प्रवाह भनेको त्यस्तो प्रक्रिया हो जसद्वारा कुनै चीज, जस्तै ताप वा विद्युतीय प्रवाह, एक पदार्थबाट अर्को पदार्थमा सर्छ। प्रवाह ठोस, तरल पदार्थ र ग्यासहरूमा हुन्छ। जे होस्, ठोसहरूले सबैभन्दा कुशलतापूर्वक ऊर्जा स्थानान्तरण गर्दछ किनभने ठोसहरूमा अणुहरू सबैभन्दा कडा रूपमा प्याक हुन्छन्, र अणुहरू एकसाथ नजिक हुन्छन्।
तापक्रममा अणुहरू बढ्दा गर्मीको प्रवाह हुन्छ; तिनीहरू कम्पन हुन्छन्, र यो कम्पन र आन्दोलनले वरपरका अणुहरूमा ताप ऊर्जा पठाउँछ।
फरक तापक्रममा दुईवटा शरीरलाई सम्पर्कमा राख्दा उच्च तापक्रम भएको शरीरबाट तापक्रम कम तापक्रममा शरीरमा पुग्छ । पदार्थको औसत गतिज ऊर्जा शरीरको तापक्रमको मापन हो। जब कुनै पदार्थको अणुहरूको औसत गतिज ऊर्जा बढ्छ, त्यसको तापक्रम बढ्छ, र यदि कुनै पदार्थको अणुहरूको औसत गतिज ऊर्जामा कमी आउँछ भने त्यसको तापक्रम घट्छ।
आगोमा फ्राइङ प्यान राख्नुहोस्। फ्राइङ प्यान चाँडै तातो हुन्छ, किनभने तातो आगोबाट प्यानमा जान्छ। अब आगोबाट प्यान हटाउनुहोस्। बिस्तारै प्यान चिसो हुनेछ किनभने गर्मी प्यानबाट वरिपरि स्थानान्तरण हुन्छ। दुबै अवस्थामा, तातो तातो वस्तुबाट चिसो वस्तुमा प्रवाह हुन्छ।
तातो चियाको कप छोयो भने हातले कपको तातोपन महसुस हुन्छ भन्ने अनुभव तपाइले गर्नु भएको होला । कारण यो हो कि केहि गर्मी उर्जा कपबाट तपाईको हातमा स्थानान्तरण हुन्छ। तातो वस्तुबाट चिसो वस्तुमा तातो स्थानान्तरण हुन्छ यदि तिनीहरू बीच सम्पर्क हुन्छ। भौतिकशास्त्रमा, हामी भन्छौं कि तापको स्थानान्तरणलाई माध्यम चाहिन्छ। थर्मल कन्डक्शन भनेको एउटा वस्तुबाट अर्को वस्तुमा तापक्रमको आवागमन हो जुन एक अर्कालाई छुँदा फरक फरक तापक्रम हुन्छ। ठोस पदार्थहरूमा, सामान्यतया, ताप प्रवाहको प्रक्रियाद्वारा स्थानान्तरण गरिन्छ। थर्मल चालकताले वर्णन गर्दछ कि कसरी कुशलताका साथ सामग्रीले तापक्रम पास गर्न सक्छ। यो तापमान ढाँचाको तुलनामा प्रति एकाइ क्षेत्र ऊर्जा प्रवाहको दर द्वारा परिभाषित गरिएको छ।
फूरियरको तातो प्रवाहको नियम: फूरियरको नियमले देखाउँछ कि तापीय ऊर्जा तातो पदार्थबाट चिसो सामग्रीमा सर्छ। फुरियरको कानून यस रूपमा लेख्न सकिन्छ
q = kAdT∕s
यस समीकरणमा, q ले ताप प्रवाहको दरलाई बुझाउँछ, A तातो स्थानान्तरण क्षेत्र हो, k भनेको सामग्रीको थर्मल चालकता हो, dT ले सामग्रीको तापक्रमको भिन्नता हो, र s ले सामग्री कति मोटो छ भनेर बुझाउँछ।
उदाहरणहरू:
बिजुलीको आचरण एक माध्यम मार्फत विद्युतीय चार्ज कणहरूको आन्दोलनको कारण हुन्छ। यो आन्दोलनले विद्युतीय प्रवाहको परिणाम हुन सक्छ, जुन इलेक्ट्रोन वा आयनहरूद्वारा बोक्न सकिन्छ। विद्युतीय प्रवाहको एउटा उदाहरण हो जब तपाईं जीवित तार छुँदा गल्तिले विद्युतीय करेन्ट लाग्नुहुन्छ किनभने तपाईंको शरीरमा पानी हुन्छ, जुन बिजुलीको कन्डक्टर हो। अर्को उदाहरण हो जब बिजुली तारहरू मार्फत जान्छ, जुन कन्डक्टरहरू हुन्, त्यसैले हामी टिभी हेर्न वा कम्प्युटर प्रयोग गर्न सक्छौं।
