Jenis penghalang

Artikel tentang arus elektrik membincangkan ketumpatan arus elektrik, dan medan elektrik juga dijelaskan dalam artikel tentang medan elektrik. Medan elektrik dan arus elektrik wujud dalam konduktor apabila terdapat beza keupayaan merentasi konduktor tersebut; sebaliknya, jika tiada beza keupayaan, medan elektrik mahupun arus elektrik tidak wujud.

Dalam konduktor logam, medan elektrik adalah berkadar terus dengan ketumpatan arus, di mana nisbah medan elektrik kepada ketumpatan arus adalah malar. Nisbah medan elektrik kepada ketumpatan arus dipanggil kerintangan atau rintangan tentu . Secara matematik, hubungan antara medan elektrik, ketumpatan arus dan rintangan tentu dinyatakan dalam persamaan:

Jenis penghalangPenerangan: ρ = rintangan tentu, E = medan elektrik, J = ketumpatan arus

Salah satu formula medan elektrik ialah E = V/s di mana V = beza keupayaan elektrik = voltan elektrik dan s = jarak, jadi unit medan elektrik ialah Volt/meter (V/m). Formula ketumpatan arus ialah J = I/A di mana I = arus elektrik dan A = luas keratan rentas konduktor, jadi unit ketumpatan arus ialah Ampere/meter kuasa dua (A/m² ) . Formula kerintangan ialah ρ = E/J jadi unit rintangan ialah V/m: A/m² = V/mxm² / A = V/A (m) = Ω m (baca: Ohm meter). Ω = Volt/Ampere ialah unit rintangan elektrik, mengenai unit ini dijelaskan dalam artikel tentang hukum Ohm.

Nilai kerintangan tertinggi dimiliki oleh penebat elektrik atau konduktor elektrik yang lemah, manakala nilai kerintangan terendah dimiliki oleh konduktor elektrik atau konduktor elektrik yang baik. Semakin baik konduktor mengalirkan arus elektrik, semakin rendah kerintangannya . Susunan konduktor logam dengan kerintangan tertinggi hingga terendah ialah timah, keluli, aluminium , emas, kuprum, perak. Jadi dapat disimpulkan bahawa nilai kerintangan sesuatu objek menunjukkan ukuran keupayaan objek tersebut untuk menghalang arus elektrik.

Konduktor yang baik yang mematuhi hukum Ohm, pada suhu tertentu, nilai kerintangannya adalah bebas daripada medan elektrik, bermakna jika magnitud medan elektrik berubah, nilai kerintangan tidak berubah. Sebaliknya, konduktor yang tidak mematuhi hukum Ohm, nilai kerintangannya bergantung pada medan elektrik, bermakna jika magnitud medan elektrik berubah, nilai kerintangan juga berubah.

Kerintangan konduktor logam bergantung pada suhu. Apabila suhu meningkat, kerintangan juga meningkat; sebaliknya, apabila suhu menurun, kerintangan juga berkurangan. Apabila suhu meningkat, atom bergerak lebih pantas dan menjadi lebih tidak teratur, menghalang pergerakan elektron, memperlahankan alirannya. Apabila suhu menurun, atom bergerak lebih perlahan dan menjadi lebih teratur, membolehkan aliran elektron lebih lancar.

Songsangan bagi kerintangan ialah kekonduksian. Secara matematik, hubungan antara kerintangan dan kekonduksian dinyatakan oleh persamaan:
σ = 1/ρ
Penerangan: σ = kekonduksian konduktor, ρ = kerintangan konduktor.
Unit kerintangan ialah Ωm jadi unit kekonduksian ialah 1/Ωm = (Ωm)-1

Nilai kekonduksian tertinggi dimiliki oleh konduktor elektrik atau konduktor elektrik yang baik manakala nilai kekonduksian terendah dimiliki oleh penebat elektrik atau konduktor elektrik yang lemah. Semakin baik konduktor mengalirkan arus elektrik, semakin besar kekonduksiannya. Susunan konduktor logam dengan kekonduksian tertinggi hingga terendah ialah perak, kuprum, emas, aluminium, keluli, timah. Jadi dapat disimpulkan bahawa nilai kekonduksian sesuatu objek menunjukkan ukuran keupayaan objek tersebut untuk mengalirkan arus elektrik. Perak mempunyai kekonduksian yang tinggi tetapi mahal jadi kuprum lebih banyak digunakan sebagai konduktor arus elektrik.

 

Tinggalkan komen