Math o rwystr

Trafododd yr erthygl ar gerrynt trydanol ddwysedd cerrynt trydanol, ac esboniwyd y maes trydanol hefyd yn yr erthygl ar feysydd trydanol. Mae maes trydanol a cherrynt trydanol yn bodoli mewn dargludydd pan fo gwahaniaeth potensial ar draws y dargludydd; i'r gwrthwyneb, os nad oes gwahaniaeth potensial, nid oes maes trydanol na cherrynt trydanol yn bodoli.

Mewn dargludydd metel, mae'r maes trydanol yn gymesur yn uniongyrchol â'r dwysedd cerrynt, lle mae cymhareb y maes trydanol i'r dwysedd cerrynt yn gysonyn. Gelwir cymhareb y maes trydanol i'r dwysedd cerrynt yn wrthedd neu wrthwynebiad penodol . Yn fathemategol, mynegir y berthynas rhwng y maes trydanol, y dwysedd cerrynt, a'r gwrthiant penodol yn yr hafaliad:

Math o rwystrDisgrifiad: ρ = gwrthiant penodol, E = maes trydanol, J = dwysedd cerrynt

Un o'r fformwlâu maes trydan yw E = V/s lle mae V = gwahaniaeth potensial trydan = foltedd trydan ac s = pellter, felly uned y maes trydan yw Folt/metr (V/m). Y fformiwla dwysedd cerrynt yw J = I/A lle mae I = cerrynt trydan ac A = arwynebedd trawsdoriadol y dargludydd, felly uned y dwysedd cerrynt yw Ampere/metr sgwâr (A/m² ) . Y fformiwla gwrthedd yw ρ = E/J felly uned y gwrthiant yw V/m: A/m² = V/mxm² / A = V/A (m) = Ω m (darllenwch: mesurydd Ohm). Mae Ω = Folt/Ampere yn uned o wrthiant trydanol, ac eglurir yr uned hon yn yr erthygl am gyfraith Ohm.

Mae'r gwerthoedd gwrthedd uchaf gan inswleidyddion trydanol neu ddargludyddion trydanol gwael, tra bod y gwerthoedd gwrthedd isaf gan ddargludyddion trydanol neu ddargludyddion trydanol da. Po orau y mae dargludydd yn dargludo cerrynt trydan, yr isaf yw ei wrthedd . Trefn y dargludyddion metel gyda'r gwrthedd uchaf i'r isaf yw tun, dur, alwminiwm, aur, copr, arian. Felly gellir dod i'r casgliad bod gwerth gwrthedd gwrthrych yn dangos mesur o allu'r gwrthrych i rwystro cerrynt trydan.

Dargludydd da sy'n ufuddhau i gyfraith Ohm, ar dymheredd penodol, mae ei werth gwrthedd yn annibynnol ar y maes trydan, sy'n golygu os yw maint y maes trydan yn newid, nid yw'r gwerth gwrthedd yn newid. I'r gwrthwyneb, dargludydd nad yw'n ufuddhau i gyfraith Ohm, mae ei werth gwrthedd yn dibynnu ar y maes trydan, sy'n golygu os yw maint y maes trydan yn newid, mae'r gwerth gwrthedd hefyd yn newid.

Mae gwrthedd dargludydd metel yn dibynnu ar dymheredd. Wrth i'r tymheredd gynyddu, mae'r gwrthedd yn cynyddu; i'r gwrthwyneb, wrth i'r tymheredd ostwng, mae'r gwrthedd yn lleihau. Wrth i'r tymheredd gynyddu, mae atomau'n symud yn gyflymach ac yn dod yn fwy anhrefnus, gan rwystro symudiad electronau ac arafu eu llif. Wrth i'r tymheredd ostwng, mae atomau'n symud yn arafach ac yn dod yn fwy trefnus, gan ganiatáu llif electronau llyfnach.

Gwrthdro gwrthedd yw dargludedd. Yn fathemategol, mynegir y berthynas rhwng gwrthedd a dargludedd gan yr hafaliad:
σ = 1/ρ
Disgrifiad: σ = dargludedd dargludydd, ρ = gwrthedd dargludydd.
Uned gwrthedd yw Ωm felly uned dargludedd yw 1/Ωm = (Ωm)-1

Mae'r gwerthoedd dargludedd uchaf gan ddargludyddion trydanol neu ddargludyddion trydanol da tra bod y gwerthoedd dargludedd isaf gan inswleidyddion trydanol neu ddargludyddion trydanol gwael. Po orau y mae dargludydd yn dargludo cerrynt trydan, y mwyaf yw ei ddargludedd. Trefn y dargludyddion metel gyda'r dargludedd uchaf i'r isaf yw arian, copr, aur, alwminiwm, dur, tun. Felly gellir dod i'r casgliad bod gwerth dargludedd gwrthrych yn dangos mesur o allu'r gwrthrych i ddargludo cerrynt trydan. Mae gan arian ddargludedd uchel ond mae'n ddrud felly defnyddir copr yn ehangach fel dargludydd cerrynt trydan.

 

Gadewch sylw