வெப்பநிலை மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறனைப் பாதிக்குமா?

மின்சாரம்கடத்தும் தன்மைஒய்ஆக நிற்கிறதுஅடிப்படை அளவுருஇயற்பியல், வேதியியல் மற்றும் நவீன பொறியியலில், பல்வேறு துறைகளில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது,அதிக அளவிலான உற்பத்தி முதல் மிகத் துல்லியமான மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் வரை. அதன் முக்கிய முக்கியத்துவம் எண்ணற்ற மின் மற்றும் வெப்ப அமைப்புகளின் செயல்திறன், செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மை ஆகியவற்றுடன் அதன் நேரடி தொடர்பிலிருந்து உருவாகிறது.

இந்த விரிவான விளக்கம், இடையிலான சிக்கலான உறவைப் புரிந்துகொள்வதற்கான விரிவான வழிகாட்டியாகச் செயல்படுகிறது.மின் கடத்துத்திறன் (σ), வெப்ப கடத்துத்திறன்(கே), மற்றும் வெப்பநிலை (T)மேலும், பொதுவான கடத்திகள் முதல் வெள்ளி, தங்கம், தாமிரம், இரும்பு, கரைசல்கள் மற்றும் ரப்பர் போன்ற சிறப்பு குறைக்கடத்திகள் மற்றும் மின்கடத்திகள் வரை பல்வேறு வகையான பொருள்களின் கடத்துத்திறன் நடத்தைகளை முறையாக ஆராய்வோம், அவை கோட்பாட்டு அறிவுக்கும் நிஜ உலக தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கும் இடையிலான இடைவெளியைக் குறைக்கின்றன.

இந்தப் படிப்பை முடித்தவுடன், நீங்கள் ஒரு வலுவான, நுணுக்கமான புரிதலைப் பெறுவீர்கள்.இன்திவெப்பநிலை, கடத்துத்திறன் மற்றும் வெப்பத்தின் உறவு.

பொருளடக்கம்:

1. வெப்பநிலை மின் கடத்துத்திறனைப் பாதிக்குமா?

2. வெப்பநிலை வெப்ப கடத்துத்திறனைப் பாதிக்குமா?

3. மின் கடத்துத்திறனுக்கும் வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கும் இடையிலான தொடர்பு

4. கடத்துத்திறன் vs குளோரைடு: முக்கிய வேறுபாடுகள்

I. வெப்பநிலை மின் கடத்துத்திறனைப் பாதிக்குமா?

"வெப்பநிலை கடத்துத்திறனைப் பாதிக்குமா?" என்ற கேள்விக்கு திட்டவட்டமாக பதிலளிக்கப்படுகிறது: ஆம்.வெப்பநிலை மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் இரண்டிலும் ஒரு முக்கியமான, பொருள் சார்ந்த செல்வாக்கை செலுத்துகிறது.மின் பரிமாற்றத்திலிருந்து சென்சார் செயல்பாடு வரை முக்கியமான பொறியியல் பயன்பாடுகளில், வெப்பநிலை மற்றும் கடத்துத்திறன் உறவு கூறு செயல்திறன், செயல்திறன் விளிம்புகள் மற்றும் செயல்பாட்டு பாதுகாப்பை ஆணையிடுகிறது.

வெப்பநிலை கடத்துத்திறனை எவ்வாறு பாதிக்கிறது?

வெப்பநிலை மாற்றுவதன் மூலம் கடத்துத்திறனை மாற்றுகிறதுஎவ்வளவு எளிதாகஎலக்ட்ரான்கள் அல்லது அயனிகள் போன்ற மின்னூட்ட கேரியர்கள் அல்லது வெப்பம் ஒரு பொருளின் வழியாக நகர்கின்றன. ஒவ்வொரு வகைப் பொருளுக்கும் விளைவு வேறுபட்டது. தெளிவாக விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, இது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பது இங்கே:

1.உலோகங்கள்: வெப்பநிலை உயரும்போது கடத்துத்திறன் குறைகிறது.

அனைத்து உலோகங்களும் சாதாரண வெப்பநிலையில் எளிதாகப் பாயும் இலவச எலக்ட்ரான்கள் வழியாக கடத்தப்படுகின்றன. வெப்பப்படுத்தப்படும்போது, ​​உலோகத்தின் அணுக்கள் மிகவும் தீவிரமாக அதிர்வுறும். இந்த அதிர்வுகள் தடைகளாகச் செயல்பட்டு, எலக்ட்ரான்களைச் சிதறடித்து அவற்றின் ஓட்டத்தை மெதுவாக்குகின்றன.

