Dirençlilik Hakkında Makale
Elektrik akımıyla ilgili olarak, elektrik akımının yoğunluğu tartışılmış, ayrıca elektrik alanı da elektrik alanı konusu kapsamında açıklanmıştır. İletkende potansiyel farkı varsa, iletkende elektrik alanı ve elektrik akımı bulunur; potansiyel farkı yoksa, elektrik alanı ve elektrik akımı da yoktur.
Hemen hemen tüm metal iletkenlerde, elektrik alanı elektrik akımının yoğunluğuyla doğru orantılıdır; elektrik alanının elektrik akımının yoğunluğuna oranı sabittir. Elektrik alanının akım yoğunluğuna oranının değerine özdirenç denir. Matematiksel olarak, elektrik alanı, akım yoğunluğu ve özdirenç arasındaki ilişki şu denklemle ifade edilir:
ρ = E / J
ρ = özdirenç, E = elektrik alanı , J = akım yoğunluğu
Elektrik alan formüllerinden biri E = V/d'dir; burada V = elektrik potansiyel farkı = elektrik gerilimi ve d = mesafedir, dolayısıyla elektrik alan birimi Volt/metre (V/m)'dir. Akım yoğunluğu formülü J = I/A'dır; burada I = elektrik akımı ve A = iletkenin kesit alanıdır, dolayısıyla akım yoğunluğunun birimi Amper/metre kare (A/m²)'dir . Direnç denklemi ρ = E/J'dir, dolayısıyla direnç birimi V/m'dir: A/m² = V/m x m² / A = V/A (m) = Ω m (okunuşu: Ohmmetre). Ω = Volt / Amper , elektriksel direncin birimidir.
En yüksek özdirenç değeri elektrik yalıtkanlarına, en düşük özdirenç değeri ise iyi bir elektrik iletkenine aittir. Bir iletken elektrik akımını ne kadar iyi iletirse, o iletkenin direnci de o kadar düşük olur. En yüksekten en düşüğe doğru özdirenç sıralaması kalay, çelik, alüminyum, altın, bakır, gümüş şeklindedir. Dolayısıyla, bir cismin direnç değerinin, o cismin elektrik akımını engelleme yeteneğinin bir ölçüsü olduğu sonucuna varılabilir.
İyi bir iletken ve Ohm yasasına uyan bir malzeme, belirli bir sıcaklıkta, özdirenç değerini elektrik alanından bağımsız olarak belirler; yani elektrik alanı değişse bile özdirenç değeri değişmez. Bunun aksine, Ohm yasasına uymayan iletkenlerde özdirenç değeri elektrik alanına bağlıdır; yani elektrik alanının büyüklüğü değişirse R değeri de değişir.
Metal iletkenin özdirenci sıcaklığa bağlıdır. Metalin sıcaklığı artarsa özdirenci de artar, sıcaklık azalırsa özdirenci de azalır. Sıcaklık arttıkça atomlar daha hızlı hareket eder ve düzensiz bir şekilde dizilirler, bu da elektronların hareketini engeller ve elektron akışının yavaşlamasına neden olur. Sıcaklık azaldığında ise atomlar daha yavaş hareket eder ve daha düzenli bir şekilde dizilirler, böylece elektron akışı daha düzgün olur.
Direncin zıttı iletkenliktir. Matematiksel olarak, direnç ve iletkenlik arasındaki ilişki şu denklemle ifade edilir:
σ = 1/ ρ
σ = iletkenin iletkenliği, ρ = özdirenç.
Öz direncin birimi Ωm olduğundan, iletkenliğin birimi 1 / Ωm = (Ωm) -1'dir.
En yüksek iletkenlik değerine sahip olan elektrik iletkenidir, en düşük iletkenlik değerine sahip olan ise elektrik yalıtkanı veya elektriği kötü ileten bir malzemedir. Bir iletken elektrik akımını ne kadar iyi iletirse, iletkenliği de o kadar yüksek olur. İletkenlik sırasına göre metal iletkenler en yüksekten en düşüğe doğru gümüş, bakır, altın, alüminyum, çelik, kalay şeklindedir. Dolayısıyla, bir cismin iletkenlik değerinin, o cismin elektrik akımını taşıma yeteneğinin bir ölçüsü olduğu sonucuna varılabilir. Gümüş yüksek iletkenliğe sahiptir ancak pahalıdır, bu nedenle bakır elektrik iletkeni olarak daha yaygın olarak kullanılır.
