التوصيل هي خاصية مجهرية للمواد التي تتوافق مع معكوس المقاومة النوعية (ρ). تشير الموصلية العالية في مادة ما إلى قدرة تحمل كبيرة الشحنات الكهربائية بكل سهولة من خلال تطبيق فرق محتمل بين نقطتين. وحدة قياس الموصلية هي سيمنز لكل متر (S / م)، والذي يتوافق مع Ω-1.m-1. مواد مثل المعادن والمحاليل الأيونية عمومًا لها مقاييس عالية للتوصيل ، وذلك بفضل وجود كمية كبيرة من الإلكترونات الحرة في هذه الوسائط.
نرى أيضا: ما هي سرعة التيار الكهربائي؟
ما هي الموصلية؟
الموصلية هي مصطلح واسع يمكن استخدامه لتعريف قدرة أي وسيط مادي على نقل الطاقة أو الجزيئات في أشكال الحرارة، شحنات كهربائية أو مسألة. تُستخدم هذه الأنواع المختلفة من الموصلية لشرح عدد كبير من ظواهر النقل وتعتمد على عوامل مثل الاختلاف في درجة الحرارة، الفرق في الجهد الكهربائي والفرق في التركيز بين النقاط المختلفة في وسط المادة ، على التوالي.
في هذه المقالة سنناقش حصريًا التوصيل الكهربائي وخصائصه. ومع ذلك ، ينبغي ذكر ذلك هنا الموصلات الجيدة للكهرباء ، في معظم الحالات ، موصلات حرارية جيدة.
ال التوصيلكهربائي هي الكمية المادية التي تقيس السعة الكامنة للمادة لتحمل الشحنات الكهربائية عند تعريضها لفرق الجهد الكهربائي. تأخذ هذه الخاصية من المواد في الاعتبار النواحيمجهري، مثل توفر وتنقل الإلكترونات الحرة ، والتي يمكن فهمها ، على التوالي ، على أنها كمية ضعيفة مرتبطة بالنواة الذرية والسرعة التي يمكن بها توصيل الإلكترونات بين ذرات الشبكة البلورية للمادة دون الاصطدام بها. الأخيرة.
ال وحدة قياس الموصلية الكهربائية هي بالضبط عكس وحدة قياس المقاومة (Ω.m) ، لذلك ، 1 / ميكرومتر أو حتى الآن Ω-1.m-1. علاوة على ذلك ، من الممكن أيضًا أن تكون الموصلية الكهربائية مكتوبة بلغة أخرى وحدة قياس، معروف ك سيمنز، الذي رمزه س. تُستخدم هذه الوحدة لتمثيل كمية محددة بواسطة معكوس المقاومة الكهربائية (R): أ تصرفكهربائي (ز).
صيغة الموصلية
الصيغة المستخدمة لحساب الموصلية هي كما يلي:
σ - الموصلية (S / م)
ρ - المقاومة (ميكرومتر)
الموصلية x المقاومة
الموصلية والمقاومة عظمةعكسيامتناسب. يشير هذا إلى أنه كلما زادت موصلية المادة ، انخفضت مقاومتها والعكس صحيح. مثل المقاومة ، الموصلية أ السمة الجوهرية للمادة و لا تعتمد على العوامل الهندسية ، مثل شكل الجسم أو أبعاده.
ومن المثير للاهتمام أن الموصلية هي إحدى الكميات الفيزيائية التي تمتد قياساتها على أكبر عدد منها أوامر من حجم. في الطبيعة من الممكن العثور على المواد عوازل التي لديها موصلات أقل من 10-17 S / م ، بينما هناك ممتازة الموصلات الموصلية التي تكون أكبر من 107 لا.
اقرأ أيضا:الاختلافات بين المواد الموصلة والعازلة
جدول الموصلية الكهربائية للمواد
تحقق من أ الطاولة الذي يحتوي على قياسات الموصلية لبعض المواد الشائعة.
مادة |
الموصلية (Ω-1.m-1) |
فضة |
6,8.107 |
نحاس |
6,0.107 |
ذهب |
4,3.107 |
زجاج |
1,0.10-11 |
ممحاة |
1,1.10-15 |
كوارتز |
~10-17 |
من الجدول أعلاه ، من الممكن رؤية حجم طيف قياسات التوصيلية ، والذي يمكن أن يمتد لأكثر من 20 مرتبة من حيث الحجم.
بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء
