Kifemm hu l-iktarrent elektrika u l-elettroni jimmovu f'kabliji, kavalliet, u metał?

Il-moviment tal-kurrent fit-tieġel, fit-kabli, u fil-metalli huwa fenomenu fiziku fundamentali li jinkludi l-moviment tal-elettroni u s-sigħat tal-materiali konduttivi. Hawn taħt tinsab spjegazzjoni mhuxxija ta' din il-proċess:

1. Konċett tal-Elettroni Franji

Fil-metalli u materiali konduttivi hemm numru kbir ta’ elettroni franji. Dawn l-elettroni franji ma jkunuq mmexxi mal-nukliju atomiku u jistgħu jmovu bmod liberu fi dawk il-materiali. Il-presenza ta’ elettroni franji hija l-erġa raġuni għalliex il-metalli huma kondutturi ħafna tas-silġ.

2. Effett ta’ Kampa Elettrika Esterna

Meta jiġi applikat vottagġ (jiġifieri kampa elettrika esterna) fuq material konduttiv, l-elettroni franji jiġu influenzati mill-kampa elettrika u ibdew jmovu b’direzzjoni. Id-direzzjoni tal-kampa elettrika tiddetermina d-direzzjoni tal-moviment tal-elettroni. Solitament, il-kampa elettrika tippunta mid-terminali pożittivi għal terminali negattivi, u l-elettroni jmovu f’direzzjoni kontrarja, mid-terminali negattivi għal terminali pożittivi.

3. Moviment Dirett tad-Dawra tal-Elettroni

Taħt l-influwenza tal-kampa elettrika, l-elettroni franji ibdew jmovu b’direzzjoni, formand kurrent. Id-direzzjoni tal-kurrent tdefinixxiet minn direzzjoni ta’ moviment tal-karriġa pożittiva, li hi kontrarja lid-direzzjoni verament tal-moviment tal-elettroni. Għalhekk, meta ngħidu li kurrent jirriman minn pożittiv għal negattiv, dan ifisser verament li l-elettroni huma qed jmovu minn negattiv għal pożittiv.

4. Interazzjoni mal-Reticula

Waqt it-tifla, l-elettroni franji jikkollidu mal-reticula (arranġament atomiku) tal-material. Dawn l-ikkolizzjonijiet jqassmu l-elettroni, biex jiġu bid-direzzjoni ta’ moviment u jniqsu vellut mit-tmedda. Dan l-effett ta’ qasam huwa waħed mis-sorsijiet tal-resistanza.

5. Densità tal-Kurrent

Id-densità tal-kurrent (J) hija kurrent per unità ta’ area sezjonali u tista’ tissibt bl-formola:

J= I/A

fejn I huwa l-kurrent u A huwa l-area sezjonali tal-konduttur.

6. Leggi ta’ Ohm

Il-Leggi ta’ Ohm tispiċifika r-relazzjoni bejn kurrent, vottagġ, u resistanza:

V=IR

fejn V huwa l-vottagġ, I huwa l-kurrent, u R huwa l-resistanza.

7. Sigħat tal-Materiali Konduttivi

Materiali konduttivi differenti għandhom sigħat konduttivi differenti, li jdependu fuq is-struttura elettronika u reticula. Pereżempju, l-aħmar u s-silġ huma kondutturi ġodda minħabba li għandhom numru kbir ta’ elettroni franji u resistività żgħira.

8. Effett tal-Temperatura

It-temperatura tiffetaħ immeġġa lil-konduzzjoni. Solitament, meta t-temperatura tiżdied, ivibrazzjonijiet tal-reticula fl-material jiżdiedu, jiżdiedu ftit ta’ ikkolizzjonijiet elettron-reticula u jgħaddu għal resistanza akbar. Dan huwa l-għażla li l-resistanza tal-kondutturi tiżdied meta t-temperatura tiżdied.

9. Superkonduzzjoni

Taħt ċertu kondizzjonijiet speċifiċi, dawn il-materiali jistgħu jagħmlu stat superkonduzziv, fejn l-resistanza tidher lejn żero, alluvant li l-kurrent jirriman bla xejn. Is-superkonduzzjoni solitament toqgħod ftit ta’ temperaturi bassi, iżda l-aktar riċenti ricerka ssibhew xi materiali superkonduzzivi ta’ temperaturi aġħar.

Sommariju

Il-moviment tal-kurrent fit-tieġel, fit-kabli, u fil-metalli huwa mdirrijiet minn moviment dirett tal-elettroni franji taħt l-influwenza ta’ kampa elettrika esterna. L-interazzjoni tal-elettroni mal-reticula tal-material tagħti l-resistanza. Is-sigħat tal-materiali konduttivi, it-temperatura, u fatturi oħra kollha jinfettjaw l-effiċjenza tal-trasferiment tal-kurrent. Taf ta’ din is-sigħat bażika jgħin fil-disinn u fil-applikazzjoni aġjar tal-materiali u ċirkwiti konduttivi.