Mga Materyales na May Mababang Resistividad at Mataas na Konduktibidad: Isang Buod

Electrical4u

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Ang materyal na may mababang resistividad o mataas na konduktibidad ay inilalarawan bilang materyal na nagpapahintulot sa kuryente na mabilis na lumipad dito. Ang mga materyal na ito ay napakalaking tulong sa elektrikal na inhinyeriya para sa paggawa ng mga makina, kagamitan, at aparato. Ginagamit din ang mga ito bilang mga konduktor para sa lahat ng uri ng windings na kinakailangan sa mga makina, aparato, at kagamitan. Bukod pa rito, ginagamit ang mga ito bilang mga konduktor sa paglipad at pamamahagi ng enerhiyang elektriko.

Karunungan ng Mga Materyal na May Mababang Resistividad o Mataas na Konduktibidad

Ang mga sumusunod na katangian ay kinikilala bilang ideal sa mga materyal na may mababang resistividad o mataas na konduktibidad:

Pinakamataas na posible na konduktibidad (ideyal na zero). Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay nagbibigay ng minimal na resistencia sa kuryenteng elektriko at kaya miniminize ang pagkawala ng lakas at paglalason ng init.
Pinakamaliit na posible na temperatura coefficient of resistance (ideyal na zero). Ito ang nangangahulugan na ang resistencia ng materyal ay hindi lubhang nagbabago sa temperatura at kaya maintindihan ang matatag na performance sa malawak na saklaw ng temperatura.
Mataas na melting point. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring magtiis ng mataas na temperatura nang hindi nawawalan ng hugis o konduktibidad.
Mataas na mechanical strength. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring tumanggap ng deformation, fracture, o wear sa ilalim ng stress o load na mekanikal.
Mataas na ductility. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring ihila sa wires o iba pang hugis nang hindi nababali o natutukoy.
Mataas na corrosion resistance (walang oxidation). Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay hindi nagrereact sa oxygen o iba pang substansya sa kapaligiran at kaya nakapreserba ang konduktibidad at hitsura.
Solderability. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring ma-solder nang madali upang sumama ang mga konduktor o i-attach ang iba pang komponente.
Mababang gastos. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay abot-kaya at malawakang available.
Matagal na buhay o durability. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay hindi nagdudulot ng degradation o deterioration sa panahon at kaya maintindihan ang kalidad at performance.
Mataas na flexibility. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring lumiko o twist nang hindi nababali o nawawalan ng konduktibidad.

Ang mga katangian sa itaas ay nag-iiba-iba depende sa layunin kung saan gagamitin ang materyal. Halimbawa, ang ilang aplikasyon ay maaaring magkaroon ng mas mataas na konduktibidad kaysa sa iba, habang ang iba ay maaaring magkaroon ng mas mataas na lakas mekanikal kaysa sa iba.

Mga Factor na Nakakaapekto sa Resistividad o Konduktibidad ng Materyal

Ang resistividad o konduktibidad ng materyal ay depende sa maraming factor, tulad ng:

Uri ng materyal. Ang iba't ibang materyal ay may iba't ibang atomic structure at electron configuration, na nakakaapekto kung paano mabilis ang mga electron na lumipad dito. Sa pangkalahatan, ang mga metal ay may mas mababang resistividad kaysa sa mga non-metal dahil ang mga metal ay may libreng electrons na maaaring dalhin ang kuryenteng elektriko, habang ang mga non-metal ay may tightly bound electrons na nagreresista sa kuryenteng elektriko.
Kalinisan ng materyal. Anumang impurity, kahit metallic o non-metallic, ay nagdudulot ng pagtaas ng resistividad ng mga metal. Kahit anong impurity na may mababang resistividad ay nagdudulot ng pagtaas ng resistividad ng metal. Ang dahilan dito ay ang pagdaragdag ng kaunting impurity na nagpapabuo ng imperfections sa crystal lattice, na nagdurusa sa paglipad ng mga electron sa mga metal. Kaya, ang mga puro na metal ay may mas mababang resistividad kaysa sa mga alloy o compounds.
Temperatura ng materyal. Ang resistividad ng karamihan sa mga materyal ay nagtaas sa temperatura dahil ang mas mataas na temperatura ay nagdudulot ng mas maraming vibrations sa mga atoms, na nagdurusa sa paglipad ng mga electron. Gayunpaman, ang ilang materyal, tulad ng semiconductors, ay may mas mababang resistividad sa mas mataas na temperatura dahil ang mas mataas na temperatura ay nagdudulot ng mas maraming libreng electrons na available para sa conduction.
Hugis at laki ng materyal. Ang resistividad ng materyal ay isang intrinsic property na hindi depende sa hugis at laki. Gayunpaman, ang resistance ng conductor ay depende sa hugis at laki dahil ang resistance ay proportional sa length at inversely proportional sa cross-sectional area. Kaya, ang mas mahaba at mas maliit na conductors ay may mas mataas na resistance kaysa sa mas maikli at mas malaki.

Mga Halimbawa ng Materyal na May Mababang Resistividad o Mataas na Konduktibidad

Ang ilang mga halimbawa ng materyal na may mababang resistividad o mataas na konduktibidad ay:

Silver (Ag)

Ang silver ay ang pinakamahusay na konduktor ng kuryente sa lahat ng metal. Ito ang may pinakamataas na konduktibidad at pinakamababang resistividad sa lahat ng materyal sa temperatura ng silid. Ito rin ay malleable, weldable, ductile, corrosion-resistant, at solderable. Ang pangunahing kadahilanan ng silver ay ang sobrang kustos nito, na limitado ang praktikal na gamit nito sa mga makina at kagamitan. Gayunpaman, ginagamit ito sa mga mahal na kagamitan para sa research kung saan ang kustos ay hindi isyu.

Katangian:

Resistivity: 1.58 µΩ-cm
Temperature coefficient of resistance sa 20°C: 0.0038/°C
Melting point: 962°C
Specific gravity: 10.49 g/cm3

Copper (Cu)

Ang copper ay ang pinakamalaganap na ginagamit na materyal na may mataas na konduktibidad bilang konduktor para sa mga makina at kagamitan. Ito ay may excellent malleability, weldability, solderability, ductility, corrosion resistance, at flexibility. Ang copper sa puro na anyo ay may mabuting konduktibidad, ngunit ang konduktibidad ng standard-grade copper ay binabawasan dahil sa presence ng mga impurity.

Katangian: