प्रतिरोधकता

प्रतिरोधकता के बारे में लेख

विद्युत धारा के संदर्भ में, विद्युत धारा के घनत्व पर चर्चा की गई है, साथ ही विद्युत क्षेत्र के बारे में भी बताया गया है। किसी चालक में विद्युत क्षेत्र और विद्युत धारा तभी उत्पन्न होती है जब उसमें विभवांतर हो, जबकि यदि विभवांतर न हो तो विद्युत क्षेत्र और विद्युत धारा दोनों ही उत्पन्न नहीं होती हैं।

लगभग सभी धातु चालकों में, विद्युत क्षेत्र विद्युत धारा के घनत्व के सीधे समानुपाती होता है, जहाँ विद्युत क्षेत्र और विद्युत धारा के घनत्व का अनुपात स्थिर होता है। विद्युत क्षेत्र और धारा घनत्व के अनुपात के मान को प्रतिरोधकता कहते हैं। गणितीय रूप से, विद्युत क्षेत्र, धारा घनत्व और प्रतिरोधकता के बीच संबंध को निम्न समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है:

ρ = E / J

ρ = प्रतिरोधकता, E = विद्युत क्षेत्र , J = धारा घनत्व

विद्युत क्षेत्र के सूत्रों में से एक है E = V/d, जहाँ V विद्युत विभवांतर = विद्युत वोल्टेज और d दूरी है। इस प्रकार विद्युत क्षेत्र की इकाई वोल्ट/मीटर (V/m) है। धारा घनत्व का सूत्र है J = I/A, जहाँ I विद्युत धारा और A चालक का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल है। इस प्रकार धारा घनत्व की इकाई एम्पीयर/मीटर वर्ग (A/m²) है। ^{प्रतिरोधकता} का समीकरण है ρ = E/J, इसलिए प्रतिरोधकता की इकाई V/m है: A/m² ⁼ V/m x ^m² / A = V/A (m) = Ωm (ओममीटर)। Ω = वोल्ट / एम्पीयर विद्युत प्रतिरोध की इकाई है।

विद्युत कुचालकों का प्रतिरोध सबसे अधिक होता है, जबकि अच्छे विद्युत चालक का प्रतिरोध सबसे कम होता है। विद्युत चालक जितनी अच्छी तरह से विद्युत धारा प्रवाहित करता है, उसका प्रतिरोध उतना ही कम होता है। सबसे अधिक से सबसे कम प्रतिरोधकता वाले धातु चालकों का क्रम टिन, इस्पात, एल्युमीनियम, सोना, तांबा और चांदी है। अतः यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि किसी वस्तु का प्रतिरोध उसकी विद्युत धारा को रोकने की क्षमता को दर्शाता है।

एक अच्छे चालक के लिए, जो ओम के नियम का पालन करता है, एक निश्चित तापमान पर प्रतिरोधकता का मान विद्युत क्षेत्र पर निर्भर नहीं करता है, यानी यदि विद्युत क्षेत्र बदलता है तो प्रतिरोधकता का मान नहीं बदलता है। इसके विपरीत, जो चालक ओम के नियम का पालन नहीं करते हैं, उनके लिए प्रतिरोधकता का मान विद्युत क्षेत्र पर निर्भर करता है, यानी यदि विद्युत क्षेत्र का परिमाण बदलता है तो प्रतिरोधकता का मान भी बदल जाता है।

किसी धातु चालक की प्रतिरोधकता तापमान पर निर्भर करती है। यदि धातु का तापमान बढ़ता है, तो उसकी प्रतिरोधकता भी बढ़ती है, जबकि यदि तापमान घटता है, तो प्रतिरोधकता घटती है। तापमान बढ़ने पर परमाणु तेजी से गति करते हैं और अनियमित रूप से व्यवस्थित हो जाते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉनों की गति अवरुद्ध हो जाती है और उनका प्रवाह धीमा हो जाता है। तापमान घटने पर परमाणु धीरे गति करते हैं और अधिक नियमित रूप से व्यवस्थित हो जाते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह सुगम हो जाता है।

प्रतिरोधकता का विपरीत चालकता है। गणितीय रूप से, प्रतिरोधकता और चालकता के बीच संबंध को निम्न समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है:

σ = 1/ ρ

चालक की चालकता σ, प्रतिरोधकता ρ।

प्रतिरोधकता की इकाई Ωm है, इसलिए चालकता की इकाई 1 / Ωm = (Ωm) ^{-1 है।}

सबसे अधिक चालकता किसी विद्युत चालक की होती है, जबकि सबसे कम चालकता किसी विद्युत कुचालक या विद्युत के खराब चालक की होती है। कोई चालक जितनी अच्छी तरह से विद्युत धारा प्रवाहित करता है, उसकी चालकता उतनी ही अधिक होती है। सबसे अधिक चालकता से सबसे कम चालकता वाले धातु चालकों का क्रम चांदी, तांबा, सोना, एल्युमीनियम, इस्पात और टिन है। अतः यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि किसी वस्तु की चालकता का मान उसकी विद्युत धारा प्रवाहित करने की क्षमता को दर्शाता है। चांदी की चालकता अधिक होती है, लेकिन यह महंगी होती है, इसलिए तांबे का उपयोग विद्युत चालक के रूप में अधिक व्यापक रूप से किया जाता है।