குறிப்பாக, வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் சீராகக் குறைகிறது. அறை வெப்பநிலைக்கு அருகில், கடத்துத்திறன் பொதுவாகக் குறைகிறது1°C உயர்வுக்கு ~0.4%.இதற்கு மாறாக,80°C அதிகரிக்கும் போது,உலோகங்கள் இழக்கின்றன25–30%அவற்றின் அசல் கடத்துத்திறன்.

இந்தக் கொள்கை தொழில்துறை செயலாக்கத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, வெப்பமான சூழல்கள் வயரிங்கில் பாதுகாப்பான மின்னோட்டத் திறனைக் குறைக்கின்றன மற்றும் குளிரூட்டும் அமைப்புகளில் வெப்பச் சிதறலைக் குறைக்கின்றன.

2. குறைக்கடத்திகளில்: வெப்பநிலையுடன் கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கிறது.

குறைக்கடத்திகள் பொருளின் கட்டமைப்பில் இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்களுடன் தொடங்குகின்றன. குறைந்த வெப்பநிலையில், சில மட்டுமே மின்னோட்டத்தை எடுத்துச் செல்ல நகர முடியும்.வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​வெப்பம் எலக்ட்ரான்களுக்கு உடைந்து வெளியேற போதுமான ஆற்றலை அளிக்கிறது. அது வெப்பமடையும் போது, ​​அதிக மின்னூட்ட கேரியர்கள் கிடைக்கின்றன.கடத்துத்திறனை பெரிதும் அதிகரிக்கிறது.

இன்னும் உள்ளுணர்வுடன், சிகடத்துத்திறன் கூர்மையாக உயர்கிறது, வழக்கமான வரம்புகளில் ஒவ்வொரு 10–15°C க்கும் இரட்டிப்பாகிறது.இது மிதமான வெப்பத்தில் செயல்திறனை மேம்படுத்த உதவுகிறது, ஆனால் அதிக வெப்பம் ஏற்பட்டால் (அதிகப்படியான கசிவு) சிக்கல்களை ஏற்படுத்தக்கூடும், எடுத்துக்காட்டாக, குறைக்கடத்தியுடன் கட்டப்பட்ட சிப்பை அதிக வெப்பநிலைக்கு சூடாக்கினால் கணினி செயலிழக்கக்கூடும்.

3. மின்னாற்பகுப்புகளில் (பேட்டரிகளில் உள்ள திரவங்கள் அல்லது ஜெல்கள்): வெப்பத்துடன் கடத்துத்திறன் மேம்படுகிறது.

சிலர் வெப்பநிலை கரைசலின் மின் கடத்துத்திறனை எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்று யோசிக்கிறார்கள், இதோ இந்தப் பகுதி. எலக்ட்ரோலைட்டுகள் ஒரு கரைசலின் வழியாக அயனிகளை நகர்த்துகின்றன, அதே நேரத்தில் குளிர் திரவங்களை தடிமனாகவும் மந்தமாகவும் ஆக்குகிறது, இதன் விளைவாக அயனிகளின் மெதுவான இயக்கம் ஏற்படுகிறது. வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன், திரவம் குறைவான பிசுபிசுப்பைப் பெறுகிறது, எனவே அயனிகள் வேகமாக பரவி மின்னூட்டத்தை மிகவும் திறமையாக எடுத்துச் செல்கின்றன.

மொத்தத்தில், கடத்துத்திறன் 1°Cக்கு 2-3% அதிகரிக்கிறது, அதே நேரத்தில் எல்லாம் அதன் எல்லைக்குச் செல்கிறது. வெப்பநிலை 40°Cக்கு மேல் அதிகரிக்கும் போது, ​​கடத்துத்திறன் ~30% குறைகிறது.

பேட்டரிகள் போன்ற அமைப்புகள் வெப்பத்தில் வேகமாக சார்ஜ் ஆவதைப் போல, ஆனால் அதிக வெப்பமடைந்தால் சேதமடையும் அபாயம் உள்ளதால், இந்தக் கொள்கையை நீங்கள் நிஜ உலகில் கண்டறியலாம்.

II. வெப்பநிலை வெப்ப கடத்துத்திறனைப் பாதிக்குமா?

ஒரு பொருளின் வழியாக வெப்பம் எவ்வளவு எளிதாக நகர்கிறது என்பதற்கான அளவீடான வெப்ப கடத்துத்திறன், பொதுவாக பெரும்பாலான திடப்பொருட்களில் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது குறைகிறது, இருப்பினும் பொருளின் அமைப்பு மற்றும் வெப்பம் கொண்டு செல்லப்படும் விதத்தைப் பொறுத்து நடத்தை மாறுபடும்.

