कुछ पदार्थों की प्रतिरोधकता

Resistivity of some materials

सामग्रियों की प्रतिरोधकता एक मौलिक संपत्ति है, जो यह इंगित करता है, कि पदार्थों से बनी सामग्री,कितनी अच्छी तरह या कितनी बुरी तरीके से बिजली का संचालन करती है। यह सामग्रियों के उस व्यवहार को समझने में सुविधा करता है, जब एक विद्युत प्रवाह उनके माध्यम से बहता है।

प्रतिरोधकता

प्रतिरोधकता ($\rho$ ) विद्युत प्रवाह के प्रवाह के लिए एक सामग्री के आंतरिक प्रतिरोध का एक उपाय है। यह वर्णन करता है कि एक सामग्री विद्युत आवेशों के आंदोलन का कितना विरोध करती है ( इलेक्ट्रॉनों या आयनों ) जब एक विद्युत क्षेत्र को इसके पार लागू किया जाता है। प्रतिरोधकता की इकाई ओम-मीटर ($\Omega \cdot m$ ) है।

गणितीय परिभाषा

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प्रतिरोधकता एक सामग्री के दो अन्य महत्वपूर्ण गुणों से संबंधित है: इसका विद्युत प्रतिरोध ( $R$ ) और इसके आयाम ( अनुप्रस्थ-अनुभागीय क्षेत्र '$A$' और लंबाई '$L$' )। इन राशियों के बीच संबंध नीचे दीये गए समीकरणों के द्वारा दिया जाता है:

$R=\rho (L/A)$

इस समीकरण में:

   $R$: सामग्री का विद्युत प्रतिरोध ( ओम $\Omega$ में, )।

   $\rho$: सामग्री की प्रतिरोधकता ( ओम-मीटर $\Omega \cdot m$ में, )।

   $L$: सामग्री की लंबाई ( मीटर में, $m$ )।

   $A$: वर्ग मीटर में सामग्री का अनुप्रस्थ-अंश क्षेत्र ($m^{2}$ )।

अवधारणा की व्याख्या

उच्च प्रतिरोधकता वाली सामग्री, विद्युत प्रवाह के अधिक विरोध को इंगित करता है, जिससे उस सामग्री को विद्युत चालकता के कुचालक होने की उपाधि मिलती है। दूसरी ओर, कम प्रतिरोधकता वाली सामग्री विद्युत प्रवाह को अधिक कुशलता से प्रवाहित कर सकती है, जिससे वे सुचालक बन जाते हैं।

उदाहरण

तांबे और एल्यूमीनियम जैसे धातुओं में कम प्रतिरोधकता होती है, जिससे वे विद्युत प्रवाह के उत्कृष्ट चालक बन जाते हैं। प्रायः इसलिए इस प्रकार की सामग्रीयाँ का उपयोग विद्युत तारों और ट्रांसमिशन परिपथ (लाइनों) में कीया जाता है।

रबर और कांच जैसी कुचालक (इन्सुलेट) सामग्री में उच्च प्रतिरोधकता होती है, जो उनके माध्यम से विद्युत धारा के प्रवाह को रोकती है। अत्याधिक विद्युतीय आवेश के रुकने पर उत्पन्न विभव के अचानक व तीव्र गति से प्रवाहित होने पर उत्पन्न प्रघात (झटके) से बचाने और इस के पश्चयात विद्युतीय प्रवाह के रिसाव को रोकने के लिए, कुचालक समाग्री से बने उपकरणों (विद्युत इन्सुलेटर) का उपयोग किया जाता है।

तापमान निर्भरता

यह ध्यान देने योग्य है कि अधिकांश सामग्रियों की प्रतिरोधकता तापमान के साथ बदलती है। साधारणतः, धातुओं के लिए, तापमान के साथ प्रतिरोधकता बढ़ जाती है, जिससे वे लघुप्रवाह में संलग्न हो जाती हैं क्योंकि वे हो जाते हैं। अर्धचालकों में, यह प्रक्रीया विपरीत अवस्था में कार्य करती है : तापमान के साथ प्रतिरोधकता कम हो जाती है, जिससे वे ऊषमित हो जाते हैं।

प्रतिरोधकता का महत्व

विद्युत परिपथों (सर्किटों) के अभिकल्पन और विश्लेषण के साथ-साथ विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए सामग्री का चयन करने के लिए प्रतिरोधकता को समझना महत्वपूर्ण है। विभिन्न सामग्रियों में विलग प्रकार के प्रतिरोध होते हैं, और यह संपत्ति यह प्रभावित करती है कि वे कितनी कुशलता से बिजली का संचालन कर सकते हैं और जब उनके माध्यम से प्रवाह होता है तो ऊष्मा में कितनी ऊर्जा नष्ट हो रही है।

संक्षेप में

सामग्रियों की प्रतिरोधकता पर विचार करके, इंजीनियर ऐसे विद्युतीय परिपथ अभिकल्पित कर सकते हैं, जो विद्युत प्रदर्शन का अनुकूलन करते हैं और इस प्रकार विद्युतीय ऊर्जा सन्सलेषण में ऊष्मा जनित हानी की मात्रा नियंत्रित करी जा सकती है, जिससे अधिक कुशल और विश्वसनीय विद्युतीय व इलेक्ट्रॉनिक उपकरण बन सकते हैं।