المحتوى هنا ينقصه الاستشهاد بمصادر، أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها.

موصلية كهربائية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
Question book-new.svg
المحتوى هنا ينقصه الاستشهاد بمصادر. يرجى إيراد مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (مارس 2016)

الموصلية الكهربائية هي خاصية أساسية تحدد مدى قدرة مادة على توصيل التيار الكهربائي. يرمز لها بالحرف اليوناني سيغما σ وأحيانا بالحرف كبا κ (خاصة في الهندسة الكهربائية) أو الحرف غاما γ. وحدة قياسها هي السيمنز على المتر (S/m).

التعريف[عدل]

يعبر عنها جورج أوم في قانون أوم في صيغته المغناطسية وهي صيغة محورة من القانون الكهربي كالتالي:

حيث :

E هي شدة المجال الكهربي فولت لكل متر
J هي كثافة التيار أمبير لكل متر مربع
σ وحدة الموصلية هي سيمنز لكل متر.

و في الموصل الكهربي الموصلية هي مقلوب المقاومية

و بما أن مقاومة المعدن تزداد بزيادة الحرارة فتبعا لذلك فإن الموصلية الكهربية في المعادن تزداد كلما نقصت الحرارة ويعبر عن ذلك رياضيا حسب القانون التالي.

حيث هي المعامل الحراري للمادة،

أسباب الموصلية[عدل]

مقاومية وموصلية مواد مختلفة[عدل]

يوضح الجدول التالي المقاومية (ρ) والموصلية (σ) ومعامل درجة الحرارة لمواد مختلفة عند درجة الحرارة 20° درجة مئوية (68 فهرنهايت، 293 كلفن).

المادة المقاومية (Ω·m) عند 20 °م الموصلية (S/m) عند 20 °م معامل درجة الحرارة[a]
(K−1)
مراجع
فضة 1.59×10−8 6.30×107 0.0038 [1][2]
نحاس 1.68×10−8 5.96×107 0.00404 [3][4]
نحاس مطوع[b] 1.72×10−8 5.80×107 0.00393 [5]
ذهب[c] 2.44×10−8 4.10×107 0.0034 [1]
ألومنيوم[d] 2.65×10−8 3.77×107 0.0039 [1]
كالسيوم 3.36×10−8 2.98×107 0.0041
تنجستن 5.60×10−8 1.79×107 0.0045 [1]
زنك 5.90×10−8 1.69×107 0.0037 [6]
نيكل 6.99×10−8 1.43×107 0.006
ليثيوم 9.28×10−8 1.08×107 0.006
حديد 9.71×10−8 1.00×107 0.005 [1]
بلاتين 1.06×10−7 9.43×106 0.00392 [1]
قصدير 1.09×10−7 9.17×106 0.0045
غاليوم 1.40×10−7 7.10×106 0.004
صلب كربوني (1010) 1.43×10−7 6.99×106 [7]
رصاص 2.20×10−7 4.55×106 0.0039 [1]
تيتانيوم 4.20×10−7 2.38×106 0.0038
فولاذ السليكون 4.60×10−7 2.17×106 [8]
منغنين 4.82×10−7 2.07×106 0.000002 [9]
كونستنتان 4.90×10−7 2.04×106 0.000008 [10]
فولاذ مقاوم للصدأ[e] 6.90×10−7 1.45×106 0.00094 [11]
زئبق 9.80×10−7 1.02×106 0.0009 [9]
نيكروم[f] 1.10×10−6 6.7×105 0.0004 [1]
كربون (لابلوري) 5.00×10−4 إلى 8.00×10−4 1.25×103 إلى 2×103 −0.0005 [1][12]
كربون (غرافيت)[g] 2.50×10−6 إلى 5.00×10−6المستوي القاعدي
3.00×10−3 ⊥ المستوي القاعدي
2.00×105 إلى 3.00×105 ∥المستوي القاعدي
3.30×102 ⊥ المستوي القاعدي
[13]
زرنيخيد الغاليوم 1.00×10−3 إلى 1.00×108 1.00×10−8 إلى 103 [14]
جرمانيوم[h] 4.60×10−1 2.17 −0.048 [1][2]
ماء البحر[i] 2.00×10−1 4.80 [15]
ماء بركة السباحة[j] 3.33×10−1 إلى 4.00×10−1 0.25 إلى 0.30 [16]
ماء الشرب[k] 2.00×101 إلى 2.00×103 5.00×10−4 إلى 5.00×10−2  [بحاجة لمصدر]
سيليكون[h] 6.40×102 1.56×10−3 −0.075 [1]
خشب (رطب) 1.00×103 إلى 1.00×104 10−4 إلى 10−3 [17]
ماء منزوع الأيونات[l] 1.80×105 5.50×10−6 [18]
زجاج 1.00×1011 إلى 1.00×1015 10−15 إلى 10−11 ? [1][2]
كربون (ألماس) 1.00×1012 ~10−13 [19]
مطاط مقسى 1.00×1013 10−14 ? [1]
هواء 1.30×1014 إلى 3.30×1014 3×10−15 إلى 8×10−15 [20]
خشب (جاف) 1.00×1014 إلى 1.00×1016 10−16 إلى 10−14 [17]
كبريت 1.00×1015 10−16 ? [1]
كوارتز مصهور 7.50×1017 1.30×10−18 ? [1]
ب.إ.ت 1.00×1021 10−21 ?
تيفلون 1.00×1023 إلى 1.00×1025 10−25 إلى 10−23 ?

