Дамжуулалт гэдэг нь дулаан, цахилгаан гүйдэл гэх мэт ямар нэг зүйл нэг бодисоос нөгөө бодис руу шилжих үйл явц юм. Дамжуулалт нь хатуу, шингэн, хий хэлбэрээр явагддаг. Гэсэн хэдий ч хатуу биет дэх молекулууд нь хамгийн нягт савлаж, молекулууд хоорондоо илүү ойрхон байдаг тул хатуу биетүүд энергийг хамгийн үр ашигтайгаар дамжуулдаг.
Молекулууд температур нэмэгдэх үед дулаан дамжуулалт үүсдэг; тэд чичирдэг бөгөөд энэ чичиргээ, хөдөлгөөн нь дулааны энергийг хүрээлэн буй молекулуудад дамжуулдаг.
Өөр өөр температуртай хоёр биетэй холбоотой байх үед дулаан нь өндөр температуртай биеэс бага температурт бие рүү урсдаг . Бодисын дундаж кинетик энерги нь биеийн температурын хэмжүүр юм. Бодисын молекулуудын дундаж кинетик энерги өсөхөд түүний температур нэмэгдэж, хэрэв бодисын молекулуудын дундаж кинетик энерги буурвал температур буурдаг.
Хайруулын тавгийг гал дээр байлга. Дулаан нь дөлнөөс хайруулын тавган дээр дамждаг тул хайруулын таваг удалгүй хална. Одоо хайруулын тавгийг галаас салга. Дулаан нь хайруулын тавган дээрээс хүрээлэн буй орчинд дамждаг тул аажмаар тогоо хөргөнө. Аль ч тохиолдолд дулаан нь илүү халуун объектоос хүйтэн объект руу урсдаг.
Халуун цайнд хүрвэл гар нь аяганы халууныг мэдэрдэг гэдгийг та өөрөө мэдэрсэн байх. Үүний шалтгаан нь дулааны энергийн зарим хэсгийг аяганаас гарт шилжүүлдэг. Халуун объектоос хүйтэн биет хооронд нь холбоо барих тохиолдолд дулааныг шилжүүлдэг. Физикийн хувьд дулаан дамжуулахад орчин шаардлагатай гэж бид хэлдэг. Дулаан дамжуулалт гэдэг нь бие биендээ хүрэх үед өөр өөр температуртай дулааныг нэг объектоос нөгөөд шилжүүлэхийг хэлнэ. Хатуу биетүүдэд ерөнхийдөө дулааныг дамжуулах процессоор дамжуулдаг. Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь материалаар дулааныг хэр үр ашигтайгаар дамжуулж болохыг тодорхойлдог. Энэ нь температурын градиенттай харьцуулахад нэгж талбайд ногдох эрчим хүчний урсгалын хурдаар тодорхойлогддог.
Фурьегийн дулаан дамжуулах хууль: Фурьегийн хууль нь дулааны энерги дулаан материалаас хүйтэн материал руу шилждэгийг харуулж байна. Фурьегийн хуулийг ингэж бичиж болно
q = kAdT∕s
Энэ тэгшитгэлд q нь дулаан дамжилтын хурдыг, А нь дулаан дамжуулах талбай, k нь материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, dT нь материалын температурын зөрүү, s нь материалын зузааныг илэрхийлдэг.
Жишээ нь:
Цахилгаан гүйдэл дамжуулах нь цахилгаан цэнэгтэй бөөмсийн зөөвөрлөгчөөр дамждагтай холбоотой юм. Энэ хөдөлгөөн нь электрон эсвэл ионоор дамждаг цахилгаан гүйдлийг үүсгэж болно. Цахилгаан дамжуулалтын жишээ нь таны биед цахилгаан дамжуулагч ус агуулагддаг тул гүйдэл дамжуулах утсанд хүрэх үед санамсаргүйгээр цахилгаанд цохиулах явдал юм. Өөр нэг жишээ бол цахилгаан гүйдэл дамжуулагч утаснуудаар дамждаг тул бид зурагт үзэх эсвэл компьютер ашиглах боломжтой.
Цахилгаан дамжуулах чанар нь материал нь цахилгаан цэнэгийн хөдөлгөөнийг хэр сайн хангаж байгааг харуулдаг хэмжүүр юм. Металл гэх мэт хатуу биетүүдэд электронууд атомуудтай чөлөөтэй холбогддог тул электронууд металлын объектод атомаас атом руу чөлөөтэй шилжиж чаддаг. Энэхүү электрон хөдөлгөөн нь цахилгаан гүйдлийг дамжуулан дамжуулах боломжийг олгодог. Хэрэв бид цахилгаан гүйдлийг объектоор хялбархан дамжуулж чадвал тэдгээрийг сайн цахилгаан дамжуулагч гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийн дундуур цахилгаан гүйдэл дамжуулахыг зөвшөөрдөггүй материалыг тусгаарлагч гэж нэрлэдэг. Хагас дамжуулагчийн дамжуулалт нь тусгаарлагч ба дамжуулагчийн хооронд завсрын түвшинд байна. "Төгс вакуум" нь цэнэгтэй тоосонцор агуулаагүй; вакуум нь ихэвчлэн маш сайн тусгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
Металлын дамжуулалтыг Ом-ын хуулиар сайн тайлбарласан бөгөөд гүйдэл нь хэрэглэсэн цахилгаан оронтой пропорциональ байна. Материал дахь гүйдлийн нягт (нэг талбайд ногдох гүйдэл) j гарч ирэх хялбар байдлыг дамжуулах чадвар σ -ээр хэмждэг бөгөөд үүнийг дараах байдлаар тодорхойлно.
j = σ E,
E нь тухайн байрлал дахь цахилгаан орон, σ нь материалын дамжуулах чанар бөгөөд цэнэгүүд түүгээр хэр амархан хөдөлж байгааг илтгэнэ.
