14.04.2018
તાંબુ, એલ્યુમિનિયમ, તેમના એલોય અને આયર્ન (સ્ટીલ)ના બનેલા કંડક્ટરનો ઉપયોગ વિદ્યુત સ્થાપનોમાં વાહક ભાગો તરીકે થાય છે.
કોપર શ્રેષ્ઠ વાહક સામગ્રી પૈકી એક છે. 20°C પર તાંબાની ઘનતા 8.95 g/cm 3 છે, ગલનબિંદુ 1083°C છે, તાંબુ રાસાયણિક રીતે થોડું સક્રિય છે, પરંતુ તે નાઈટ્રિક એસિડમાં સરળતાથી ઓગળી જાય છે અને પાતળું હાઇડ્રોક્લોરિક અને સલ્ફ્યુરિક એસિડની હાજરીમાં જ ઓગળી જાય છે. ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો (ઓક્સિજન). હવામાં, તાંબુ ઝડપથી ઘેરા ઓક્સાઇડના પાતળા પડથી ઢંકાઈ જાય છે, પરંતુ આ ઓક્સિડેશન ધાતુમાં ઊંડે સુધી પ્રવેશતું નથી અને વધુ કાટ સામે રક્ષણ આપે છે. કોપર ગરમ કર્યા વિના ફોર્જિંગ અને રોલિંગ માટે સારી રીતે ઉધાર આપે છે.
ઉત્પાદન માટે તેનો ઉપયોગ થાય છે ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોપરઇંગોટ્સમાં 99.93% શુદ્ધ કોપર હોય છે.
તાંબાની વિદ્યુત વાહકતા અશુદ્ધિઓના જથ્થા અને પ્રકાર પર અને થોડા અંશે યાંત્રિક અને થર્મલ સારવાર પર ખૂબ આધાર રાખે છે.
20°C પર તે 0.0172-0.018 ઓહ્મ x mm2/m છે.
કંડક્ટરના ઉત્પાદન માટે, અનુક્રમે 8.9, 8.95 અને 8.96 g/cm3 ની ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ સાથે નરમ, અર્ધ-સખત અથવા સખત તાંબાનો ઉપયોગ થાય છે. જીવંત ભાગોના ઉત્પાદન માટે તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.અન્ય ધાતુઓ સાથે એલોયમાં તાંબુ
. નીચેના એલોયનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. પિત્તળ એ તાંબા અને જસતનો એલોય છે, જેમાં અન્ય ધાતુઓના ઉમેરા સાથે એલોયમાં ઓછામાં ઓછું 50% તાંબુ હોય છે. પિત્તળ 0.031 - 0.079 ઓહ્મ x mm2/m. 72% થી વધુ તાંબાની સામગ્રી સાથે પિત્તળ - ટોમ્બક છે (ઉચ્ચ નરમતા, કાટ વિરોધી અને ઘર્ષણ વિરોધી ગુણધર્મો ધરાવે છે) અને
એલ્યુમિનિયમ, ટીન, સીસું અથવા મેંગેનીઝના ઉમેરા સાથે ખાસ પિત્તળ.
પિત્તળ સંપર્ક બ્રોન્ઝ એ વિવિધ ધાતુઓના ઉમેરણો સાથે તાંબા અને ટીનનો એલોય છે. એલોયમાં બ્રોન્ઝના મુખ્ય ઘટકની સામગ્રીના આધારે, તેમને ટીન, એલ્યુમિનિયમ, સિલિકોન, ફોસ્ફરસ અને કેડમિયમ કહેવામાં આવે છે.પ્રતિકારકતાકાંસ્ય
પિત્તળ અને કાંસામાં સારા યાંત્રિક અને ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મો છે. તેઓ સરળતાથી કાસ્ટિંગ અને ઇન્જેક્શન દ્વારા પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, અને વાતાવરણીય કાટ માટે પ્રતિરોધક છે.
એલ્યુમિનિયમ - તેના ગુણો અનુસાર તાંબા પછી બીજી વાહક સામગ્રી.ગલનબિંદુ 659.8° C. 20° તાપમાને એલ્યુમિનિયમની ઘનતા 2.7 g/cm 3 છે. એલ્યુમિનિયમ કાસ્ટ કરવા માટે સરળ અને મશીન માટે સરળ છે. 100 - 150 ° સેના તાપમાને, એલ્યુમિનિયમ નરમ અને નમ્ર છે (0.01 મીમી જાડા સુધી શીટ્સમાં ફેરવી શકાય છે).
એલ્યુમિનિયમની વિદ્યુત વાહકતા અશુદ્ધિઓ પર ખૂબ જ નિર્ભર છે અને યાંત્રિક અને ગરમીની સારવાર પર ઓછી છે. એલ્યુમિનિયમની રચના જેટલી શુદ્ધ છે, તેની વિદ્યુત વાહકતા અને વધુ સારી પ્રતિકારકતા વધારે છે રાસાયણિક પ્રભાવો. પ્રોસેસિંગ, રોલિંગ અને એનિલિંગ નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે યાંત્રિક શક્તિએલ્યુમિનિયમ કોલ્ડ વર્કિંગ એલ્યુમિનિયમ તેની કઠિનતા, સ્થિતિસ્થાપકતા અને તાણ શક્તિ વધારે છે. એલ્યુમિનિયમ પ્રતિકારકતા 20° સે 0.026 - 0.029 ઓહ્મ x mm 2 /m પર.
જ્યારે તાંબાને એલ્યુમિનિયમથી બદલી રહ્યા હોય, ત્યારે વાહકતાના સંદર્ભમાં વાહકનો ક્રોસ-સેક્શન વધારવો જોઈએ, એટલે કે 1.63 ગણો.
સમાન વાહકતા સાથે, એલ્યુમિનિયમ વાહક કોપર કરતા 2 ગણો હળવો હશે.
કંડક્ટરના ઉત્પાદન માટે, એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ થાય છે, જેમાં ઓછામાં ઓછું 98% શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ હોય છે, સિલિકોન 0.3% કરતા વધારે નથી, આયર્ન 0.2% કરતા વધારે નથી.
વર્તમાન-વહન ભાગોના ભાગોના ઉત્પાદન માટે તેઓ ઉપયોગ કરે છે અન્ય ધાતુઓ સાથે એલ્યુમિનિયમ એલોય, ઉદાહરણ તરીકે: ડ્યુર્યુમિન - કોપર અને મેંગેનીઝ સાથે એલ્યુમિનિયમનું એલોય.
સિલુમિન એ સિલિકોન, મેગ્નેશિયમ અને મેંગેનીઝના મિશ્રણ સાથે એલ્યુમિનિયમથી બનેલું હળવા વજનના કાસ્ટિંગ એલોય છે.
એલ્યુમિનિયમ એલોય્સમાં સારી કાસ્ટિંગ ગુણધર્મો અને ઉચ્ચ યાંત્રિક શક્તિ હોય છે.
ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં નીચેનાનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે: એલ્યુમિનિયમ એલોય:
AD ગ્રેડનું એલ્યુમિનિયમ ડિફોર્મેબલ એલોય, જેમાં ઓછામાં ઓછું 98.8 એલ્યુમિનિયમનું પ્રમાણ અને 1.2 સુધીની અન્ય અશુદ્ધિઓ હોય છે.
AD1 ગ્રેડનું એલ્યુમિનિયમ ડિફોર્મેબલ એલોય, જેમાં ઓછામાં ઓછું 99.3 n અને 0.7 સુધીની અન્ય અશુદ્ધિઓ હોય.
એલ્યુમિનિયમ ડિફોર્મેબલ એલોય AD31, જેમાં એલ્યુમિનિયમ 97.35 - 98.15 અને અન્ય અશુદ્ધિઓ 1.85 -2.65 છે.
AD અને AD1 ગ્રેડના એલોયનો ઉપયોગ હાઉસિંગના ઉત્પાદન માટે થાય છે અને હાર્ડવેર ક્લેમ્પના મૃત્યુ થાય છે. AD31 ગ્રેડ એલોયનો ઉપયોગ વિદ્યુત વાહક માટે વપરાતી પ્રોફાઇલ અને બસબાર બનાવવા માટે થાય છે.
હીટ ટ્રીટમેન્ટના પરિણામે, એલ્યુમિનિયમ એલોયથી બનેલા ઉત્પાદનો ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉપજ (ક્રિપ) મર્યાદા પ્રાપ્ત કરે છે.
આયર્ન - ગલનબિંદુ 1539°C. આયર્નની ઘનતા 7.87 છે. આયર્ન એસિડમાં ઓગળી જાય છે અને હેલોજન અને ઓક્સિજન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.
ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં સ્ટીલના વિવિધ ગ્રેડનો ઉપયોગ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે:
કાર્બન સ્ટીલ્સ એ કાર્બન અને અન્ય ધાતુશાસ્ત્રીય અશુદ્ધિઓ સાથે લોખંડના નિષ્ક્રિય મિશ્રણ છે.
કાર્બન સ્ટીલ્સની પ્રતિકારકતા 0.103 - 0.204 ઓહ્મ x mm 2 /m છે.
એલોય સ્ટીલ્સ એ એલોય છે જેમાં ક્રોમિયમ, નિકલ અને કાર્બન સ્ટીલમાં ઉમેરવામાં આવેલા અન્ય તત્વોના ઉમેરણો છે.
સ્ટીલ્સમાં સારી ગુણધર્મો છે.
નીચેનાનો વ્યાપકપણે એલોયમાં ઉમેરણો તરીકે, તેમજ સોલ્ડર્સના ઉત્પાદન અને વાહક ધાતુઓના ઉત્પાદન માટે ઉપયોગ થાય છે:
કેડમિયમ એક નિષ્ક્રિય ધાતુ છે. કેડમિયમનું ગલનબિંદુ 321°C છે. પ્રતિકારકતા 0.1 ઓહ્મ x mm 2/m. વિદ્યુત ઇજનેરીમાં, કેડમિયમનો ઉપયોગ ધાતુની સપાટી પર ઓછા ગલનવાળા સોલ્ડર્સની તૈયારી માટે અને રક્ષણાત્મક કોટિંગ્સ (કેડમિયમ પ્લેટિંગ) માટે થાય છે. તેના કાટ વિરોધી ગુણધર્મોમાં, કેડમિયમ ઝીંકની નજીક છે, પરંતુ કેડમિયમ કોટિંગ ઓછા છિદ્રાળુ હોય છે અને ઝીંક કરતાં પાતળા સ્તરમાં લાગુ પડે છે.
