ელექტროგამტარობა

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                      ელექტროგამტარობა

                                                              ელექტროენერგიის მაგნეტიზმი

                                                               ელექტროსტატიკა

                                                                 მაგნიტოსტატიკა

                                                          ელექტროდინამიკა

                                                          ელექტრული წრე

                                                 კოვარიანტული ფორმულირება

ელექტროგამტარობა (აღნიშვნა: ${\displaystyle G}$) — ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ახასიათებს ნივთიერებათა თვისებას გაატარონ ელექტრული დენი ელექტრული ძაბვის გავლენით. ასევე მის ქვეშ მოიაზრება ელექტრული წინაღობის შებრუნებული სიდიდე. მუდმივი ${\displaystyle S}$ განივკვეთისა და ${\displaystyle l}$ სიგრძის სხეულისათვის ${\displaystyle G}$ გამტარობა განისაზღვრება ფორმულით :

${\displaystyle G=\sigma \frac{S}{L}=\frac{S}{(\rho l)}}$,

სადაც ${\displaystyle \sigma }$ არის ნივთიერების კუთრი გამტარობა, ${\displaystyle \rho }$ კი — კუთრი წინაღობა (${\displaystyle \rho =1/\sigma }$).

ელექტროგამტარობის საზომი ერთეულებია:

• ერთეულთა SI სისტემაში — სიმენსი (სიმ). კგ⁻¹⋅მ⁻²⋅წმ³⋅ა²

ელექტროგამტარობის სიდიდის მიხედვით სხეულებს სამ ჯგუფად ყოფენ:

• გამტარებად ( ომ^-1სმ^-1);
• დიელექტრიკებად ( ომ^-1სმ^-1);
• ნახევარგამტარებად (${\displaystyle {10}^{-10}}$ ომ^-1სმ^-1 ომ^-1სმ^-1).

ასეთი დაყოფა პირობითია, რადგან მრავალ სხეულს შეუძლია შეცვალოს თავისი ელექტროგამტარობა გარეშე ფაქტორების გავლენით. მაგალითად, ნახევარგამტარების ელექტროგამტარობა ძალზედ მგრძნობიარეა სინათლის მოქმედების მიმართ, ხოლო ლითონების ელექტროგამტარობაზე ეს ფაქტორი პრაქტიკულად გავლენას არ ახდენს. ყველაზე უნივერსალური ფაქტორი, რომელიც ყველა სხეულის ელექტროგამტარობაზე მოქმედებს, ტემპერატურაა.

ჰიდრავლიკური ანალოგია ადარებს ელექტრულ დენს, რომელიც მიედინება სქემებში და წყალს, რომელიც მიედინება მილებით. როდესაც მილი (მარცხნივ) ივსება თმით (მარჯვნივ), საჭიროა უფრო დიდი წნევა წყლის იგივე ნაკადის მისაღწევად. ელექტრული დენის გაძევება დიდი წინაღობის მეშვეობით ჰგავს წყლის გაძევებას თმით ჩაკეტილ მილში: ის მოითხოვს უფრო დიდ ბიძგს (ელექტრომოძრავი ძალა) იგივე ნაკადის გასატარებლად (ელექტრული დენი).

ნებისმიერი ნივთიერების ელექტროგამტარობა აუცილებელი პირობაა მასში თავისუფალი დამუხტული ნაწილაკების — დენის მატარებლების (მუხტის მატარებლების) არსებობა. ელექტრული დენის შემქმნელი მუხტების ფიზიკური ბუნების მიხედვით განარჩევენ სამი ტიპის ელექტროგამტარობას: 1) ელექტრონულს, 2) იონურსა და 3) შერეულს, სადაც მონაწილეობენ, როგორც ელექტრონები, ისე იონები. ზოგჯერ გამოყოფენ აგრეთვე მოლიონურ ელექტროგამტარობას, რომელსაც ადგილი აქვს კოლოიდებში.

• ელექტრონული ელექტროგამტარობა ახასიათებს ლითონებს, ნახევარგამტარებს, დიელექტრიკებს (მხოლოდ ძალიან მაღალი ძაბვის დროს მნიშვნელოვანი ელექტრონული ელექტროგამტარობა შეიძლება შეიქმნას განათების ზემოქმედებით), სითხეებსა და აირებს, მაგრამ ძალიან ძლიერ ელექტრულ ველებში. სუსტი ველების ფარგლებში მათი ელექტროგამტარობა შესამჩნევი გახდება მხოლოდ ძალიან მაღალი ტემპერატურის დროს ან სხვადასხვა გამოსხივების ზემოქმედების შედეგად.

• იონური ელექტროგამტარობა ახასიათებს ელექტროლიტებს, იონურ კრისტალებს, აირებს, პოლარულ სითხეებს, ჰიდრიდებს და სხვა. იონურ ელქტროგამტარობას თან ახლავს ნივთიერებების გადატანა.

