत धारा का चालक माना जाता है, तो अवशिष्ट प्रतिरोधकता का मान प्रतिरोधकता से काफी अधिक हो सकता है। दो-घटक धातु मिश्र धातुओं की ऐसी विशेषता जो दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ-साथ संक्रमण तत्वों से संबंधित नहीं हैं, एक विशेष कानून द्वारा कवर की जाती हैं। इसे नॉर्डहाइम का नियम कहते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक्स में आधुनिक प्रौद्योगिकियां तेजी से लघुकरण की ओर बढ़ रही हैं। और इतना अधिक है कि शब्द "नैनोसर्किट" जल्द ही एक माइक्रोक्रिकिट के बजाय दिखाई देगा। ऐसे उपकरणों में कंडक्टर इतने पतले होते हैं कि उन्हें धातु की फिल्म कहना सही होगा। यह बिल्कुल स्पष्ट है कि फिल्म का नमूना इसकी प्रतिरोधकता के साथ बड़े कंडक्टर से ऊपर की ओर भिन्न होगा। फिल्म में धातु की छोटी मोटाई इसमें अर्धचालक गुणों की उपस्थिति की ओर ले जाती है।

इस सामग्री में धातु की मोटाई और इलेक्ट्रॉनों के मुक्त पथ के बीच आनुपातिकता दिखाई देने लगती है। इलेक्ट्रॉनों के चलने के लिए बहुत कम जगह होती है। इसलिए, वे एक दूसरे को व्यवस्थित तरीके से आगे बढ़ने से रोकना शुरू कर देते हैं, जिससे प्रतिरोधकता में वृद्धि होती है। धातु की फिल्मों के लिए, प्रतिरोधकता की गणना प्रयोगों से प्राप्त एक विशेष सूत्र का उपयोग करके की जाती है। सूत्र का नाम एक वैज्ञानिक फुच्स के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने फिल्मों की प्रतिरोधकता का अध्ययन किया था।

फिल्में बहुत विशिष्ट संरचनाएं हैं जिन्हें दोहराना मुश्किल है ताकि कई नमूनों के गुण समान हों। फिल्मों के मूल्यांकन में स्वीकार्य सटीकता के लिए, एक विशेष पैरामीटर का उपयोग किया जाता है - विशिष्ट सतह प्रतिरोध।

माइक्रोक्रिकिट सब्सट्रेट पर धातु की फिल्मों से प्रतिरोधक बनते हैं। इस कारण से, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में प्रतिरोधकता गणना एक अत्यधिक मांग वाला कार्य है। प्रतिरोधकता का मान, स्पष्ट रूप से, तापमान से प्रभावित होता है और यह प्रत्यक्ष आनुपातिकता निर्भरता से संबंधित होता है। अधिकांश धातुओं के लिए, इस निर्भरता का एक निश्चित तापमान सीमा में एक निश्चित रैखिक खंड होता है। इस मामले में, प्रतिरोधकता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

धातुओं में, बड़ी संख्या में मुक्त इलेक्ट्रॉनों के कारण विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है, जिसकी सांद्रता अपेक्षाकृत अधिक होती है। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉन धातुओं की उच्च तापीय चालकता भी निर्धारित करते हैं। इस कारण से, एक विशेष कानून द्वारा विद्युत चालकता और तापीय चालकता के बीच एक संबंध स्थापित किया गया है, जिसे प्रयोगात्मक रूप से प्रमाणित किया गया था। यह विडेमैन-फ्रांज कानून निम्नलिखित सूत्रों की विशेषता है:

अतिचालकता के लिए आकर्षक संभावनाएं

हालांकि, सबसे आश्चर्यजनक प्रक्रियाएं तरल हीलियम के न्यूनतम तकनीकी रूप से प्राप्त तापमान पर होती हैं। ऐसी शीतलन स्थितियों में, सभी धातुएं व्यावहारिक रूप से अपनी प्रतिरोधकता खो देती हैं। तरल हीलियम के तापमान तक ठंडा तांबे के तार धाराओं का संचालन करने में सक्षम होते हैं जो सामान्य परिस्थितियों की तुलना में कई गुना अधिक होते हैं। यदि व्यवहार में यह संभव हो जाता है, तो आर्थिक प्रभाव अमूल्य होगा।

इससे भी अधिक आश्चर्यजनक उच्च तापमान वाले कंडक्टरों की खोज थी। सामान्य परिस्थितियों में सिरेमिक की ये किस्में धातुओं से उनकी प्रतिरोधकता में बहुत दूर थीं। लेकिन तरल हीलियम से लगभग तीन दर्जन डिग्री अधिक तापमान पर वे अतिचालक बन गए। गैर-धातु सामग्री के इस व्यवहार की खोज अनुसंधान के लिए एक शक्तिशाली प्रोत्साहन बन गई है। अतिचालकता के व्यावहारिक अनुप्रयोग के भारी आर्थिक परिणामों के कारण, इस दिशा में बहुत महत्वपूर्ण प्रयास किए गए। वित्तीय संसाधनव्यापक शोध शुरू किया।

लेकिन अभी के लिए, जैसा कि वे कहते हैं, "चीजें अभी भी हैं" ... सिरेमिक सामग्री व्यावहारिक उपयोग के लिए अनुपयुक्त निकली। अतिचालकता की स्थिति को बनाए रखने की शर्तों के लिए इतने बड़े खर्चों की आवश्यकता थी कि इसके उपयोग से होने वाले सभी लाभ नष्ट हो गए। लेकिन अतिचालकता के साथ प्रयोग जारी है। प्रगति होती है। सुपरकंडक्टिविटी पहले ही 165 डिग्री केल्विन के तापमान पर प्राप्त की जा चुकी है, लेकिन इसके लिए उच्च दबाव की आवश्यकता होती है। ऐसे का निर्माण और रखरखाव विशेष स्थितिफिर से इस तकनीकी समाधान के व्यावसायिक उपयोग से इनकार करते हैं।

