ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో, ప్రవాహాన్ని అనుమతించే ఒక వస్తువు లేదా పదార్థం విద్యుత్ ప్రవాహం దీనిని కండక్టర్ అని పిలుస్తారు. ప్రస్తుత సరఫరా దిశ ఒకటి లేదా అనేక దిశలలో ఉంది. సాధారణ విద్యుత్ కండక్టర్లను సాధారణ లోహాలతో తయారు చేసిన పదార్థాలతో తయారు చేస్తారు. ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహం, రంధ్రాలు మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో, సానుకూల అయాన్లు లేదా ప్రతికూల అయాన్లు విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క తరం చేయవచ్చు. లోహాలలో, ఎలక్ట్రాన్లు ప్రధాన రవాణాగా ఉంటాయి కాని బ్యాటరీలలో, కాటినిక్ ఎలక్ట్రోలైట్లు పాజిటివ్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లపై ఆధారపడి ఉంటాయి. అదేవిధంగా, ఇంధన కణాలలో, ప్రోటాన్ కండక్టర్‌లోని మొబైల్ ప్రోటాన్లు పాజిటివ్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఈ వ్యాసం విద్యుత్ కండక్టర్, రకాలు మరియు లక్షణాల యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది.
ఎలక్ట్రికల్ కండక్టర్ అంటే ఏమిటి?
ఎలక్ట్రికల్ కండక్టర్ యొక్క నిర్వచనం వేడి, విద్యుత్తు లేకపోతే ధ్వని ప్రవాహాన్ని అనుమతించే పదార్థం. విద్యుత్ వాహకత అనేది విద్యుత్తును నిర్వహించే సామర్ధ్యం. యొక్క ఉత్తమ ఉదాహరణలు విద్యుత్ కండక్టర్లు రాగి, ఇనుము మొదలైన లోహాలు. ఇవి ప్రధానంగా వైర్లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు, తద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని మోయవచ్చు. అది మాకు తెలుసు సెమీకండక్టర్స్ అవి ఒక రకమైన పదార్థాలు, ఎందుకంటే అవి వాటి ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని అనుమతిస్తాయి కాని చాలా బాగా లేవు. మరియు కొన్ని పదార్థాలు రెసిస్టర్లు కరెంట్ ప్రవాహాన్ని పరిమితం చేయడం వలన అవి కరెంట్ ప్రవాహాన్ని ఆపడానికి చాలా కష్టపడ్డాయి.
విద్యుత్-కండక్టర్
ఒక ఇన్సులేటర్ కరెంట్ ప్రవాహాన్ని నిరోధించే పదార్థంగా నిర్వచించవచ్చు మరియు ఇవి ప్రధానంగా ప్లాస్టిక్ వంటి వైర్లను కప్పడానికి ఉపయోగిస్తారు. సూపర్ కండక్టర్స్ వంటి కొన్ని పదార్థాలు సంఖ్యను అందిస్తాయి నిరోధకత విద్యుత్ ప్రవాహానికి. ఉష్ణోగ్రత పెరిగిన తర్వాత కండక్టర్ యొక్క నిరోధకత పెరుగుతుంది.
ఉదాహరణలు
ఎలక్ట్రికల్ కండక్టర్ల యొక్క ఉత్తమ ఉదాహరణలు ప్రధానంగా ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి. సాధారణ పీడనం మరియు వెండి వంటి ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో కండక్టర్ పనిచేసినప్పుడు విద్యుత్ కండక్టర్ ఉత్తమంగా పిలువబడుతుంది.
ఇది ఎల్లప్పుడూ పదార్థం వంటి పరిపూర్ణ ఎంపిక కాదు, అయినప్పటికీ దాని ధర మరియు ఆక్సైడ్ పొర కారణంగా. ఈ పొరను మచ్చ అని పిలుస్తారు మరియు ఇది అనుకూలమైనది కాదు. అదేవిధంగా, వెర్డిగ్రిస్, రస్ట్ మరియు ఇతర రకాల ఆక్సైడ్ పొరలు వాహకతను తగ్గిస్తాయి. సమర్థవంతమైన కండక్టర్ల ఉదాహరణలు వెండి, బంగారం, రాగి, అల్యూమినియం, పాదరసం, ఉక్కు, ఇనుము, సముద్రపు నీరు మరియు కాంక్రీటు. ప్లాటినం, ఇత్తడి, కాంస్య, గ్రాఫైట్, మురికి నీరు మరియు నిమ్మరసం వంటి ఎక్కువ కండక్టర్లు.