Материалын цахилгаан дамжуулах чанар эсвэл эсэргүүцэл нь материалын хэмжээ, хэлбэрийн хувьд өөрчлөгддөггүй өөрчлөгддөггүй шинж чанар юм.
Дамжуулалтаар цэнэглэх:
Биеийг дамжуулах аргаар, өөрөөр хэлбэл контактаар цэнэглэж болно. Дамжуулах замаар бие нь цэнэглэгчтэй ижил цэнэгийг олж авдаг.
Туршилт: Цаасны туузыг харандаагаар эргэлдүүлж, дараа нь харандаагаа зөөлөн сугалж аваад цаасан цилиндр хий. Цаас цилиндрийг төв хэсэгт нь холбосон утсаар дүүжлээрэй. Шилэн саваа аваад торгооор үрж, эерэг цэнэгтэй болно. Энэ шилэн саваагаар цаасан цилиндрт хүрнэ үү. Шилэн саваа аваад дахин шилэн саваа цаасан цилиндрт ойртуулна.
Та цаасан цилиндрийг шилэн саваагаар түлхэж байгааг анзаарах болно, Энэ нь цаасан цилиндр нь дамжуулалтын улмаас шилэн саваа дээрхтэй ижил цэнэгтэй эерэг цэнэгийг олж авсан гэсэн үг юм.
Жишээ нь:
Материал нь цахилгаан соронзон цацрагийг шингээх үед фото дамжуулалт үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд бодисын цахилгаан дамжуулах чанар өөрчлөгддөг. Цахилгаан соронзон цацраг нь хагас дамжуулагч дээр гэрэлтэх гэрэл шиг энгийн зүйл эсвэл гамма цацрагт өртсөн материал шиг нарийн төвөгтэй зүйлээс үүдэлтэй байж болно. Цахилгаан соронзон үйл явдал тохиолдоход чөлөөт электронуудын тоо, электрон нүхний тоо нэмэгдэж, улмаар объектын цахилгаан дамжуулах чанар нэмэгддэг. Цахиур, германий, хар тугалга сульфид, кадми сульфид зэрэг зарим талст хагас дамжуулагч болон холбогдох хагас металлын селен нь хүчтэй гэрэл дамжуулах чадвартай байдаг.
Жишээ нь:
Дулааны болон цахилгаан эрчим хүчийг эсвэл хоёуланг нь үр ашигтайгаар дамжуулдаг аливаа объект нь дамжуулагч юм. Дулаан, цахилгаан гүйдэл дамжуулахыг зөвшөөрдөггүй материал нь тусгаарлагч юм.
| Дулаан дамжуулалт сайтай материал | Сайн цахилгаан дамжуулалттай материал |
|
|
Металл нь ерөнхийдөө дулааныг үр ашигтай хөдөлгөж, сайн дулаан дамжуулагч юм. Даавуу, мод нь дулаан дамжуулалт муутай байдаг. Ерөнхийдөө аливаа бодис нь дулааны энергийг сайн дамжуулдаг бол энэ нь бас сайн цахилгаан дамжуулагч байх болно. Энэ нь үргэлж үнэн байдаггүй; жишээ нь гялтгануур нь дулаан дамжуулагч боловч цахилгаан тусгаарлагч юм. Давстай ус нь дулаан дамжуулагч муу боловч цахилгаан дамжуулагч юм. Гэсэн хэдий ч ерөнхийдөө дулааны энергийг бодис дотор хөдөлгөдөг атомуудын ижил нягт савлагаа, электронуудын харьцангуй чөлөөтэй хөдөлгөөн нь электронуудын цахилгаан энергийг хөдөлгөдөг.
Ууссан хатуу бодисгүй цэвэр ус нь цахилгаан дамжуулах чадваргүй. Усанд ууссан эрдэс бодис их байвал цахилгаан гүйдэл илүү амархан урсдаг. Хийн хольц болох агаар нь ерөнхийдөө дулаан, цахилгааныг сайн дамжуулдаггүй. Агаарыг устай адил тусгаарлагч гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч агаар дахь бөөмс нь тогтсон статикаас (аянга буух гэж байгаа цахилгаан талбайгаас эсвэл цахилгаан шугамын цахилгаан талбараас) хүчтэй цахилгаан цэнэгийг хүлээн авах үед агаар нь цахилгаан дамжуулдаг.
Давстай ус нь муу дулаан дамжуулагч боловч сайн цахилгаан дамжуулагч юм. Давс нэмэх нь цэвэр устай харьцуулахад уусмалын дулаан багтаамжийг бууруулдаг тул цэнгэг ус давстай устай харьцуулахад дулааныг удаан барьдаг. Дулааны багтаамж бага байгаа нь давстай ус нь ижил нөхцөлд цэвэр устай харьцуулахад илүү хурдан халж, хөргөнө гэсэн үг юм. Дулаан дамжуулалт нь давсжилт ихсэх тусам буурч, температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Усны цахилгаан дамжуулах чанар нь уусмал дахь ууссан ионуудын концентрацаас хамаарна. Натрийн хлоридын давс нь ион болгон задалдаг. Тиймээс далайн ус цэвэр уснаас сая дахин илүү цахилгаан дамжуулдаг. |
