ელექტროსამუშავებლის თვისებები

ელექტრომაგნიტური დისპონენტი არის მასალა, რომელიც აძლევს შესაძლებლობას ელექტრონულ ჩართულობას დასწრებას მასში მარტივად, როდესაც იყენებენ პოტენციურ განსხვავებას. ელექტრომაგნიტური დისპონენტები არის საჭირო ბევრი გამოყენებისთვის, როგორიცაა კაბელი, ტრანსმისიის ხაზები, ელექტრომაგნიტური მანქანები, გათბობის ელემენტები, ელექტროსტატიკური დაფარვა და ასე შემდეგ. ამ სტატიაში განვიხილავთ ელექტრომაგნიტური დისპონენტების თვისებებს, მათ ტიპებს, მაგალითებს და გამოყენებებს.

რა არის ელექტრომაგნიტური დისპონენტი?

ელექტრომაგნიტური დისპონენტი განისაზღვრება როგორც მასალა, რომელსაც აქვს თავისუფალი ელექტრონები ან იონები, რომლებიც შეძლებენ ტაშის დასატარებას ელექტრო ტაში, როდესაც იყენებენ ელექტრო ველს. მასალის შესაძლებლობა ელექტრონულ ტაშს დატარებას ეწოდება პროვადირება. დისპონენტის საპირისპირო არის იზოლატორი, რომელსაც აქვს ძალიან ცოტა ან არაფერი თავისუფალი ელექტრონები ან იონები და არ აძლევს შესაძლებლობას ელექტრო ტაშს დასატარებლად მასში.

მასალის პროვადირება დამოკიდებულია რამდენიმე ფაქტორზე, როგორიცაა მისი ატომური სტრუქტურა, ტემპერატურა, გარეშე შემოქმედებები და ასე შემდეგ. ზოგადად, მეტალებს აქვთ მაღალი პროვადირება, რადგან მათ აქვთ ბევრი თავისუფალი ელექტრონები მათ უკანასკნელ სართულზე, რომლებიც ადვილად შეიძლება გადადინაც ერთი ატომიდან მეორეში. ზოგიერთი კარგი დისპონენტის მაგალითია ვერცხლი, თუთნები, ზოლოტი, ალუმინი, რკინა და გრაფიტი. ნონ-მეტალებს აქვთ დაბალი პროვადირება, რადგან მათ აქვთ ცოტა ან არაფერი თავისუფალი ელექტრონები მათ უკანასკნელ სართულზე და ისინი მისავიდებია მათ დასაკავშირებლად. ზოგიერთი იზოლატორის მაგალითია კაუჩი, კვარცხალი, ქვის ხაჭო, პლასტმასა და ჰაერი.

ზოგიერთი მასალა არის საშუალო პროვადირების მქონე დისპონენტებსა და იზოლატორებს შორის. ეს არის ნახევრდისპონენტები და ფართოდ გამოიყენება ელექტრონიკაში და კომპიუტერულ ტექნოლოგიაში. ზოგიერთი ნახევრდისპონენტის მაგალითია სილიკონი, გერმანიუმი, გალიუმ არსენიდი და ნანოტუბები ნახევრდისპონენტები.

ელექტრომაგნიტური დისპონენტების თვისებები

ელექტრომაგნიტური დისპონენტები გამოიყენებენ ზოგიერთ საერთო თვისებას, როდესაც ისინი არიან ეკვილიბრიუმში. ეს თვისებებია:

