O'tkazuvchanlik - bu issiqlik yoki elektr toki kabi biror narsaning bir moddadan ikkinchi moddaga o'tish jarayoni. O'tkazuvchanlik qattiq, suyuqlik va gazlarda sodir bo'ladi. Biroq, qattiq moddalar energiyani eng samarali tarzda uzatadi, chunki qattiq jismlardagi molekulalar eng zich joylashgan va molekulalar bir-biriga yaqinroqdir.
Issiqlik o'tkazuvchanligi molekulalar haroratni oshirganda sodir bo'ladi; ular tebranadi va bu tebranish va harakat issiqlik energiyasini atrofdagi molekulalarga o'tkazadi.
Har xil haroratdagi ikkita jism aloqada bo'lganda, issiqlik yuqori haroratdagi tanadan past haroratdagi tanaga oqib chiqadi . Moddaning o'rtacha kinetik energiyasi tananing haroratining o'lchovidir. Modda molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi ko'tarilsa, uning harorati ko'tariladi, modda molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi pasaysa, uning harorati pasayadi.
Qovurilgan idishni olovda saqlang. Qovurilgan idish tez orada qiziydi, chunki issiqlik olovdan panga o'tadi. Endi panani olovdan olib tashlang. Asta-sekin idish soviydi, chunki issiqlik idishdan atrofga o'tkaziladi. Ikkala holatda ham issiqlik issiqroq ob'ektdan sovuqroq ob'ektga o'tadi.
Bir piyola issiq choyga tegsangiz, qo'lingiz piyola issiqligini his qilishini boshdan kechirgan bo'lardingiz. Buning sababi shundaki, issiqlik energiyasining bir qismi stakandan qo'lingizga o'tadi. Issiqlik issiq ob'ektdan sovuq ob'ektga o'tadi, agar ular o'rtasida aloqa bo'lsa. Fizikada biz issiqlikni uzatish uchun vosita kerak deb aytamiz. Issiqlik o'tkazuvchanligi - bu bir-biriga tegib turganda har xil haroratga ega bo'lgan issiqlikning bir ob'ektdan ikkinchisiga o'tishi. Qattiq jismlarda, odatda, issiqlik o'tkazuvchanlik jarayoni bilan uzatiladi. Issiqlik o'tkazuvchanligi materialning issiqlikni qanchalik samarali o'tkazishini tavsiflaydi. Harorat gradienti bilan solishtirganda, u maydon birligi uchun energiya oqimi tezligi bilan belgilanadi.
Furyening issiqlik o'tkazuvchanlik qonuni: Furye qonuni issiqlik energiyasining issiqroq materiallardan sovuqroq materiallarga o'tishini ko'rsatadi. Furye qonunini quyidagicha yozish mumkin
q = kAdT∕s
Ushbu tenglamada q issiqlik o'tkazuvchanlik tezligini, A - issiqlik uzatish maydonini, k - materialning issiqlik o'tkazuvchanligini, dT - material bo'ylab harorat farqini va s - materialning qalinligini bildiradi.
Misollar:
Elektr tokini o'tkazish elektr zaryadlangan zarrachalarning muhit orqali harakatlanishi tufayli sodir bo'ladi. Ushbu harakat elektronlar yoki ionlar tomonidan o'tkazilishi mumkin bo'lgan elektr tokiga olib kelishi mumkin. Elektr o'tkazuvchanligiga misol qilib, siz elektr tokini o'tkazuvchisi bo'lgan suvni o'z ichiga olganligi sababli, siz to'lqinli simga tegib, tasodifan elektr toki urishi mumkin. Yana bir misol, elektr o'tkazgichlar bo'lgan simlar orqali o'tadi, shuning uchun biz televizor ko'rishimiz yoki kompyuterdan foydalanishimiz mumkin.
Elektr o'tkazuvchanligi materialning elektr zaryadining harakatiga qanchalik mos kelishini o'lchovidir. I n qattiq jismlar, masalan, metallar, elektronlar atomlar bilan erkin bog'langan, chunki elektronlar metall ob'ektda atomdan atomga erkin harakatlana oladi. Bu elektron harakatchanligi bizga u orqali elektr tokini o'tkazish imkonini beradi. Agar biz elektr tokini ob'ektlar orqali osongina o'tkaza olsak, ularni yaxshi elektr o'tkazgichlari deb ataymiz. Elektr tokining ular orqali o'tishiga yo'l qo'ymaydigan materiallar izolyatorlar deb nomlanadi. Yarimo'tkazgichlarning o'tkazuvchanligi izolyator va o'tkazgich o'rtasida oraliqdir. "Mukammal vakuum" tarkibida zaryadlangan zarrachalar yo'q; changyutgichlar odatda juda yaxshi izolyator sifatida ishlaydi.
Metalllardagi o'tkazuvchanlik Ohm qonuni bilan yaxshi tavsiflangan, bu oqim qo'llaniladigan elektr maydoniga mutanosib ekanligini bildiradi. Materialda j oqim zichligi (har bir maydon uchun oqim) paydo bo'lish qulayligi o'tkazuvchanlik s bilan o'lchanadi, u quyidagicha aniqlanadi:
j = s E,
E - bu joydagi elektr maydoni va s - materialning o'tkazuvchanligi, zaryadlarning u orqali qanchalik oson harakatlanishining o'lchovidir.