अतिरिक्त प्रभावित करने वाले कारक

वर्तमान में, सब कुछ अपने तरीके से चल रहा है, और तांबे, एल्यूमीनियम और कुछ अन्य धातुओं के लिए, प्रतिरोधकता तारों और केबलों के निर्माण के लिए उनके औद्योगिक उपयोग को सुनिश्चित करना जारी रखती है। अंत में, कुछ और जानकारी जोड़ने लायक है कि न केवल कंडक्टर सामग्री और तापमान की प्रतिरोधकता वातावरणविद्युत प्रवाह के पारित होने के दौरान इसमें होने वाले नुकसान को प्रभावित करते हैं। एक बढ़ी हुई वोल्टेज आवृत्ति और at . पर इसका उपयोग करते समय कंडक्टर की ज्यामिति बहुत महत्वपूर्ण होती है महा शक्तिवर्तमान।

इन परिस्थितियों में, इलेक्ट्रॉन तार की सतह के पास केंद्रित होते हैं, और कंडक्टर के रूप में इसकी मोटाई अपना अर्थ खो देती है। इसलिए, तार में केवल कंडक्टर का बाहरी भाग बनाकर उसमें तांबे की मात्रा को उचित रूप से कम करना संभव है। कंडक्टर की प्रतिरोधकता बढ़ाने का एक अन्य कारक विरूपण है। इसलिए, कुछ विद्युत प्रवाहकीय सामग्रियों के उच्च प्रदर्शन के बावजूद, कुछ शर्तों के तहत वे प्रकट नहीं हो सकते हैं। विशिष्ट कार्यों के लिए सही कंडक्टर चुनना आवश्यक है। नीचे दी गई तालिकाएँ इसमें आपकी सहायता करेंगी।

लंबाई और दूरी कनवर्टर मास कन्वर्टर थोक ठोस और खाद्य मात्रा कनवर्टर क्षेत्र कनवर्टर वॉल्यूम और यूनिट कनवर्टर in व्यंजनोंतापमान कनवर्टर दबाव कनवर्टर, यांत्रिक तनाव, यंग का मापांक ऊर्जा और कार्य परिवर्तक शक्ति परिवर्तक बल कनवर्टर समय परिवर्तक रैखिक वेग कनवर्टर फ्लैट कोण थर्मल दक्षता और ईंधन अर्थव्यवस्था कनवर्टर संख्यात्मक संख्या कनवर्टर मात्रा माप इकाइयों का कनवर्टर मुद्रा दरें महिलाओं के वस्त्र और जूते के आकार पुरुषों के कपड़े और जूते के आकार कोणीय वेग कनवर्टर और गति कनवर्टर त्वरण कनवर्टर कोणीय त्वरण कनवर्टर घनत्व कनवर्टर विशिष्ट मात्रा कनवर्टर जड़ता कनवर्टर का क्षण बल कनवर्टर का क्षण टोक़ कनवर्टर विशिष्ट कैलोरी मान (द्रव्यमान द्वारा) कनवर्टर ऊर्जा घनत्व और विशिष्ट कैलोरी मान (मात्रा के अनुसार) कनवर्टर तापमान अंतर कनवर्टर थर्मल विस्तार गुणांक कनवर्टर कनवर्टर थर्मल प्रतिरोध थर्मल चालकता कनवर्टर कनवर्टर विशिष्ट ऊष्माएनर्जी एक्सपोजर और थर्मल रेडिएशन पावर कन्वर्टर हीट फ्लक्स डेंसिटी कन्वर्टर हीट ट्रांसफर कोएफिशिएंट कन्वर्टर वॉल्यूम फ्लो कन्वर्टर मास फ्लो कन्वर्टर मोलर फ्लो कन्वर्टर मास फ्लक्स डेंसिटी कन्वर्टर मोलर कंसंट्रेशन कन्वर्टर सॉल्यूशन कन्वर्टर में मास कंसंट्रेशन डायनेमिक (एब्सोल्यूट) विस्कोसिटी कन्वर्टर काइनेमेटिक चिपचिपाहट कन्वर्टर सरफेस टेंशन कन्वर्टर वाष्प पारगम्यता कनवर्टर कनवर्टर वाष्प पारगम्यता और वाष्प अंतरण दर ध्वनि स्तर कनवर्टर माइक्रोफोन संवेदनशीलता कनवर्टर ध्वनि दबाव स्तर (एसपीएल) कनवर्टर चयन योग्य संदर्भ के साथ ध्वनि दबाव स्तर कनवर्टर दबाव चमक कनवर्टर चमकदार तीव्रता कनवर्टर कंप्यूटर ग्राफिक्सडायोप्टर में फ़्रिक्वेंसी और वेवलेंथ कन्वर्टर ऑप्टिकल पावर और फोकल लम्बाईडायोप्टर पावर और लेंस आवर्धन (×) इलेक्ट्रिक चार्ज कन्वर्टर लीनियर चार्ज डेंसिटी कन्वर्टर सरफेस चार्ज डेंसिटी कन्वर्टर वॉल्यूमेट्रिक चार्ज डेंसिटी कन्वर्टर इलेक्ट्रिक करंट कन्वर्टर लीनियर करंट डेंसिटी कन्वर्टर सरफेस करंट डेंसिटी कन्वर्टर इलेक्ट्रिक फील्ड स्ट्रेंथ कन्वर्टर इलेक्ट्रोस्टैटिक पोटेंशियल और वोल्टेज कन्वर्टर इलेक्ट्रिकल रेजिस्टेंस कन्वर्टर विशिष्ट रेसिस्टिविटी कन्वर्टर इलेक्ट्रिकल प्रतिरोध विद्युत चालकता कनवर्टर विद्युत चालकता कनवर्टर समाई अधिष्ठापन कनवर्टर डीबीएम (डीबीएम या डीबीएम), डीबीवी (डीबीवी), वाट, और अन्य इकाइयों में यूएस वायर गेज कनवर्टर स्तर मैग्नेटोमोटिव फोर्स कन्वर्टर ताकत कनवर्टर चुंबकीय क्षेत्रचुंबकीय प्रवाह कनवर्टर चुंबकीय प्रेरण कनवर्टर विकिरण। अवशोषित खुराक दर परिवर्तक आयनीकरण विकिरणरेडियोधर्मिता। रेडियोधर्मी क्षय परिवर्तक विकिरण। एक्सपोजर डोस कन्वर्टर रेडिएशन। अवशोषित खुराक कनवर्टर दशमलव उपसर्ग कनवर्टर डेटा ट्रांसफर टाइपोग्राफिक और इमेजिंग यूनिट कनवर्टर टिम्बर वॉल्यूम यूनिट कन्वर्टर मोलर मास कैलकुलेशन आवर्त सारणी रासायनिक तत्वडी. आई. मेंडेलीव