• რეზისტენცია: რეზისტენცია არის იმის ზომა, რამდენად დისპონენტი აწინაურებს ელექტრო ტაშის დასატარებას. ეს დამოკიდებულია მასალის რეზისტივიტეტის, სიგრძეზე, მოკლე სექციის ფართობზე და ტემპერატურაზე. რეზისტივიტეტი არის მასალის ინტრინსიკური თვისება, რომელიც განსაზღვრავს მის რეზისტენციას ერთეულ სიგრძეზე და ფართობზე. ეს პროპორციულია პროვადირების შემთხვევაში. დისპონენტებს აქვთ დაბალი რეზისტივიტეტი და დაბალი რეზისტენცია, ხოლო იზოლატორებს აქვთ მაღალი რეზისტივიტეტი და მაღალი რეზისტენცია. რეზისტენცია გადაქცევს ზოგად ენერგიის თერმალურ ენერგიად დისპონენტში. ეს ეწოდება ჯულის თერმალურ ეფექტს ან ომის თერმალურ ეფექტს.

• ინდუქცია: ინდუქცია არის იმის ზომა, რამდენად დისპონენტი აწინაურებს ელექტრო ტაშის ცვლილებას მასში დასატარებლად. ეს დამოკიდებულია დისპონენტის ფორმაზე, ზომაზე, მიმართულებაზე და დალაგებაზე. ინდუქცია იწვევს მაგნიტურ ველს დისპონენტის გარშემო, როდესაც ელექტრო ტაში დაიტარება მასში. ეს მაგნიტური ველი შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრომოტიური ძალა (EMF) იგივე ან ახლო დისპონენტში, რომელიც აწინაურებს ტაშის ცვლილებას. ეს ეწოდება თავის ინდუქცია ან ერთმანეთის ინდუქცია შესაბამისად. ინდუქცია განაპირობებს ტაშის დისტრიბუციას და ვოლტაჟის დაცემას დისპონენტში, როდესაც ის გამოიყენება ალტერნირებული ტაშის (AC) სარგებლობისთვის.

• ელექტრო ველი დისპონენტში არის ნული: დისპონენტში პერფექტური ელექტრო ველი არის ნული, რადგან ნებისმიერი ელექტრო ველი ახდენს ძალას თავისუფალ ელექტრონებზე და აჩქარებს მათ, სანამ ისინი არ წარმოქმნიან ეკვილიბრიუმს. ეკვილიბრიუმში თავისუფალ ელექტრონებზე ნებისმიერი ძალა არ არის და ისინი არ მოძრავენ. ეს ნიშნავს, რომ დისპონენტში არ არის პოტენციური განსხვავება და ყველა წერტილი არის იგივე პოტენციაზე. ეს თვისება ხდის დისპონენტებს კავშირში ელექტროსტატიკური დაფარვით ელექტრონული მანქანების დასაცავად.

• შარდის სიმკვრივე დისპონენტში არის ნული: პერფექტური დისპონენტში შარდის სიმკვრივე არის ნული, რადგან ნებისმიერი შარდი იქმნის ელექტრო ველს, რომელიც აწინაურებს იგივე შარდს დისპონენტის ზედაპირზე. ელექტროსტატიკური რეპულსია ერთგვარ შარდებს (ელექტრონებს) აწინაურებს დისპონენტის ზედაპირზე, სადაც ისინი შეიძლება იყვნენ მაქსიმალურად დაშორებული. ეს ნიშნავს, რომ დისპონენტში არ არის შარდი და მხოლოდ თავისუფალი შარდი არსებობს ზედაპირზე.

• თავისუფალი შარდი არსებობს მხოლოდ დისპონენტის ზედაპირზე: როგორც ზემოთ აღწერილია, თავისუფალი შარდი (ელექტრონები) არ არსებობს დისპონენტში, არამედ მხოლოდ მის ზედაპირზე ელექტროსტატიკური რეპულსიის გამო. თავისუფალი შარდის რაოდენობა და დალაგება დისპონენტის ფორმაზე და ზომაზე და გარეშე ელექტრო ველზე დამოკიდებულია, რომელიც გამოიყენება მასზე.

• ელექტრო ველი დისპონენტის ზედაპირზე არის ნორმალური ზედაპირის მიმართ: პერფექტური დისპონენტის ზედაპირზე ელექტრო