वायरहरू र केबलहरू र धातुहरूमा विद्युत धारा र इलेक्ट्रनहरू कसरी चालना गर्छन्?

तार, केबल र धातुहरूमा विद्युत धारा को गति एक मौलिक भौतिक परिघटन हो जसले इलेक्ट्रानहरूको गति र चालक सामग्रीहरूको गुणधर्महरू समावेश गर्छ। यहाँ यस प्रक्रियाको विस्तृत व्याख्या दिइएको छ:

1. स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरूको अवधारणा

धातुहरू र चालक सामग्रीहरूमा धेरै संख्यामा स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरू छन्। यी स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरू अणुको नाभिकसँग बँधिएको छैन र सामग्रीभित्र आजाद गति गर्न सक्छन्। स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरूको उपस्थिति धातुहरूलाई विद्युत चालक बनाउने मुख्य कारण हो।

2. बाहिरी विद्युत क्षेत्रको प्रभाव

जब चालक सामग्रीमा वोल्टेज (यानी बाहिरी विद्युत क्षेत्र) लगाइन्छ, स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरू विद्युत क्षेत्रद्वारा प्रभावित हुन्छन् र दिशागत गति गर्न सुरु गर्छन्। विद्युत क्षेत्रको दिशा इलेक्ट्रानहरूको गतिको दिशा निर्धारण गर्छ। सामान्यतया, विद्युत क्षेत्र धनात्मक टर्मिनलबाट ऋणात्मक टर्मिनलमा दिशागत रहन्छ, र इलेक्ट्रानहरू विपरीत दिशामा, ऋणात्मक टर्मिनलबाट धनात्मक टर्मिनलमा, गति गर्छन्।

3. इलेक्ट्रानहरूको दिशागत गति

विद्युत क्षेत्रको प्रभावमा, स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरू दिशागत गति गर्न सुरु गर्छन्, जसले धारा बनाउँछ। धाराको दिशा धनात्मक आवेशको गतिको दिशाले परिभाषित गरिएको छ, जुन इलेक्ट्रानहरूको वास्तविक गतिको दिशाको विपरीत हुन्छ। त्यसैले, जब हामी भन्छौं धारा धनात्मकबाट ऋणात्मकमा प्रवाहित हुन्छ, त्यो वास्तवमा इलेक्ट्रानहरू ऋणात्मकबाट धनात्मकमा गति गर्छन् भन्ने अर्थ हुन्छ।

4. लेटिससँगको प्रतिक्रिया

उनीहरूको गतिको दौरान, स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरू सामग्रीको लेटिस (अणु व्यवस्था)सँग टक्रा लगाउँछन्। यी टक्राहरू इलेक्ट्रानहरूको दिशालाई बदल्छन् र उनीहरूको औसत गतिको गति घटाउँछन्। यो टक्राको प्रभाव रोधको एक श्रोत हो।

5. धारा घनत्व

धारा घनत्व (J) एकाइ क्षेत्रफल प्रति धारा हो र यसलाई यस फार्मुलाले व्यक्त गर्न सकिन्छ:

J= I/A

जहाँ I धारा र A चालकको क्षेत्रफल हो।

6. ओमको नियम

ओमको नियम धारा, वोल्टेज र रोधको बीचको सम्बन्ध वर्णन गर्छ:

V=IR

जहाँ V वोल्टेज, I धारा र R रोध हो।

7. चालक सामग्रीहरूको गुणधर्म

विभिन्न चालक सामग्रीहरूको चालक गुणधर्महरू उनीहरूको इलेक्ट्रोनिक संरचना र लेटिस संरचनामा निर्भर छन्। उदाहरणका लागि, तामा र चाँदी उत्कृष्ट चालक हुन्छन् किनभने उनीहरूमा धेरै संख्यामा स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरू र निम्न रोधकता छ।

8. तापक्रियाको प्रभाव

तापक्रिया चालकतामा ठूलो प्रभाव राख्छ। सामान्यतया, तापक्रिया बढ्दा, सामग्रीमा लेटिस दोलनहरू बढ्छन्, इलेक्ट्रान-लेटिस टक्राको आवृत्ति बढ्छ र यसले उच्च रोध जनाउँछ। योले चालकहरूको रोध उच्च तापक्रियामा बढ्छ।

9. सुपरचालकता

केही विशिष्ट परिस्थितिहरूमा, केही सामग्रीहरू सुपरचालक अवस्थामा प्रवेश गर्न सक्छन्, जहाँ रोध शून्य बन्छ, जसले धारा बिना कुनै नाश बिना प्रवाहित हुन सक्छ। सुपरचालकता सामान्यतया अत्यधिक निम्न तापक्रियामा घटिन्छ, तर हालको अनुसन्धानले केही उच्च तापक्रियाको सुपरचालक सामग्रीहरू पनि खोजेको छ।

सारांश

तार, केबल र धातुहरूमा धारा को गति बाहिरी विद्युत क्षेत्रको प्रभावमा स्वतंत्र इलेक्ट्रानहरूको दिशागत गतिद्वारा चलाइन्छ। इलेक्ट्रानहरूको सामग्रीको लेटिससँगको प्रतिक्रिया रोध उत्पन्न गर्छ। चालक सामग्रीहरूको गुणधर्म, तापक्रिया र अन्य कारकहरू सबै धारा प्रसारणको प्रभावित गर्छन्। यी मूल सिद्धान्तहरूको बुझाउन चालक सामग्री र सर्किटको बेहतर डिझाइन र अनुप्रयोगमा सहायता गर्छ।