Sifat listrik bahan

Kabel ini, yang biasa digunakan, terdiri dari kawat tembaga, logam berkos tinggi, ditutupi dengan plastik isolasi, bahan konduktivitas yang sangat rendah

Apa sifat listrik dari bahan tersebut?

Itu sifat listrik dari bahan -bahan tersebut adalah yang menentukan respons mereka terhadap lewatnya arus listrik, yaitu kemampuan mereka untuk melakukan dan menolak (dimiliki untuk mentransmisikan listrik dan resistensi terhadap perjalanan yang sama, masing -masing). Menurut kriteria ini, bahan -bahan tersebut diklasifikasikan ke dalam tiga kategori: konduktor, isolator dan semikonduktor.

Disposisi partikel yang membentuk atom bertanggung jawab atas respons ini. Dua yang paling penting, proton dan elektron, ditandai dengan memiliki muatan listrik, properti materi, seperti massa.

Dalam hal bahan konduktif, mudah untuk membangun arus listrik di dalam, karena beberapa memiliki elektron gratis, yang tidak terkait dengan atom tertentu. Biasanya, pergerakan elektron ini acak, tetapi jika ada agen eksternal yang menangani memindahkannya secara tertib, arus dihasilkan.

Sebaliknya, inti atom dalam bahan isolasi mampu mempertahankan elektron lebih kuat, sehingga tidak begitu sederhana sehingga muatan listrik beredar melalui mereka.

Adapun bahan semikonduktor, ini memiliki karakteristik menengah, yaitu, mereka dapat menghantarkan listrik dalam keadaan tertentu. Ini membuat mereka sangat berguna di perangkat elektronik, karena mereka berfungsi sebagai amplifier dan sebagai pengatur intensitas dan perjalanan arus, di antara fungsi -fungsi lainnya.

Itu dapat melayani Anda: gradien tekanan: apa itu dan bagaimana itu dihitung

Apa sifat listrik dari bahan tersebut?

Konduktivitas listrik

Fisikawan Inggris Stephen Grey (1666-1736) adalah salah satu yang pertama mengklasifikasikan bahan dalam konduktor dan isolator, sesuai dengan kemudahan mereka untuk menghidupkan listrik. Secara alami, cara ideal untuk mengetahuinya adalah dengan melewati arus listrik melalui bahan yang berbeda dan mempelajari respons masing -masing.

Namun, ketika arus listrik diedarkan melalui objek, kepadatan arus (intensitas per satuan luas) dibuat di dalam), yang, untuk banyak zat, sebanding dengan medan listrik yang diproduksi.

Baik medan listrik dan kepadatan saat ini adalah jumlah vektor, sehingga mereka dilambangkan dengan tebal, untuk membedakannya dari mereka yang tidak. Jika medan listrik dipanggil DAN Dan kepadatan saat ini J, Maka Anda bisa menulis:

J ∝ DAN

Di mana simbol "∝" berbunyi "... sebanding dengan ...". Untuk menetapkan kesetaraan, konstanta proporsionalitas diperlukan, disebut σ (baca "sigma"), yang dikenal sebagai konduktivitas listrik materi. Dengan demikian:

J = σ DAN

Unit

Konduktivitas listrik diekspresikan dalam AMP /volt-meter, atau disingkat A /V ∙ M, karena kepadatan arus diberikan dalam a /m² dan medan listrik dalam v/m. Kehilangan antara arus yang melewati material dan tegangan yang diterapkan padanya adalah konduktansi G dan unit ukurannya adalah Siemens Dan disingkat, oleh karena itu, konduktivitas σ juga dapat dinyatakan sebagai S/M atau S ∙ M⁻¹.

Bahan di mana J = σ DAN Mereka tahu caranya Bahan ohmic, Nah ini adalah bentuk mikroskopis dari hukum ohm yang diketahui dengan baik untuk sirkuit listrik resistif v = i ∙ r, di mana v adalah tegangan, dan arus dan r resistensi listrik.

Dapat melayani Anda: apa sifat materi? (Dengan contoh)

Zat dan bahan konduktor

Hukum Ohm menetapkan bahwa semakin tinggi medan listrik di dalam pengemudi, semakin besar kepadatan saat ini, sebuah fakta yang disukai ketika σ besar. Oleh karena itu, driver yang baik adalah mereka yang memiliki konduktivitas σ tinggi.

Bahan dengan mudah untuk mengangkut arus dapat berupa konduktor elektronik atau konduktor elektrolitik. Yang pertama memiliki elektron bebas yang disebut SO, yang merupakan elektron kecil atau tidak ada yang terkait dengan beberapa atom tertentu, dan karenanya dapat bersirkulasi melalui material. Di antaranya logam menonjol: perak, tembaga dan emas, misalnya.

Ketika tegangan ditetapkan dalam sepotong tembaga, medan listrik dibuat di mana elektron bebas bergerak, menghasilkan arus listrik ke arah yang berlawanan ke lapangan.

Jenis konduktor kedua, elektrolitik, adalah larutan dalam media berair dari berbagai asam, basa atau garam. Dalam hal ini, mengemudi dilakukan berkat ion positif dan negatif (kation dan anion masing -masing), mampu bergerak di tengah, dipandu oleh elektroda dengan beban tanda yang berlawanan.

Kecuali tegangan tinggi, konduktor elektrolitik juga mematuhi hukum OHM.

Tabel konduktif

Tabel berikut menunjukkan konduktivitas berbagai bahan, konduktor, semikonduktor dan isolator, pada suhu 20 ° C.

Konduktivitas berbagai bahan dapat diamati dengan menerapkan suhu 20 ° C

Suhu merupakan faktor penting untuk konduktivitas listrik, karena pada suhu yang lebih tinggi, konduktivitas berkurang, karena agitasi termal. Dengan cara ini, atom bergetar lebih cepat, meningkatkan jumlah tabrakan di antara mereka dan elektron bebas, yang gerakannya lebih tidak teratur.

Itu dapat melayani Anda: Teori Stasioner Negara: Sejarah, Penjelasan, Berita

Sebaliknya, ketika suhu turun, bahan cenderung meningkatkan konduktivitasnya. Beberapa bisa menjadi superkonduktor suhu yang sangat rendah, yang berarti bahwa konduktivitas mereka praktis tak terbatas.

Meskipun logam adalah bahan mengemudi par excellence, graphene adalah yang memiliki konduktivitas terbesar, seperti yang dapat kita amati dalam tabel.

Dia Graphene Ini bukan logam, tetapi zat yang terbuat dari batubara murni, yang atomnya disusun dalam struktur yang sangat teratur. Menjadi juga konduktor panas yang sangat baik, graphene dapat mendukung lewatnya arus listrik tinggi tanpa panas yang merusak.

Konduktivitas dan resistivitas

Ketika datang ke konduktor elektronik, Anda bekerja keras dengan resistivitas, bukan konduktivitas.

Resistivitas adalah resiprokal atau kebalikan dari konduktivitas. Ini berarti bahwa semakin besar konduktivitas suatu bahan, semakin rendah resistivitasnya.

Resistivitas dilambangkan dengan huruf Yunani ρ (bertuliskan "rho") dan seperti yang dikatakan di atas, itu dapat diungkapkan dengan:

ρ = 1 / σ

Bertentangan dengan konduktivitas, resistivitas meningkat dengan suhu, oleh karena itu, pada suhu yang lebih tinggi, resistivitas yang lebih besar.

Referensi

1. Bauer, w. 2011. Fisika untuk Teknik dan Ilmu Pengetahuan. Volume 2. MC Graw Hill.  
2. Callister, w. Sains dan Teknik Bahan. Saya terbalik.
3. Buka Stax. Fisika Perguruan Tinggi. Diperoleh dari: OpenStax.org.