Mga Materyales na May Mababang Resistibidad at Mataas na Konduktibidad: Isang Buod
Ang materyal na may mababang resistividad o mataas na konduktibidad ay inilalarawan bilang materyal na nagpapahintulot ng madaling pagdaloy ng kuryente sa loob nito. Ang mga materyal na ito ay napakahalaga sa electrical engineering para sa paggawa ng mga makina, kagamitan, at aparato. Ginagamit din sila bilang konduktor para sa lahat ng uri ng winding na kinakailangan sa mga makina, aparato, at kagamitan. Bukod dito, ginagamit din sila bilang konduktor sa pagpapadala at pamamahagi ng enerhiya.
Mga Katangian ng Materyal na May Mababang Resistividad o Mataas na Konduktibidad
Ang mga sumusunod na katangian ang inaasahan sa materyal na may mababang resistividad o mataas na konduktibidad:
Pinakamataas na posible na konduktibidad (ideally zero). Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay nagbibigay ng minimal na resistencia sa kuryente at thus minimizes power loss and heat generation.
Pinakamababang posible na temperature coefficient of resistance (ideally zero). Ito ang nangangahulugan na ang resistencia ng materyal ay hindi malaki ang pagbabago sa temperatura at thus maintains a stable performance over a wide range of temperatures.
Mataas na melting point. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring tahanin ang 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 under mechanical stress or load.
Mataas na ductility. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring ihila sa wires o iba pang hugis nang hindi nababali o nasusira.
Mataas na corrosion resistance (free from oxidation). Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay hindi nagrereact sa oxygen o iba pang substances sa kapaligiran at thus preserves its conductivity and appearance.
Solderability. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring ma-solder easily to join the conductors or attach other components.
Mababang presyo. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring bilhin at malawakang magagamit.
Mahabang buhay o katatagan. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay hindi nabubulok o lumuluob sa paglipas ng panahon, kaya't ito ay nakapagsasala ng kalidad at performance nito.
Matataas na plexibilidad. Ito ang nangangahulugan na ang materyal ay maaaring ibend o itwist nang hindi ito natutuklas o nawawalan ng conductivity.
Ang mga katangian sa itaas ay nag-iiba depende sa layunin kung saan ginagamit ang materyal. Halimbawa, ang ilang aplikasyon ay maaaring mag-require ng mas mataas na conductivity kaysa sa iba, habang ang iba naman ay maaaring mag-require ng mas mataas na mechanical strength kaysa sa iba.
Mga Factor na Nakakaapekto sa Resistivity o Conductivity ng Mga Materyal
Ang resistivity o conductivity ng isang 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 sa kung paano madali ang elektron na makakilos dito. Sa pangkalahatan, ang mga metal ay may mas mababang resistivity kaysa sa mga non-metal dahil ang mga metal ay may libreng elektron na maaaring dalhin ang electric current, samantalang ang mga non-metal ay may tiyak na naka-bind na elektron na sumusuko sa electric current.
Kalinisan ng materyal. Anumang impurity, kahit metallic o non-metallic, ay tumataas sa resistivity ng mga metal. Kahit anong impurity na may mababang resistivity ay maaaring taasin ang resistivity ng metal. Ang dahilan dito ay ang pagdaragdag ng kaunti lang na impurity ay nagpapabuo ng imperfection sa crystal lattice, na nagdudulot ng disturbance sa flow ng elektron sa mga metal. Kaya, ang mga puro na metal ay may mas mababang resistivity kaysa sa mga alloy o compounds.
Temperatura ng materyal. Ang resistivity ng karamihan sa mga materyal ay tumataas sa temperatura dahil ang mas mataas na temperatura ay nagdudulot ng mas maraming vibration sa mga atoms, na nagiging hadlang sa paggalaw ng mga elektron. Gayunpaman, ang ilang materyal, tulad ng mga semiconductor, ay may mas mababang resistivity sa mas mataas na temperatura dahil ang mas mataas na temperatura ay nagdudulot ng mas maraming free electrons na maaaring gamitin para sa conduction.
Hugis at laki ng materyal. Ang resistivity ng isang materyal ay isang intrinsic property na hindi depende sa hugis at laki nito. Gayunpaman, ang resistance ng isang conductor ay depende sa hugis at laki nito dahil ang resistance ay proporsyonal sa haba at inversely proportional sa cross-sectional area. Kaya, ang mas mahaba at mas manipis na mga conductor ay may mas mataas na resistance kaysa sa mas maikli at mas makapal na mga ito.
