విద్యుత్ వాహకం

భౌతికశాస్త్రం, విద్యుత్ ఇంజనీరింగ్ లో, ఒక వస్థువు దాని ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహానికి అనుకూలిస్తే దానిని విద్యుత్ వాహకము అని అంటారు. ఉదా : లోహపుతీగలు. రాగి, అల్యూమినియం వంటి లోహలలో కదిలే ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. బ్యాటరీ, ఇంధన సెల్ వంటి వాటిలో ధనాత్మక ఛార్జీలు కూడాకదిలే పరిస్థితి ఉండవచ్చు. అవాహకాలు విద్యుత్ ప్రవాహానికి అంకూలించవు.

వినియోగదారులకు విద్యుత్ ఉత్పత్తి స్టేషన్ల నుండి శక్తిని పంపిణి చేసే వాహకాలు

వైర్ పరిమాణం

తీగలు వాటి క్రాస్ విభాగం ద్వారా కొలుస్తారు. అనేక దేశాలలో, పరిమాణం చదరపు మి.మీ వ్యక్తం చేస్తారు.ఉత్తర అమెరికాలో చిన్నకండక్టర్లను అమెరికన్ వైర్ గేజ్ తోటి, పెద్ద వాటిని వృత్తాకార మిల్స్ ద్వారా కొలుస్తారు.

కండక్టన్స్

రెండు చివర్లలో విద్యుత్ సంప్రదింపులతో నిరోధక పదార్థం యొక్క ఒక ముక్క.

ఒక వాహకము నిరోధకత దాని కొలతలు, అది తయారు చెయబడిన వస్థువుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఒక పదార్థానికి నిరోధకత దాని యొక్క లంబవైశాల్యంపై విలోమానుపాతంలో, పొడవుపై అనుపాతంలో ఉంటుంది.ఉదాహరణకు ఒక మందపాటి రాగి తీగకన్నా ఒకేలా ఉన్న సన్నని రాగి తీగకు తక్కువ నిరోధకత ఉంటుంది.నిరోధకత వాహకము యొక్క పొడవుకు అనులోమంగా ఉంటుంది.ఉదాహరణకు ఒక పొడవైన రాగి తీగ కన్నా ఒకేలా ఉన్న చిన్న రాగి తీగకు తక్కువ నిరోధకత ఉంటుంది.ఒక విద్యుత్ వాహకము యొక్క నిరోధకత Rమరియు కండక్టన్స్ Gఈ విదముగా ఉండును.

$R=\rho {\frac {\ell }{A}},$

$G=\sigma {\frac {A}{\ell }}.$

$\ell$= వాహకముయొక్కపొడవు[m], A= వాహకముయొక్కలంబవైశాల్యం[m²], σ (సిగ్మా) =విద్యుత్వాహకత[S•m−1], ρ (రొ) = ఎలక్ట్రికల్ నిరోధకత[Ω•m]. విద్యుత్ వాహకత, నిరోధకత విలోమాలుగా ఆధారపడి ఉంటాయి: $\rho =1/\sigma$. నిరోధకత విద్యుత్ వ్యతిరేకంగా పదార్థం యొక్క సామర్థ్యం యొక్క కొలత. విద్యుత్వాహకత, నిరోధకత కేవలం అది తయారు చెయబడిన వస్థువుపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఈ ఫార్ములా కచ్చితమైనది కాదు: ఇందులో విద్యుత్తు సాంద్రత ఎప్పుడూ ఒకే విధంగా ఉంటుందని భావించబడుతుంది కాని ఇది ఆచరణ పరిస్థితుల్లో ఎప్పుడూ నిజం కాదు. అయితే, ఈ సూత్రం ఇప్పటికీ సన్ననితీగ కండక్టర్ల కోసం ఒక మంచి అంచనాను అందిస్తుంది.చర్మ ప్రభావం కండక్టర్ కేంద్రంలో విద్యుత్తు ప్రవాహం నిరోధిస్తుంది ఎందుకంటే విద్యుత్తు (AC) కు కచ్చితమైన ఫార్ములా లేదు.నిజానికి రేఖాగణిత లంబవైశాల్యం, విద్యుత్తు ప్రవహించే సమర్థవంతమైన లంబవైశాల్యం భిన్నంగా ఉంటాయీ, కాబట్టి నిరోధకత అంచనా కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది.ప్రతి కండక్టరుకు ఇతర AC విద్యుత్తు కండక్టర్ల సమీపంలో సామీప్యత ప్రభావం కారణంగా నిరోధకత పెరుగుతుంది.వాణిజ్య పవర్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద, పెద్ద కండక్టర్ల లేదా పెద్ద విద్యుత్ తీగలు, కొన్ని వందల ఆంపియర్ల కంటే పెద్ద ప్రవాహాలు మోస్తున్న ఒక విద్యుత్ సబ్స్టేషన్ల పై ముఖ్యమైన ప్రభావం ఉంటుంది.