નિકલ - ગલનબિંદુ 1455°C. નિકલ પ્રતિકારકતા 0.068 - 0.072 ઓહ્મ x mm 2 /m. સામાન્ય તાપમાને તે વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ્ડ નથી. નિકલનો ઉપયોગ એલોયમાં અને ધાતુની સપાટીના રક્ષણાત્મક કોટિંગ (નિકલ પ્લેટિંગ) માટે થાય છે.
ટીન - ગલનબિંદુ 231.9°C. ટીનની પ્રતિકારકતા 0.124 - 0.116 ઓહ્મ x mm 2 /m છે. ટીનનો ઉપયોગ ધાતુઓના રક્ષણાત્મક કોટિંગ (ટીનિંગ)ને સોલ્ડર કરવા માટે થાય છે શુદ્ધ સ્વરૂપઅને અન્ય ધાતુઓ સાથે એલોયના સ્વરૂપમાં.
લીડ - ગલનબિંદુ 327.4°C. વિશિષ્ટ પ્રતિકાર 0.217 - 0.227 ઓહ્મ x mm 2 /m. સીસાનો ઉપયોગ એસિડ-પ્રતિરોધક સામગ્રી તરીકે અન્ય ધાતુઓ સાથે એલોયમાં થાય છે. સોલ્ડરિંગ એલોય (સોલ્ડર) માં ઉમેરાયેલ.
ચાંદી એ ખૂબ જ ક્ષીણ થઈ શકે તેવી ધાતુ છે. ચાંદીનો ગલનબિંદુ 960.5°C છે. ચાંદી - શ્રેષ્ઠ માર્ગદર્શિકાગરમી અને વિદ્યુત પ્રવાહ.ચાંદીની પ્રતિકારકતા 0.015 - 0.016 ઓહ્મ x mm 2 /m છે. ચાંદીનો ઉપયોગ ધાતુની સપાટીના રક્ષણાત્મક કોટિંગ (સિલ્વરિંગ) માટે થાય છે.
એન્ટિમોની એક ચળકતી, બરડ ધાતુ છે જેનું ગલનબિંદુ 631°C છે. એન્ટિમનીનો ઉપયોગ સોલ્ડરિંગ એલોય (સોલ્ડર) માં ઉમેરણ તરીકે થાય છે.
ક્રોમ સખત, ચળકતી ધાતુ છે. ગલનબિંદુ 1830°C સામાન્ય તાપમાને હવામાં તે બદલાતું નથી. ક્રોમિયમની પ્રતિકારકતા 0.026 ઓહ્મ x mm 2/m છે. ક્રોમિયમનો ઉપયોગ એલોયમાં અને ધાતુની સપાટીના રક્ષણાત્મક કોટિંગ (ક્રોમ પ્લેટિંગ) માટે થાય છે.
ઝીંક - ગલનબિંદુ 419.4°C. ઝીંક પ્રતિકારકતા 0.053 - 0.062 ઓહ્મ x mm 2 /m. ભેજવાળી હવામાં, ઝીંક ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, ઓક્સાઇડના સ્તરથી ઢંકાય છે, જે પછીના રાસાયણિક પ્રભાવો સામે રક્ષણાત્મક છે. વિદ્યુત ઇજનેરીમાં, ઝીંકનો ઉપયોગ એલોય અને સોલ્ડરમાં ઉમેરણો તરીકે તેમજ ધાતુના ભાગોની સપાટીના રક્ષણાત્મક કોટિંગ (ઝીંક પ્લેટિંગ) માટે થાય છે.
જલદી વીજળીએ વૈજ્ઞાનિકોની પ્રયોગશાળાઓ છોડી દીધી અને વ્યવહારમાં વ્યાપકપણે રજૂ કરવાનું શરૂ કર્યું રોજિંદા જીવન, એવી સામગ્રીની શોધ વિશે પ્રશ્ન ઊભો થયો કે જેમાં ચોક્કસ, કેટલીકવાર સંપૂર્ણપણે વિરુદ્ધ, તેમના દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના પ્રવાહના સંબંધમાં લાક્ષણિકતાઓ હોય.
ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે સ્થાનાંતરિત થાય છે વિદ્યુત ઊર્જાલાંબા અંતર પર, વાયર સામગ્રી ઓછા વજનની લાક્ષણિકતાઓ સાથે સંયોજનમાં જૌલ હીટિંગને કારણે થતા નુકસાનને ઘટાડવાની જરૂરિયાતોને આધીન હતી. આનું ઉદાહરણ સ્ટીલ કોર સાથે એલ્યુમિનિયમ વાયરથી બનેલી પરિચિત હાઇ-વોલ્ટેજ પાવર લાઇન છે.
અથવા, તેનાથી વિપરિત, કોમ્પેક્ટ ટ્યુબ્યુલર ઇલેક્ટ્રિક હીટર બનાવવા માટે, પ્રમાણમાં ઊંચી વિદ્યુત પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ થર્મલ સ્થિરતા ધરાવતી સામગ્રીની જરૂર હતી. સમાન ગુણધર્મોવાળી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરતા ઉપકરણનું સૌથી સરળ ઉદાહરણ એ સામાન્ય રસોડું ઇલેક્ટ્રિક સ્ટોવનું બર્નર છે.
ઇલેક્ટ્રોડ, પ્રોબ્સ અને પ્રોબ્સ તરીકે જીવવિજ્ઞાન અને દવામાં વપરાતા વાહકોને ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રતિકાર અને જૈવ સામગ્રી સાથે સુસંગતતાની જરૂર હોય છે, ઓછા સંપર્ક પ્રતિકાર સાથે જોડાય છે.
ના શોધકોની આખી ગેલેક્સી વિવિધ દેશો: ઈંગ્લેન્ડ, રશિયા, જર્મની, હંગેરી અને યુએસએ. થોમસ એડિસને, ફિલામેન્ટની ભૂમિકા માટે યોગ્ય સામગ્રીના ગુણધર્મોનું પરીક્ષણ કરવા માટે એક હજારથી વધુ પ્રયોગો કર્યા, પ્લેટિનમ સર્પાકાર સાથે દીવો બનાવ્યો. એડિસનના લેમ્પ્સ, જો કે તેમની પાસે લાંબી સેવા જીવન હતી, સ્ત્રોત સામગ્રીની ઊંચી કિંમતને કારણે તે વ્યવહારુ ન હતા.
રશિયન શોધક લોડિગિન દ્વારા અનુગામી કાર્ય, જેમણે પ્રમાણમાં સસ્તા, પ્રત્યાવર્તન ટંગસ્ટન અને મોલિબડેનમનો ઉપયોગ ફિલામેન્ટ સામગ્રી તરીકે ઉચ્ચ પ્રતિકારકતા સાથે કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો, તેને વ્યવહારુ ઉપયોગ મળ્યો. વધુમાં, લોડિગિનએ અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા સિલિન્ડરોમાંથી હવાને પમ્પિંગ કરવાની દરખાસ્ત કરી, તેને નિષ્ક્રિય અથવા ઉમદા વાયુઓથી બદલીને, જે આધુનિક અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓની રચના તરફ દોરી ગઈ. સસ્તું અને ટકાઉ ઇલેક્ટ્રિક લેમ્પ્સના મોટા પાયે ઉત્પાદનની અગ્રણી જનરલ ઇલેક્ટ્રિક કંપની હતી, જેને લોડિગિને તેના પેટન્ટના અધિકારો સોંપ્યા અને પછી લાંબા સમય સુધી કંપનીની પ્રયોગશાળાઓમાં સફળતાપૂર્વક કામ કર્યું.
આ સૂચિ ચાલુ રાખી શકાય છે, કારણ કે જિજ્ઞાસુ માનવ મન એટલું સંશોધનાત્મક છે કે કેટલીકવાર, ચોક્કસ તકનીકી સમસ્યાને ઉકેલવા માટે, તેને અત્યાર સુધીના અભૂતપૂર્વ ગુણધર્મો અથવા આ ગુણધર્મોના અવિશ્વસનીય સંયોજનો સાથે સામગ્રીની જરૂર પડે છે. કુદરત હવે આપણી ભૂખને જાળવી શકતી નથી અને વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકો એવી સામગ્રી બનાવવાની રેસમાં જોડાયા છે જેમાં કોઈ કુદરતી અનુરૂપ નથી.
તે રક્ષણાત્મક ગ્રાઉન્ડિંગ ઉપકરણ સાથે ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોના કેસીંગ અથવા હાઉસિંગનું ઇરાદાપૂર્વકનું જોડાણ છે. સામાન્ય રીતે, ગ્રાઉન્ડિંગ સ્ટીલ અથવા તાંબાની પટ્ટીઓ, પાઈપો, સળિયા અથવા ખૂણાના રૂપમાં જમીનમાં 2.5 મીટરથી વધુની ઊંડાઈ સુધી દફનાવવામાં આવે છે, જે અકસ્માતની સ્થિતિમાં સર્કિટ ઉપકરણ સાથે પ્રવાહના પ્રવાહને સુનિશ્ચિત કરે છે - હાઉસિંગ અથવા કેસીંગ - ગ્રાઉન્ડ - વૈકલ્પિક વર્તમાન સ્ત્રોતનો તટસ્થ વાયર. આ સર્કિટનો પ્રતિકાર 4 ઓહ્મથી વધુ ન હોવો જોઈએ. આ કિસ્સામાં, કટોકટી ઉપકરણના શરીર પરનો વોલ્ટેજ માનવો માટે સલામત હોય તેવા મૂલ્યોમાં ઘટાડો થાય છે, અને સ્વચાલિત સર્કિટ સંરક્ષણ ઉપકરણો એક અથવા બીજી રીતે કટોકટી ઉપકરણને બંધ કરે છે.