1 ओम सेंटीमीटर [ओम सेमी] = 0.01 ओम मीटर [ओम मीटर]

आरंभिक मूल्य

परिवर्तित मूल्य

ओम मीटर ओम सेंटीमीटर ओम इंच माइक्रोओम सेंटीमीटर माइक्रोओम इंच अबोहम सेंटीमीटर स्टेट प्रति सेंटीमीटर गोलाकार मील प्रति फुट ओम वर्ग। मिलीमीटर प्रति मीटर

विद्युत प्रतिरोधकता के बारे में अधिक जानकारी

सामान्य जानकारी

जैसे ही बिजली ने वैज्ञानिकों की प्रयोगशालाओं को छोड़ दिया और व्यापक रूप से व्यवहार में लाया जाने लगा रोजमर्रा की जिंदगी, उन सामग्रियों की खोज करने का सवाल उठा, जिनमें कुछ निश्चित, कभी-कभी पूरी तरह से विपरीत, उनके माध्यम से विद्युत प्रवाह के प्रवाह के संबंध में विशेषताएं होती हैं।

उदाहरण के लिए, विद्युत ऊर्जा को प्रेषित करते समय सुदूर, कम वजन विशेषताओं के साथ संयोजन में जूल हीटिंग के कारण नुकसान को कम करने के लिए तार सामग्री पर आवश्यकताओं को लगाया गया था। इसका एक उदाहरण स्टील कोर के साथ एल्यूमीनियम तारों से बनी परिचित हाई-वोल्टेज बिजली लाइनें हैं।

या, इसके विपरीत, कॉम्पैक्ट ट्यूबलर इलेक्ट्रिक हीटर बनाने के लिए, अपेक्षाकृत उच्च विद्युत प्रतिरोध और उच्च तापीय स्थिरता वाली सामग्री की आवश्यकता होती है। एक उपकरण का सबसे सरल उदाहरण जो समान गुणों वाली सामग्री का उपयोग करता है वह एक साधारण रसोई इलेक्ट्रिक स्टोव का बर्नर है।

जीव विज्ञान और चिकित्सा में इलेक्ट्रोड, जांच और जांच के रूप में उपयोग किए जाने वाले कंडक्टरों से, उच्च रासायनिक प्रतिरोध और कम संपर्क प्रतिरोध के साथ जैव सामग्री के साथ संगतता की आवश्यकता होती है।

आविष्कारकों की एक पूरी आकाशगंगा विभिन्न देश: इंग्लैंड, रूस, जर्मनी, हंगरी और अमेरिका। थॉमस एडिसन ने फिलामेंट्स की भूमिका के लिए उपयुक्त सामग्री के गुणों का परीक्षण करने के लिए एक हजार से अधिक प्रयोग किए, एक प्लैटिनम सर्पिल के साथ एक दीपक बनाया। एडिसन लैंप, हालांकि उनके पास एक लंबी सेवा जीवन था, प्रारंभिक सामग्री की उच्च लागत के कारण व्यावहारिक नहीं थे।

रूसी आविष्कारक लॉडीगिन के बाद के काम, जिन्होंने अपेक्षाकृत सस्ते दुर्दम्य टंगस्टन और मोलिब्डेनम का उपयोग थ्रेड सामग्री के रूप में उच्च प्रतिरोधकता के साथ करने का प्रस्ताव दिया, पाया गया प्रायोगिक उपयोग. इसके अलावा, लॉडगिन ने गरमागरम बल्बों से हवा को पंप करने का प्रस्ताव रखा, इसे निष्क्रिय या महान गैसों से बदल दिया, जिससे आधुनिक गरमागरम लैंप का निर्माण हुआ। किफायती और टिकाऊ इलेक्ट्रिक लैंप के बड़े पैमाने पर उत्पादन के अग्रदूत जनरल इलेक्ट्रिक थे, जिन्हें लॉडगिन ने अपने पेटेंट के अधिकार सौंपे और फिर कंपनी की प्रयोगशालाओं में लंबे समय तक सफलतापूर्वक काम किया।

इस सूची को जारी रखा जा सकता है, क्योंकि जिज्ञासु मानव मन इतना आविष्कारशील है कि कभी-कभी, एक निश्चित तकनीकी समस्या को हल करने के लिए, उसे अब तक अज्ञात गुणों वाली सामग्री या इन गुणों के अविश्वसनीय संयोजनों की आवश्यकता होती है। प्रकृति अब हमारी भूख के साथ नहीं रहती है, और दुनिया भर के वैज्ञानिक ऐसी सामग्री बनाने की दौड़ में शामिल हो गए हैं जिनका कोई प्राकृतिक एनालॉग नहीं है।