உலோகங்களில், வெப்பம் முக்கியமாக இலவச எலக்ட்ரான்கள் வழியாகப் பாய்கிறது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​அணுக்கள் மிகவும் வலுவாக அதிர்வுறும், இந்த எலக்ட்ரான்களை சிதறடித்து அவற்றின் பாதையை சீர்குலைக்கும், இது வெப்பத்தை திறமையாக மாற்றும் பொருளின் திறனைக் குறைக்கிறது.

படிக மின்கடத்திகளில், வெப்பம் ஃபோனான்கள் எனப்படும் அணு அதிர்வுகள் வழியாக பயணிக்கிறது. அதிக வெப்பநிலை இந்த அதிர்வுகளை தீவிரப்படுத்துகிறது, இதனால் அணுக்களுக்கு இடையில் அடிக்கடி மோதல்கள் ஏற்படுகின்றன மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறனில் தெளிவான குறைவு ஏற்படுகிறது.

இருப்பினும், வாயுக்களில், இதற்கு நேர்மாறானது நிகழ்கிறது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​மூலக்கூறுகள் வேகமாக நகர்ந்து அடிக்கடி மோதுகின்றன, மோதல்களுக்கு இடையில் ஆற்றலை மிகவும் திறம்பட மாற்றுகின்றன; எனவே, வெப்ப கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கிறது.

பாலிமர்கள் மற்றும் திரவங்களில், வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் சிறிது முன்னேற்றம் ஏற்படுவது பொதுவானது. வெப்பமான நிலைமைகள் மூலக்கூறு சங்கிலிகள் மிகவும் சுதந்திரமாக நகரவும், பாகுத்தன்மையைக் குறைக்கவும் அனுமதிக்கின்றன, இதனால் வெப்பம் பொருள் வழியாகச் செல்வதை எளிதாக்குகிறது.

III. மின் கடத்துத்திறனுக்கும் வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கும் இடையிலான தொடர்பு

வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கும் மின் கடத்துத்திறனுக்கும் இடையே தொடர்பு உள்ளதா? இந்தக் கேள்வியைப் பற்றி நீங்கள் யோசிக்கலாம். உண்மையில், மின்சாரம் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கும் இடையே ஒரு வலுவான தொடர்பு உள்ளது, ஆனால் இந்த இணைப்பு உலோகங்கள் போன்ற சில வகையான பொருட்களுக்கு மட்டுமே அர்த்தமுள்ளதாக இருக்கும்.

1. மின் கடத்துத்திறனுக்கும் வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கும் இடையிலான வலுவான தொடர்பு

தூய உலோகங்களுக்கு (தாமிரம், வெள்ளி மற்றும் தங்கம் போன்றவை), ஒரு எளிய விதி பொருந்தும்:ஒரு பொருள் மின்சாரத்தை கடத்துவதில் மிகச் சிறந்ததாக இருந்தால், அது வெப்பத்தையும் கடத்துவதில் மிகச் சிறந்ததாக இருக்கும்.இந்தக் கொள்கை எலக்ட்ரான் பகிர்வு நிகழ்வை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

உலோகங்களில், மின்சாரம் மற்றும் வெப்பம் இரண்டும் முதன்மையாக ஒரே துகள்களால் கொண்டு செல்லப்படுகின்றன: இலவச எலக்ட்ரான்கள். இதனால்தான் அதிக மின் கடத்துத்திறன் சில சந்தர்ப்பங்களில் அதிக வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கு வழிவகுக்கிறது.

க்குதிமின்சாரம்ஓட்டம்,ஒரு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​இந்த கட்டற்ற எலக்ட்ரான்கள் ஒரு திசையில் நகரும், ஒரு மின் கட்டணத்தைச் சுமந்து செல்கின்றன.

அது வரும்போதுதிவெப்பம்ஓட்டம், உலோகத்தின் ஒரு முனை சூடாகவும், மறுமுனை குளிராகவும் இருக்கும், மேலும் இந்த அதே கட்டற்ற எலக்ட்ரான்கள் வெப்பமான பகுதியில் வேகமாக நகர்ந்து மெதுவான எலக்ட்ரான்களுடன் மோதி, குளிர்ந்த பகுதிக்கு ஆற்றலை (வெப்பத்தை) விரைவாக மாற்றும்.

இந்தப் பகிரப்பட்ட பொறிமுறையானது, ஒரு உலோகம் அதிக நகரும் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருந்தால் (அது ஒரு சிறந்த மின் கடத்தியாக அமைகிறது), அந்த எலக்ட்ரான்கள் திறமையான "வெப்ப கேரியர்களாக" செயல்படுகின்றன, இது முறையாக விவரிக்கப்படுகிறதுதிவீட்மேன்-ஃபிரான்ஸ்சட்டம்.