રક્ષણાત્મક ગ્રાઉન્ડિંગ તત્વોની ગણતરી કરતી વખતે, જમીનની પ્રતિકારકતાનું જ્ઞાન, જે વ્યાપકપણે બદલાઈ શકે છે, તે નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે.
સંદર્ભ કોષ્ટકોમાંના ડેટા અનુસાર, ગ્રાઉન્ડિંગ ડિવાઇસનો વિસ્તાર પસંદ કરવામાં આવે છે, ગ્રાઉન્ડિંગ તત્વોની સંખ્યા અને સમગ્ર ઉપકરણની વાસ્તવિક ડિઝાઇન તેમાંથી ગણવામાં આવે છે. રક્ષણાત્મક ગ્રાઉન્ડિંગ ડિવાઇસના માળખાકીય તત્વો વેલ્ડીંગ દ્વારા જોડાયેલા છે.
ઇલેક્ટ્રિકલ ટોમોગ્રાફી
ઇલેક્ટ્રિકલ પ્રોસ્પેક્ટિંગ નજીકની સપાટીના ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય વાતાવરણનો અભ્યાસ કરે છે અને તેનો ઉપયોગ વિવિધ કૃત્રિમ ઇલેક્ટ્રિક અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રોના અભ્યાસના આધારે અયસ્ક અને બિન-ધાતુ ખનિજો અને અન્ય વસ્તુઓ શોધવા માટે થાય છે. વિદ્યુત પૂર્વેક્ષણનો એક ખાસ કિસ્સો વિદ્યુત ટોમોગ્રાફી (ઇલેક્ટ્રિકલ રેઝિસ્ટિવિટી ટોમોગ્રાફી) છે - ખડકોના ગુણધર્મોને તેમની પ્રતિકારકતા દ્વારા નક્કી કરવાની પદ્ધતિ.
પદ્ધતિનો સાર એ છે કે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના સ્ત્રોતની ચોક્કસ સ્થિતિ પર, વિવિધ ચકાસણીઓ પર વોલ્ટેજ માપન લેવામાં આવે છે, પછી ક્ષેત્ર સ્ત્રોતને અન્ય સ્થાને ખસેડવામાં આવે છે અથવા અન્ય સ્ત્રોત પર સ્વિચ કરવામાં આવે છે અને માપનું પુનરાવર્તન કરવામાં આવે છે. ફીલ્ડ સ્ત્રોતો અને ફીલ્ડ રીસીવર પ્રોબ સપાટી પર અને કુવાઓમાં મૂકવામાં આવે છે.
પ્રાપ્ત માહિતી પછી પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે અને આધુનિક ઉપયોગ કરીને અર્થઘટન કરવામાં આવે છે કમ્પ્યુટર પદ્ધતિઓપ્રક્રિયા કે જે તમને દ્વિ-પરિમાણીય અને ત્રિ-પરિમાણીય છબીઓના સ્વરૂપમાં માહિતીની કલ્પના કરવાની મંજૂરી આપે છે.
ખૂબ જ બનવું ચોક્કસ પદ્ધતિશોધ, વિદ્યુત ટોમોગ્રાફી ભૂસ્તરશાસ્ત્રીઓ, પુરાતત્વવિદો અને પેલેઓઝોલોજિસ્ટ્સને અમૂલ્ય સહાય પૂરી પાડે છે.
ખનિજ થાપણોની ઘટનાનું સ્વરૂપ અને તેમના વિતરણની સીમાઓ (રૂપરેખા) નિર્ધારિત કરવાથી ખનિજોની નસોમાં થાપણોની ઘટનાને ઓળખવાનું શક્ય બને છે, જે તેમના અનુગામી વિકાસના ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે.
પુરાતત્વવિદો માટે, આ શોધ પદ્ધતિ પ્રાચીન દફનવિધિના સ્થાન અને તેમાં કલાકૃતિઓની હાજરી વિશે મૂલ્યવાન માહિતી પ્રદાન કરે છે, જેનાથી ખોદકામ ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે.
પેલેઓઝોલોજિસ્ટ્સ પ્રાચીન પ્રાણીઓના અશ્મિભૂત અવશેષો શોધવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલ ટોમોગ્રાફીનો ઉપયોગ કરે છે; તેમના કાર્યના પરિણામો પ્રાગૈતિહાસિક મેગાફૌનાના હાડપિંજરના અદભૂત પુનર્નિર્માણના સ્વરૂપમાં પ્રાકૃતિક વિજ્ઞાન સંગ્રહાલયોમાં જોઈ શકાય છે.
વધુમાં, ઇલેક્ટ્રિકલ ટોમોગ્રાફીનો ઉપયોગ એન્જિનિયરિંગ સ્ટ્રક્ચર્સના બાંધકામ અને અનુગામી કામગીરી દરમિયાન થાય છે: બહુમાળી ઇમારતો, ડેમ, ડાઇક્સ, પાળા અને અન્ય.
વ્યવહારમાં પ્રતિકારકતાની વ્યાખ્યાઓ
કેટલીકવાર, વ્યવહારુ સમસ્યાઓ હલ કરવા માટે, અમને પદાર્થની રચના નક્કી કરવાના કાર્યનો સામનો કરવો પડી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પોલિસ્ટરીન ફીણ કાપવા માટેનો વાયર. અમારી પાસે અજ્ઞાત વિવિધ સામગ્રીમાંથી યોગ્ય વ્યાસના વાયરના બે કોઇલ છે. સમસ્યાને હલ કરવા માટે, તેમની વિદ્યુત પ્રતિરોધકતાને શોધવાની જરૂર છે અને પછી, મળેલા મૂલ્યોમાં તફાવતનો ઉપયોગ કરીને અથવા લુકઅપ ટેબલનો ઉપયોગ કરીને, વાયર સામગ્રી નક્કી કરો.
અમે ટેપ માપથી માપીએ છીએ અને દરેક નમૂનામાંથી 2 મીટર વાયર કાપીએ છીએ. ચાલો માઇક્રોમીટર વડે વાયર d₁ અને d₂ ના વ્યાસ નક્કી કરીએ. મલ્ટિમીટરને પ્રતિકાર માપનની નીચલી મર્યાદા સુધી ચાલુ કર્યા પછી, અમે નમૂના R₁ ના પ્રતિકારને માપીએ છીએ. અમે બીજા નમૂના માટે પ્રક્રિયાને પુનરાવર્તિત કરીએ છીએ અને તેના પ્રતિકાર R₂ને પણ માપીએ છીએ.
ચાલો ધ્યાનમાં લઈએ કે વિસ્તાર ક્રોસ વિભાગવાયરની ગણતરી સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે
S = π ∙ d 2/4
હવે વિદ્યુત પ્રતિકારકતાની ગણતરી માટેનું સૂત્ર આના જેવું દેખાશે:
ρ = R ∙ π ∙ d 2 /4 ∙ L
ઉપરના લેખમાં આપેલ પ્રતિરોધકતાની ગણતરી માટેના સૂત્રમાં L, d₁ અને R₁ ના પ્રાપ્ત મૂલ્યોને બદલીને, અમે પ્રથમ નમૂના માટે ρ₁ ની કિંમતની ગણતરી કરીએ છીએ.
ρ 1 = 0.12 ઓહ્મ mm 2 /m
L, d₂ અને R₂ ના પ્રાપ્ત મૂલ્યોને સૂત્રમાં બદલીને, અમે બીજા નમૂના માટે ρ₂ ની કિંમતની ગણતરી કરીએ છીએ.
ρ 2 = 1.2 ઓહ્મ mm 2 /m
ઉપરના કોષ્ટક 2 માં સંદર્ભ ડેટા સાથે ρ₁ અને ρ₂ ના મૂલ્યોની સરખામણીથી, અમે નિષ્કર્ષ પર આવીએ છીએ કે પ્રથમ નમૂનાની સામગ્રી સ્ટીલ છે, અને બીજો નિક્રોમ છે, જેમાંથી આપણે કટર સ્ટ્રિંગ બનાવીશું.
તેઓ ધાતુની પોતાના દ્વારા ચાર્જ કરેલ પ્રવાહ પસાર કરવાની ક્ષમતા કહે છે. બદલામાં, પ્રતિકાર એ સામગ્રીની લાક્ષણિકતાઓમાંની એક છે. આપેલ વોલ્ટેજ પર વિદ્યુત પ્રતિકાર જેટલો મોટો હશે, તે તેની સાથે નિર્દેશિત ચાર્જ્ડ ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ માટે કંડક્ટરના પ્રતિકારના બળને દર્શાવે છે. વિદ્યુત પ્રસારણની મિલકત પ્રતિકારની પરસ્પર છે, તેનો અર્થ એ છે કે તે ગુણોત્તર 1/R તરીકે સૂત્રોના સ્વરૂપમાં વ્યક્ત કરવામાં આવશે.