प्राकृतिक और संश्लेषित दोनों सामग्रियों की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक विद्युत प्रतिरोधकता है। एक विद्युत उपकरण का एक उदाहरण जिसमें इस गुण का अपने शुद्धतम रूप में उपयोग किया जाता है, एक फ्यूज है जो हमारे विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को वर्तमान अनुमेय मूल्यों से अधिक के प्रभाव से बचाता है।

उसी समय, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह मानक फ़्यूज़ के लिए घर-निर्मित विकल्प है, जो सामग्री की प्रतिरोधकता के ज्ञान के बिना बनाया गया है, जो कभी-कभी न केवल विद्युत सर्किट के विभिन्न तत्वों के जलने का कारण बनता है, बल्कि घरों में आग और प्रज्वलन भी करता है। कारों में वायरिंग की।

पावर नेटवर्क में फ़्यूज़ के प्रतिस्थापन पर भी यही बात लागू होती है, जब छोटी रेटिंग के फ़्यूज़ के बजाय उच्च ऑपरेटिंग करंट रेटिंग वाला फ़्यूज़ स्थापित किया जाता है। इससे बिजली के तारों का गर्म होना और यहां तक ​​कि, परिणामस्वरूप, दुखद परिणामों के साथ आग लगने की घटना भी होती है। यह फ्रेम हाउस के लिए विशेष रूप से सच है।

इतिहास संदर्भ

विद्युत प्रतिरोधकता की अवधारणा प्रसिद्ध जर्मन भौतिक विज्ञानी जॉर्ज ओम के कार्यों के लिए धन्यवाद प्रकट हुई, जिन्होंने सैद्धांतिक रूप से पुष्टि की और कई प्रयोगों के दौरान वर्तमान ताकत, बैटरी के इलेक्ट्रोमोटिव बल और सभी भागों के प्रतिरोध के बीच संबंध को साबित किया। सर्किट, इस प्रकार प्राथमिक विद्युत परिपथ के नियम की खोज की, फिर उसके नाम पर रखा गया। ओम ने प्रवाहित धारा के परिमाण की अनुप्रयुक्त वोल्टेज के परिमाण पर, चालक सामग्री की लंबाई और आकार पर, और एक संवाहक माध्यम के रूप में उपयोग की जाने वाली सामग्री के प्रकार पर भी निर्भरता की जांच की।

उसी समय, हमें एक अंग्रेजी रसायनज्ञ, भौतिक विज्ञानी और भूविज्ञानी सर हम्फ्री डेवी के काम के लिए श्रद्धांजलि अर्पित करनी चाहिए, जिन्होंने सबसे पहले कंडक्टर के विद्युत प्रतिरोध की लंबाई और क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र पर निर्भरता स्थापित की थी, और तापमान पर विद्युत चालकता की निर्भरता को भी नोट किया।

सामग्री के प्रकार पर विद्युत प्रवाह के प्रवाह की निर्भरता की जांच करते हुए, ओम ने पाया कि उसके लिए उपलब्ध प्रत्येक प्रवाहकीय सामग्री में धारा के प्रवाह के प्रतिरोध की कुछ अंतर्निहित विशेषता थी।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ओम के समय में, आज के सबसे आम कंडक्टरों में से एक - एल्यूमीनियम - को विशेष रूप से कीमती धातु का दर्जा प्राप्त था, इसलिए ओम ने खुद को तांबा, चांदी, सोना, प्लेटिनम, जस्ता, टिन, सीसा के प्रयोगों तक सीमित कर लिया। और लोहा।

अंततः, ओम ने एक मौलिक विशेषता के रूप में एक सामग्री की विद्युत प्रतिरोधकता की अवधारणा को पेश किया, धातुओं में वर्तमान प्रवाह की प्रकृति के बारे में, या तापमान पर उनके प्रतिरोध की निर्भरता के बारे में बिल्कुल कुछ भी नहीं जानते।

विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध। परिभाषा

विद्युत प्रतिरोधकता या बस प्रतिरोधकता एक मौलिक है शारीरिक विशेषताप्रवाहकीय सामग्री, जो विद्युत प्रवाह के पारित होने को रोकने के लिए किसी पदार्थ की क्षमता की विशेषता है। लक्षित ग्रीक अक्षर(उच्चारण rho) और जॉर्ज ओम द्वारा प्राप्त प्रतिरोध की गणना के लिए अनुभवजन्य सूत्र से गणना की जाती है।

या यहाँ से

जहाँ R ओम में प्रतिरोध है, S क्षेत्र m²/ में है, L लंबाई m . में है

एसआई की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में विद्युत प्रतिरोधकता की इकाई ओम मीटर में व्यक्त की जाती है।

यह एक कंडक्टर का प्रतिरोध है जिसकी लंबाई 1 मीटर है और 1 वर्ग मीटर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र / 1 ओम का मान है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, गणना की सुविधा के लिए, ओम मिमी² / मी में व्यक्त विद्युत प्रतिरोधकता के व्युत्पन्न का उपयोग करने की प्रथा है। सबसे आम धातुओं और उनके मिश्र धातुओं के लिए प्रतिरोधकता मूल्य प्रासंगिक संदर्भ पुस्तकों में पाए जा सकते हैं।

टेबल्स 1 और 2 विभिन्न सबसे आम सामग्रियों के प्रतिरोधकता मान दिखाते हैं।

तालिका 1. कुछ धातुओं की प्रतिरोधकता

तालिका 2. आम मिश्र धातुओं की प्रतिरोधकता

विभिन्न मीडिया का विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध। घटना का भौतिकी

धातुओं और उनके मिश्र धातुओं, अर्धचालकों और डाइलेक्ट्रिक्स के विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध

आज, ज्ञान से लैस, हम किसी भी प्राकृतिक और संश्लेषित सामग्री की विद्युत प्रतिरोधकता की अग्रिम गणना करने में सक्षम हैं, इसके आधार पर रासायनिक संरचनाऔर अपेक्षित शारीरिक स्थिति।

