प्रतिरोधकता क्या है: परिभाषा और इसका सूत्र

जब एक सामग्री में एक संभावित अंतर लागू किया जाता है, तो सामग्री में इलेक्ट्रॉनों को नकारात्मक इलेक्ट्रोड से सकारात्मक इलेक्ट्रोड तक ले जाना शुरू होता है, जो सामग्री में वर्तमान का उत्पादन करता है। लेकिन इलेक्ट्रॉनों के इस आंदोलन के दौरान, वे अपने रास्ते में अन्य इलेक्ट्रॉनों के साथ विभिन्न टकरावों से गुजरते हैं। ये टकराव इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के लिए कुछ विरोध का कारण बनते हैं। इस घटना को सामग्री के प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है। सामग्री की प्रतिरोधक क्षमता विद्युत परिपथों में लाभदायक होती है। कई कारक किसी सामग्री के प्रतिरोध मूल्य को प्रभावित करते हैं। सामग्री के विशिष्ट प्रतिरोध का मूल्य हमें किसी विशेष सामग्री की प्रतिरोधक क्षमता के बारे में एक विचार देता है।

प्रतिरोधकता क्या है?

सामग्री को कंडक्टर, अर्धचालक और इन्सुलेटर के रूप में उनके संचालन गुणों के आधार पर विभाजित किया गया है। एक सामग्री की विद्युत प्रतिरोधकता को एक निर्दिष्ट तापमान पर प्रति इकाई लंबाई और प्रति इकाई क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की सामग्री के प्रतिरोध के रूप में परिभाषित किया गया है।

जब किसी पदार्थ में एक संभावित अंतर लागू किया जाता है, तो पदार्थ की प्रतिरोधक क्षमता इसके माध्यम से धारा के प्रवाह का विरोध करती है। पदार्थ की यह संपत्ति तापमान के साथ बदलती है और यह भी निर्भर करती है कि पदार्थ किस प्रकार के पदार्थ से बना है। यह पदार्थ के प्रतिरोध को मापता है।

प्रतिरोधकता के लिए सूत्र

इसके लिए सूत्र प्रतिरोध के नियमों से लिया गया है। किसी पदार्थ के प्रतिरोध के लिए चार नियम हैं।

प्रतिरोध-समीकरण

पहला कानून

यह बताता है कि प्रतिरोध किसी पदार्थ का R उसकी लंबाई L यानी आर Thus L के सीधे आनुपातिक होता है। इस प्रकार जब पदार्थ की लंबाई दोगुनी हो जाती है। इसका प्रतिरोध भी दोगुना हो जाता है।

दूसरा कानून

इस कानून के अनुसार, प्रतिरोध किसी पदार्थ का R अप्रत्यक्ष रूप से उसके पार के अनुभागीय क्षेत्र A. यानी R / 1 / A के समानुपाती होता है। इस प्रकार किसी पदार्थ के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को दोगुना करके, इसके प्रतिरोध मान को आधा कर दिया जाता है।

तीसरा कानून

इस कानून में कहा गया है कि प्रतिरोध सामग्री का तापमान पर निर्भर करता है।

चौथा कानून

इस कानून के अनुसार, प्रतिरोध विभिन्न सामग्रियों से बने दो-तार का मूल्य अलग-अलग होता है, हालांकि वे अपनी लंबाई और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्रों में समान होते हैं।

इन सभी कानूनों से लंबाई L और पार के अनुभागीय क्षेत्र A के साथ एक चालक के प्रतिरोध मान को व्युत्पन्न किया जा सकता है

आर R एल / ए

आर = ρL / ए

यहाँ, ρ प्रतिरोध प्रतिरोध है जिसे विशिष्ट प्रतिरोध की प्रतिरोधकता के रूप में जाना जाता है।

इस प्रकार सामग्री की विद्युत प्रतिरोधकता के रूप में दी गई है

ρ = आरए / एल

इसकी एसआई इकाई ओम-मीटर है। इसे प्रतीक ’ρ’ द्वारा दर्शाया गया है।

कंडक्टर, अर्धचालक और इंसुलेटर के लिए प्रतिरोधकता वर्गीकरण

यह सामग्री अत्यधिक तापमान पर निर्भर करती है। तापमान में वृद्धि के साथ कंडक्टरों में सामग्री में बढ़ने वाले इलेक्ट्रॉनों की गति भी बढ़ जाती है। इसके चलते काफी टक्कर हो जाती है। यह इलेक्ट्रॉनों की टक्कर के औसत समय में कमी का परिणाम है। यह पदार्थ इलेक्ट्रॉनों की टक्कर के औसत समय के विपरीत आनुपातिक है। इस प्रकार, टकराव के औसत समय में कमी के साथ, कंडक्टर की प्रतिरोधकता मूल्य बढ़ जाती है।