પ્રતિકારકતા હંમેશા ઉપકરણોના ઉત્પાદનમાં વપરાતી સામગ્રીની ગુણવત્તા પર આધારિત છે. તે 1 મીટરની લંબાઇ અને 1 ચોરસ મિલીમીટરના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારવાળા કંડક્ટરના પરિમાણોના આધારે માપવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તાંબા માટે વિશિષ્ટ પ્રતિકાર ગુણધર્મ હંમેશા 0.0175 ઓહ્મ, એલ્યુમિનિયમ માટે - 0.029, આયર્ન - 0.135, કોન્સ્ટેન્ટન - 0.48, નિક્રોમ - 1-1.1 સમાન હોય છે. સ્ટીલની પ્રતિકારકતા નંબર 2*10-7 ઓહ્મ.એમ જેટલી છે
વિદ્યુતપ્રવાહનો પ્રતિકાર એ કંડક્ટરની લંબાઈના સીધા પ્રમાણસર છે જેની સાથે તે ખસે છે. ઉપકરણ જેટલું લાંબુ છે, પ્રતિકાર વધારે છે. જો તમે એકબીજા સાથે વાતચીત કરતા જહાજોની બે કાલ્પનિક જોડીની કલ્પના કરો તો આ સંબંધને સમજવું સરળ બનશે. કનેક્ટિંગ ટ્યુબને ઉપકરણોની એક જોડી માટે પાતળી અને બીજા માટે જાડી રહેવા દો. જ્યારે બંને જોડી પાણીથી ભરેલી હોય છે, ત્યારે જાડા ટ્યુબ દ્વારા પ્રવાહીનું સ્થાનાંતરણ ખૂબ ઝડપી હશે, કારણ કે તેમાં પાણીના પ્રવાહ માટે ઓછો પ્રતિકાર હશે. આ સામ્યતા દ્વારા, તેના માટે પાતળા કરતાં જાડા વાહક સાથે પસાર થવું સરળ છે.
પ્રતિરોધકતા, SI એકમ તરીકે, Ohm.m દ્વારા માપવામાં આવે છે. વાહકતા ચાર્જ કરેલ કણોની સરેરાશ મુક્ત ફ્લાઇટ લંબાઈ પર આધાર રાખે છે, જે સામગ્રીની રચના દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. અશુદ્ધિઓ વિનાની ધાતુઓ, જેમાં સૌથી યોગ્ય છે સૌથી નાના મૂલ્યોપ્રતિક્રમણ તેનાથી વિપરીત, અશુદ્ધિઓ જાળીને વિકૃત કરે છે, જેનાથી તેની કામગીરીમાં વધારો થાય છે. ધાતુઓની પ્રતિકારકતા મૂલ્યોની સાંકડી શ્રેણીમાં સ્થિત છે સામાન્ય તાપમાન: ચાંદીથી 0.016 થી 10 μOhm.m (એલ્યુમિનિયમ સાથે લોખંડ અને ક્રોમિયમના એલોય).
ચાર્જની હિલચાલની સુવિધાઓ પર
વાહકમાં ઇલેક્ટ્રોન તાપમાનથી પ્રભાવિત થાય છે, કારણ કે તે વધે છે તેમ, હાલના આયનો અને અણુઓના તરંગના કંપનવિસ્તાર વધે છે. પરિણામે, ક્રિસ્ટલ જાળીમાં સામાન્ય રીતે ખસેડવા માટે ઇલેક્ટ્રોન પાસે ઓછી ખાલી જગ્યા હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે વ્યવસ્થિત ચળવળમાં અવરોધ વધે છે. કોઈપણ વાહકની પ્રતિકારકતા, હંમેશની જેમ, વધતા તાપમાન સાથે રેખીય રીતે વધે છે. સેમિકન્ડક્ટર્સ, તેનાથી વિપરીત, વધતી જતી ડિગ્રી સાથે ઘટાડા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, કારણ કે આના પરિણામે ઘણા ચાર્જ છૂટા થાય છે જે સીધા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બનાવે છે.
કેટલાક ધાતુના વાહકને ઠંડુ કરવાની પ્રક્રિયા જાણીતી છે ઇચ્છિત તાપમાનતેમની પ્રતિરોધકતાને અચાનક સ્થિતિમાં લાવે છે અને શૂન્ય પર આવી જાય છે. આ ઘટના 1911 માં મળી આવી હતી અને તેને સુપરકન્ડક્ટિવિટી કહેવાય છે.
વિદ્યુત પ્રતિકારકતા, અથવા માત્ર પ્રતિકારકતાપદાર્થ - વિદ્યુત પ્રવાહને પસાર થતા અટકાવવા માટે પદાર્થની ક્ષમતા દર્શાવતી ભૌતિક માત્રા.
પ્રતિકારકતા ગ્રીક અક્ષર ρ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. પ્રતિકારકતાના પારસ્પરિકને ચોક્કસ વાહકતા (વિદ્યુત વાહકતા) કહેવામાં આવે છે. વિદ્યુત-પ્રતિકારથી વિપરીત, જે એક મિલકત છે વાહકઅને તેની સામગ્રી, આકાર અને કદ પર આધાર રાખીને, વિદ્યુત પ્રતિકારકતા માત્ર એક મિલકત છે પદાર્થો.
પ્રતિકારકતા ρ, લંબાઈ સાથે સજાતીય વાહકનો વિદ્યુત પ્રતિકાર lઅને ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર એસસૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે R = ρ ⋅ l S (\displaystyle R=(\frac (\rho \cdot l)(S)))(એવું માનવામાં આવે છે કે કંડક્ટર સાથેનો વિસ્તાર કે ક્રોસ-વિભાગીય આકાર બદલાતો નથી). તદનુસાર, ρ માટે અમારી પાસે છે ρ = R ⋅ S l .
(\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)).) છેલ્લા સૂત્રમાંથી તે નીચે મુજબ છે:પદાર્થની પ્રતિકારકતા એ છે કે તે એકમ લંબાઈના સજાતીય વાહકના પ્રતિકારને રજૂ કરે છે અને આ પદાર્થમાંથી બનેલા એકમ ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે.
જ્ઞાનકોશીય YouTube
-
1 / 5
ઇન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઓફ યુનિટ્સ (SI) માં પ્રતિકારકતાનું એકમ ઓહ્મ છે · . સંબંધમાંથી ρ = R ⋅ S l (\displaystyle \rho =(\frac (R\cdot S)(l)))તે અનુસરે છે કે SI સિસ્ટમમાં પ્રતિકારકતાના માપનનું એકમ પદાર્થની પ્રતિકારકતા જેટલું છે કે જેના પર 1 m² ના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે 1 મીટર લાંબો સજાતીય વાહક, આ પદાર્થથી બનેલો પ્રતિકાર સમાન હોય છે. 1 ઓહ્મ સુધી. તદનુસાર, SI એકમોમાં વ્યક્ત કરાયેલ મનસ્વી પદાર્થની પ્રતિકારકતા, 1 મીટરની લંબાઇ અને 1 m² ના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે આપેલ પદાર્થના બનેલા વિદ્યુત સર્કિટના વિભાગના પ્રતિકારની સંખ્યાત્મક રીતે સમાન છે.
ટેક્નોલોજીમાં, જૂના બિન-પ્રણાલીગત એકમ Ohm mm²/m પણ વપરાય છે, જે 1 Ohm m ના 10 −6 બરાબર છે. આ એકમ એ પદાર્થની પ્રતિકારકતા જેટલો છે કે જેના પર આ પદાર્થમાંથી બનેલ 1 mm² ના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે 1 મીટર લાંબો સજાતીય વાહક, 1 ઓહ્મ જેટલો પ્રતિકાર ધરાવે છે. તદનુસાર, આ એકમોમાં દર્શાવવામાં આવેલ પદાર્થની પ્રતિકારકતા આંકડાકીય રીતે આ પદાર્થના બનેલા વિદ્યુત સર્કિટના એક વિભાગના પ્રતિકારની બરાબર છે, 1 મીટર લાંબો અને 1 mm²નો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર.
પ્રતિકારકતાના ખ્યાલનું સામાન્યીકરણ
પ્રતિરોધકતા એક વિજાતીય સામગ્રી માટે પણ નક્કી કરી શકાય છે જેના ગુણધર્મો બિંદુથી બિંદુ બદલાય છે. આ કિસ્સામાં, તે સ્થિર નથી, પરંતુ કોઓર્ડિનેટ્સનું સ્કેલર ફંક્શન છે - ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની મજબૂતાઈને સંબંધિત ગુણાંક E → (r →) (\displaystyle (\vec (E))((\vec (r))))અને વર્તમાન ઘનતા J → (r →) (\displaystyle (\vec (J))((\vec (r))))આ બિંદુએ r → (\displaystyle (\vec (r))). આ સંબંધ ઓહ્મના કાયદા દ્વારા વિભેદક સ્વરૂપમાં વ્યક્ત થાય છે:
E → (r →) = ρ (r →) J → (r →) .આ સૂત્ર વિજાતીય પરંતુ આઇસોટ્રોપિક પદાર્થ માટે માન્ય છે. પદાર્થ એનિસોટ્રોપિક (મોટા ભાગના સ્ફટિકો, ચુંબકીય પ્લાઝ્મા, વગેરે) પણ હોઈ શકે છે, એટલે કે, તેના ગુણધર્મો દિશા પર આધારિત હોઈ શકે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રતિકારકતા એ બીજા ક્રમનું સંકલન-આશ્રિત ટેન્સર છે, જેમાં નવ ઘટકો છે. એનિસોટ્રોપિક પદાર્થમાં, પદાર્થના દરેક આપેલ બિંદુ પર વર્તમાન ઘનતા અને વિદ્યુત ક્ષેત્રની શક્તિના વેક્ટર સહ-નિર્દેશિત નથી; તેમની વચ્ચેનું જોડાણ સંબંધ દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે
E i (r →) = ∑ j = 1 3 ρ i j (r →) J j (r →) .(\Displaystyle E_(i)((\vec (r)))=\sum _(j=1)^(3)\rho _(ij)((\vec (r)))J_(j)(( \vec (r))).) એનિસોટ્રોપિક પરંતુ સજાતીય પદાર્થમાં, ટેન્સરρ i j (\Displaystyle \rho _(ij))
કોઓર્ડિનેટ્સ પર નિર્ભર નથી. એનિસોટ્રોપિક પરંતુ સજાતીય પદાર્થમાં, ટેન્સર ટેન્સરસપ્રમાણ , એટલે કે, કોઈપણ માટે i (\ પ્રદર્શન શૈલી i) અને j (\Displaystyle j) દોડવું.