यह ज्ञान हमारी मदद करता है सबसे अच्छे तरीके सेसामग्री की संभावनाओं का उपयोग करें, कभी-कभी बहुत ही आकर्षक और अद्वितीय।

प्रचलित विचारों को ध्यान में रखते हुए, भौतिकी की दृष्टि से ठोस को क्रिस्टलीय, पॉलीक्रिस्टलाइन और अनाकार पदार्थों में विभाजित किया जाता है।

प्रतिरोधकता या उसके माप की तकनीकी गणना के संदर्भ में सबसे आसान तरीका, अनाकार पदार्थों के मामले में है। उनके पास एक स्पष्ट क्रिस्टलीय संरचना नहीं है (हालांकि उनमें ऐसे पदार्थों के सूक्ष्म समावेशन हो सकते हैं), रासायनिक संरचना में अपेक्षाकृत सजातीय हैं और किसी दिए गए सामग्री के गुणों को प्रदर्शित करते हैं।

एक ही रासायनिक संरचना के अपेक्षाकृत छोटे क्रिस्टल के संग्रह द्वारा गठित पॉलीक्रिस्टलाइन पदार्थों के लिए, गुणों का व्यवहार अनाकार पदार्थों के व्यवहार से बहुत अलग नहीं होता है, क्योंकि विद्युत प्रतिरोधकता को आमतौर पर किसी दिए गए सामग्री नमूने की अभिन्न समग्र संपत्ति के रूप में परिभाषित किया जाता है।

क्रिस्टलीय पदार्थों के साथ स्थिति अधिक जटिल है, विशेष रूप से एकल क्रिस्टल के साथ, जिसमें उनके क्रिस्टल के समरूपता कुल्हाड़ियों के संबंध में विभिन्न विद्युत प्रतिरोधकता और अन्य विद्युत विशेषताएं हैं। इस संपत्ति को क्रिस्टल अनिसोट्रॉपी कहा जाता है और व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से, क्वार्ट्ज ऑसिलेटर्स के रेडियो इंजीनियरिंग सर्किट में, जहां आवृत्ति स्थिरता किसी दिए गए क्वार्ट्ज क्रिस्टल में निहित आवृत्तियों की पीढ़ी द्वारा सटीक रूप से निर्धारित की जाती है।

हम में से प्रत्येक, कंप्यूटर, टैबलेट के मालिक होने के नाते, चल दूरभाषया स्मार्टफोन, कलाई इलेक्ट्रॉनिक घड़ियों के मालिकों सहित iWatch तक, एक ही समय में एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल का मालिक है। इसके आधार पर, इलेक्ट्रॉनिक्स में क्वार्ट्ज रेज़ोनेटर के उपयोग के पैमाने का अनुमान लगाया जा सकता है, जिसका अनुमान दसियों अरबों में है।

अन्य बातों के अलावा, कई सामग्रियों, विशेष रूप से अर्धचालकों की प्रतिरोधकता, तापमान पर निर्भर करती है, इसलिए संदर्भ डेटा आमतौर पर माप तापमान के साथ दिया जाता है, आमतौर पर 20 डिग्री सेल्सियस।

प्लैटिनम के अद्वितीय गुण, जिसमें तापमान पर विद्युत प्रतिरोधकता की निरंतर और अच्छी तरह से अध्ययन की गई निर्भरता है, साथ ही उच्च शुद्धता वाली धातु प्राप्त करने की संभावना है, जो एक विस्तृत तापमान सीमा में इसके आधार पर सेंसर के निर्माण के लिए एक शर्त के रूप में कार्य करती है। .

धातुओं के लिए, प्रतिरोधकता के संदर्भ मूल्यों का प्रसार नमूनों के निर्माण के तरीकों और इस नमूने की धातु की रासायनिक शुद्धता के कारण होता है।

मिश्र धातुओं के लिए, प्रतिरोधकता के संदर्भ मूल्यों की एक विस्तृत श्रृंखला नमूना तैयार करने के तरीकों और मिश्र धातु की संरचना की परिवर्तनशीलता के कारण है।

तरल पदार्थों की विद्युत प्रतिरोधकता (इलेक्ट्रोलाइट्स)

तरल पदार्थों की प्रतिरोधकता को समझना थर्मल पृथक्करण और धनायनों और आयनों की गतिशीलता के सिद्धांतों पर आधारित है। उदाहरण के लिए, पृथ्वी पर सबसे आम तरल, साधारण पानी में, इसके कुछ अणु तापमान के प्रभाव में आयनों में विघटित हो जाते हैं: H+ धनायन और OH- आयन। जब सामान्य परिस्थितियों में पानी में डूबे इलेक्ट्रोड पर एक बाहरी वोल्टेज लगाया जाता है, तो उपरोक्त आयनों की गति के कारण एक करंट उत्पन्न होता है। जैसा कि यह निकला, अणुओं के पूरे संघ पानी - समूहों में बनते हैं, जिन्हें कभी-कभी एच + धनायनों या ओएच-आयनों के साथ जोड़ा जाता है। इसलिए, एक विद्युत वोल्टेज के प्रभाव में समूहों द्वारा आयनों का स्थानांतरण निम्नानुसार होता है: एक तरफ लागू विद्युत क्षेत्र की दिशा में एक आयन को स्वीकार करते हुए, क्लस्टर दूसरी तरफ एक समान आयन को "ड्रॉप" करता है। पानी में गुच्छों की उपस्थिति पूरी तरह से समझाती है वैज्ञानिक तथ्यकि लगभग 4 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पानी है उच्चतम घनत्व. इस मामले में पानी के अधिकांश अणु हाइड्रोजन की क्रिया के कारण गुच्छों में होते हैं और सहसंयोजी आबंध, व्यावहारिक रूप से अर्ध-क्रिस्टलीय अवस्था में; इस मामले में, थर्मल पृथक्करण न्यूनतम है, और बर्फ के क्रिस्टल का निर्माण, जिसका घनत्व कम है (बर्फ पानी में तैरता है) अभी तक शुरू नहीं हुआ है।

