Those substances that allow the flow of electrons easily through them or such substances that do not obstruct the flow of electrons are called Good conductors of electricity. Let us understand good conductors through a table.
Definition of Good Conductor of Electricity
इससे पहले कि हम चालकता के बारे में जाने उससे पहले, आइए विद्युत चालकता की अवधारणा को समझें। विद्युत चालकता किसी सामग्री की विद्युत धारा संचालित करने की क्षमता का माप है। यह मेटल में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या और उनकी गतिशीलता से निर्धारित होता है। उच्च चालकता वाली सामग्री न्यूनतम प्रतिरोध के साथ विद्युत धारा को प्रवाहित करने की अनुमति देती है, जबकि कम चालकता वाली सामग्री प्रवाह को बाधित करती है।
Different types of materials and their conductivity
| Sr. No | Types of Conductor | Conductivity | Specific Resistance 20° Temp |
|---|---|---|---|
| 1 | Gold | 99% | 2.44 x 10-8 |
| 2 | Silver | 98% | 1.59 x 10-8 |
| 3 | Copper | 90% | 4.04 x 10-8 |
| 4 | Aluminum | 60% | 2.65 x 10-8 |
| 5 | Brass | 48% | ˜ 0.6 x 0.9 x 10-7 |
| 6 | Iron | 12.25% | 9.70 x 10-8 |
| 7 | G.I Wire | – | – |
| 8 | Tin | – | 10.9 x 10-8 |
| 9 | Lead | – | 22.0 x 10-8 |
| 10 | Zinc | – | 5.90 x 10-8 |
| 11 | Tungstan | – | 5.60 x 10-8 |
| 12 | Gases | – | – |
Gold
विद्युत का सबसे उत्तम चालक सोना है इसके चालक तन 99% होती है या कीमती धातु होने के कारण प्रयोग में नहीं लिया जाता है
Silver
चांदी यह विद्युत का सबसे अच्छा चालक होता है इस का विशिष्ट प्रतिरोध बहुत कम होता है 20 डिग्री सेंटीग्रेड पर 1.59 x 10-8 होता है महंगे होने के कारण इसका विद्युतीय कार्य में उपयोग सीमित है
इसका प्रयोग विद्युत विद्युत यंत्र अधिक रेटिंग की धारा के कॉन्टैक्ट्स वाले स्टाटरो में कांटेक्ट पॉइंट बनाने में होता है इसकी चालकता 98 % होती है|
Copper
चांदी के बाद यह विद्युत का बहोत अच्छा चालक है इसके चालकता 90% होती है शुद्ध तांबे का विशिष्ट प्रतिरोध 4.04 x 10-8 होता है तांबा नरम धातु है इसके तारे एवं चद्दर आसानी से बनाई जा सकती हैं
कम कीमत (चांदी से) होने के कारण इसका अत्यधिक उपयोग तारों में, केबलों में, ओवरहेड लाइनों में, वाइंडिंग तार, अर्थ इलेक्ट्रोड, स्टार्टरो के कांटेक्ट पॉइंट में बस – बार में किया जाता है
तांबे के चालक दो प्रकार के होते हैं
Hard Drawn Copper
Annealed Copper
Hard Drawn Copper Conductor
हार्ड ड्रान तांबा के चालक ठंडी अवस्था में डाई के साथ खिंचाई करके बनाया जाते हैं इस प्रकार के तांबे का प्रयोग ओवरहेड लाइन, अर्थ इलेक्ट्रोड, कमयुटेटर सेगमेंट आदि बनाने के लिए किया जाता है
Annealed Copper
हार्ड ड्रान तांबा चालक को नरम करने के लिए गर्म करने के पश्चात इसे ठंडा किया जाता है जिसे नरम हो जाता है तथा पानी से ठंडा करने पर बहुत एनील्ड हो जाता है नरम हुए तार को आसानी से इधर-उधर मोड़ा जा सकता हैजिससे तार, केबलों बनाने में बहुत आसानी रहती है
यह चालक गोलाई में 6 स्टैंडर्ड वायर गेज से 50 स्टैंडर्ड वायर गेज तक बनाए जाते हैं इनका प्रयोग वाइंडिंग तारों में अधिक मात्रा में किया जाता है अर्थिंग तार इसी से बनाए जाते हैं तांबे का उपयोग विद्युत कार्यों में सबसे प्रमुख धातु के रूप में होता है|
Aluminum Conductor
