Konduktor Elektriko: Paglalarawan Mga Uri at Katangian

Isang electrical conductor ay isang materyal na nagpapayag sa pagtakbo ng electric charge sa pamamagitan nito nang may kaunti resistance. Ang mga electrical conductors ay karaniwang mga metal, tulad ng copper, silver, gold, aluminum, at iron. May maraming malayang elektron ang mga ito na maaaring gumalaw nang madali kapag isinapalaran ang electric field. Ginagamit ang mga electrical conductors para sa paggawa ng mga wire, cable, circuit, at iba pang mga aparato na nagdadala ng electric current.

Ano ang Electrical Conductor?

Ang electrical conductor ay inilalarawan bilang isang bagay o uri ng materyal na nagpapayag sa pagtakbo ng charge sa isang o higit pang direksyon. Ang mga materyal na gawa sa metal ay karaniwang mga electrical conductor, dahil ang mga metal ay may mataas na conductance at mababang resistance.

Nagpapayag ang mga electrical conductor sa pagtakbo ng elektron sa pagitan ng atoms ng materyal na iyon sa pamamagitan ng drift velocity sa conduction band. Ang conduction band ay ang antas ng enerhiya kung saan maaaring galawin nang malaya ang mga elektron sa loob ng materyal. Ang conductor ay nabuo ng atoms na may malayang valence electrons na maaaring ma-excite ng isang electric field o thermal effect. Kapag lumipat ang isang elektron mula sa valence band sa conduction band, iiwanan nito ang isang positibong butas na maaari ring magdala ng charge.

Maaaring mga metal, metal alloys, electrolytes, o ilang non-metals tulad ng graphite at conductive polymers ang mga electrical conductors. Ang mga materyal na ito ay nagpapayag sa electricity (i.e., ang pagtakbo ng charge) na makalipas sa kanila nang madali.

Paano Nagkokondukt ng Current ang Conductor?

Ang current sa isang conductor ay ang rate ng pagtakbo ng charge sa pamamagitan ng cross-section ng conductor. Ang current ay proporsyonal sa electric field at sa conductance ng materyal. Ang electric field ay nilikha ng isang potential difference o voltage sa buong conductor. Ang conductance ay isang sukat kung paano ang materyal ay nagpapayag sa charge na tumakbo sa pamamagitan nito.

Kapag isinapalaran ang isang potential difference sa isang conductor, ang mga elektron sa conduction band ay nakakakuha ng enerhiya at magsisimulang lumipat mula sa negatibong terminal patungo sa positibong terminal ng voltage source. Ang direksyon ng current ay kabaligtaran sa direksyon ng pagtakbo ng elektron, dahil ang current ay inilalarawan bilang ang pagtakbo ng positibong charge. Nagkakaroon ang mga elektron ng collision sa mga atom at iba pang elektron sa conductor, na nagdudulot ng resistance at heat generation. Ang resistance ay isang sukat kung gaano karami ang materyal na kontra sa pagtakbo ng charge sa pamamagitan nito.

Ang current sa isang conductor ay depende sa maraming factor, tulad ng:

• Ang potential difference sa buong conductor

• Ang haba at cross-sectional area ng conductor

• Ang temperatura at komposisyon ng materyal

• Ang presensya ng impurities o defects sa materyal

Ano ang mga Katangian ng Electrical Conductors?

Ang ilang pangunahing katangian ng mga electrical conductor ay:

• May mataas na conductance at mababang resistance

• May maraming malayang elektron sa kanilang conduction band

• Walang energy gap sa pagitan ng kanilang valence band at conduction band

• Mayroon silang metallic bonds na bumubuo ng isang lattice ng positive ions na kasama ng isang electron cloud

• Walang electric fields at zero charge density sa kanilang loob

• May free charges lamang sa kanilang surface

• May electric field na perpendicular sa kanilang surface

Ano ang mga Uri ng Electrical Conductors?

Maaaring ikategorya ang mga electrical conductor batay sa kanilang ohmic response, na ang kung paano sila sumusunod sa Ohm’s law. Inilalarawan ng Ohm’s law na ang current sa isang conductor ay direktang proporsyonal sa potential difference sa buong ito at inversely proportional sa resistance nito.

Ohmic Conductors

Ang mga ohmic conductor ay mga materyal na sumusunod sa Ohm’s law para sa anumang potential difference at temperatura. May linear relationship sila sa pagitan ng voltage at current, na ang ibig sabihin ay ang kanilang resistance ay constant. Karaniwang mga ohmic conductor ang mga metal sa normal na kondisyon.

Halimbawa: Silver, copper, aluminum, iron, etc.

Non-Ohmic Conductors

Ang mga non-ohmic conductor ay mga materyal na hindi sumusunod sa Ohm’s law para sa anumang potential difference o temperatura. May nonlinear relationship sila sa pagitan ng voltage at current, na ang ibig sabihin ay ang kanilang resistance ay nagbabago depende sa applied voltage. Maaaring ipakita ng mga non-ohmic conductor ang negative resistance, kung saan ang current ay bumababa habang ang voltage ay tumaas, o positive resistance, kung saan ang current ay tumaas habang ang voltage ay tumaas, ngunit hindi proporsyonal. Mga non-ohmic conductor din ang maaaring may threshold voltage, kung saan walang current ang tumatakbo sa ibaba ng ito.

Solid Conductors

Ang mga solid conductor ay mga materyal na may fixed shape at volume. Maaari silang hibanain pa sa metallic at non-metallic conductors.

• Metallic conductors: Ito ay mga metal o metal alloys na may mataas na conductivity at mababang resistivity. May lattice structure sila ng positive ions na kasama ng isang sea ng malayang elektron. Halimbawa ng mga metallic conductor ay silver, copper, gold, aluminum, iron, brass, bronze, etc.

• Non-metallic conductors: Ito ay mga non-metal na may ilang malayang elektron o ions sa kanilang structure. Mas mababa ang kanilang conductivity at mas mataas ang resistivity kumpara sa metals. Halimbawa ng mga non-metallic conductor ay graphite, carbon nanotubes, graphene, etc.

Liquid Conductors