सामान्य तौर पर, तरल पदार्थों की प्रतिरोधकता तापमान पर अधिक निर्भरता दर्शाती है, इसलिए इस विशेषता को हमेशा 293 K के तापमान पर मापा जाता है, जो कि 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है।

पानी के अलावा है बड़ी संख्याअन्य सॉल्वैंट्स जो विलेय के धनायन और आयन बनाने में सक्षम हैं। ऐसे समाधानों की प्रतिरोधकता का ज्ञान और माप भी बहुत व्यावहारिक महत्व का है।

लवण, अम्ल और क्षार के जलीय घोल के लिए, घुले हुए पदार्थ की सांद्रता घोल की प्रतिरोधकता निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। एक उदाहरण निम्न तालिका है, जो 18 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पानी में घुलने वाले विभिन्न पदार्थों के प्रतिरोधकता मूल्यों को दर्शाता है:

तालिका 3. 18 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पानी में घुलने वाले विभिन्न पदार्थों के प्रतिरोधकता मान

तालिकाओं का डेटा संक्षिप्त भौतिक और तकनीकी संदर्भ, खंड 1, - एम .: 1960 . से लिया गया है

इन्सुलेटर की प्रतिरोधकता

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स, रेडियो इंजीनियरिंग और रोबोटिक्स की शाखाओं में बहुत महत्व के विभिन्न पदार्थों का एक पूरा वर्ग है जिसमें अपेक्षाकृत उच्च प्रतिरोधकता होती है। उनके एकत्रीकरण की स्थिति चाहे जो भी हो, चाहे वह ठोस, तरल या गैसीय हो, ऐसे पदार्थों को इंसुलेटर कहा जाता है। ऐसी सामग्रियों का उपयोग विद्युत सर्किट के अलग-अलग हिस्सों को एक दूसरे से अलग करने के लिए किया जाता है।

ठोस इन्सुलेटर का एक उदाहरण परिचित लचीला विद्युत टेप है, जिसके लिए हम विभिन्न तारों को जोड़ने पर इन्सुलेशन बहाल करते हैं। कई ओवरहेड पावर लाइनों के निलंबन के लिए चीनी मिट्टी के बरतन इंसुलेटर से परिचित हैं, इलेक्ट्रॉनिक घटकों के साथ टेक्स्टोलाइट बोर्ड जो अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों, सिरेमिक, कांच और कई अन्य सामग्रियों का हिस्सा हैं। प्लास्टिक और इलास्टोमर्स पर आधारित आधुनिक ठोस इंसुलेटिंग सामग्री विभिन्न प्रकार के उपकरणों और उपकरणों में विभिन्न वोल्टेज के विद्युत प्रवाह का उपयोग करना सुरक्षित बनाती है।

सॉलिड इंसुलेटर के अलावा, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उच्च प्रतिरोधकता वाले लिक्विड इंसुलेटर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विद्युत नेटवर्क के बिजली ट्रांसफार्मर में, तरल ट्रांसफार्मर का तेल स्व-प्रेरण ईएमएफ के कारण इंटर-टर्न ब्रेकडाउन को रोकता है, वाइंडिंग के घुमावों को मज़बूती से अलग करता है। तेल सर्किट ब्रेकर में, तेल का उपयोग विद्युत चाप को बुझाने के लिए किया जाता है जो वर्तमान स्रोतों को स्विच करते समय होता है। संधारित्र तेल का उपयोग उच्च विद्युत प्रदर्शन के साथ कॉम्पैक्ट कैपेसिटर बनाने के लिए किया जाता है; इन तेलों के अलावा, प्राकृतिक तेलों का उपयोग तरल इन्सुलेटर के रूप में किया जाता है। अरंडी का तेलऔर सिंथेटिक तेल।

सामान्य वायुमंडलीय दबाव में, सभी गैसें और उनके मिश्रण इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से उत्कृष्ट इन्सुलेटर होते हैं, लेकिन महान गैसों (क्सीनन, आर्गन, नियॉन, क्रिप्टन) में उनकी जड़ता के कारण उच्च प्रतिरोधकता होती है, जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है प्रौद्योगिकी के कुछ क्षेत्र।

लेकिन सबसे आम इन्सुलेटर हवा है, जो मुख्य रूप से आणविक नाइट्रोजन (द्रव्यमान द्वारा 75%), आणविक ऑक्सीजन (द्रव्यमान द्वारा 23.15%), आर्गन (द्रव्यमान द्वारा 1.3%), कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, पानी और कुछ अशुद्धियों से बना है। विभिन्न महान गैसें . यह पारंपरिक घरेलू लाइट स्विच, रिले-आधारित करंट स्विच, मैग्नेटिक स्टार्टर्स और मैकेनिकल सर्किट ब्रेकर में करंट के प्रवाह को अलग करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वायुमंडलीय दबाव से नीचे गैसों या उनके मिश्रण के दबाव में कमी से उनकी विद्युत प्रतिरोधकता में वृद्धि होती है। इस अर्थ में आदर्श विसंवाहक निर्वात है।

विभिन्न मिट्टी का विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध

विद्युत प्रतिष्ठानों में दुर्घटनाओं के मामले में किसी व्यक्ति को विद्युत प्रवाह के हानिकारक प्रभावों से बचाने के सबसे महत्वपूर्ण तरीकों में से एक सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग डिवाइस है।