ఎలక్ట్రికల్ కండక్టర్‌లో ఎలక్ట్రాన్ ఫ్లో
డ్రిఫ్ట్ వేగం కారణంగా కండక్టర్‌లోని ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహం సరళ రేఖలో లేదు. ఈ కారణంగా, కండక్టర్‌లోని అణువుల ద్వారా ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహం ప్రతి క్షణంలో క్రాష్ అవుతుంది. ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు చాలా ఉన్నందున ఈ వేగం చాలా చిన్నది. ఒక కండక్టర్‌లో, ఎలక్ట్రాన్ల సాంద్రతను అంచనా వేయవచ్చు, తద్వారా మనకు తెలిసిన కరెంట్ కోసం డ్రిఫ్ట్ వేగాన్ని అంచనా వేయవచ్చు. సాంద్రత పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, తెలిసిన ప్రవాహానికి తక్కువ వేగం అవసరం. కండక్టర్‌లోని ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహం ‘E’ తో సూచించబడే విద్యుత్ క్షేత్రానికి వ్యతిరేకంగా ఉంటుంది.
కండక్టర్ కరెంట్‌ను ఎలా నిర్వహిస్తుంది?
ఎలక్ట్రికల్ కండక్టర్ కణంలోని పదార్థం వాలెన్స్ & కండక్షన్ వంటి రెండు బ్యాండ్ల మధ్య శక్తి స్థలాన్ని కలిగి ఉండకూడదు. వాలెన్స్ బ్యాండ్‌లో, బాహ్య ఎలక్ట్రాన్లు అణువుతో అసురక్షితంగా జతచేయబడతాయి. థర్మల్ ఎఫెక్ట్ లేకపోతే ఎలక్ట్రోమోటివ్ శక్తి కారణంగా ఎలక్ట్రాన్లు శక్తివంతమవుతాయి, ఆపై అది ఒక బ్యాండ్ నుండి మరొక బ్యాండ్‌కు ప్రవహిస్తుంది.
కండక్షన్ బ్యాండ్‌లో, కండక్టర్ లోపల ఎక్కడైనా ప్రయాణించడానికి ఎలక్ట్రాన్ దాని స్వేచ్ఛను పొందుతుంది. కండక్టర్ అణువులతో ఆకారంలో ఉంటుంది. అందువల్ల మొత్తం మాదిరిగా, ఈ బ్యాండ్ పెద్ద సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లలో ఉంటుంది. + Ve మెటల్ అయాన్ల నిర్మాణం ఆధారంగా కండక్టర్లలో లోహ బంధాలు ఉన్నాయి. ఈ నిర్మాణాలు ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్ ద్వారా ఉంటాయి.
కండక్టర్‌లో రెండు చివర్లలో సంభావ్య అసమానత సంభవించిన తర్వాత, కండక్టర్ పదార్థం అందించిన ఒక నిమిషం ప్రతిఘటనకు వ్యతిరేకంగా ఈ బ్యాండ్‌లో తక్కువ శక్తి నుండి అధిక శక్తికి సరఫరా చేయడానికి ఎలక్ట్రాన్లు తగిన శక్తిని పొందుతాయి. విద్యుత్ ప్రవాహం ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహానికి రివర్స్ దిశలో ఉంటుంది.
ఎలక్ట్రికల్ కండక్టర్ల రకాలు
ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉన్న వివిధ రకాల కండక్టర్లు ఉన్నాయి.
విద్యుత్-కండక్టర్ల రకాలు
లోహాలు
మెటల్ ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడే అత్యంత వాహక పదార్థం. ఉదాహరణకు, ఇంటి చుట్టూ ఉపయోగించే ఎలక్ట్రిక్ వైర్ మెటీరియల్ ఎలక్ట్రిక్ ప్లగ్ నిర్వహించడం వంటి రాగి తీగను ఉపయోగిస్తుంది, మరియు ఎలక్ట్రిక్ ఐరన్ల లోపలి పరికరం పదార్థాన్ని నిర్వహించడం వంటి లోహాలను కలిగి ఉంటుంది. లోహంలో లెక్కలేనన్ని ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి మరియు చైతన్యాన్ని ప్రోత్సహిస్తాయి ఉత్తమ లోహ కండక్టర్లలో ప్రధానంగా సిల్వర్, కాపర్ & గోల్డ్ ఉన్నాయి.
