ఒక పదార్థం అంతటా సంభావ్య వ్యత్యాసం వర్తించినప్పుడు, పదార్థంలోని ఎలక్ట్రాన్లు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ నుండి సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్లకు వెళ్లడం ప్రారంభిస్తాయి, ఇది పదార్థంలో విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కానీ ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క ఈ కదలిక సమయంలో, అవి తమ మార్గంలో ఇతర ఎలక్ట్రాన్లతో వివిధ ఘర్షణలకు గురవుతాయి. ఈ గుద్దుకోవటం ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహానికి కొంత వ్యతిరేకతను కలిగిస్తుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని పదార్థానికి నిరోధకత అంటారు. పదార్థాల రెసిస్టివిటీ ఆస్తి ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్లలో ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. అనేక అంశాలు పదార్థం యొక్క నిరోధక విలువను ప్రభావితం చేస్తాయి. పదార్థం యొక్క నిర్దిష్ట నిరోధకత యొక్క విలువ ఒక నిర్దిష్ట పదార్థం యొక్క నిరోధక సామర్థ్యం గురించి మాకు ఒక ఆలోచన ఇస్తుంది.
రెసిస్టివిటీ అంటే ఏమిటి?
కండక్టర్లు, సెమీకండక్టర్స్ మరియు అవాహకాలుగా వాటి ప్రవర్తన లక్షణాల ఆధారంగా పదార్థాలు విభజించబడ్డాయి. ఒక పదార్థం యొక్క విద్యుత్ నిరోధకత యూనిట్ పొడవుకు మరియు పేర్కొన్న ఉష్ణోగ్రత వద్ద యూనిట్ క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతానికి ప్రతిఘటనగా నిర్వచించబడుతుంది.
పదార్ధం అంతటా సంభావ్య వ్యత్యాసం వర్తించినప్పుడు, పదార్ధం యొక్క నిరోధక ఆస్తి దాని ద్వారా ప్రవాహాన్ని ప్రవహిస్తుంది. పదార్ధం యొక్క ఈ ఆస్తి ఉష్ణోగ్రతతో మారుతుంది మరియు పదార్ధం తయారైన పదార్థంపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది పదార్ధం యొక్క ప్రతిఘటనను కొలుస్తుంది.
రెసిస్టివిటీ కోసం ఫార్ములా
దీనికి సూత్రం ప్రతిఘటన చట్టాల నుండి తీసుకోబడింది. ఒక పదార్ధం యొక్క నిరోధకతకు నాలుగు చట్టాలు ఉన్నాయి.
రెసిస్టివిటీ-ఈక్వేషన్
మొదటి చట్టం
ఇది పేర్కొంది నిరోధకత R యొక్క పదార్ధం దాని పొడవు L కి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అనగా R ∝ L. అందువల్ల పదార్ధం యొక్క పొడవు రెట్టింపు అయినప్పుడు. దాని నిరోధకత కూడా రెట్టింపు అవుతుంది.
రెండవ చట్టం
ఈ చట్టం ప్రకారం, ది నిరోధకత ఒక పదార్ధం యొక్క R దాని క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతానికి పరోక్షంగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అనగా R ∝ 1 / A. అందువల్ల ఒక పదార్ధం యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతాన్ని రెట్టింపు చేయడం ద్వారా, దాని నిరోధక విలువ సగానికి సగం అవుతుంది.
మూడవ చట్టం
ఈ చట్టం పేర్కొంది నిరోధకత పదార్థం యొక్క ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
నాల్గవ చట్టం
ఈ చట్టం ప్రకారం, ది నిరోధకత వేర్వేరు పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన రెండు-తీగ విలువ భిన్నంగా ఉంటుంది, అయినప్పటికీ అవి వాటి పొడవు మరియు క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతాలలో సమానంగా ఉంటాయి.
ఈ అన్ని చట్టాల నుండి పొడవు L మరియు క్రాస్-సెక్షనల్ ఏరియా A కలిగిన కండక్టర్ యొక్క నిరోధక విలువను పొందవచ్చు
R L / A.
R = ρL / A.
ఇక్కడ, specific అనేది నిర్దిష్ట నిరోధకత యొక్క రెసిస్టివిటీ అని పిలువబడే నిరోధక సహ-సమర్థత.
అందువలన పదార్థం యొక్క విద్యుత్ నిరోధకత ఇలా ఇవ్వబడుతుంది
ρ = RA / L.
దాని S.I యూనిట్ ఓం-మీటర్. దీనిని ‘ρ’ గుర్తుతో సూచిస్తారు.
కండక్టర్లు, సెమీకండక్టర్స్ మరియు అవాహకాల కోసం రెసిస్టివిటీ వర్గీకరణ
ఈ పదార్థం ఉష్ణోగ్రతపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో కండక్టర్లలో పదార్థంలో కదిలే ఎలక్ట్రాన్ల వేగం కూడా పెరుగుతుంది. ఇది చాలా ఘర్షణలకు దారితీస్తుంది. ఇది ఎలక్ట్రాన్ల తాకిడి సగటు సమయం తగ్గుతుంది. ఈ పదార్ధం ఎలక్ట్రాన్ల తాకిడి సగటు సమయానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అందువలన, ఘర్షణ యొక్క సగటు సమయం తగ్గడంతో, కండక్టర్ యొక్క రెసిస్టివిటీ విలువ పెరుగుతుంది.