ρ i j = ρ j i (\displaystyle \rho _(ij)=\rho _(ji)) એનિસોટ્રોપિક પરંતુ સજાતીય પદાર્થમાં, ટેન્સરકોઈપણ સપ્રમાણ ટેન્સર માટે, માટે એનિસોટ્રોપિક પરંતુ સજાતીય પદાર્થમાં, ટેન્સરતમે કાર્ટેશિયન કોઓર્ડિનેટ્સની ઓર્થોગોનલ સિસ્ટમ પસંદ કરી શકો છો જેમાં મેટ્રિક્સ હોય બને છેકર્ણ એનિસોટ્રોપિક પરંતુ સજાતીય પદાર્થમાં, ટેન્સર, એટલે કે, તે નવ ઘટકોમાંથી કયા સ્વરૂપમાં હોય છે માત્ર ત્રણ જ બિન-શૂન્ય છે:, ρ 11 (\પ્રદર્શન શૈલી \rho _(11)) i (\ પ્રદર્શન શૈલી i) ρ 22 (\પ્રદર્શન શૈલી \rho _(22))ρ 33 (\Displaystyle \rho _(33)) . આ કિસ્સામાં, સૂચિતρ i i (\પ્રદર્શન શૈલી \rho _(ii))
કેવી રીતે, અગાઉના સૂત્રને બદલે આપણે સરળ એક મેળવીએ છીએE i = ρ i J i . (\Displaystyle E_(i)=\rho _(i)J_(i).)જથ્થો ρ i (\Displaystyle \rho _(i))કહેવાય છે
મુખ્ય મૂલ્યો
પ્રતિકારક ટેન્સર. વાહકતા સાથે સંબંધઆઇસોટ્રોપિક સામગ્રીમાં, પ્રતિકારકતા વચ્ચેનો સંબંધ ρ (\પ્રદર્શન શૈલી \rho )અને ચોક્કસ વાહકતા
σ (\ડિસ્પ્લેસ્ટાઈલ \સિગ્મા )સમાનતા દ્વારા વ્યક્ત એનિસોટ્રોપિક પરંતુ સજાતીય પદાર્થમાં, ટેન્સરρ = 1 σ. (\displaystyle \rho =(\frac (1)(\sigma )).)એનિસોટ્રોપિક સામગ્રીના કિસ્સામાં, પ્રતિકારકતા ટેન્સરના ઘટકો વચ્ચેનો સંબંધ
અને વાહકતા ટેન્સર વધુ જટિલ છે. ખરેખર, ઓહ્મનો કાયદોવિભેદક સ્વરૂપ એનિસોટ્રોપિક સામગ્રી માટે આ સ્વરૂપ છે: J i (r →) = ∑ j = 1 3 σ i j (r →) E j (r →) .
ρ 11 = 1 det (σ) [ σ 22 σ 33 − σ 23 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(11)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 22)\સિગ્મા _(33)-\સિગ્મા _(23)\સિગ્મા _(32)],) ρ 12 = 1 det (σ) [ σ 33 σ 12 − σ 13 σ 32 ] , (\displaystyle \rho _(12)=(\frac (1)(\det(\sigma)))[\sigma _( 33)\સિગ્મા _(12)-\સિગ્મા _(13)\સિગ્મા _(32)],)જ્યાં det (σ) (\displaystyle \det(\sigma))ટેન્સર ઘટકોથી બનેલા મેટ્રિક્સનું નિર્ણાયક છે σ i j (\ displaystyle \ સિગ્મા _(ij)). રેઝિસ્ટિવિટી ટેન્સરના બાકીના ઘટકો ઉપરોક્ત સમીકરણોમાંથી સૂચકાંકોની ચક્રીય પુન: ગોઠવણીના પરિણામે મેળવવામાં આવે છે. 1 , 2 i (\ પ્રદર્શન શૈલી i) 3 .
કેટલાક પદાર્થોની વિદ્યુત પ્રતિકારકતા
મેટલ સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ
કોષ્ટક 20 °C ના તાપમાને સિંગલ ક્રિસ્ટલના પ્રતિકારક ટેન્સરના મુખ્ય મૂલ્યો બતાવે છે.
ક્રિસ્ટલ ρ 1 =ρ 2, 10 −8 ઓહ્મ m ρ 3, 10 −8 ઓહ્મ m ટીન 9,9 14,3 બિસ્મથ 109 138 કેડમિયમ 6,8 8,3 ઝીંક 5,91 6,13 વિદ્યુત પ્રતિકાર -ભૌતિક જથ્થા જે દર્શાવે છે કે કંડક્ટરમાંથી પસાર થતાં પ્રવાહ દ્વારા કયા પ્રકારનો અવરોધ સર્જાય છે. જ્યોર્જ ઓહ્મના માનમાં માપનના એકમો ઓહ્મ છે. તેમના કાયદામાં, તેમણે પ્રતિકાર શોધવા માટે એક સૂત્ર મેળવ્યું, જે નીચે આપેલ છે.
ચાલો ઉદાહરણ તરીકે ધાતુઓનો ઉપયોગ કરીને વાહકના પ્રતિકારને ધ્યાનમાં લઈએ. ધાતુઓ ધરાવે છે આંતરિક માળખુંસ્ફટિક જાળીના રૂપમાં. આ જાળીનો કડક ક્રમ છે, અને તેના ગાંઠો હકારાત્મક ચાર્જ આયનો છે. ધાતુમાં ચાર્જ કેરિયર્સ "ફ્રી" ઇલેક્ટ્રોન છે, જે ચોક્કસ અણુ સાથે સંબંધિત નથી, પરંતુ જાળીની સાઇટ્સ વચ્ચે અવ્યવસ્થિત રીતે આગળ વધે છે. થી ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્રતે જાણીતું છે કે ધાતુમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ એ ઘનમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગનો પ્રસાર છે. એટલે કે, કંડક્ટરમાં ઈલેક્ટ્રોન પ્રકાશની ઝડપે (વ્યવહારિક રીતે) આગળ વધે છે અને તે સાબિત થયું છે કે તે માત્ર કણ તરીકે જ નહીં, પણ તરંગ તરીકે પણ ગુણધર્મો દર્શાવે છે. અને સ્કેટરિંગના પરિણામે મેટલનો પ્રતિકાર ઉભો થાય છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો(એટલે કે, ઇલેક્ટ્રોન) જાળીના થર્મલ સ્પંદનો અને તેની ખામીઓ પર. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો સાથે અથડાય છે, ત્યારે ઊર્જાનો ભાગ ગાંઠોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, જેના પરિણામે ઊર્જા મુક્ત થાય છે. આ ઊર્જાની ગણતરી સતત પ્રવાહ પર કરી શકાય છે, જૌલ-લેન્ઝ કાયદાને આભારી છે - Q=I 2 Rt. જેમ તમે જોઈ શકો છો, પ્રતિકાર વધારે છે, વધુ ઊર્જા મુક્ત થાય છે.
બ્રોન્ઝ એ વિવિધ ધાતુઓના ઉમેરણો સાથે તાંબા અને ટીનનો એલોય છે. એલોયમાં બ્રોન્ઝના મુખ્ય ઘટકની સામગ્રીના આધારે, તેમને ટીન, એલ્યુમિનિયમ, સિલિકોન, ફોસ્ફરસ અને કેડમિયમ કહેવામાં આવે છે.
પ્રતિકારકતા જેવી મહત્વની વિભાવના છે, આ સમાન પ્રતિકાર છે, માત્ર લંબાઈના એકમમાં. દરેક ધાતુની પોતાની હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, તાંબા માટે તે 0.0175 Ohm*mm2/m છે, એલ્યુમિનિયમ માટે તે 0.0271 Ohm*mm2/m છે. આનો અર્થ એ છે કે કોપર બાર 1 મીટર લાંબો અને 1 એમએમ 2 ના ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયામાં 0.0175 ઓહ્મનો પ્રતિકાર હશે, અને તે જ બાર, પરંતુ એલ્યુમિનિયમથી બનેલો છે, તેની પ્રતિકાર 0.0271 ઓહ્મ હશે. તે તારણ આપે છે કે તાંબાની વિદ્યુત વાહકતા એલ્યુમિનિયમ કરતા વધારે છે. દરેક ધાતુની પોતાની વિશિષ્ટ પ્રતિકાર હોય છે, અને સમગ્ર વાહકના પ્રતિકારની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે.
જ્યાં પી- મેટલ પ્રતિકારકતા, l - વાહક લંબાઈ, s - ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર.
પ્રતિકારકતા મૂલ્યો આપવામાં આવે છે મેટલ પ્રતિકારકતા ટેબલ(20°C)
પદાર્થ
પી, ઓહ્મ*મીમી 2/2
α,10 -3 1/K
એલ્યુમિનિયમ
0.0271
ટંગસ્ટન
0.055
લોખંડ
0.098
સોનું
0.023
પિત્તળ
0.025-0.06
મેંગનિન
0.42-0.48
0,002-0,05
કોપર
0.0175
નિકલ
કોન્સ્ટેન્ટન
0.44-0.52
0.02
નિક્રોમ
0.15
ચાંદી
0.016
ઝીંક
0.059
પ્રતિકારકતા ઉપરાંત, કોષ્ટકમાં આ ગુણાંક પર થોડી વાર પછી TCR મૂલ્યો છે;
વિરૂપતા પર પ્રતિકારકતાની અવલંબન
દબાણ દ્વારા ધાતુઓના ઠંડા કામ દરમિયાન, ધાતુ અનુભવે છે પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ. પ્લાસ્ટિકના વિરૂપતા દરમિયાન, સ્ફટિક જાળી વિકૃત બને છે અને ખામીઓની સંખ્યા વધે છે. સ્ફટિક જાળીની ખામીમાં વધારો સાથે, વાહક દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહનો પ્રતિકાર વધે છે, તેથી, ધાતુની પ્રતિકારકતા વધે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વાયર ડ્રોઇંગ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જેનો અર્થ છે કે ધાતુ પ્લાસ્ટિકની વિકૃતિમાંથી પસાર થાય છે, જેના પરિણામે પ્રતિકારકતા વધે છે. વ્યવહારમાં, પ્રતિકાર ઘટાડવા માટે પુનઃસ્થાપન એનિલીંગનો ઉપયોગ થાય છે; પ્રક્રિયા, જે પછી સ્ફટિક જાળી "સીધી" લાગે છે અને ખામીઓની સંખ્યા ઘટે છે, તેથી, મેટલનો પ્રતિકાર પણ.
