اجسام رسانا

توانایی یک ماده در انتقال و هدایت انرژی اصطلاحا رسانایی نامیده می شود و موادی که این قابلیت را دارند، اجسام رسانا نامیده می شوند.

انواع مختلفی از جریان رسانایی وجود دارد. اجسام رسانا می‌توانند  رسانای الکتریکی، رسانای حرارتی یا رسانای صوتی باشند.

چه موادی رسانا هستند؟

بیشر فلزات نظیر نقره ، مس ، طلا ، آلومینیم ، آهن ، فولاد ، برنج ، برنز ، جیوه و گرافیت،  نمونه های مشهوری از مواد رسانا محسوب می‌شوند. اجسام رسانا را  اصطلاحا « هادی »  نیز می گویند.

دانلود رایگان PDF این مقاله

مواد رسانا می توانند گرما و الکتریسته را انتقال دهند و مقاومت ویژه‌ی اجسام رسانا با افزایش دما، افزایش می یابد.

افراد معمولا هنگام کار با وسایل برقی، از تجهیزاتی مثل کفش ها و دستکش های مخصوص استفاده می‌کنند تا دچار برق گرفتگی نشوند. چون بدن انسان رسانا است و امکان اینکه جریان برق از طریق بدن انسان به زمین منتقل شده و انسان دچار برق گرفتگی شود، وجود دارد.

چرا برخی اجسام رسانا هستند؟

برای پی بردن به دلیل رسانایی مواد لازم است که  ساختمان آن‌ها  را مورد توجه قرار داد.

 چرا فلزات خاصیت رسانایی بالایی دارند؟ ویژگی عمده فلزات از نظر خصوصیت الکتریکی این است که این مواد دارای الکترونهای آزاد هستند.

 این الکترونها را اصطلاحا حاملین بار می‌گویند. هنگامی که اتمهای منزوی برای تشکیل جسم جامد فلزی با هم ترکیب می‌شوند، الکترونهای لایه خارجی اتم، آزادانه در سرتاسر  جسم جامد حرکت می‌کنند.

اگر فلزی را در مسیر جریان الکتریکی قرار دهیم، این جریان توسط الکترونهای آزاد منتقل می‌شود. الکتریسیته وقتی جریان می یابد که یک دوره یا سیر برگشتی به منبع خود داشته باشد . یعنی وقتی الکتریسیته را در یک مدار بسته به جریان در می آوریم، از اجسام رسانا استفاده می کنیم .

البته غیر از فلزات اجسام رسانای دیگری نیز وجود دارند. محلول‌هایی که در آنها نمک ، اسید و یا مواد قلیائی وجود داشته باشد نیز اجسام رسانا هستند در این مواد رسانایی به شیوه یونی انجام می‌گیرد. بدن انسان نیز رسانا محسوب می شود.

اهمیت اجسام رسانا

در زندگی امروزی اجسام رسانا نقش بسیار اساسی ایفا می‌کنند. به عنوان نمونه، می‌توان به سیمهای انتقال اشاره کرد که به این وسیله جریان برق تولید شده در نیروگاه‌ها به شهرها و مناطق مسکونی منتقل می‌شود.

همچنین اگر به وسایل برقی خانگی نگاه کرده و به مواد رسانا که در ساختمان آن بکار رفته، توجه کنیم، بیشتر به اهمیت آن پی می‌بریم.

رسانایی الکتریکی

 به مفهوم اندازه گیری قابلیت هدایت جریان الکتریکی در یک ماده رسانایی الکتریکی می گویند و یکای آن در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها، زیمنس می باشد.

اجسامی که جریان الکتریسیته را بدون اتلاف زیاد (با مقاومت الکتریکی کم) از خود عبور می‌دهند، اجسام رسانای الکتریسته هستند.

سیم ها و کابل های برق از مس ساخته شده اند. پس مس رسانای الکتریکی است.

از نظر ساختاری، در اجسام رسانا، الکترون های آزاد وجود دارد. این الکترون ها به راحتی از اتم خود جدا می شوند و درون جسم حرکت می کنند.

به عنوان مثال اگر سر یک سیم مسی را به میله نایلونی باردار و سر دیگر آن را به یک گلوله چوب پنبه‌ای که در ابتدا بدون بار است، وصل کنیم، با نزدیک کردن اجسام باردار دیگر، معلوم می‌شود که گلوله باردار شده است. بنابراین به سیم مسی که در آن انتقال بار صورت می‌گیرد، جسم رسانا گویند.

برای تشخیص وجود جریان برق، از فازمتر استفاده می شود. دسته فازمتر از جسمی عایق ساخته شده است و می‌توان با استفاده از آن به راحتی برای تشخیص وجود یا عدم وجود جریان برق استفاده نمود.

رسانایی حرارتی در اجسام رسانا

وقتی جسمی رسانای حرارتی باشد، گرما را به راحتی از خود عبور می دهد. اگر به بدنه یک کتری فلزی که در حال جوش آوردن آب است، دست بزنیم، دست ما می‌سوزد. کتری فلزی رسانایی حرارتی دارد و حرارت را منتقل می کند.

رسانایی صوتی

صدا ارتعاشی است که به صورت موج در محیط های رسانا مثل هوا یا آب  گسترده می‌شود. همه اجسام رسانا، دارای رسانایی صوتی نیز می باشند. از کاربردهای رسانایی صوتی می توان به ابزارهایی مثل گوشی پزشکی اشاره کرد. قابلیت رسانایی صوتی در این ابزار باعث می شوند که پزشکان بتوانند صداهای درون بدن مثل صدای قلب را  بشنوند.

دانلود رایگان PDF این مقاله

****    ****   ****

تیم تولید محتوای سایت توت مدیا امیدوار است این مقاله مورد استفاده شما قرار گرفته باشد.

جهت دسترسی به سایر مقالات درسی کلیک نمائید