மின்கடத்துதிறன் மற்றும் மின்தடைத்திறன்

மின்கடத்துமை (மின்கடத்துதிறன்) என்பது, ஒரு பொருள், அதன் வடிவ அமைப்புகளைத் தாண்டி, மின்னாற்றாலை மின்னோட்டமாக எவ்வளவு நன்றாகக் கடத்த வல்லது என்பதைக் குறிக்கும், அப்பொருளின் அடிப்படைத் தன்மையைக் காட்டும் பண்பளவீடு. இப்பண்பு அப்பொருளின் அடிப்படை பண்புகளின் ஒன்றாகும். இதனை அனைத்துலக முறை அலகுகளில் (SI) மீட்டர் ஒன்றுக்கான சீமன்சு (S·m⁻¹)என்னும் அலகால் (பண்பு அலகால்) குறிக்கப்பெறுகின்றது. மின்கடத்துமை பொதுவாக கிரேக்க எழுத்து ஃசிக்மா (sigma, σ) என்பதால் குறிக்கப்பெறுகின்றது.

மின்தடைமை (மின் தடைத்திறன்) என்பது, ஒரு பொருள், அதன் வடிவ அமைப்புகளைத் தாண்டி, மின்னாற்றாலை மின்னோட்டமாக ஓடுவதை எவ்வளவு நன்றாக தடுத்தெதிர்க்க (தடை எழுப்ப) வல்லது என்பதைக் குறிக்கும், அப்பொருளின் அடிப்படைத் தன்மையைக் காட்டும் பண்பளவீடு. இப்பண்பு அப்பொருளின் அடிப்படை பண்புகளின் ஒன்றாகும். இதனை அனைத்துலக முறை அலகுகளில் (SI) ஓம்-மீட்டர் (Ωm) என்னும் அலகால் (பண்பு அலகால்) குறிக்கப்பெறுகின்றது. மின்தடைமை பொதுவாக கிரேக்க எழுத்து ரோ (rho, ρ) என்பதால் குறிக்கப்பெறுகின்றது

மின்தடைமை (மின்தடைத்திறன்), மின்கடத்துமை (மின்கடத்துதிறன்) ஆகிய இரண்டும் ஒன்றுக்கொன்று தலைகீழ் விகிதத் தொடர்புடையது.

\sigma ={1 \over \rho }.

வரைபிலக்கணங்கள்

இரு மின்முனைகளுக்கு இடையே ஒரு தடையி. தடையியின் நீளம்

\ell

, குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு

A

.

ஒரு பொருளின் மின் தடைத்திறன் அல்லது மின் தடைமை, ρ (ரோ), என்பது, அப்பொருளில் ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னோட்டச் செறிவு இருப்பதற்கு, எவ்வளவு மின்புலம், அப் பொருளுள் இருக்க வேண்டும் என்பதாகும். அதாவது மின்தடைமை = மின்புலம் வகுத்தல் மின்னோட்டச் செறிவு:

\rho ={E \over J}\,\!

இங்கு

ρ நிலையான தடைத்திறன்(ஓம்-மீட்டரில் (Ω-m) அளக்கப்படும்,

E மின்புலத்தின் அளவு(மீட்டருக்கு வோல்ட் (V/m) இல் அளக்கப்படும்);

J மின்னோட்டத்தின் செறிவு(சதுர மீட்டருக்கு அம்பியர் (A/m²) எனும் அலகில் அளக்கப்படும்.

பொதுவாக ஒரு தடையி சீரான பண்புகள் கொண்ட ஒருபொருளால் ஆக்கப்பட்டு, ஒரு குறிப்பிட்ட குறுக்கு வெட்டுப்பரப்பும் ( $A$ ) கொண்டு இருந்தால், அதன் நீளத்தை ( $\ell$ ) இரட்டித்தால் அதன் தடைமம் ( $R$ ) இரட்டிக்கும். ஆகவே மின்தடைமமானது, நீளத்தின்( $\ell$ ) நேர் சார்பு (நேர்விகிதம்) உடையது. அதாவது $R\propto \ell$ . அதே போல குறுக்கு வெட்டுப்பரப்பு இரட்டிப்பாக ஆனால், அது அதிக மின்னோட்டத்துக்கு இடம் தருமாகையால் மின் தடைமமானது ( $R$ ), இரு மடங்காகக் குறையும். இதனால் மின் தடைமமானது குறுக்குவெட்டுப் பரப்புக்கு எதிர்விகிதத்தில் (தலைகீழ் சார்பில்) இருக்கும். அதாவது $R\propto {\frac {1}{A}}$ . இருவிளைவும் சேர்ந்து மின்தடைமம் ( $R$ ), $R\propto {\frac {\ell }{A}}$ . இந்த சார்பு (விகித) உறவை சமன்பாடாக ஆக்கும் மாறிலியே மின்தடைமை அல்லது மின்தடைத்திறன் எனப்படுவது. இது ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் ஒரு பொருளின் மாறாத அடிப்படை மின்பண்பு ஆகும். மின்தடைமம் ( $R$ ) என்பது கீழ்க்காணும் சமன்பாட்டால் குறிக்கப்பெறும்:

R=\rho {\frac {\ell }{A}}\,\!

இதில் ஒரு பொருளின் அடிப்படை மின்பண்பு, மின்தடைமை அல்லது மின்தடைத்திறன் ρ என்பதாகும்.

ஒரு மின்தடையியின் தடைமம் R என்றால், அதன் நீளம், குறுக்குவெட்டுப்பரப்பு ஆகியவை அறியக்கூடியது என்றால், அதன் மின்தடைமை அலல்து மின்தடைத்திறன் ρ:

\rho =R{\frac {A}{\ell }},\,\!

இங்கு

R சீரான பொருளொன்றின் தடைமம் (ஓம் (Ω) அலகில் அளக்கப்படும்,

$\ell$ தடையிப் பொருளின் நீளம்(மீட்டரில் (m)அளக்கப்படும்,

A தடையிப் பொருளின் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு(சதுர மீட்டரில் (m²)அளக்கப்படும்.

பொருட்களின் தடைத்திறன்கள்

மாழை(உலோகம்) முதலான மின்கடத்திகள் உயர் மின்கடத்துதிறனையும் (மின்கடத்துமையும்) குறைந்த மின் தடைத்திறனையும் (மின்தடைமையும்) கொண்டவையாகும்.
கண்ணாடி முதலான மின் வன்கடத்திகள் அல்லது மின்காவலிகள் குறைந்த மின்கடத்துதிறனையும் உயர் மின்தடைத்திறனையும் (மின்தடைமையும்) கொண்டவையாகும்.
குறைகடத்திகளின் மின்கடத்துதிறன் (மின்கடத்துமையும்) இடைப்பட்டதாக இருக்கும். ஆனால் இது அயலணுக்கள் சேர்த்தல், வெப்பநிலை, ஒளிவீழ்ச்சி போன்றவற்றால் மிக மிகப்பெரிதும் மாறுபடக்கூடியது.

கீழுள்ள அட்டவணை 20 °C (68 °F) வெப்பநிலைகளில் வேறுபட்ட பொருட்களின் மின்கடத்துமை அல்லது மின்கடத்துதிறன், மற்றும் மின்தடைமை அலல்து மின்தடைத்திறன் மற்றும் அவற்றின் வெப்பநிலைக் குணகம் என்பவற்றைத் தருகிறது.