• შერეული ელექტროგამტარობით (ელექტრონული და იონური) ხასიათდება პლაზმა.

ტემერატურია გაზრდით ლითონების ${\displaystyle \rho }$ იზრდება. ლითონების დნობისას ${\displaystyle \rho }$ ნახტომით იცვლება, როცა ტემპერატურა ძალიან დაბალ მნიშვნელობამდე მცირდება, მრავალი ლითონი და ზოგიერთი ქიმიური ნაერთი ზეგამტარობის მდგომარეობაში გადადის. ამასთან, ${\displaystyle \rho }$ ნახტომით მცირდება განუზომელად მცირე მნიშვნელობამდე. ელექტრონულ ნახევარგამტარების ${\displaystyle \rho }$ ძალიან ცვალებადია. დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს ნახევარგამტართა ${\displaystyle \rho }$-ს დამოკიდებულებას სხვადასხვა ფაქტორზე.

ელექტროსაიზოლაციო მასალის ${\displaystyle \rho }$, როგორც წესი, ძლიერ მცირდება ტემპერატურის, აგრეთვე ტენიანობის გადიდებით (ჰიგროსკოპული მასალისათვის), ამიტომ ელექტრული იზოლაციის მუშაობის პირობები არსებითად ძნელდება მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი ტენიანობის დროს. ზემოთ აღწერილი „მოცულობითი“ ელექტროგამტარობის გვერდით, ე. ი. ნივთიერებაში დენის გავლასთან ერთად, ელექტროსაიზოლაციო მასალაში შეინიშნება აგრეთვე „ზედაპირული“ ელექტროგამტარობა, რომელსაც განაპირობებს მასალის ზედაპირული ფენის გადიდებული გამტარობა. იგი განსაკუთრებით შესამჩნევი ხდება ელექტროსაიზოლაციო მასალის ზედაპირული დატენიანებისას.

იხ. ვიდეო - What is Electrical Resistance

დაძაბულობის დამოკიდებულება

მთავარი სტატია: დაძაბვის ლიანდაგი

როგორც გამტარის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, ასევე გამტარის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია დაძაბვაზე.  გამტარის დაძაბულობის ქვეშ მოთავსებით (დაძაბულობის ფორმა, რომელიც იწვევს დაძაბვას გამტარის დაჭიმვის სახით), იზრდება გამტარის დაჭიმვის ზონის სიგრძე და მცირდება მისი განივი კვეთის ფართობი. ორივე ეს ეფექტი ხელს უწყობს გამტარის დაძაბული მონაკვეთის წინააღმდეგობის გაზრდას. შეკუმშვისას (დაძაბულობა საპირისპირო მიმართულებით) მცირდება გამტარის დაძაბული მონაკვეთის წინააღმდეგობა. იხილეთ დისკუსია დაძაბულობის ლიანდაგების შესახებ დეტალებისთვის ამ ეფექტის გამოსაყენებლად შექმნილი მოწყობილობების შესახებ.

სინათლის განათებაზე დამოკიდებულება

ძირითადი სტატიები: ფოტორეზისტორი და ფოტოგამტარობა

ზოგიერთი რეზისტორები, განსაკუთრებით ნახევარგამტარებისგან დამზადებული, ავლენენ ფოტოგამტარობას, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათი წინააღმდეგობა იცვლება, როდესაც მათზე შუქი ანათებს. ამიტომ, მათ უწოდებენ ფოტორეზისტორებს (ან შუქზე დამოკიდებული რეზისტორებს). ეს არის ჩვეულებრივი ტიპის სინათლის დეტექტორი.

ზეგამტარობა

მთავარი სტატია: ზეგამტარობა

სუპერგამტარები არის მასალები, რომლებსაც აქვთ ზუსტად ნულოვანი წინააღმდეგობა და უსასრულო გამტარობა, რადგან მათ შეიძლება ჰქონდეთ V = 0 და I ≠ 0. ეს ასევე ნიშნავს, რომ არ არის ჯოულის გათბობა, ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, არ არის ელექტრო ენერგიის გაფანტვა. ამიტომ, თუ ზეგამტარი მავთული გადაკეთდება დახურულ მარყუჟად, დენი მარყუჟის ირგვლივ სამუდამოდ მიედინება. ზეგამტარები საჭიროებენ 4 K ტემპერატურამდე გაციებას თხევადი ჰელიუმით მეტალის ზეგამტარების უმეტესობისთვის, როგორიცაა ნიობიუმ-კალის შენადნობები, ან 77 K ტემპერატურამდე გაცივება თხევადი აზოტით ძვირადღირებული, მყიფე და დელიკატური კერამიკული მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარებისთვის. მიუხედავად ამისა, არსებობს სუპერგამტარობის მრავალი ტექნოლოგიური გამოყენება, მათ შორის სუპერგამტარი მაგნიტები.