వాహకపదార్థాలు

లోహాలు, ఎలెక్ట్రోలైట్స్, సూపర్వాహకాలు, అర్థవాహకాలతో, ప్లాస్మాలు, లోహాలు కాని గ్రాఫైట్, కండక్టివ్ పాలిమర్స్ వంటివి వాహకపదార్థాలు. రాగికి అధిక వాహకత ఉంది.వేడి చేసిన రాగి అన్ని ఇతర విద్యుత్ వాహకాలకతో పోల్చడం అంతర్జాతీయ ప్రమాణం.ప్రధాన గ్రేడ్ విద్యుత్ కఠినమైన పిచ్ (ETP) రాగిని వైర్ నిర్మించడానికి, మోటార్ తీగచుట్ట తంతులు, విద్యుత్ పరికరాలలో ఉపయోగిస్తారు .అధిక వాహకత్వం కలిగిన రాగిని వెల్డింగ్ లేదా బ్రేజ్ చెయడానికిఆక్సిజన్ రహిత అధిక వాహకత్వం రాగి ఉపయోగించవచ్చు.రాగిని ఇప్పటికీ చాలా తెలికైన గేజ్ తీగలలో అత్యంత సాధారణముగా ఉపయొగిస్తున్నారు. వెండి రాగి కంటే మంచి వాహకము, కానీ దాని వ్యయం కారణంగా ఎక్కువ ఉపయొగించరు. దీనిని ప్రత్యేక పరికరాలలో, ఉపగ్రహాలలో ఉపయోగిస్తారు, ఒక సన్నని లేపనం ఎక్కువగా పౌనఃపున్యాల వద్ద చర్మ ప్రభావం నష్టాలు తగ్గించడానికిఉపయోగిస్తారు. రాగి వాహకత్వంలో 61% ఉన్న అల్యూమినియం వైర్, దాని తక్కువ ధర కోసం వైరింగ్ నిర్మాణంలో ఉపయోగిస్తారు. ఇది వైరింగ్ టెర్మినల్స్ లోపల ఒక రెసిస్టివ్ ఆక్సైడ్ ఏర్పరిచి కనెక్షన్లను వేడి చేస్తుంది.దీని వల్ల లోడ్ కింద పట్టుకోల్పోవడం, అనుసంధానాలకు ఉపయోగించే పదార్థాలతో పోలిస్తే ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణం వేరే విధంగా ఉంటుంది. ఈ గుణం కనెక్షన్ల పట్టుకోల్పోవడాన్ని పెంచుతాయి. ఈ ప్రభావాలు వైరింగ్ పరికరాలలో అల్యూమినియం వాడుకోవడానికి ఉపయోగించే అనుమతి నివారించినవి.బరువు విషయములో, అల్యూమినియం రాగి కంటే మంచి వాహకం. తక్కువ వోల్టేజి పంపిణీలో అల్యూమినియం తీగలను ఉపయోగిస్తారు. 8 కార్బన్ అణువుల, 18 ఉదజని అణువుల ఆక్టేన్ వంటి కర్బనసమ్మేళనాలు విద్యుచ్చక్తి నిర్వహించలేవు.చమురులో అయాన్ల వేర్పాటుతనం ఉండదు. కాబట్టి ద్రవ (చమురు లేదా ఏ సేంద్రీయ సమ్మేళనం) విద్యుత్ వాహకం కాదు. స్వచ్ఛమైన నీరు ఒక విద్యుత్వాహకం కాదు, కాని ఉప్పు వంటి మలినాలు నీరుని కండక్టరుగా రూపాంతరం చేయవచ్చు.

వాహకం యోక్కఅమ్పసిటి

ఒక వాహకం యోక్క అమ్పసిటి, అది తీసుకు వచ్చు ప్రస్తుత విద్యుత్ మొత్తం, దాని విద్యుత్ నిరోధకత సంబంధించినది: తక్కువ ప్రతిఘటన ఇచ్చే వాహకం ఒక పెద్ద విలువ కలిగిన విద్యుత్ నిర్వహిస్తుంది. నిరోధకత, క్రమంగా, కండక్టర్ తయారుచేయబడిన పదార్థం (పైన వర్ణించిన విధంగా), కండక్టర్ యొక్క పరిమాణం ద్వారా గుర్తిస్తారు. ఒక ఇచ్చిన పదార్దానికి, పెద్ద క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతముతో ఉన్న కండక్టర్లకు చిన్న క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతముతో ఉన్న కండక్టర్ల కంటే తక్కువ నిరధం ఉంటుంది. ఒట్టి వాహకాలకు, అంతిమ పరిమితి నిరోధకతకు కోల్పోయిన శక్తి కండక్టర్ కరిగిపోవడానికి కారణమయే దశలో ఉంటుంది. ఫ్యూజులు కాకుండా వాస్తవ ప్రపంచంలో చాలా కండక్టర్ల అయితే, ఇప్పటివరకు ఈ పరిమితి క్రింద నిర్వహించబడుతున్నాయి. ఉదాహరణకు, 60 °C పైన రాగి కండక్టర్ ప్రమాదం కలిగించే వేడెక్కడంతో, గృహ వైరింగ్ సాధారణంగా 60 °C కు మాత్రమే పని చేసే PVC తో ఇన్సులేషన్ చేయబడుతుంది. టెఫ్లాన్ లేదా ఫైబర్గ్లాస్ వంటి ఇతర, మరింత ఖరీదైన ఇన్సులేషన్ ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు వద్ద కార్యాచరణకు అనుమతించవచ్చు. అమెరికన్ వైర్ గేజ్ వ్యాసం, రాగి తీగ పరిమాణాలకు వివిధ అనుమతించదగిన అమ్పసిటిలను పట్టికలో చూపిస్తుంది.

ఐసోట్రోపి

ఒక పదార్థం పై ప్రయోగించబడిన విద్యుత్ రంగం, ఫలితంగా ప్రేరిత విద్యుత్ ప్రస్తుత దిశలోనే ఉంటే, ఆ పదార్థం ఒక సమదైశిక విద్యుత్ వాహకంగా చెప్పబడుతుంది. తత్ఫలిత విద్యుత్ ప్రస్తుత వర్తింప విద్యుత్ నుండి వేరొక దిశలో ఉంటే, ఆ పదార్థం ఒక విషమ దిశాత్మక విద్యుత్ వాహకంగా చెప్పబడుతుంది.