లోహాలు కానివి
లోహాలు కానివి చాలా మంచి విద్యుత్ కండక్టర్లు. ఉదాహరణకు, గ్రాఫైట్ రూపంలో కార్బన్ చాలా మంచి విద్యుత్ కండక్టర్. గ్రాఫైట్ యొక్క నిర్మాణంలో, కనెక్ట్ చేయడానికి 3 నుండి 4 కార్బన్ అణువులు మాత్రమే ఉపయోగించబడుతున్నాయని మనం గమనించవచ్చు. ఉచిత బంధం కోసం, ఇది ఒకే ఎలక్ట్రాన్‌ను వదిలివేస్తుంది, కాని నాన్‌మెటల్స్‌లో చాలావరకు అద్భుతమైన విద్యుత్ కండక్టర్లు కాదు.
అయానిక్ కండక్టర్లు
కండక్టర్ల పరిష్కార రూపాన్ని అయానిక్ కండక్టర్స్ అంటారు. ఈ కండక్టర్ల యొక్క ఉత్తమ ఉదాహరణలు సముద్రపు నీరు లేదా ఉప్పునీరు ఎందుకంటే ఇవి మంచి విద్యుత్ కండక్టర్లు.
సెమీకండక్టర్స్
కండక్టర్ల వంటి విద్యుత్తును నిర్వహించడంలో సెమీకండక్టర్స్ మంచివి కావు కాని అవి ఇప్పటికీ చాలా అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి. సెమీకండక్టర్స్ యొక్క ఉత్తమ ఉదాహరణలు ప్రధానంగా Ge (జర్మనీయం) మరియు Si (సిలికాన్).
కండక్టర్ యొక్క లక్షణాలు
కండక్టర్ అస్థిరత పరిస్థితి యొక్క లక్షణాలు ప్రధానంగా ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.
- కండక్టర్లు ఎల్లప్పుడూ ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహాన్ని మరియు వాటిలోని అయాన్లను అనుమతిస్తాయి.
- కండక్టర్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం సున్నా, ఇది ఎలక్ట్రాన్లను వాటిలో ప్రవహించడానికి అనుమతిస్తుంది.
- కండక్టర్ యొక్క ఛార్జ్ సాంద్రత ఏమీ లేదు
- ఉచిత ఛార్జీలు ప్రధానంగా కండక్టర్ వెలుపల మాత్రమే ఉన్నాయి
- ఒక కండక్టర్ అన్ని పాయింట్లు సమాన సామర్థ్యంలో ఉంటాయి
మంచి విద్యుత్ కండక్టర్లు అయిన చాలా లోహాలు ఉన్నాయి. ఎందుకంటే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సరఫరా చేసే ఉపకరణ భాగాలు లోహాలతో రూపొందించబడ్డాయి. ఒక అవాహకం అంటే కండక్టర్‌పై ఉండే ప్లాస్టిక్ పూత, ఇది విద్యుత్ షాక్ నుండి మనలను రక్షిస్తుంది.
అందువలన, ఇది ఎలక్ట్రికల్ గురించి డ్రైవర్ విద్యుత్ ప్రసారంలో ఇది వర్తిస్తుంది. ఈ కండక్టర్లలో భారీ వశ్యత మరియు యాంత్రిక బలం ఉన్నాయి, ఇవి ఒకే విధమైన క్రాస్-సెక్షన్ ప్రాంతం యొక్క వైర్‌కు భిన్నంగా ఉంటాయి. సాధారణంగా, ఈ కండక్టర్లలో, మధ్య తీగ వైర్ల యొక్క వివిధ పొరలతో కప్పబడి ఉంటుంది. కండక్టర్ పరిమాణాన్ని దాని సంబంధిత రాగి క్రాస్-సెక్షన్ ప్రాంతం మరియు ప్రతి స్ట్రింగ్ యొక్క వ్యాసంతో తీగల సంఖ్య ద్వారా నిర్ణయించవచ్చు. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, దయచేసి మరికొన్ని కండక్టర్లను పేర్కొనండి?