तांबे के पश्चात एलुमिनियम प्रमुख रूप से चालक के रूप में विद्युत के कार्यों में प्रयोग किया जाता है इसकी चालकता 60% होती है यह वजन में हल्का होता है 20 डिग्री सेंटीग्रेड पर इसका विशिष्ट प्रतिरोध 2.65 x 10-8 होता है
ओवरहेड लाइनों में इसका अत्यधिक उपयोग होता है इस को मजबूत बनाने के लिए चालकों के बीच एक स्टील की तार लगाई जाती है जिससे ACSR कहते हैं ACSR का पूरा नाम (Aluminum Conductor Steel Reinforced )एलमुनियम कंडक्टर स्टील रैनफोर्स्ड होता है
वर्तमान में ट्यूब चौक मोटर ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग में अल्मुनियम तार द्वारा वाइंडिंग की जाती है
Brass
यह एक मिश्र धातु है इसमें तांबा एवं जिंक का मिश्रण होता है यह विद्युत का चालक है इसके चालकता चांदी की तुलना में 48% होती है यांत्रिक शक्ति अधिक होने के कारण इसका प्रयोग टर्मिनल, ऑन ऑफ स्विच , होल्डर के स्क्रू, नट बोल्ट आदि बनाने में किया जाता है
Iron
समान लंबाई का क्षेत्रफल के तांबे के चालक की तुलना में इसका प्रतिरोध 8 गुना कम होता है चुंबकीय रेखाओं के गुजरने के लिए लोहा सुगम रास्ता बनाता है इसकी तारे एवं चादरे आसानी से बनाई जा सकती हैं
इसका उपयोग मशीन के बॉडी कवर सॉफ्ट आदि बनाने में किया जाता है इसे मेन स्विच कवर कांटेक्ट तथा GI पाइप बनाए जाते हैं
इसकी आंतरिक शक्ति बहुत अधिक होती है यह सस्ते होते हैं इनकी उपलब्धता अच्छी होने के कारण विद्युत कार्यो में अधिक उपयोग में आते हैं
GI Wire
जी आई का पूरा नाम गेल्वेनाइज़्ड आयरन होता है इस पर जंग नहीं लगती लोहे के ऊपर गेलवेनाइजेशन करके जस्ता की परत चढ़ा दी जाती है जी आई तार का मुख्य उपयोग अर्थिंग तार स्टे तार टेलीफोन तार व के बलों की यांत्रिक सुढ़िडता बढ़ने हेतु GI पत्तियों की आवरण बनाने में किया जाता है
Tin
टिन इस प्रकार के चालक पर जंग नहीं लगती इसका गलनांक कम होने के कारण यह शीघ्र पिघल जाता है इसका उपयोग निम्न प्रकार से किया जाता है तांबे की तारों को ट्रेनिंग करने में, सोल्डर बनाने में, फ्यूज तार बनाने में
Lead
इस का गलनांक टिन से अधिक होता है इस पर रासायनिक पदार्थों का असर कम होता है इसका प्रयोग केबलों में किया जाता है सोल्डर बनाने में इसका प्रयोग किया जाता है एवं लेड एसिड बैटरी के सेलो को बनाने के लिए शीशा उपयोग में लिया जाता है यह भी विद्युत का चालक होता है
Zinc
यह विद्युत का अच्छा चालक होता है या सेलो में कंटेनर बनाने के काम आता है लोहे को जंग से बचाने के लिए जस्ते की परत चढ़ाई जाती है
Tungsten
इसका गलनांक उच्च होता है या कठोर धातु है इसका उपयोग लैंपो ट्यूबलाइट के फिलामेंट बनाने में किया जाता है चुंबक बनाने में प्रयोग होने वाली स्टील में इसका प्रयोग किया जाता है यह हाई स्पीड स्टील बनाने में प्रयोग में आता है
Gases
हिलियम गैस, आर्गन गैस, नियॉन गैस, विद्युत के चालक होती हैं इनकी विशेषता यह होती है कि कम तापमान पर इनका प्रतिरोध अधिक एवं अधिक तापमान पर कम हो जाता है
Characteristics of Conductors
| Sr. No | Character | Copper | Aluminum |
|---|---|---|---|
| 1 | Color | Red, Brown | White |
| 2 | Electric conductivity (ʊ/m) | 56 | 36 |
| 3 | Resistivity on 20 Degree Centigrade | 0.01786 | 0.6278 |
| 4 | Melting point | 1083°C | 660°C |
| 5 | Density (kg/cm3) | 8.93 | 2.7 |
| 6 | Resistance heat coefficient on 20 degrees centigrade | 0.00393 | 0.00403 |
| 7 | Vertical expansion coefficient on 20 Degree Centigrade | 17 x 10-6 | 23 x 10-6 |
| 8 | Tensile strength (NW/mm2) | 220 | 70 |
How to Know the Best Conductor?