సెమీకండక్టర్ పదార్ధాలలో ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు ఎక్కువ సమయోజనీయ బంధాల విచ్ఛిన్నం జరుగుతుంది. ఇది పదార్ధంలో ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల సంఖ్యను పెంచుతుంది. ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల పెరుగుదలతో, పదార్ధం యొక్క వాహకత పెరుగుతుంది, తద్వారా సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క ప్రతిఘటన తగ్గుతుంది. అందువలన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో, దాని సెమీకండక్టర్స్ పెరుగుతాయి.
విద్యుత్తును నిర్వహించగల సామర్థ్యం ఆధారంగా వివిధ పదార్థాలను పోల్చడానికి ఇది సహాయపడుతుంది. ఇది వాహకత యొక్క పరస్పరం. కండక్టర్లు అధిక వాహకత విలువలు మరియు తక్కువ నిరోధక విలువలను కలిగి ఉంటాయి. అవాహకాలు అధిక రెసిస్టివిటీ విలువలు మరియు తక్కువ వాహకత విలువలను కలిగి ఉంటాయి. రెసిస్టివిటీ మరియు వాహకత యొక్క విలువలు సెమీకండక్టర్ మధ్యలో ఉంది.
20 వద్ద చేతితో గీసిన రాగి వంటి మంచి కండక్టర్ కోసం దాని విలువ0సి 1.77 × 10-8ఓం-మీటర్ మరియు మరోవైపు, ఇది మంచి ఇన్సులేటర్ కోసం 10 నుండి ఉంటుంది1210 కిఇరవైఓం-మీటర్లు.
ఉష్ణోగ్రత గుణకం
ప్రతిఘటన యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం 1Ω యొక్క నిరోధకత పెరుగుదలలో మార్పుగా నిర్వచించబడింది రెసిస్టర్ 1 కి ఒక పదార్థం0ఉష్ణోగ్రతలో సి పెరుగుదల. దీనిని ‘α’ గుర్తుతో సూచిస్తారు.
ఉష్ణోగ్రతలో మార్పుతో పదార్థం యొక్క ప్రతిఘటనలో మార్పు ఇవ్వబడింది
dρ / dt = ρ. α
ఇక్కడ, dρ అనేది రెసిస్టివిటీ విలువలో మార్పు. దీని యూనిట్లు ఓం-ఎంరెండు/ మీ. ‘Ρ’ అనేది పదార్ధం యొక్క రెసిస్టివిటీ విలువ. ‘డిటి’ అంటే ఉష్ణోగ్రత విలువలో మార్పు. ‘Α’ అనేది నిరోధకత యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం.
ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు గురైనప్పుడు పదార్థం యొక్క కొత్త రెసిస్టివిటీ విలువను పై సమీకరణం ద్వారా లెక్కించవచ్చు. మొదట, ఉష్ణోగ్రత గుణకం ఉపయోగించి దాని విలువలో మార్పు మొత్తం లెక్కించబడుతుంది. కొత్త విలువను లెక్కించడానికి విలువ మునుపటి విలువకు జోడించబడుతుంది.
వివిధ ఉష్ణోగ్రతలలో పదార్థం యొక్క నిరోధక విలువలను లెక్కించడానికి ఇది చాలా ఉపయోగపడుతుంది. ప్రతిఘటన మరియు ప్రతిఘటన రెండు పదాలు ప్రవహించే ప్రవాహం అనుభవించిన ప్రతిపక్షానికి సంబంధించినవి కాని ఇది పదార్థాల యొక్క అంతర్గత ఆస్తి. అన్ని రాగి తీగలు వాటి పొడవు మరియు క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతంతో సంబంధం లేకుండా ఒకే రెసిస్టివిటీ విలువను కలిగి ఉంటాయి, అయితే వాటి పొడవు మరియు క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతాలలో మార్పుతో వాటి నిరోధక విలువ మారుతుంది.
ప్రతి పదార్థానికి దాని విలువ ఉంటుంది. వివిధ రకాలైన పదార్థాలకు సాధారణ రెసిస్టివిటీ విలువలు ఇలా ఇవ్వవచ్చు - సూపర్ కండక్టర్స్ రెసిస్టివిటీ 0, లోహాల రెసిస్టివిటీ 10-8, సెమీకండక్టర్స్ మరియు ఎలక్ట్రోలైట్స్ రెసిస్టివిటీ విలువ వేరియబుల్, ఎందుకంటే ఇన్సులేటర్స్ రెసిస్టివిటీ విలువ 10 నుండి16, సూపర్ ఇన్సులేటర్లకు రెసిస్టివిటీ విలువ ‘’.
20 వద్ద0సి వెండికి రెసిస్టివిటీ విలువ 1.59 × 10-8, రాగి 1.68 × 10-8 కోసం. వివిధ పదార్థాల కోసం అన్ని రెసిస్టివిటీ విలువలు a పట్టిక . కలపను అధిక-అవాహకం వలె పరిగణిస్తారు, అయితే దీనిలోని తేమ మొత్తాన్ని బట్టి ఇది మారుతుంది. అనేక సందర్భాల్లో, పదార్థాల యొక్క అసమాన స్వభావం కారణంగా రెసిస్టివిటీ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి పదార్థం యొక్క ప్రతిఘటనను లెక్కించడం కష్టం. ఇటువంటి సందర్భాల్లో, J మరియు పాయిసన్ యొక్క సమీకరణం యొక్క కొనసాగింపు సమీకరణం ద్వారా ఏర్పడిన పాక్షిక అవకలన సమీకరణం ఉపయోగించబడుతుంది. వేర్వేరు పొడవు మరియు వేర్వేరు క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతాలు కలిగిన రెండు వైర్లు ఒకే విలువలను కలిగి ఉన్నాయా?