Mga Halimbawa ng Mga Materyal na May Mababang Resistivity o Mataas na Conductivity
Ang ilang halimbawa ng mga materyal na may mababang resistivity o mataas na conductivity ay:
Asin (Ag)
Ang asin ang pinakamahusay na konduktor ng kuryente sa lahat ng mga metal. Ito ay may pinakamataas na konduktibidad at pinakamababang resistibidad sa lahat ng materyales sa normal na temperatura. Ito rin ay malleable, weldable, ductile, corrosion-resistant, at solderable. Ang pangunahing hadlang ng asin ay ang napakataas nitong halaga, na nagpapahintulot lamang sa limitadong praktikal na paggamit nito sa mga makina at kagamitan ng elektrisidad. Gayunpaman, ito pa rin ay ginagamit sa mahalagang kagamitan para sa pagsasaliksik kung saan hindi importante ang halaga.
Mga Katangian:
Resistibidad: 1.58 µΩ-cm
Temperature coefficient of resistance sa 20°C: 0.0038/°C
Melting point: 962°C
Specific gravity: 10.49 g/cm3
Tanso (Cu)
Ang tanso ang pinakamalawak na ginagamit na materyal na may mataas na konduktibidad bilang konduktor para sa mga makina at kagamitan ng elektrisidad. Ito ay may mahusay na malleability, weldability, solderability, ductility, corrosion resistance, at flexibility. Ang tanso sa malinis na anyo ay may magandang konduktibidad, ngunit ang konduktibidad ng standard-grade tanso ay nababawasan dahil sa presensya ng mga impurity.
Mga Katangian:
Resistibidad: 1.68 µΩ-cm
Temperature coefficient of resistance sa 20°C: 0.00386/°C
Melting point: 1085°C
Specific gravity: 8.96 g/cm3
Ginto (Au)
Ang ginto ay isang mahal na metal na may magandang konduktibidad. Ang ginto ay may pinakamataas na malleability at ductility sa lahat ng mga metal at maaaring ihila sa napakamaliit na linyahan nang hindi ito bumigay. Ang ginto ay corrosion-resistant at solderable din. Dahil sa kanyang mataas na halaga, ang praktikal na paggamit nito ay limitado sa mga mahal na instrumento para sa pagsasaliksik o dekorasyon.
Mga Katangian:
Resistivity: 2.21 µΩ-cm
Temperature coefficient of resistance at 20°C: 0.0034/°C
Melting point: 1064°C
Specific gravity: 19.30 g/cm3
Aluminum (Al)
Ang aluminum ay isang kulay puting pilak, maikling bigat, malambot, hindi magneto, at mapagbukod na metal na may mababang densidad, mataas na ductility, mabuting resistensya sa corrosion, at mabuting conductivity. Ang aluminum ang pangatlong pinakamaraming elemento (pagkatapos ng oxygen at silicon) at ang pinakamaraming metal na matatagpuan sa krusta ng mundo. Ang pangunahing ore ng aluminum ay ang bauxite. Ang aluminum ay angkop na gamitin bilang isang electric conductor para sa transmission at distribution ng kuryente dahil ito ay may mas mababang bigat kaysa sa copper para sa isang tiyak na haba at cross-section.
Mga Katangian:
Resistivity: 2.65 µΩ-cm
Temperature coefficient of resistance at 20°C: 0.00429/°C
Melting point: 660°C
Specific gravity: 2.70 g/cm3
Konklusyon
Ang mga materyal na may mababang resistivity o mataas na conductivity ay mahalaga para sa mga aplikasyon sa electrical engineering dahil pinapayagan nila ang electric current na lumampas sa kanila nang madali na may minimal na power loss at heat generation. Ang ilang halimbawa ng mga materyal na may mababang resistivity o mataas na conductivity ay ang silver, copper, gold, at aluminum. Ang mga materyal na ito ay may iba't ibang katangian na nagpapahalagahan sila para sa iba't ibang layunin.
Pahayag: Igalang ang orihinal, mahalagang artikulo na nagbabahagi, kung may labag sa copyright pakiusap na lumapit para burahin.