பொருள்	ρ [Ω·m] at 20 °C	σ [S/m] at 20 °C	வெப்பநிலை குணகம்[குறிப்பு 1] [K⁻¹]	மேற்கோள்கள்
வெள்ளி	1.59×10⁻⁸	6.30×10⁷	0.0038	[1][2]
செம்பு	1.68×10⁻⁸	5.96×10⁷	0.0039	[2]
Annealed Copper[குறிப்பு 2]	1.72×10⁻⁸	5.80×10⁷
தங்கம்[குறிப்பு 3]	2.44×10⁻⁸	4.52×10⁷	0.0034	[1]
அலுமினியம்[குறிப்பு 4]	2.82×10⁻⁸	3.5×10⁷	0.0039	[1]
கல்சியம்	3.36×10⁻⁸	2.98×10⁷	0.0041
தங்குதன்	5.60×10⁻⁸	1.79×10⁷	0.0045	[1]
நாகம்	5.90×10⁻⁸	1.69×10⁷	0.0037	[3]
நிக்கல்	6.99×10⁻⁸	1.43×10⁷	0.006
லித்தியம்	9.28×10⁻⁸	1.08×10⁷	0.006
இரும்பு	1.0×10⁻⁷	1.00×10⁷	0.005	[1]
பிளாற்றினம்	1.06×10⁻⁷	9.43×10⁶	0.00392	[1]
தகரம்	1.09×10⁻⁷	9.17×10⁶	0.0045
Lead	2.2×10⁻⁷	4.55×10⁶	0.0039	[1]
தைத்தானியம்	4.20x10⁻⁷	2.38×10⁶	X
மங்கனின்	4.82×10⁻⁷	2.07×10⁶	0.000002	[4]
கொன்சுதான்சன்	4.9×10⁻⁷	2.04×10⁶	0.000008	[5]
இரசம்	9.8×10⁻⁷	1.02×10⁶	0.0009	[4]
நிக்குறோம்[குறிப்பு 5]	1.10×10⁻⁶	9.09×10⁵	0.0004	[1]
Carbon (amorphous)	5 to 8×10⁻⁴	1.25 to 2×10³	−0.0005	[1][6]
காபன்(காரீயம்)[குறிப்பு 6]	2.5 to 5.0×10⁻⁶ ⊥basal plane 3.0×10⁻³ //basal plane	2 to 3×10⁵ ⊥basal plane 3.3×10² //basal plane		[7]
காபன் (வைரம்)[குறிப்பு 7]	~10¹²	~10⁻¹³		[8]
சேர்மானியம்[குறிப்பு 7]	4.6×10⁻¹	2.17	−0.048	[1][2]
கடல்நீர்[குறிப்பு 8]	2×10⁻¹	4.8		[9]
குடிநீர்[குறிப்பு 9]	2×10¹ to 2×10³	5×10⁻⁴ to 5×10⁻²
அயனகற்றப்பட்ட நீர்[குறிப்பு 10]	1.8×10⁵	5.5 × 10⁻⁶		[10]
சிலிக்கான்[குறிப்பு 7]	6.40×10²	1.56×10⁻³	−0.075	[1]
GaAs	5×10⁷ to 10⁻³	5×10⁻⁸ to 10³		[11]
கண்ணாடி	10¹⁰ to 10¹⁴	10⁻¹¹ to 10⁻¹⁵	?	[1][2]
Hard rubber	10¹³	10⁻¹⁴	?	[1]
சல்பர்	10¹⁵	10⁻¹⁶	?	[1]
வளி	1.3×10¹⁶ to 3.3×10¹⁶	3 to 8 × 10⁻¹⁵		[12]
மெழுகு	10¹⁷	10⁻¹⁸	?
படிகம் (fused)	7.5×10¹⁷	1.3×10⁻¹⁸	?	[1]
PET	10²⁰	10⁻²¹	?
Teflon	10²² to 10²⁴	10⁻²⁵ to 10⁻²³	?

மேற்கோள்களும் குறிப்புகளும்

குறிப்புகள்

The numbers in this column increase or decrease the significand portion of the resistivity. For example, at 30 °C (303 K), the resistivity of silver is 1.65×10⁻⁸. This is calculated as Δρ = α ΔT ρ_o where ρ_o is the resistivity at 20 °C (in this case) and α is the temperature coefficient.
Referred to as 100% IACS or International Annealed Copper Standard. The unit for expressing the conductivity of nonmagnetic materials by testing using the eddy-current method. Generally used for temper and alloy verification of aluminium.
Gold is commonly used in electrical contacts because it does not easily corrode.
Commonly used for high voltage power lines
Nickel-Iron-Chromium alloy commonly used in heating elements.
Graphite is strongly anisotropic.
The resistivity of semiconductors depends strongly on the presence of impurities in the material.
Corresponds to an average salinity of 35 g/kg at 20 °C.
This value range is typical of high quality drinking water and not an indicator of water quality
Conductivity is lowest with monoatomic gases present; changes to 1.2 × 10^-4 upon complete de-gassing, or to 7.5 × 10^-5 upon equilibration to the atmosphere due to dissolved CO₂