Properties of Best conductor
- चालकों का प्रतिरोध बहुत कम होता है
- इनकी चालकता बहुत अधिक होती है
- इनकी प्रतिरोधकता ओम सेंटीमीटर के क्षेत्र में होती है
- चालक की प्रतिरोधकता बहुत कम एवं चालकता बहुत अधिक होनी चाहिए
- चालक ऐसे हो कि इनके जोड़ों को सोल्डिंग आसानी से की जा सके
- चालक पदार्थ तार खींचने योग्य एवं चद्दर बनाने योग्य होने चाहिए
- उनकी खिंचाव छमता अच्छी होनी चाहिए
- चालक पदार्थ नरम होने चाहिए
Important FAQ of Best Conductor Materials
विद्युत चालकता का सर्वोत्तम तत्व क्या है?
विद्युत चालकता का सर्वोत्तम तत्व चांदी है। चांदी अपने परमाणु संरचना और इसके मुक्त इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा दान क्षमता के कारण विश्व में सर्वोत्तम चालकता वाला तत्व है।
चांदी विद्युत चालकता में सर्वोत्तम क्यों है?
चांदी की परमाणु संरचना में प्रति परमाणु एक मुक्त इलेक्ट्रॉन होता है, और इसकी क्रिस्टल जाल इन इलेक्ट्रॉनों को न्यूनतम प्रतिरोध के साथ चलने देता है। यह अनूठा व्यवस्था विद्युत धारा के अभाव में उच्चतम विद्युत चालकता को संभावित बनाती है।
क्या उच्च विद्युत चालकता वाले अन्य तत्व हैं?
हाँ, उच्च विद्युत चालकता वाले अन्य तत्व हैं। तांबा द्वितीय सर्वोत्तम चालक है और यह अपनी कीमत, उपलब्धता और सुलभता के कारण सामान्यत: उपयोग किया जाता है। सोने और एल्युमिनियम भी महत्वपूर्ण चालक हैं, प्रत्येक के अपने लाभों के सेट हैं।
विद्युत तारों के लिए तांबा व्यापकतः प्रयुक्त क्यों है?
तांबा विद्युत तारों के लिए व्यापक रूप से प्रयुक्त है क्योंकि यह विद्युत चालकता, लागत-कुशलता और उपलब्धता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। इसकी सर्वसामग्री बनाने की क्षमता उसे विभिन्न विद्युत उपयोगों के लिए आसान बनाती है।
क्या चांदी को विद्युत चालकता में सर्वोत्तम बनाने के लिए कोई नई सामग्री है?
हाँ, ग्राफीन और कार्बन नैनोट्यूब्स जैसे उत्थानशील सामग्रियाँ हैं जो चांदी के प्रमुख स्थान को चुनौती देने की संभावना रखती हैं। ये सामग्रियाँ अद्वितीय चालकता दिखाती हैं और विभिन्न विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उद्योगों को क्रांति कर सकती हैं।
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