تفاوت میان نسخه‌های «مقاومت و رسانایی الکتریکی»

جز
اصلاح فاصله مجازی + اصلاح نویسه با ویرایشگر خودکار فارسی
جز
جز (اصلاح فاصله مجازی + اصلاح نویسه با ویرایشگر خودکار فارسی)
اجسامی که می‌توانند جریان الکتریسیته را بدون اتلاف زیاد (با مقاومت الکتریکی کم) از خود عبور دهند، رسانای الکتریسته خوانده می‌شوند.
 
افرادی که بیشتر با وسایل برقی کار می‌کنند، در هنگام کار از وسایلی استفاده می‌کنند که دچار برق گرفتگی نشوند. به عنوان مثال، کفشهایکفش‌های مخصوص می پوشند. یعنی از آنجا که [[بدن انسان]] رسانا است، برای اینکه [[جریان]] برق از طریق بدن انسان به زمین منتقل نشود، (چون در این صورت [[برق گرفتگی]] اتفاق می‌افتد) باید از کفشهاکفش‌ها و دستکش‌ هایدستکش‌‌های مخصوص استفاده کنند. دسته [[فازمتر]] ماده‌ای عایق است و لذا می‌توان با استفاده از آن به راحتی برای تشخیص وجود یا عدم جریان [[برق]] استفاده نمود.
 
هنگام کار با برق باید بدانیم که چه اجسامی (موادی) قابلیت انتقال [[جریان الکتریکی]] دارند و چه موادی ندارند. دسته اول را رسانا و دسته دوم را نارسانا می‌نامند.
 
== رسانایی الکترونی ==
برای پی بردن به دلیل رسانایی می‌توان ساختمان مواد رسانا را مورد توجه قرار داد. از جمله مواد رسانای بسیار معروف، فلزات هستند. ویژگی عمده [[فلزات]] از نظر الکتریکی این است که این مواد دارای الکترونهایالکترون‌های آزاد هستند. این الکترونهاالکترون‌ها را اصطلاحاً حاملان بار می‌گویند. هنگامی که اتمهایاتم‌های منزوی برای تشکیل جسم جامد فلزی با هم ترکیب می‌شوند، الکترونهایالکترون‌های لایه خارجی اتم، مقید به اتمهایاتم‌های منفرد باقی نمی‌مانند، بلکه آزادانه در سراسر جسم جامد حرکت می‌کنند.
 
زمانی که در جسمی جابجایی بار صورت می‌گیرد، می‌گویند از جسم جریان الکتریکی می‌گذرد؛ بنابراین اگر فلزی را در مسیر جریان الکتریکی قرار دهیم، این جریان توسط الکترونهایالکترون‌های آزاد منتقل می‌شود و از این رو خاصیت رسانایی بیشتر به دلیل حاملان بار و سرعت آنهاست. البته غیر از فلزات رساناهای دیگری نیز وجود دارند. از این جمله می‌توان به محلولهایمحلول‌های آبی نمکهانمک‌ها و اسیدها اشاره کرد در این مواد رسانایی به شیوهٔ یونی انجام می‌گیرد.
 
== رسانایی یونی ==
 
== ابر رسانا، رسانا، نیمه رسانا، نارسانا (عایق) ==
همه عناصر و مواد از لحاظ عبور جریان برق به سه گروه رسانا، نیمه رسانا، و نارسانا (یا عایق) طبقه‌بندی می‌شوند. معمولاً در بین عناصر شناخته شده فلزات رسانای خوب جریان الکتریکی هستند و غیر فلزات، نارسانا و در برخی مواقع نیمه رسانا هستند. عدد اتمی و چینش [[الکترون‌ها]] و پیوندهای آن‌ها نقش به سزایی در [[رسانای الکتریکی]] دارد. بنا بر اینبنابراین در این مورد استثنائاتی هم دارد. مثلاً نافلز بروم در گروه هفدهم و دوره چهارم [[جدول مندلیف]] قرار دارد. برم نافلزی است که رسانای جریان برق است. فلزات جریان برق را از خود عبور می‌دهند. ولی نافلزات این طور نیستند. "شبه فلز" نیز یک عنوان برای طبقه‌بندی عناصر شیمیایی است و به عناصری گفته می شودمی‌شود که خواصشان میان فلز و نافلز است. تعریف معینی برای [[شبه فلزها]] وجود ندارد اما آنهاآن‌ها دارای دو مشخصه هستند:
# شبه‌ فلزها معمولاً به شکل اکسیدهای آمفوتر یافت می‌شوند.
# شبه‌ فلزها معمولاً نیمه‌رسانا هستند
 