Materialning elektr o'tkazuvchanligi yoki qarshiligi o'zgarmas xususiyat bo'lib, u materialning o'lchamiga yoki shakliga nisbatan o'zgarmaydi.
O'tkazuvchanlik orqali zaryadlash:
Jismlar o'tkazish usuli bilan, ya'ni kontakt orqali zaryadlanishi mumkin. O'tkazuvchanlik orqali tana zaryadlovchi tanasi bilan bir xil zaryad oladi.
Tajriba: Qog'oz chizig'ini qalamga aylantirib, qalamni muloyimlik bilan tortib, qog'oz silindrini yasang. Qog'oz tsilindrini uning markaziga bog'langan ip bilan osib qo'ying. Bir shisha tayoqni oling va uni ipak bilan ishqalang, shunda u ijobiy zaryadga ega bo'ladi. Ushbu shisha tayoq bilan qog'oz tsilindriga teging. Shisha tayoqchani olib tashlang, so'ngra yana shisha tayoqni qog'oz tsilindrga yaqinlashtiring.
Siz qog'oz tsilindrni shisha tayoq bilan qaytarayotganini sezasiz, bu qog'oz tsilindr o'tkazuvchanligi tufayli shisha tayoqchadagi bilan bir xil zaryadga ega bo'lgan musbat zaryadga ega bo'lganligini anglatadi.
Misollar:
Fotoo'tkazuvchanlik material elektromagnit nurlanishni o'zlashtirganda sodir bo'ladi, natijada moddaning elektr o'tkazuvchanligi o'zgaradi. Elektromagnit nurlanish yarimo'tkazgichda porlayotgan yorug'lik kabi oddiy narsa yoki gamma nurlanishiga duchor bo'lgan material kabi murakkab narsa tufayli yuzaga kelishi mumkin. Elektromagnit hodisa sodir bo'lganda, elektron teshiklar soni kabi erkin elektronlar soni ortadi va shu bilan ob'ektning elektr o'tkazuvchanligini oshiradi. Kremniy, germaniy, qo'rg'oshin sulfid va kadmiy sulfid kabi ba'zi kristalli yarim o'tkazgichlar va tegishli yarim metall selen kuchli foto o'tkazuvchandir.
Misollar:
Issiqlik yoki elektr energiyasini yoki ikkalasini samarali ravishda uzatadigan har qanday ob'ekt o'tkazgichdir. Issiqlik va elektrning ular orqali o'tishiga yo'l qo'ymaydigan materiallar izolyator hisoblanadi.
| Yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligi bo'lgan materiallar | Yaxshi elektr o'tkazuvchanligi bo'lgan materiallar |
|
|
Metalllar odatda issiqlikni samarali o'tkazadilar va yaxshi issiqlik o'tkazuvchanlaridir. Matolar va yog'ochlar yomon issiqlik o'tkazuvchanligini ta'minlaydi. Odatda, agar modda yaxshi issiqlik energiyasini o'tkazuvchi bo'lsa, u ham yaxshi elektr o'tkazuvchisi bo'ladi. Bu har doim ham to'g'ri emas; masalan, slyuda issiqlik o'tkazuvchisi, lekin elektr izolyatoridir. Tuzli suv yomon issiqlik o'tkazuvchanligi, lekin yaxshi elektr o'tkazuvchanligi. Shunga qaramay, umuman olganda, issiqlik energiyasini moddada harakatga keltiradigan atomlarning bir xil yaqin o'rami va ularning elektronlarining nisbatan erkin harakati elektronlarning elektr energiyasini ham harakatga keltiradi.
Toza suv, erigan qattiq moddalarsiz, elektr o'tkazuvchan emas. Suvda ko'proq erigan minerallar bo'lsa, elektr toki osonroq oqadi. Gazlar aralashmasi bo'lgan havo, odatda, issiqlik yoki elektr tokini yaxshi o'tkazmaydi. Havo, suv kabi, izolyator hisoblanadi. Havodagi zarralar, aytaylik, to'plangan statik quvvatdan (chaqmoq chaqishi arafasida bo'lgan elektr maydonidan yoki elektr tarmog'ining elektr maydonidan) kuchli elektr zaryadini olganda, havo elektr tokini o'tkazishi mumkin.
Tuzli suv yomon issiqlik o'tkazuvchanligi, lekin yaxshi elektr o'tkazuvchanligi: Chuchuk suv issiqlikni sho'r suvga qaraganda uzoqroq ushlab turadi, chunki tuz qo'shilishi toza suvga nisbatan eritmaning issiqlik sig'imini pasaytiradi. Pastroq issiqlik sig'imi sho'r suvning bir xil sharoitda chuchuk suvga qaraganda tezroq isishi va sovishini anglatadi. Issiqlik o'tkazuvchanligi sho'rlanishning ortishi bilan kamayadi va harorat oshishi bilan ortadi. Suvning elektr o'tkazuvchanligi eritmadagi erigan ionlarning konsentratsiyasiga bog'liq. Natriy xlorid tuzi ionlarga ajraladi. Demak, dengiz suvi chuchuk suvga qaraganda million marta o'tkazuvchan. |