2. மின் கடத்துத்திறனுக்கும் வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கும் இடையிலான பலவீனமான தொடர்பு

மின்னூட்டமும் வெப்பமும் வெவ்வேறு வழிமுறைகளால் கொண்டு செல்லப்படும் பொருட்களில் மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கும் இடையிலான தொடர்பு பலவீனமடைகிறது.

IV. கடத்துத்திறன் vs குளோரைடு: முக்கிய வேறுபாடுகள்

மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் குளோரைடு செறிவு இரண்டும் முக்கியமான அளவுருக்கள் என்றாலும்நீர் தர பகுப்பாய்வு, அவை அடிப்படையில் வேறுபட்ட பண்புகளை அளவிடுகின்றன.

கடத்துத்திறன்

கடத்துத்திறன் என்பது ஒரு கரைசலின் மின்சாரத்தை கடத்தும் திறனின் அளவீடு ஆகும். It அளவிடுகிறதுகரைந்த அனைத்து அயனிகளின் மொத்த செறிவுநீரில், இதில் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் (கேஷன்கள்) மற்றும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் (அயனிகள்) அடங்கும்.

குளோரைடு (Cl) போன்ற அனைத்து அயனிகளும்^-), சோடியம் (Na⁺), கால்சியம் (Ca²⁺), பைகார்பனேட் மற்றும் சல்பேட் ஆகியவை மொத்த கடத்துத்திறன் m க்கு பங்களிக்கின்றன.மைக்ரோசீமென்ஸ் பெர் சென்டிமீட்டர் (µS/செ.மீ) அல்லது மில்லிசீமென்ஸ் பெர் சென்டிமீட்டர் (mS/செ.மீ) இல் எளிதாக்கப்பட்டது.

கடத்துத்திறன் என்பது ஒரு விரைவான, பொதுவான குறிகாட்டியாகும்.இன்மொத்தம்கரைந்த திடப்பொருள்கள்(TDS) மற்றும் ஒட்டுமொத்த நீர் தூய்மை அல்லது உப்புத்தன்மை.

 குளோரைடு செறிவு (Cl^-)

குளோரைடு செறிவு என்பது கரைசலில் உள்ள குளோரைடு அயனியின் குறிப்பிட்ட அளவீடு ஆகும்.இது அளவிடுகிறதுகுளோரைடு அயனிகளின் நிறை மட்டும்(கி.கி.^-) உள்ளது, பெரும்பாலும் சோடியம் குளோரைடு (NaCl) அல்லது கால்சியம் குளோரைடு (CaCl) போன்ற உப்புகளிலிருந்து பெறப்படுகிறது.₂).

இந்த அளவீடு டைட்ரேஷன் (எ.கா., அர்ஜென்டோமெட்ரிக் முறை) அல்லது அயனி-தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மின்முனைகள் (ISEகள்) போன்ற குறிப்பிட்ட முறைகளைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது.லிட்டருக்கு மில்லிகிராம்களில் (மிகி/லி) அல்லது மில்லியனுக்கு பாகங்கள் (பிபிஎம்).

தொழில்துறை அமைப்புகளில் (கொதிகலன்கள் அல்லது குளிரூட்டும் கோபுரங்கள் போன்றவை) அரிப்புக்கான சாத்தியக்கூறுகளை மதிப்பிடுவதற்கும், குடிநீர் விநியோகத்தில் உப்புத்தன்மை ஊடுருவலைக் கண்காணிப்பதற்கும் குளோரைடு அளவுகள் மிக முக்கியமானவை.

சுருக்கமாகச் சொன்னால், குளோரைடு கடத்துத்திறனுக்கு பங்களிக்கிறது, ஆனால் கடத்துத்திறன் குளோரைடுக்கு மட்டும் குறிப்பிட்டதல்ல.குளோரைடு செறிவு அதிகரித்தால், மொத்த கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கும்.இருப்பினும், மொத்த கடத்துத்திறன் அதிகரித்தால், அது குளோரைடு, சல்பேட், சோடியம் அல்லது பிற அயனிகளின் கலவையின் அதிகரிப்பால் ஏற்படலாம்.

எனவே, கடத்துத்திறன் ஒரு பயனுள்ள ஸ்கிரீனிங் கருவியாக செயல்படுகிறது (எ.கா., கடத்துத்திறன் குறைவாக இருந்தால், குளோரைடு குறைவாக இருக்கலாம்), ஆனால் அரிப்பு அல்லது ஒழுங்குமுறை நோக்கங்களுக்காக குறிப்பாக குளோரைடைக் கண்காணிக்க, இலக்கு வைக்கப்பட்ட இரசாயன சோதனையைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.