विद्युतीय चालकता भनेको कुनै सामग्रीले विद्युतीय चार्जको गतिलाई कति राम्रोसँग समायोजन गर्छ भन्ने मापन हो। धातुहरू जस्ता ठोस पदार्थहरूमा इलेक्ट्रोनहरू परमाणुहरूमा ढिलो रूपमा बाँधिएका हुन्छन् जसका कारण इलेक्ट्रोनहरू धातु वस्तुमा स्वतन्त्र रूपमा परमाणुबाट परमाणुमा जान सक्छन्। यो इलेक्ट्रोन गतिशीलताले हामीलाई यसको माध्यमबाट विद्युतीय प्रवाह पास गर्न अनुमति दिन्छ। यदि हामीले वस्तुहरू मार्फत विद्युतीय प्रवाह सजिलै पास गर्न सक्छौं भने, हामी तिनीहरूलाई राम्रो बिजुली चालक भन्छौं। तिनीहरूबाट बिजुली प्रवाह गर्न अनुमति नदिने सामग्रीलाई इन्सुलेटर भनिन्छ। अर्धचालकहरूको चालकता इन्सुलेटर र कन्डक्टरको बीचमा हुन्छ। एक "उत्तम वैक्यूम," कुनै चार्ज कणहरू समावेश गर्दैन; भ्याकुमहरू सामान्यतया धेरै राम्रो इन्सुलेटरको रूपमा व्यवहार गर्छन्।
ओमको नियमले धातुमा हुने प्रवाहलाई राम्रोसँग वर्णन गरेको छ, जसले विद्युत् विद्युतीय क्षेत्रसँग समानुपातिक हुन्छ भनी बताउँछ। सामग्रीमा वर्तमान घनत्व (वर्तमान प्रति क्षेत्र) j देखिने सहजतालाई चालकता σ द्वारा मापन गरिन्छ, निम्न रूपमा परिभाषित गरिएको छ:
j = σ E,
E त्यो स्थानमा विद्युतीय क्षेत्र हो र σ सामग्रीको चालकता हो, चार्जहरू कसरी सजिलैसँग सर्छ भन्ने मापन हो।
सामग्रीको विद्युतीय चालकता वा प्रतिरोधात्मकता एक अपरिवर्तनीय गुण हो जुन सामग्रीको आकार वा आकारको सन्दर्भमा परिवर्तन हुँदैन।
चालन द्वारा चार्ज:
शरीरहरू प्रवाहको विधिद्वारा चार्ज गर्न सकिन्छ, त्यो सम्पर्कद्वारा हो। कन्डक्शनद्वारा, शरीरले चार्ज गर्ने शरीरमा जस्तै चार्ज प्राप्त गर्दछ।
प्रयोग: पेन्सिलमा कागजको स्ट्रिप घुमाएर र त्यसपछि बिस्तारै पेन्सिल निकालेर कागजको सिलिन्डर बनाउनुहोस्। यसको केन्द्रमा बाँधिएको थ्रेडद्वारा पेपर सिलिन्डरलाई निलम्बन गर्नुहोस्। एउटा गिलासको रड लिनुहोस् र यसलाई रेशमले रगड्नुहोस् ताकि यसमा सकारात्मक चार्ज हुन्छ। यस गिलास रडले पेपर सिलिन्डर छुनुहोस्। गिलासको रड हटाउनुहोस् र त्यसपछि फेरि काँचको रडलाई पेपर सिलिन्डरको नजिक ल्याउनुहोस्।
तपाईंले याद गर्नुहुनेछ कि कागजको सिलिन्डर गिलासको रडले भगाएको छ, यसको मतलब यो हो कि कागजको सिलिन्डरले सकारात्मक चार्ज प्राप्त गरेको छ जुन कन्डक्शनको कारण गिलासको रडमा भएको चार्ज हो।
उदाहरणहरू:
Photoconductivity तब हुन्छ जब सामग्रीले विद्युत चुम्बकीय विकिरण अवशोषित गर्दछ, जसको परिणामस्वरूप पदार्थको विद्युत चालकतामा परिवर्तन हुन्छ। विद्युत चुम्बकीय विकिरण अर्धचालकमा चम्किरहेको प्रकाश जस्तो सरल वा गामा विकिरणको सम्पर्कमा रहेको सामग्री जत्तिकै जटिल चीजको कारणले हुन सक्छ। जब विद्युत चुम्बकीय घटना हुन्छ, नि: शुल्क इलेक्ट्रोनहरूको संख्या बढ्छ, जस्तै इलेक्ट्रोन प्वालहरूको संख्या, यसरी वस्तुको विद्युत चालकता बढ्छ। सिलिकन, जर्मेनियम, लिड सल्फाइड, र क्याडमियम सल्फाइड, र सम्बन्धित सेमिमेटल सेलेनियम जस्ता निश्चित क्रिस्टलीय अर्धचालकहरू, बलियो रूपमा फोटोकन्डक्टिभ हुन्छन्।
उदाहरणहरू:
कुनै पनि वस्तु जसले थर्मल वा बिजुली ऊर्जा, वा दुवैलाई कुशलतापूर्वक स्थानान्तरण गर्दछ, एक कन्डक्टर हो। ताप र बिजुलीलाई तिनीहरूबाट पार गर्न अनुमति नदिने सामग्रीहरू इन्सुलेटर हुन्।
| राम्रो थर्मल प्रवाह संग सामग्री | राम्रो बिजुली प्रवाह संग सामग्री |
|
|
धातुहरू सामान्यतया तातो कुशलतापूर्वक सार्छन् र राम्रो ताप कन्डक्टरहरू हुन्। कपडा र काठले खराब ताप प्रवाह प्रदान गर्दछ। सामान्यतया, यदि कुनै पदार्थ राम्रो थर्मल ऊर्जा कन्डक्टर हो भने, यो एक राम्रो विद्युतीय चालक पनि हुनेछ। यो सधैं सत्य होइन; उदाहरणका लागि, अभ्रक तातो संवाहक तर विद्युतीय इन्सुलेटर हो। नुनिलो पानी कम ताप वाहक तर राम्रो बिजुली चालक हो। अझै पनि, सामान्यतया, एटमहरूको समान नजिकको प्याकिङ र तिनीहरूको इलेक्ट्रोनहरूको तुलनात्मक रूपमा स्वतन्त्र गति जसले पदार्थमा थर्मल उर्जाको गतिलाई पनि इलेक्ट्रोनहरूको विद्युतीय ऊर्जालाई घुमाउन बनाउँछ।
शुद्ध पानी, कुनै घुलनशील ठोस बिना, विद्युत प्रवाहकीय छैन। जब पानीमा अधिक घुलनशील खनिजहरू हुन्छन् भने विद्युतीय प्रवाह अझ सजिलैसँग बग्छ। हावा, ग्यासहरूको मिश्रण, सामान्यतया ताप वा बिजुलीको राम्रो चालक होइन। हावा, पानी जस्तै, एक इन्सुलेटर मानिन्छ। तैपनि जब हावामा भएका कणहरूले बिल्ट-अप स्ट्याटिक (बिजुली पर्न लागेको बेला वा पावर लाइनको विद्युतीय क्षेत्रबाट) बाट बलियो विद्युतीय चार्ज प्राप्त गर्दछ, हावाले बिजुली सञ्चालन गर्न सक्छ।
नुनिलो पानी खराब ताप वाहक हो तर राम्रो बिजुली चालक हो: ताजा पानीले नुनिलो पानी भन्दा लामो तातो राख्छ किनभने नुन थप्दा शुद्ध पानीको तुलनामा समाधानको ताप क्षमता कम हुन्छ। कम ताप क्षमताको अर्थ भनेको नुनिलो पानी दुवै उस्तै अवस्थामा तातो पानी भन्दा चाँडो तातो र चिसो हुन्छ। बढ्दो लवणता संग थर्मल चालकता घट्छ र तापक्रम बढ्दै जान्छ। पानीको विद्युतीय चालकता समाधानमा घुलनशील आयनको एकाग्रतामा निर्भर गर्दछ। सोडियम क्लोराइड नुन आयनहरूमा विभाजित हुन्छ। त्यसैले समुद्री पानी ताजा पानी भन्दा करिब एक मिलियन गुणा बढी प्रवाहकीय छ। |