જ્યારે ખેંચાય છે અથવા સંકુચિત થાય છે, ત્યારે ધાતુ સ્થિતિસ્થાપક વિકૃતિનો અનુભવ કરે છે. સ્ટ્રેચિંગને કારણે સ્થિતિસ્થાપક વિરૂપતા દરમિયાન, સ્ફટિક જાળીના ગાંઠોના થર્મલ સ્પંદનોના કંપનવિસ્તારમાં વધારો થાય છે, તેથી, ઇલેક્ટ્રોન મોટી મુશ્કેલી અનુભવે છે, અને આના સંબંધમાં, પ્રતિકારકતા વધે છે. કમ્પ્રેશનને કારણે સ્થિતિસ્થાપક વિરૂપતા દરમિયાન, ગાંઠોના થર્મલ સ્પંદનોના કંપનવિસ્તાર ઘટે છે, તેથી, ઇલેક્ટ્રોન માટે ખસેડવું સરળ છે, અને પ્રતિકારકતા ઘટે છે.
પ્રતિકારકતા પર તાપમાનની અસર
જેમ આપણે પહેલાથી જ ઉપર શોધી કાઢ્યું છે, ધાતુમાં પ્રતિકારનું કારણ સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો અને તેમના સ્પંદનો છે. તેથી, જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ, નોડ્સના થર્મલ સ્પંદનો વધે છે, જેનો અર્થ છે કે પ્રતિકારકતા પણ વધે છે. જેમ કે એક જથ્થો છે પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંક(TKS), જે દર્શાવે છે કે જ્યારે ગરમ અથવા ઠંડુ કરવામાં આવે ત્યારે ધાતુની પ્રતિકારકતા કેટલી વધે છે અથવા ઓછી થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 20 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર તાંબાનું તાપમાન ગુણાંક છે 4.1 · 10 − 3 1/ડિગ્રી. આનો અર્થ એ છે કે જ્યારે, ઉદાહરણ તરીકે, તાંબાના વાયરને 1 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેની પ્રતિકારકતા વધી જશે. 4.1 · 10 − 3 ઓહ્મ. તાપમાનના ફેરફારો સાથે પ્રતિકારકતા સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે
જ્યાં r એ ગરમ કર્યા પછી પ્રતિકારકતા છે, r 0 એ ગરમ થવા પહેલાં પ્રતિકારકતા છે, a એ પ્રતિકારનો તાપમાન ગુણાંક છે, t 2 એ ગરમ થતાં પહેલાંનું તાપમાન છે, t 1 એ ગરમ કર્યા પછીનું તાપમાન છે.
અમારા મૂલ્યોની અવેજીમાં, આપણને મળે છે: r=0.0175*(1+0.0041*(154-20))=0.0271 Ohm*mm 2 /m. જેમ તમે જોઈ શકો છો, અમારી તાંબાની પટ્ટી 1 મીટરની લંબાઇ અને 1 mm 2 ના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે, 154 ડિગ્રી સુધી ગરમ કર્યા પછી, તે જ બાર જેટલો જ પ્રતિકાર ધરાવશે, ફક્ત એલ્યુમિનિયમથી બનેલી અને 20 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન.
તાપમાનના ફેરફારો સાથે પ્રતિકાર બદલવાની મિલકતનો ઉપયોગ પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સમાં થાય છે. આ ઉપકરણો પ્રતિકાર રીડિંગ્સના આધારે તાપમાનને માપી શકે છે. પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સમાં ઉચ્ચ માપન ચોકસાઈ હોય છે, પરંતુ નાની તાપમાન રેન્જ હોય છે.
વ્યવહારમાં, માર્ગને રોકવા માટે કંડક્ટરના ગુણધર્મોવર્તમાન ખૂબ વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. એક ઉદાહરણ અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવો છે, જ્યાં ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ ધાતુના ઉચ્ચ પ્રતિકાર, તેની વિશાળ લંબાઈ અને સાંકડી ક્રોસ-સેક્શનને કારણે ગરમ થાય છે. અથવા કોઈપણ હીટિંગ ઉપકરણ જ્યાં ઉચ્ચ પ્રતિકારને કારણે કોઇલ ગરમ થાય છે. વિદ્યુત ઇજનેરીમાં, એક તત્વ જેની મુખ્ય મિલકત પ્રતિકાર છે તેને રેઝિસ્ટર કહેવામાં આવે છે. રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ લગભગ કોઈપણ વિદ્યુત સર્કિટમાં થાય છે.
ઘણા લોકોએ ઓહ્મના કાયદા વિશે સાંભળ્યું છે, પરંતુ દરેક જણ જાણે નથી કે તે શું છે. સાથે અભ્યાસ શરૂ થાય છે શાળા અભ્યાસક્રમભૌતિકશાસ્ત્ર તેઓને ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ ફેકલ્ટીમાં વધુ વિગતવાર શીખવવામાં આવે છે. આ જ્ઞાન સરેરાશ વ્યક્તિ માટે ઉપયોગી થવાની શક્યતા નથી, પરંતુ તે માટે જરૂરી છે સામાન્ય વિકાસ, અને કોઈક માટે ભાવિ વ્યવસાય. બીજી તરફ, ઘરમાં વીજળી, તેનું માળખું અને તેની વિશેષતાઓ વિશેનું મૂળભૂત જ્ઞાન પોતાને નુકસાનથી બચાવવામાં મદદ કરશે. એવું નથી કે ઓહ્મના નિયમને વીજળીનો મૂળભૂત કાયદો કહેવામાં આવે છે. ઓવરવોલ્ટેજને રોકવા માટે હોમ હેન્ડીમેનને વીજળીના ક્ષેત્રમાં જ્ઞાન હોવું જરૂરી છે, જે લોડમાં વધારો અને આગ તરફ દોરી શકે છે.
વિદ્યુત પ્રતિકારનો ખ્યાલ
વિદ્યુત સર્કિટના મૂળભૂત ભૌતિક જથ્થાઓ વચ્ચેનો સંબંધ - પ્રતિકાર, વોલ્ટેજ, વર્તમાન શક્તિ - જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી જ્યોર્જ સિમોન ઓહ્મ દ્વારા શોધવામાં આવ્યો હતો.
વાહકનો વિદ્યુત પ્રતિકાર એ એક મૂલ્ય છે જે તેના વિદ્યુત પ્રવાહના પ્રતિકારને દર્શાવે છે.બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, કંડક્ટર પર ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના પ્રભાવ હેઠળના કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન સ્ફટિક જાળીમાં તેમનું સ્થાન છોડી દે છે અને વાહકના હકારાત્મક ધ્રુવ તરફ નિર્દેશિત થાય છે. કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન જાળીમાં રહે છે, પરમાણુ પરમાણુની આસપાસ ફરવાનું ચાલુ રાખે છે. આ ઇલેક્ટ્રોન અને અણુઓ વિદ્યુત પ્રતિકાર બનાવે છે જે મુક્ત કણોની હિલચાલને અટકાવે છે.
ઉપરોક્ત પ્રક્રિયા તમામ ધાતુઓને લાગુ પડે છે, પરંતુ તેમાં પ્રતિકાર અલગ રીતે થાય છે. આ કદ, આકાર અને સામગ્રીમાં તફાવતને કારણે છે જેમાંથી કંડક્ટર બનાવવામાં આવે છે. તદનુસાર, ક્રિસ્ટલ જાળીના પરિમાણો વિવિધ સામગ્રીઓ માટે જુદા જુદા આકાર ધરાવે છે, તેથી, તેમના દ્વારા પ્રવાહની હિલચાલ માટે વિદ્યુત પ્રતિકાર સમાન નથી.
થી આ ખ્યાલતે અનુસરે છે કે પદાર્થનો ચોક્કસ પ્રતિકાર નક્કી થાય છે, જે છે વ્યક્તિગત સૂચકદરેક મેટલ માટે અલગથી. વિદ્યુત પ્રતિરોધકતા (SER) એ ભૌતિક જથ્થા છે, જે ગ્રીક અક્ષર ρ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, અને તેમાંથી વીજળી પસાર થતી અટકાવવા માટે ધાતુની ક્ષમતા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
વાહક માટે કોપર મુખ્ય સામગ્રી છે
પદાર્થની પ્રતિકારકતા સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે, જ્યાં એક મહત્વપૂર્ણ સૂચકાંકોવિદ્યુત પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંક છે. કોષ્ટકમાં 0 થી 100 ° સે તાપમાનની શ્રેણીમાં ત્રણ જાણીતી ધાતુઓના પ્રતિકારક મૂલ્યો છે.
જો આપણે આયર્નની પ્રતિરોધકતા લઈએ, ઉપલબ્ધ સામગ્રીઓમાંથી એક તરીકે, 0.1 ઓહ્મની બરાબર, તો 1 ઓહ્મ માટે તમારે 10 મીટરની જરૂર પડશે. ચાંદીમાં સૌથી નીચો વિદ્યુત પ્રતિકાર છે; તેના 1 ઓહ્મના મૂલ્ય માટે તે 66.7 મીટર હશે. નોંધપાત્ર તફાવત, પરંતુ ચાંદી એ એક મોંઘી ધાતુ છે જે દરેક જગ્યાએ વાપરવા માટે વ્યવહારુ નથી. આગામી શ્રેષ્ઠ સૂચક તાંબુ છે, જ્યાં 1 ઓહ્મ દીઠ 57.14 મીટર જરૂરી છે. ચાંદીની તુલનામાં તેની ઉપલબ્ધતા અને કિંમતને લીધે, તાંબુ વિદ્યુત નેટવર્કમાં ઉપયોગ માટે લોકપ્રિય સામગ્રી પૈકી એક છે. કોપર વાયરની ઓછી પ્રતિરોધકતા અથવા કોપર વાયરનો પ્રતિકાર વિજ્ઞાન, ટેકનોલોજીની ઘણી શાખાઓમાં તેમજ ઔદ્યોગિક અને ઘરેલું હેતુઓ માટે કોપર કંડક્ટરનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે.પ્રતિકારકતા મૂલ્ય
પ્રતિકારકતા મૂલ્ય સ્થિર નથી તે નીચેના પરિબળોના આધારે બદલાય છે:
- કદ. વાહકનો વ્યાસ જેટલો મોટો હોય છે, તેટલા વધુ ઇલેક્ટ્રોન તે પોતાના દ્વારા પસાર થવા દે છે. તેથી, તેનું કદ જેટલું નાનું છે, પ્રતિકારકતા વધારે છે.