عناصری که در دسته شبه‌فلزها جای می‌گیرند عبارتند از بور (B)، سیلیسیوم (Si)، ژرمانیوم (Ge)، آرسنیک (As)، آنتیموان (Sb)، تلوریوم (Te)، و پولونیوم (Po). بعضی از آلوتروپ‌های دیگر عناصر نیز مانند شبه‌ فلزها رفتار می‌کنند. همه این عناصر در [[بلوک پی]] قرار دارند. کربن دارای آلوتروپهاآلوتروپ‌ها یا دگر شکل هاییشکل‌هایی است. الماس و گرافیت از جمله دگر شکل‌ هایشکل‌‌های کربن هستند. در بلور الماس هر اتم کربن به وسیلهٔ چهار [[پیوند کووالانسی]] به چهار اتم کربن دیگر متصل است، در نتیجه چهار الکترون ظرفیت آن درگیر پیوند می‌باشند. الماس رسانای برق نیست، اما [[رسانایی گرمایی]] آن حدود پنج برابر فلز مس است.
 
گرافیت آلوتروپ دیگر کربن ماده‌ای سیاه و نرم بوده و ساختار لایه‌ای دارد؛ در گرافیت، هر یک از اتم‌های کربن در هر لایه با سه اتم مجاور خود پیوند دارد. یعنی چهار الکترون پیوندی با سه اتم کربن دیگر پیوند برقرار می‌کنند، بنابراین هر اتم کربن با یکی از اتم‌های کربنی که با آن پیوند دارد، پیوندی دوگانه برقرار می‌کند. یکی از این پیوندها سست بوده و در نتیجه یکی از الکترونهایالکترون‌های متعلق به هر کربن تقریباً آزاد بوده و می‌تواند در سراسر لایه حرکت کند. حرکت یون یا الکترون سبب رسانایی الکتریسیته می‌شود. در نتیجه گرافیت در طول هر لایه از لایه‌های خود رسانایی الکتریسیته دارد البته با پیش رفت علوم نانو، کاربرد کربن بسیار بیشتر شده استشده‌است. از این لحاظ اتم کربن به لحاظ انواع پیوندهایی که می‌تواند تشکیل دهد بی نظیر است. همین موضوع باعث اهمیت فوق‌العاده کربن در علوم نانو شده‌ است.
 
== [[ابر رسانا]] ==
. اَبَررسانایی پدیده‌ای است که در دماهای بسیار پایین برای برخی از مواد رخ می‌دهد. در حالت ابررسانایی مقاومت الکتریکی ماده صفر می‌شود و ماده خاصیت [[دیامغناطیس|دیامغناطیسی]] کامل پیدا می‌کند، یعنی [[میدان مغناطیسی]] را دفع می‌کند. دفع میدان مغناطیسی تنها تفاوت اصلی ابررسانا با رسانای کامل است، زیرا رسانای کامل میدان مغناطیسی را عبور می دهدمی‌دهد (آن را دفع نمی کندنمی‌کند).
 
[[مقاومت الکتریکی]] یک رسانای فلزی به تدریج با کاهش دما کم می‌شود. در رساناهای معمولی مثل مس و نقره، وجود ناخالصی و مشکلات دیگر این روند را کند می‌کند. به طوری که حتی در [[صفر مطلق]] هم نمونه‌های معمول مس همچنان مقاومت الکتریکی کمی دارند. در مقابل ابررساناها موادی هستند که اگر دمایشان از یک [[دمای بحرانی]] کمتر شود، ناگهان مقاومت الکتریکی خود را از دست می‌دهند. جریانی از الکتریسیته در یک حلقهٔ ابررسانا می‌تواند برای مدت نامحدودی بدون وجود مولد جریان وجود داشته باشد. مانند پدیدهٔ فرّومغناطیس و خطوط طیفی اتم‌ها، ابررسانایی نیز پدیده‌ای کوانتومی است. هر چند یک تئوری جهانشمول برای اَبَررسانایی وجود ندارد؛ و نمی‌توان آن را با [[فیزیک کلاسیک]] به مانند یک رسانای مطلوب توصیف کرد.
 
== اهمیت اجسام رسانا ==
در زندگی امروزی [[اجسام رسانا]] نقش بسیار اساسی ایفا می‌کنند. به عنوان نمونه، می‌توان به سیمهایسیم‌های انتقال اشاره کرد که به این وسیله جریان برق تولید شده در [[نیروگاه]]‌ها به شهرها و مناطق مسکونی منتقل می‌شود. البته اهمیت مواد رسانا تنها به این مورد خاص محدود نمی‌شود. اگر وسایل برقی خانگی را مورد توجه قرار دهیم و به مواد مختلف رسانا که در ساختمان آن بکار رفته‌است توجه کنیم، اهمیت این مواد بیشتر واضح خواهد بود.
 
== منابع ==
۱۳۳٬۲۴۲

ویرایش