Yaygın kullanılan malzemelerde elektriksel iletkenlik

Metallerdeki elektriksel iletkenlik, elektrik yüklü parçacıkların hareketinin bir sonucudur. Metal elementlerin atomları, hareket etmekte serbest kalan bir atomun dış kabuğundaki elektron olan değerlik elektronlarının varlığı ile karakterize edilir. Metallerin elektrik akımı iletmesine izin veren bu “serbest elektronlar”dır.

Değerlik elektronları serbestçe hareket edebildiğinden, bir metalin fiziksel yapısını oluşturan kafes boyunca hareket edebilirler. Bir elektrik alanı altında, serbest elektronlar metaller arasında bilardo topları gibi birbirine çarparak hareket eder ve hareket ettiklerinde elektrik yükü geçirirler.

CoSense : Heterojen Kablosuz Ağlarda ZigBee Parazitleri

Elektiriksel iletkenlik

Elektriksel iletkenlik veya spesifik iletkenlik, bir malzemenin elektrik akımı iletme yeteneğinin ölçüsüdür. İletkenlik, elektrik direncinin karşılıklı (ters) değeridir.

Elektriksel iletkenlik, akım yoğunluğunun elektrik alan kuvvetine oranı olarak tanımlanır ve şöyle ifade edilebilir:

σ = J / E                          (1)

σ = elektriksel iletkenlik (1/ohms m, 1/Ω m, siemens/m, S/m, mho/m)

J = akım yoğunluğu (amps/m2)

E = elektrik alan şiddeti (volts/m)

Bir siemens – S – bir ohm’un tersine eşittir ve aynı zamanda bir mho olarak da adlandırılır.

Metallerde iletkenlik

Metallerdeki iletkenlik, akımın metale uygulanan elektrik alanla doğrudan orantılı olduğunu belirten Ohm Kanunu’na uymalıdır. Alman fizikçi Georg Ohm’un adını taşıyan yasa, 1827’de akım ve voltajın elektrik devreleriyle nasıl ölçüleceğini ortaya koyan yayınlanmış bir makalede yayınlandı. Ohm Yasasını uygulamadaki anahtar değişken bir metalin özdirencidir.

Dirençlilik, bir metalin elektrik akımı akışına ne kadar güçlü bir şekilde karşı olduğunu değerlendiren elektrik iletkenliğinin zıddıdır. Bu genellikle bir metre küp malzemenin zıt yüzleri boyunca ölçülür ve ohm metre (µm) olarak tanımlanır. Dirençlilik genellikle Yunanca rho (ρ) harfi ile temsil edilir.

Diğer yandan elektriksel iletkenlik, metre başına siemens (S⋅m −1 ) ile ölçülür ve Yunanca harf sigması (σ) ile gösterilir. Bir siemens, bir ohm’un tersine eşittir.

Kablo nedir? ve çeşitleri nelerdir?

Metallerin elektriksel iletkenliği

MalzemeDirençlilik –
p (Ω • m) 20 ° C’de
İletkenlik –
σ (S / m) 20 ° C’de
Gümüş1,59×10 -86.30×10 7
Bakır1.68×10 -85.98×10 7
Tavlanmış bakır1.72×10 -85.80×10 7
Altın2.44×10 -84.52×10 7
Alüminyum2.82×10 -83,5×10 7
Kalsiyum3.36×10 -82.82×10 7
Berilyum4.00×10 -82.500×10 7
Rodyum4.49×10 -82.23×10 7
Magnezyum4.66×10 -82.15×10 7
Molibden5.225×10 -81.914×10 7
İridyum5.289×10 -81.891×10 7
Tungsten5.49×10 -81.82×10 7
Çinko5.945×10 -81.682×10 7
Kobalt6.25×10 -81.60×10 7
Kadmiyum6.84×10 -81.46 7
Nikel (elektrolitik)6.84×10 -81.46×10 7
Rutenyum7.595×10 -81.31×10 7
Lityum8.54×10 -81.17×10 7
Demir9.58×10 -81.04×10 7
Platin1.06×10 -79.44×10 6
palladyum1.08×10 -79.28×10 6
Teneke1.15×10 -78.7×10 6
Selenyum1.197×10 -78.35×10 6
Tantal1.24×10 -78.06×10 6
niyobyum1.31×10 -77.66×10 6
Çelik (Döküm)1.61×10 -76.21×10 6
Krom1.96×10 -75.10×10 6
Öncülük etmek2.05×10 -74.87×10 6
Vanadyum2.61×10 -73.83×10 6
Uranyum2.87×10 -73.48×10 6
Antimon*3.92×10 -72,55×10 6
Zirkonyum4.105×10 -72.44×10 6
Titanyum5.56×10 -71.798×10 6
Merkür9.58×10 -71.044×10 6
Germanyum*4.6×10 -12.17
Silikon*6.40×10 21,56×10 -3
Deniz suyu 4,5 – 5,5
Su – İçme 0.0005 – 0.05
Su – Deiyonize 5.5 10 -6

* Not: Yarı iletkenlerin (metaloidlerin) direnci, büyük ölçüde malzemede bulunan yabancı maddelerin varlığına bağlıdır.

  • 1 S/m = 104 μS/cm = mho/m
  • 1 S/cm = 10-2 S/m
  • 1 1/Ω m = S/m = 3.28 1/Ω ft = 3.28 S/ft

Üç Fazlı Güç Denklemleri

Elektriksel direnç

İletkenlik, elektrik direncinin karşılıklı (ters) değeridir. Elektriksel direnç olarak ifade edilebilir

ρ = 1 / σ                   (2)

ρ = elektriksel direnç (ohm m2/m, ohm m)

Bir İletkenin Direnci

Bir iletken için direnç şu şekilde ifade edilebilir:

R = ρ l / A                      (3)

R = direnç (ohms, Ω)

l = iletken uzunluğu (m)

A = iletken kesit alanı (m2)

Örnek – Bir Kablonun Direnci

Kesit alanı 5.26 mm2 olan 1000 m bakır tel ölçerin # 10 direnci aşağıdaki gibi hesaplanabilir.

R = (1.724 x 10-8 ohm m2/m) (1000 m) / ((5.26 mm2) (10-6 m2/mm2)) 

   = 3.2 ohm

Hüseyin Sümer hakkında 102 makale
Chemical and Mechanical engineer. Entrepreneur. Passionate about, Technology and Research.

İlk yorum yapan olun