طالع أيضاً[عدل]

ملاحظات[عدل]

  1. ^ The numbers in this column increase or decrease the significand portion of the resistivity. For example, at 30 °م (303 ك), the resistivity of silver is 1.65×10−8. This is calculated as Δρ = α ΔT ρo where ρo is the resistivity at 20 °م (in this case) and α is the temperature coefficient.
  2. ^ Referred to as 100% IACS or International Annealed Copper Standard. The unit for expressing the conductivity of nonmagnetic materials by testing using the تيار دوامي method. Generally used for temper and alloy verification of aluminium.
  3. ^ عادة مايستعمل الذهب في نقاط التلامس الكهربائية لأنه لا يتآكل بسهولة.
  4. ^ Commonly used for high voltage power lines
  5. ^ 18% chromium and 8% nickel austenitic stainless steel
  6. ^ Nickel-iron-chromium alloy commonly used in heating elements.
  7. ^ Graphite is strongly anisotropic.
  8. ^ أ ب The resistivity of شبه موصلs depends strongly on the presence of impurities in the material.
  9. ^ Corresponds to an average salinity of 35 g/kg at 20 °م.
  10. ^ The pH should be around 8.4 and the conductivity in the range of 2.5–3 mS/cm. The lower value is appropriate for freshly prepared water. The conductivity is used for the determination of TDS (total dissolved particles).
  11. ^ This value range is typical of high quality drinking water and not an indicator of water quality
  12. ^ Conductivity is lowest with monatomic gases present; changes to 1.2×10−4 upon complete de-gassing, or to 7.5×10−5 upon equilibration to the atmosphere due to dissolved CO2

مراجع[عدل]

  1. ^ أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض Raymond A. Serway (1998). Principles of Physics (الطبعة 2nd). Fort Worth, Texas; London: Saunders College Pub. صفحة 602. ISBN 0-03-020457-7. 
  2. ^ أ ب ت David Griffiths (1999) [1981]. "7. Electrodynamics". In Alison Reeves. Introduction to Electrodynamics (الطبعة 3rd). Upper Saddle River, New Jersey: برنتيس هول  (لغات أخرى). صفحة 286. ISBN 0-13-805326-X. OCLC 40251748. 
  3. ^ Matula، R.A. (1979). "Electrical resistivity of copper, gold, palladium, and silver". Journal of Physical and Chemical Reference Data. 8 (4): 1147. Bibcode:1979JPCRD...8.1147M. doi:10.1063/1.555614. 
  4. ^ Douglas Giancoli (2009) [1984]. "25. Electric Currents and Resistance". In Jocelyn Phillips. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics (الطبعة 4th). Upper Saddle River, New Jersey: برنتيس هول  (لغات أخرى). صفحة 658. ISBN 0-13-149508-9. 
  5. ^ Copper wire tables : United States. National Bureau of Standards : Free Download & Streaming : Internet Archive. Archive.org (2001-03-10). Retrieved on 2014-02-03.
  6. ^ Physical constants. (PDF format; see page 2, table in the right lower corner). Retrieved on 2011-12-17.
  7. ^ AISI 1010 Steel, cold drawn. Matweb
  8. ^ "JFE steel" (PDF). اطلع عليه بتاريخ 20 أكتوبر 2012. 
  9. ^ أ ب Douglas C. Giancoli (1995). Physics: Principles with Applications (الطبعة 4th). London: Prentice Hall. ISBN 0-13-102153-2. 
    (see also Table of Resistivity. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu)
  10. ^ John O'Malley (1992) Schaum's outline of theory and problems of basic circuit analysis, p. 19, McGraw-Hill Professional, (ردمك 0-07-047824-4)
  11. ^ Glenn Elert (ed.), "Resistivity of steel", The Physics Factbook, retrieved and archived 16 June 2011.
  12. ^ Y. Pauleau, Péter B. Barna, P. B. Barna (1997) Protective coatings and thin films: synthesis, characterization, and applications, p. 215, Springer, (ردمك 0-7923-4380-8).
  13. ^ Hugh O. Pierson, Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing, and applications, p. 61, William Andrew, 1993 (ردمك 0-8155-1339-9).
  14. ^ Milton Ohring (1995). Engineering materials science, Volume 1 (الطبعة 3rd). Academic Press. صفحة 561. ISBN 0125249950. 
  15. ^ Physical properties of sea water. Kayelaby.npl.co.uk. Retrieved on 2011-12-17.
  16. ^ [1]. chemistry.stackexchange.com
  17. ^ أ ب Transmission Lines data. Transmission-line.net. Retrieved on 2014-02-03.
  18. ^ R. M. Pashley؛ M. Rzechowicz؛ L. R. Pashley؛ M. J. Francis (2005). "De-Gassed Water is a Better Cleaning Agent". The Journal of Physical Chemistry B. 109 (3): 1231–8. PMID 16851085. doi:10.1021/jp045975a. 
  19. ^ Lawrence S. Pan, Don R. Kania, Diamond: electronic properties and applications, p. 140, Springer, 1994 (ردمك 0-7923-9524-7).
  20. ^ S. D. Pawar؛ P. Murugavel؛ D. M. Lal (2009). "Effect of relative humidity and sea level pressure on electrical conductivity of air over Indian Ocean". Journal of Geophysical Research. 114: D02205. Bibcode:2009JGRD..11402205P. doi:10.1029/2007JD009716.