अर्धचालक पदार्थों में जब तापमान में वृद्धि होती है तो अधिक सहसंयोजक बंधों का टूटना होता है। यह पदार्थ में मुक्त प्रभार वाहक की संख्या को बढ़ाता है। चार्ज वाहक में इस वृद्धि के साथ, पदार्थ की चालकता बढ़ जाती है जिससे अर्धचालक सामग्री की प्रतिरोधकता कम हो जाती है। इस प्रकार तापमान में वृद्धि के साथ, इसके अर्धचालकों में वृद्धि होगी।

यह बिजली का संचालन करने की उनकी क्षमता के आधार पर विभिन्न सामग्रियों की तुलना करने में मदद करता है। यह चालकता का पारस्परिक है। कंडक्टर उच्च चालकता मूल्य और कम प्रतिरोधकता मूल्य हैं। इन्सुलेटर में उच्च प्रतिरोधकता मूल्य और कम चालकता मूल्य होते हैं। प्रतिरोधकता और चालकता के मूल्य सेमीकंडक्टर बीच में पड़ा है।

एक अच्छे कंडक्टर के लिए इसका मूल्य जैसे कि हाथ से तैयार किया गया तांबा 20 पर^०C 1.77 × 10 है^-8ओम-मीटर और दूसरी ओर, यह एक अच्छा इन्सुलेटर 10 से लेकर है^१२10 से^बीसओम-मीटर।

तापमान गुणांक

प्रतिरोध के तापमान गुणांक को 1 of के प्रतिरोध में वृद्धि के रूप में परिभाषित किया गया है अवरोध 1 की एक सामग्री के^०C तापमान में वृद्धि। इसे प्रतीक 'α' द्वारा दर्शाया गया है।

तापमान में परिवर्तन के साथ सामग्री की प्रतिरोधकता में परिवर्तन के रूप में दिया गया है

dρ / dt = ρ। α

यहाँ, डेला प्रतिरोधकता मूल्य में परिवर्तन है। इसकी इकाइयाँ ओम-मी हैं^दो/म। Ρ ρ 'पदार्थ का प्रतिरोधकता मान है। 'Dt' तापमान मान में परिवर्तन है। Resistance α 'प्रतिरोध का तापमान गुणांक है।

सामग्री के लिए नया प्रतिरोधकता मूल्य जब यह तापमान परिवर्तन से गुजरता है तो उपरोक्त समीकरण द्वारा गणना की जा सकती है। सबसे पहले, इसके मूल्य में परिवर्तन की मात्रा की गणना तापमान गुणांक का उपयोग करके की जाती है। फिर मूल्य नए मूल्य की गणना करने के लिए पिछले मूल्य में जोड़ा जाता है।

विभिन्न तापमानों पर सामग्री के प्रतिरोध मूल्यों की गणना करने में यह बहुत उपयोगी है। प्रतिरोध और प्रतिरोधकता दोनों ही शब्द एक बहने वाली धारा द्वारा अनुभव किए गए विरोध से संबंधित हैं, लेकिन यह सामग्रियों का आंतरिक गुण है। उनकी लंबाई और क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के बावजूद सभी तांबे के तारों में एक ही प्रतिरोधकता मूल्य होता है, जबकि उनकी प्रतिरोध मान उनकी लंबाई और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्रों में परिवर्तन के साथ बदल जाती है।

हर सामग्री का अपना मूल्य होता है। विभिन्न प्रकार की सामग्री के लिए सामान्य प्रतिरोधकता मान निम्न प्रकार दिए जा सकते हैं - सुपरकंडक्टर्स प्रतिरोधकता के लिए 0 है, धातुओं प्रतिरोधकता के लिए 10 है^-8, अर्धचालक और इलेक्ट्रोलाइट के लिए प्रतिरोधकता मान परिवर्तनशील है, इन्सुलेटर के लिए प्रतिरोधकता मान 10 से है^१६सुपर इंसुलेटर के लिए प्रतिरोधकता मान ∞ the 'है।

20 पर^०C चांदी के लिए प्रतिरोधकता मान 1.59 × 10 है^-8, तांबे के लिए 1.68 × 10-8। विभिन्न सामग्रियों के लिए सभी प्रतिरोधकता मूल्य एक में पाए जा सकते हैं टेबल । लकड़ी को उच्च-इन्सुलेटर के रूप में माना जाता है, लेकिन इसमें मौजूद नमी की मात्रा के आधार पर भिन्न होता है। कई मामलों में, सामग्री की अमानवीय प्रकृति के कारण प्रतिरोधकता फार्मूला का उपयोग करके सामग्री के प्रतिरोध की गणना करना मुश्किल है। ऐसे मामलों में, J की निरंतरता समीकरण और E के लिए पॉइसन के समीकरण द्वारा गठित आंशिक अंतर समीकरण का उपयोग किया जाता है। क्या अलग-अलग लंबाई और अलग-अलग अनुभागीय क्षेत्रों वाले दो तारों में समान मान हैं?