- લંબાઈ. ઇલેક્ટ્રોન અણુઓમાંથી પસાર થાય છે, તેથી વાયર જેટલા લાંબા હોય છે, તેટલા વધુ ઇલેક્ટ્રોન તેમનામાંથી પસાર થાય છે. ગણતરીઓ કરતી વખતે, વાયરની લંબાઈ અને કદને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે, કારણ કે વાયર જેટલો લાંબો અથવા પાતળો છે, તેની પ્રતિકારકતા વધારે છે અને તેનાથી વિપરીત. ઉપયોગમાં લેવાતા સાધનોના લોડની ગણતરી કરવામાં નિષ્ફળતા વાયરની ઓવરહિટીંગ અને આગ તરફ દોરી શકે છે.
- તાપમાન. તે જાણીતું છે કે તાપમાન શાસન છે મહાન મૂલ્યપદાર્થોના વર્તન પર અલગ રીતે. ધાતુ, અન્ય કંઈપણની જેમ, વિવિધ તાપમાને તેના ગુણધર્મોને બદલે છે. તાંબાની પ્રતિકારકતા તાંબાના પ્રતિકારના તાપમાન ગુણાંક પર સીધો આધાર રાખે છે અને જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે વધે છે.
- કાટ. કાટની રચના નોંધપાત્ર રીતે ભારને વધારે છે. આ અસરને કારણે થાય છે પર્યાવરણ, ભેજ, મીઠું, ગંદકી, વગેરે અભિવ્યક્તિઓનો પ્રવેશ. તમામ કનેક્શન્સ, ટર્મિનલ્સ, ટ્વિસ્ટને ઇન્સ્યુલેટ કરવા અને સુરક્ષિત રાખવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે, શેરીમાં સ્થિત સાધનસામગ્રી માટે સુરક્ષા સ્થાપિત કરો અને ક્ષતિગ્રસ્ત વાયર, ઘટકો અને એસેમ્બલીઓને તાત્કાલિક બદલવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.
પ્રતિકાર ગણતરી
વિવિધ હેતુઓ અને ઉપયોગો માટે ઑબ્જેક્ટ ડિઝાઇન કરતી વખતે ગણતરીઓ કરવામાં આવે છે, કારણ કે દરેક વ્યક્તિનું જીવન આધાર વીજળી દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. લાઇટિંગ ફિક્સરથી લઈને તકનીકી રીતે જટિલ સાધનો સુધી બધું ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. ઘરે, તે ગણતરી કરવા માટે પણ ઉપયોગી થશે, ખાસ કરીને જો તે ઇલેક્ટ્રિકલ વાયરિંગને બદલવાની યોજના છે. ખાનગી આવાસ બાંધકામ માટે, લોડની ગણતરી કરવી જરૂરી છે, અન્યથા ઇલેક્ટ્રિકલ વાયરિંગની "કામચલાઉ" એસેમ્બલી આગ તરફ દોરી શકે છે.
ગણતરીનો હેતુ તેમના તકનીકી પરિમાણોને ધ્યાનમાં લેતા, ઉપયોગમાં લેવાતા તમામ ઉપકરણોના કંડક્ટરના કુલ પ્રતિકારને નિર્ધારિત કરવાનો છે. તેની ગણતરી R=p*l/S સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, જ્યાં:
આર - ગણતરી કરેલ પરિણામ;
p – ટેબલમાંથી પ્રતિકારકતા સૂચક;
l - વાયરની લંબાઈ (વાહક);
એસ - વિભાગ વ્યાસ.
માપનના એકમો
IN આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમએકમો ભૌતિક જથ્થો(SI) વિદ્યુત પ્રતિકાર ઓહ્મ (ઓહ્મ) માં માપવામાં આવે છે. SI સિસ્ટમ અનુસાર પ્રતિકારકતાના માપનનું એકમ એ પદાર્થની પ્રતિકારકતા જેટલું છે કે જેના પર 1 ચોરસ મીટરના ક્રોસ-સેક્શન સાથે 1 મીટર લાંબા એક સામગ્રીથી બનેલો વાહક. m નો પ્રતિકાર 1 ઓહ્મ છે. વિવિધ ધાતુઓ માટે 1 ઓહ્મ/એમનો ઉપયોગ કોષ્ટકમાં સ્પષ્ટપણે દર્શાવવામાં આવ્યો છે.
પ્રતિકારકતાનું મહત્વ
પ્રતિકારકતા અને વાહકતા વચ્ચેના સંબંધને પારસ્પરિક જથ્થા તરીકે ગણી શકાય. એક વાહકનું સૂચક જેટલું ઊંચું છે, બીજાનું સૂચક ઓછું અને ઊલટું. તેથી, વિદ્યુત વાહકતાની ગણતરી કરતી વખતે, ગણતરી 1/r નો ઉપયોગ થાય છે, કારણ કે X નો વ્યસ્ત 1/X છે અને તેનાથી ઊલટું. ચોક્કસ સૂચક અક્ષર g દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોપરના ફાયદા
લાભ તરીકે કોપર તેના નીચા પ્રતિકારક સૂચકાંક (ચાંદી પછી) સુધી મર્યાદિત નથી. તે તેની લાક્ષણિકતાઓમાં અનન્ય ગુણધર્મો ધરાવે છે, એટલે કે પ્લાસ્ટિસિટી અને ઉચ્ચ મલેબિલિટી. આ ગુણો માટે આભાર, વિદ્યુત ઉપકરણોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા કેબલના ઉત્પાદન માટે ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોપર ઉચ્ચ ડિગ્રી શુદ્ધતા માટે ઉત્પન્ન થાય છે, કમ્પ્યુટર ટેકનોલોજી, ઇલેક્ટ્રિકલ ઉદ્યોગ અને ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગ.
તાપમાન પર પ્રતિકારક સૂચકાંકની અવલંબન
તાપમાન ગુણાંક એ એક મૂલ્ય છે જે સર્કિટના ભાગના વોલ્ટેજમાં ફેરફાર અને તાપમાનમાં ફેરફારના પરિણામે મેટલની પ્રતિકારકતા સમાન છે. મોટાભાગની ધાતુઓ સ્ફટિક જાળીના થર્મલ સ્પંદનોને કારણે વધતા તાપમાન સાથે પ્રતિકારકતામાં વધારો કરે છે. તાંબાના પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંક તાંબાના વાયરની પ્રતિકારકતાને અસર કરે છે અને 0 થી 100 ° સે તાપમાને 4.1 10− 3(1/કેલ્વિન) છે. ચાંદી માટે, સમાન શરતો હેઠળ આ સૂચક 3.8 છે, અને આયર્ન માટે તે 6.0 છે. આ ફરી એકવાર વાહક તરીકે તાંબાનો ઉપયોગ કરવાની અસરકારકતા સાબિત કરે છે.
વાયર બનાવવા માટે સૌથી સામાન્ય ધાતુઓમાંની એક તાંબુ છે. તેનો વિદ્યુત પ્રતિકાર પોસાય તેવી ધાતુઓમાં સૌથી ઓછો છે. તે માત્ર માં નાનું છે કિંમતી ધાતુઓ(ચાંદી અને સોનું) અને વિવિધ પરિબળો પર આધાર રાખે છે.
ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ શું છે
બેટરી અથવા અન્ય વર્તમાન સ્ત્રોતના વિવિધ ધ્રુવો પર વિવિધ કેરિયર્સ છે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ. જો તેઓ કંડક્ટર સાથે જોડાયેલા હોય, તો ચાર્જ કેરિયર્સ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતના એક ધ્રુવથી બીજા ધ્રુવમાં જવાનું શરૂ કરે છે. પ્રવાહીમાં આ વાહકો આયનો છે, અને ધાતુઓમાં તેઓ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન છે.
વ્યાખ્યા.ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ એ ચાર્જ થયેલા કણોની નિર્દેશિત હિલચાલ છે.
પ્રતિકારકતા
વિદ્યુત પ્રતિકારકતા એ એક મૂલ્ય છે જે સામગ્રીના સંદર્ભ નમૂનાના વિદ્યુત પ્રતિકારને નિર્ધારિત કરે છે. આ જથ્થાને દર્શાવવા માટે ગ્રીક અક્ષર "p" નો ઉપયોગ થાય છે. ગણતરી માટે સૂત્ર:
p=(R*S)/ l.
આ મૂલ્ય ઓહ્મ*m માં માપવામાં આવે છે. તમે તેને સંદર્ભ પુસ્તકોમાં, પ્રતિકારક કોષ્ટકોમાં અથવા ઇન્ટરનેટ પર શોધી શકો છો.
મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન સ્ફટિક જાળીની અંદર ધાતુમાંથી પસાર થાય છે. ત્રણ પરિબળો આ ચળવળના પ્રતિકાર અને વાહકની પ્રતિકારકતાને પ્રભાવિત કરે છે:
- સામગ્રી. વિવિધ ધાતુઓમાં વિવિધ અણુ ઘનતા અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા હોય છે;
- અશુદ્ધિઓ. શુદ્ધ ધાતુઓમાં સ્ફટિક જાળી વધુ ક્રમમાં હોય છે, તેથી એલોય કરતાં પ્રતિકાર ઓછો હોય છે;
- તાપમાન. અણુઓ તેમની જગ્યાએ સ્થિર નથી, પરંતુ વાઇબ્રેટ કરે છે. ઉષ્ણતામાન જેટલું ઊંચું છે, ઓસિલેશનનું કંપનવિસ્તાર વધારે છે, જે ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલમાં દખલ કરે છે, અને પ્રતિકાર વધારે છે.