மேற்கோள்கள்

Serway, Raymond A. (1998). Principles of Physics (2nd ed ). Fort Worth, Texas; London: Saunders College Pub. பக். 602. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0-03-020457-7.
David Griffiths (physicist) (1999) [1981]. "7. Electrodynamics". in Alison Reeves (ed.). Introduction to Electrodynamics (3rd edition ). Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall. பக். 286. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0-13-805326-X. இணையக் கணினி நூலக மையம்:40251748.
http://physics.mipt.ru/S_III/t (PDF format; see page 2, table in the right lower corner)
Giancoli, Douglas C. (1995). Physics: Principles with Applications (4th ed ). London: Prentice Hall. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0-13-102153-2.
(see also Table of Resistivity)
John O'Malley, Schaum's outline of theory and problems of basic circuit analysis, p.19, McGraw-Hill Professional, 1992 ISBN 0-07-047824-4
Y. Pauleau, Péter B. Barna, P. B. Barna, Protective coatings and thin films: synthesis, characterization, and applications, p.215, Springer, 1997 ISBN 0-7923-4380-8.
Hugh O. Pierson, Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing, and applications, p.61, William Andrew, 1993 ISBN 0-8155-1339-9.
Lawrence S. Pan, Don R. Kania, Diamond: electronic properties and applications, p.140, Springer, 1994 ISBN 0-7923-9524-7.
Physical properties of sea water
Pashley, R. M.; Rzechowicz, M; Pashley, LR; Francis, MJ (2005). "De-Gassed Water is a Better Cleaning Agent". The Journal of Physical Chemistry B 109 (3): 1231. doi:10.1021/jp045975a. பப்மெட்:16851085.
Ohring, Milton (1995). Engineering materials science, Volume 1 (3rd edition ). பக். 561.
Pawar, S. D.; Murugavel, P.; Lal, D. M. (2009). "Effect of relative humidity and sea level pressure on electrical conductivity of air over Indian Ocean". Journal of Geophysical Research 114: D02205. doi:10.1029/2007JD009716. Bibcode: 2009JGRD..11402205P.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] The numbers in this column increase or decrease the significand portion of the resistivity. For example, at 30 °C (303 K), the resistivity of silver is 1.65×10⁻⁸. This is calculated as Δρ = α ΔT ρ_o where ρ_o is the resistivity at 20 °C (in this case) and α is the temperature coefficient.

[4] Referred to as 100% IACS or International Annealed Copper Standard. The unit for expressing the conductivity of nonmagnetic materials by testing using the eddy-current method. Generally used for temper and alloy verification of aluminium.

[5] Gold is commonly used in electrical contacts because it does not easily corrode.

[6] Commonly used for high voltage power lines

[10] Nickel-Iron-Chromium alloy commonly used in heating elements.

[12] Graphite is strongly anisotropic.

[semi-14] The resistivity of semiconductors depends strongly on the presence of impurities in the material.

[16] Corresponds to an average salinity of 35 g/kg at 20 °C.

[18] This value range is typical of high quality drinking water and not an indicator of water quality

[19] Conductivity is lowest with monoatomic gases present; changes to 1.2 × 10^-4 upon complete de-gassing, or to 7.5 × 10^-5 upon equilibration to the atmosphere due to dissolved CO₂

[serway-2] Serway, Raymond A. (1998). Principles of Physics (2nd ed ). Fort Worth, Texas; London: Saunders College Pub. பக். 602. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0-03-020457-7.

[Griffiths-3] David Griffiths (physicist) (1999) [1981]. "7. Electrodynamics". in Alison Reeves (ed.). Introduction to Electrodynamics (3rd edition ). Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall. பக். 286. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0-13-805326-X. இணையக் கணினி நூலக மையம்:40251748.

[7] ttp://physics.mipt.ru/S_III/t (PDF format; see page 2, table in the right lower corner)

[giancoli-8] Giancoli, Douglas C. (1995). Physics: Principles with Applications (4th ed ). London: Prentice Hall. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0-13-102153-2.
(see also Table of Resistivity)

[9] John O'Malley, Schaum's outline of theory and problems of basic circuit analysis, p.19, McGraw-Hill Professional, 1992 ISBN 0-07-047824-4

[11] Y. Pauleau, Péter B. Barna, P. B. Barna, Protective coatings and thin films: synthesis, characterization, and applications, p.215, Springer, 1997 ISBN 0-7923-4380-8.

[13] Hugh O. Pierson, Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing, and applications, p.61, William Andrew, 1993 ISBN 0-8155-1339-9.

[15] Lawrence S. Pan, Don R. Kania, Diamond: electronic properties and applications, p.140, Springer, 1994 ISBN 0-7923-9524-7.

[17] Physical properties of sea water

[20] Pashley, R. M.; Rzechowicz, M; Pashley, LR; Francis, MJ (2005). "De-Gassed Water is a Better Cleaning Agent". The Journal of Physical Chemistry B 109 (3): 1231. doi:10.1021/jp045975a. பப்மெட்:16851085.

[Ohring-21] Ohring, Milton (1995). Engineering materials science, Volume 1 (3rd edition ). பக். 561.

[22] Pawar, S. D.; Murugavel, P.; Lal, D. M. (2009). "Effect of relative humidity and sea level pressure on electrical conductivity of air over Indian Ocean". Journal of Geophysical Research 114: D02205. doi:10.1029/2007JD009716. Bibcode: 2009JGRD..11402205P.