यह एक सुरक्षात्मक अर्थिंग डिवाइस के लिए एक विद्युत बाड़े या आवास का जानबूझकर कनेक्शन है। आमतौर पर, ग्राउंडिंग स्टील या तांबे की स्ट्रिप्स, पाइप, छड़ या जमीन में दबे हुए कोणों के रूप में 2.5 मीटर से अधिक की गहराई तक की जाती है, जो दुर्घटना की स्थिति में सर्किट के साथ करंट का प्रवाह सुनिश्चित करती है। डिवाइस - केस या केसिंग - अर्थ - एसी सोर्स का न्यूट्रल वायर। इस सर्किट का प्रतिरोध 4 ओम से अधिक नहीं होना चाहिए। इस मामले में, आपातकालीन उपकरण के मामले पर वोल्टेज उन मूल्यों तक कम हो जाता है जो मनुष्यों के लिए सुरक्षित होते हैं, और विद्युत सर्किट की सुरक्षा के लिए स्वचालित उपकरण एक तरह से या किसी अन्य आपातकालीन उपकरण को बंद कर देते हैं।

सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग के तत्वों की गणना करते समय, मिट्टी की प्रतिरोधकता का ज्ञान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकता है।

संदर्भ तालिकाओं के डेटा के अनुसार, ग्राउंडिंग डिवाइस के क्षेत्र का चयन किया जाता है, ग्राउंडिंग तत्वों की संख्या और पूरे डिवाइस के वास्तविक डिज़ाइन की गणना की जाती है। सुरक्षात्मक अर्थिंग डिवाइस के संरचनात्मक तत्वों का कनेक्शन वेल्डिंग द्वारा किया जाता है।

इलेक्ट्रोटोमोग्राफी

विद्युत अन्वेषण निकट-सतह के भूवैज्ञानिक वातावरण का अध्ययन करता है, जिसका उपयोग विभिन्न कृत्रिम विद्युत और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के अध्ययन के आधार पर अयस्क और गैर-धातु खनिजों और अन्य वस्तुओं की खोज के लिए किया जाता है। विद्युत अन्वेषण का एक विशेष मामला विद्युत प्रतिरोधकता टोमोग्राफी है - चट्टानों के गुणों को उनकी प्रतिरोधकता द्वारा निर्धारित करने की एक विधि।

विधि का सार यह है कि विद्युत क्षेत्र स्रोत की एक निश्चित स्थिति में, विभिन्न जांचों पर वोल्टेज माप लिया जाता है, फिर क्षेत्र स्रोत को दूसरे स्थान पर ले जाया जाता है या किसी अन्य स्रोत पर स्विच किया जाता है और माप दोहराया जाता है। फील्ड स्रोत और फील्ड रिसीवर जांच सतह पर और कुओं में रखे जाते हैं।

फिर प्राप्त डेटा को आधुनिक कंप्यूटर प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करके संसाधित और व्याख्या किया जाता है जो दो-आयामी और त्रि-आयामी छवियों के रूप में जानकारी को देखने की अनुमति देता है।

एक बहुत ही सटीक खोज पद्धति होने के कारण, इलेक्ट्रोटोमोग्राफी भूवैज्ञानिकों, पुरातत्वविदों और जीवाश्म विज्ञानियों को अमूल्य सहायता प्रदान करती है।

खनिज जमा की घटना के रूप और उनके वितरण की सीमाओं (रूपरेखा) को निर्धारित करने से खनिजों के शिरा जमा की घटना की पहचान करना संभव हो जाता है, जो उनके बाद के विकास की लागत को काफी कम कर देता है।

पुरातत्वविदों के लिए, यह खोज पद्धति प्राचीन दफन के स्थान और उनमें कलाकृतियों की उपस्थिति के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करती है, जिससे उत्खनन लागत कम हो जाती है।

पेलियोजूलोगिस्ट प्राचीन जानवरों के जीवाश्म अवशेषों को देखने के लिए इलेक्ट्रोटोमोग्राफी का उपयोग करते हैं; उनके काम के परिणाम संग्रहालयों में देखे जा सकते हैं प्राकृतिक विज्ञानप्रागैतिहासिक मेगाफौना के कंकालों के अद्भुत पुनर्निर्माण के रूप में।

इसके अलावा, विद्युत टोमोग्राफी का उपयोग इंजीनियरिंग संरचनाओं के निर्माण और बाद के संचालन में किया जाता है: ऊंची इमारतों, बांधों, बांधों, तटबंधों और अन्य।

व्यवहार में प्रतिरोधकता परिभाषाएँ

कभी कभी समाधान के लिए व्यावहारिक कार्यहमें किसी पदार्थ की संरचना का निर्धारण करने के कार्य का सामना करना पड़ सकता है, उदाहरण के लिए, पॉलीस्टाइन फोम कटर के लिए एक तार। हमारे पास अज्ञात विभिन्न सामग्रियों से उपयुक्त व्यास के तार के दो कॉइल हैं। समस्या को हल करने के लिए, उनकी विद्युत प्रतिरोधकता का पता लगाना आवश्यक है और फिर पाए गए मूल्यों के बीच अंतर का उपयोग करके या संदर्भ तालिका का उपयोग करके तार की सामग्री का निर्धारण करना आवश्यक है।

हम एक टेप माप के साथ मापते हैं और प्रत्येक नमूने से 2 मीटर तार काट देते हैं। आइए एक माइक्रोमीटर के साथ तार व्यास d₁ और d₂ निर्धारित करें। मल्टीमीटर को प्रतिरोध माप की निचली सीमा पर चालू करते हुए, हम नमूना R₁ के प्रतिरोध को मापते हैं। हम दूसरे नमूने के लिए प्रक्रिया दोहराते हैं और इसके प्रतिरोध R₂ को भी मापते हैं।

हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि तारों के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

एस = π डी 2 /4

अब विद्युत प्रतिरोधकता की गणना का सूत्र इस तरह दिखेगा:

= आर π डी 2 /4 एल

ऊपर दिए गए लेख में दिए गए प्रतिरोधकता की गणना के सूत्र में L, d₁ और R₁ के प्राप्त मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम पहले नमूने के लिए के मान की गणना करते हैं।

1 \u003d 0.12 ओम मिमी 2 / वर्ग मीटर

L, d₂ और R₂ के प्राप्त मानों को सूत्र में प्रतिस्थापित करते हुए, हम दूसरे नमूने के लिए के मान की गणना करते हैं।

2 \u003d 1.2 ओम मिमी 2 / वर्ग मीटर

उपरोक्त तालिका 2 के संदर्भ डेटा के साथ ρ₁ और के मूल्यों की तुलना करने से, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि पहले नमूने की सामग्री स्टील है, और दूसरा नमूना निक्रोम है, जिससे हम कटर स्ट्रिंग बनाएंगे।

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विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध, या बस किसी पदार्थ का विशिष्ट प्रतिरोध, एक भौतिक मात्रा है जो विद्युत प्रवाह के पारित होने को रोकने के लिए किसी पदार्थ की क्षमता की विशेषता है।

प्रतिरोधकता को ग्रीक अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है। प्रतिरोधकता के पारस्परिक को विशिष्ट चालकता (विद्युत चालकता) कहा जाता है। विद्युत प्रतिरोध के विपरीत, जो एक कंडक्टर की संपत्ति है और इसकी सामग्री, आकार और आकार पर निर्भर करता है, विद्युत प्रतिरोधकता केवल एक पदार्थ की संपत्ति है।

प्रतिरोधकता , लंबाई l और क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र S वाले एक सजातीय कंडक्टर के विद्युत प्रतिरोध की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है (यह माना जाता है कि कंडक्टर के साथ न तो क्षेत्र और न ही क्रॉस-सेक्शनल आकार बदलता है)। तदनुसार, के लिए,

यह अंतिम सूत्र से निम्नानुसार है: किसी पदार्थ के विशिष्ट प्रतिरोध का भौतिक अर्थ इस तथ्य में निहित है कि यह इकाई लंबाई के इस पदार्थ से बने एक सजातीय कंडक्टर का प्रतिरोध है और एक इकाई क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के साथ है।

इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (एसआई) में प्रतिरोधकता की इकाई ओम एम है।

इस अनुपात से यह पता चलता है कि SI प्रणाली में प्रतिरोधकता के मापन की इकाई किसी पदार्थ की ऐसी प्रतिरोधकता के बराबर होती है जिस पर इस पदार्थ से बने 1 m² के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के साथ एक सजातीय कंडक्टर 1 मीटर लंबा होता है, इसका प्रतिरोध 1 ओम के बराबर है। तदनुसार, एसआई इकाइयों में व्यक्त एक मनमाना पदार्थ की प्रतिरोधकता संख्यात्मक रूप से इस पदार्थ से बने विद्युत सर्किट खंड के प्रतिरोध के बराबर है, 1 मीटर लंबा और 1 वर्ग मीटर के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ।

तकनीक एक पुरानी ऑफ-सिस्टम इकाई ओम मिमी² / मी का भी उपयोग करती है, जो 1 ओम मीटर के 10 −6 के बराबर होती है। यह इकाई किसी पदार्थ के ऐसे विशिष्ट प्रतिरोध के बराबर होती है जिस पर इस पदार्थ से बने 1 मिमी² के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के साथ एक सजातीय कंडक्टर 1 मीटर लंबा प्रतिरोध 1 ओम के बराबर होता है। तदनुसार, इन इकाइयों में व्यक्त किसी भी पदार्थ की प्रतिरोधकता संख्यात्मक रूप से इस पदार्थ से बने विद्युत सर्किट खंड के प्रतिरोध के बराबर है, 1 मीटर लंबा और 1 मिमी² के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ।

इलेक्ट्रोमोटिव बल (ईएमएफ) एक अदिश भौतिक मात्रा है जो बाहरी बलों के काम की विशेषता है, यानी अर्ध-स्थिर डीसी या एसी सर्किट में अभिनय करने वाले गैर-विद्युत मूल के किसी भी बल। एक बंद संवाहक सर्किट में, ईएमएफ पूरे सर्किट के साथ एक सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करने में इन बलों के काम के बराबर है।

विद्युत क्षेत्र की ताकत के अनुरूप, बाहरी बलों की तीव्रता की अवधारणा पेश की जाती है, जिसे एक वेक्टर भौतिक मात्रा के रूप में समझा जाता है जो इस चार्ज के परिमाण के लिए परीक्षण इलेक्ट्रिक चार्ज पर अभिनय करने वाले बाहरी बल के अनुपात के बराबर होता है। फिर एक बंद लूप में, EMF बराबर होगा:

समोच्च तत्व कहाँ है।

ईएमएफ, वोल्टेज की तरह, इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (एसआई) में वोल्ट में मापा जाता है। हम परिपथ के किसी भी भाग में विद्युत वाहक बल के बारे में बात कर सकते हैं। बाह्य बलों का यह विशिष्ट कार्य पूरे परिपथ में नहीं, बल्कि केवल इस खंड में है। गैल्वेनिक सेल का ईएमएफ बाहरी बलों का काम है जब सेल के अंदर एक सकारात्मक चार्ज को एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव पर ले जाया जाता है। बाहरी बलों के कार्य को संभावित अंतर के रूप में व्यक्त नहीं किया जा सकता है, क्योंकि बाहरी बल गैर-संभावित हैं और उनका कार्य प्रक्षेपवक्र के आकार पर निर्भर करता है। तो, उदाहरण के लिए, वर्तमान टर्मिनलों के बीच चार्ज करते समय बाहरी बलों का कार्य स्वयं के बाहर होता है? स्रोत शून्य है।