નીચેની આકૃતિમાં તમે ધાતુઓની પ્રતિકારકતાનું કોષ્ટક જોઈ શકો છો.
રસપ્રદ.એવા એલોય છે કે જેની વિદ્યુત પ્રતિકાર જ્યારે ગરમ થાય છે અથવા બદલાતી નથી ત્યારે ઘટી જાય છે.
વાહકતા અને વિદ્યુત પ્રતિકાર
કેબલના પરિમાણો મીટર (લંબાઈ) અને mm² (વિભાગ) માં માપવામાં આવતા હોવાથી, વિદ્યુત પ્રતિકારકતા ઓહ્મ mm²/m પરિમાણ ધરાવે છે. કેબલના પરિમાણોને જાણીને, તેના પ્રતિકારની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:
R=(p* l)/એસ.
વિદ્યુત પ્રતિકાર ઉપરાંત, કેટલાક સૂત્રો "વાહકતા" ની વિભાવનાનો ઉપયોગ કરે છે. આ પ્રતિકારનો પારસ્પરિક છે. તેને "g" તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે અને સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરવામાં આવે છે:
પ્રવાહીની વાહકતા
પ્રવાહીની વાહકતા ધાતુઓની વાહકતાથી અલગ છે. તેમાંના ચાર્જ કેરિયર્સ આયનો છે. જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે તેમની સંખ્યા અને વિદ્યુત વાહકતા વધે છે, તેથી જ્યારે 20 થી 100 ડિગ્રી સુધી ગરમ થાય છે ત્યારે ઇલેક્ટ્રોડ બોઈલરની શક્તિ ઘણી વખત વધે છે.
રસપ્રદ.નિસ્યંદિત પાણી એક ઇન્સ્યુલેટર છે. ઓગળેલી અશુદ્ધિઓ તેને વાહકતા આપે છે.
વાયરનો વિદ્યુત પ્રતિકાર
વાયર બનાવવા માટે સૌથી સામાન્ય ધાતુઓ કોપર અને એલ્યુમિનિયમ છે. એલ્યુમિનિયમમાં ઉચ્ચ પ્રતિકાર હોય છે, પરંતુ તે તાંબા કરતાં સસ્તું હોય છે. તાંબાની પ્રતિકારકતા ઓછી છે, તેથી વાયર ક્રોસ-સેક્શન નાનું પસંદ કરી શકાય છે. વધુમાં, તે વધુ મજબૂત છે, અને લવચીક સ્ટ્રેન્ડેડ વાયર આ મેટલમાંથી બનાવવામાં આવે છે.
નીચેનું કોષ્ટક 20 ડિગ્રી પર ધાતુઓની વિદ્યુત પ્રતિકારકતા દર્શાવે છે. અન્ય તાપમાને તેને નિર્ધારિત કરવા માટે, કોષ્ટકમાંથી મૂલ્ય દરેક ધાતુ માટે અલગ, સુધારણા પરિબળ દ્વારા ગુણાકાર કરવું આવશ્યક છે. તમે આ ગુણાંકને સંબંધિત સંદર્ભ પુસ્તકોમાંથી અથવા ઑનલાઇન કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરીને શોધી શકો છો.
કેબલ ક્રોસ-સેક્શનની પસંદગી
કારણ કે વાયરમાં પ્રતિકાર હોય છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ તેમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે અને વોલ્ટેજ ડ્રોપ થાય છે. કેબલ ક્રોસ-સેક્શન પસંદ કરતી વખતે આ બંને પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ.
અનુમતિપાત્ર ગરમી દ્વારા પસંદગી
જ્યારે વાયરમાં પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે. તેના જથ્થાની ગણતરી ઇલેક્ટ્રિક પાવર ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે:
2.5 mm² ના ક્રોસ સેક્શન અને 10 મીટરની લંબાઈવાળા તાંબાના વાયરમાં R = 10 * 0.0074 = 0.074 ઓહ્મ. 30A P=30²*0.074=66W ના પ્રવાહ પર.
આ પાવર કંડક્ટર અને કેબલને જ ગરમ કરે છે. તે જે તાપમાને ગરમ થાય છે તે ઇન્સ્ટોલેશનની સ્થિતિ, કેબલમાં કોરોની સંખ્યા અને અન્ય પરિબળો પર આધાર રાખે છે અને અનુમતિપાત્ર તાપમાન- ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી પર. કોપરમાં વધુ વાહકતા હોય છે, તેથી પાવર આઉટપુટ અને જરૂરી ક્રોસ-સેક્શન ઓછું હોય છે. તે વિશિષ્ટ કોષ્ટકોનો ઉપયોગ કરીને અથવા ઑનલાઇન કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
અનુમતિપાત્ર વોલ્ટેજ નુકશાન
હીટિંગ ઉપરાંત, જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ વાયરમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે લોડની નજીકનો વોલ્ટેજ ઘટે છે. આ મૂલ્યની ગણતરી ઓહ્મના નિયમનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે:
સંદર્ભ. PUE ધોરણો અનુસાર, તે 5% થી વધુ અથવા 220V નેટવર્કમાં હોવું જોઈએ નહીં - 11V કરતાં વધુ નહીં.
તેથી, કેબલ જેટલી લાંબી છે, તેનો ક્રોસ-સેક્શન મોટો હોવો જોઈએ. તમે કોષ્ટકોનો ઉપયોગ કરીને અથવા ઑનલાઇન કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરીને તેને નિર્ધારિત કરી શકો છો. અનુમતિપાત્ર હીટિંગના આધારે ક્રોસ-સેક્શનની પસંદગીથી વિપરીત, વોલ્ટેજની ખોટ બિછાવેલી સ્થિતિ અને ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી પર આધારિત નથી.
220V નેટવર્કમાં, વોલ્ટેજ બે વાયર દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવે છે: તબક્કો અને તટસ્થ, તેથી ગણતરી કેબલની બમણી લંબાઈનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. પાછલા ઉદાહરણના કેબલમાં તે U=I*R=30A*2*0.074Ohm=4.44V હશે. આ વધારે નથી, પરંતુ 25 મીટરની લંબાઈ સાથે તે 11.1V થાય છે - મહત્તમ અનુમતિપાત્ર મૂલ્ય, તમારે ક્રોસ-સેક્શન વધારવું પડશે.
અન્ય ધાતુઓનો વિદ્યુત પ્રતિકાર
તાંબુ અને એલ્યુમિનિયમ ઉપરાંત, અન્ય ધાતુઓ અને એલોયનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં થાય છે:
- લોખંડ. સ્ટીલમાં ઊંચી પ્રતિકારકતા હોય છે, પરંતુ તે તાંબા અને એલ્યુમિનિયમ કરતાં વધુ મજબૂત હોય છે. સ્ટીલની સેર હવામાં નાખવા માટે રચાયેલ કેબલમાં વણાયેલી છે. વિદ્યુત પ્રસારિત કરવા માટે આયર્નનો પ્રતિકાર ખૂબ વધારે છે, તેથી ક્રોસ-સેક્શનની ગણતરી કરતી વખતે મુખ્ય ક્રોસ-સેક્શન ધ્યાનમાં લેવામાં આવતાં નથી. વધુમાં, તે વધુ પ્રત્યાવર્તનક્ષમ છે, અને ઉચ્ચ-પાવર ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓમાં હીટરને કનેક્ટ કરવા માટે તેમાંથી લીડ્સ બનાવવામાં આવે છે;
- નિક્રોમ (નિકલ અને ક્રોમિયમનું એલોય) અને ફેક્રલ (આયર્ન, ક્રોમિયમ અને એલ્યુમિનિયમ). તેમની પાસે ઓછી વાહકતા અને પ્રત્યાવર્તનક્ષમતા છે. વાયરવાઉન્ડ રેઝિસ્ટર અને હીટર આ એલોયમાંથી બનાવવામાં આવે છે;
- ટંગસ્ટન. તેની વિદ્યુત પ્રતિકાર ઊંચી છે, પરંતુ તે પ્રત્યાવર્તન ધાતુ (3422 °C) છે. તેનો ઉપયોગ આર્ગોન-આર્ક વેલ્ડીંગ માટે ઇલેક્ટ્રિક લેમ્પ અને ઇલેક્ટ્રોડમાં ફિલામેન્ટ બનાવવા માટે થાય છે;
- કોન્સ્ટેન્ટન અને મેંગેનીન (તાંબુ, નિકલ અને મેંગેનીઝ). તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે આ વાહકોની પ્રતિકારકતા બદલાતી નથી. રેઝિસ્ટરના ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા ઉપકરણોમાં વપરાય છે;
- કિંમતી ધાતુઓ - સોનું અને ચાંદી. તેમની પાસે ઉચ્ચતમ વિશિષ્ટ વાહકતા છે, પરંતુ તેમની ઊંચી કિંમતને કારણે, તેમનો ઉપયોગ મર્યાદિત છે.
પ્રેરક પ્રતિક્રિયા
વાયરની વાહકતાની ગણતરી કરવા માટેના સૂત્રો ફક્ત સીધા વર્તમાન નેટવર્કમાં અથવા ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ પર સીધા વાહકમાં માન્ય છે. પ્રેરક પ્રતિક્રિયા કોઇલમાં અને ઉચ્ચ-આવર્તન નેટવર્કમાં દેખાય છે, જે સામાન્ય કરતાં અનેકગણી વધારે છે. વધુમાં, ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહ ફક્ત વાયરની સપાટી સાથે જ પ્રવાસ કરે છે. તેથી, તે કેટલીકવાર ચાંદીના પાતળા સ્તર સાથે કોટેડ હોય છે અથવા લિટ્ઝ વાયરનો ઉપયોગ થાય છે.
