یک رسانای الکتریسیته یک ماده ایست که اجازه شار جریان الکتریکی وقتی در معرض اختلاف پتانسیل است را میدهد.
این جریان الکتریکی به شار تا زمانی که اختلاف پتانسیل وجود دارد ادامه میدهد.
برای یک اختلاف پتانسیل داده شده، چگالی جریان الکتریکی در رسانا نشان دهنده کارآمدی یک رساناست.
بر اساس مقاومت پذیری، رسانا میتواند به دو دسته تقسیم شود.
ماده با مقاومت پایین و قابلیت رسانایی بالا و ماده با مقاومت بالا و قابلیت رسانایی پایین. خواص عمومی یک رسانا در زیر لیست شده است،در شرایط تعادل، رسانا این خواص را نشان میدهد.
- مقاومت
- سلف(ظرفیت القای مغناطیسی)
- میدان الکتریکی داخل رسانا صفر است
- چگالی بار درون رسانا صفر است
- بار آزاد فقط در سطح رسانا وجود دارد
- در سطح رسانا میدان الکتریکی به سطح،نرمال است
رساناهای الکتریسیته عموما از خود مقاومت بسیار پایینی در مفابل شار جریان نشان میدهند.
به طور ایده آل مقاومت یک رسانای کامل صفر است.
ولی، در عمل مقاومت پذیری رساناها از پایین تا بالا در تغییر است.
رسانا با مقاومت پایین و رسانایی بالا به عنوان رسانا برای پیچش (winding) ماشینها و تجهیزات الکتریکی ،
برای خطوط انتقال، برای تماس الکتریکی و سیم ارت استفاده میشوند.
مواد رسانا با مقاومت بالا و رسانایی کم برای ساخت لامپ فیلامان و المانهای حرارت دهی برای گرم کننده های برقی ، تنورها و کوره ها استفاده میشوند.
وقتی یک رسانا روی منبع تغذیه برق استفاده شود، یک شار مغناطیسی تولید میشود که شامل دو قسمت میشود.
شار داخلی و شار خارجی. مقدار شار داخلی در مقایسه با خارجی خیلی پایین است. به علت اتصال این شار با خود رسانا، یک اندوکتانس وارد کار میشود.
این اندوکتانس باعث افت ولتاژ در رسانا میشود. بعلاوه، این اندوکتانس همچنین توزیع جریان در سطح مقطع رسانا را تحت تاثیر قرار میدهد.
در نتیجه، جریان ترجیح میدهد از بخش خارجی تر سطح مقطع جاری شود. این تاثیر “اثر پوست” نام دارد.
این توزیع جریان در سطح مقطع همچنین به وسیله شار متصل به رسانا تحت تاثیر قرار میگیرد که بعلت جریان جاری در نزدیکی رساناست.
این “اثر مجاورت” نام دترد. هر دوی این اثرها (پوست و مجاورت) فقط در منبع برق وجود دارد و شار تولید شده توسط منبع DC با گذشت زمان ثابت میماند.
میدان الکتریکی داخل رسانای کامل صفر است. اگر میدان الکتریکی درون رسانا وجود داشته باشد، یک نیرو روی الکترونها اعمال میکند و به آنها شتاب میدهد.
ولی در شرایط تعادل، شبکه نیرو روی الکترون صفر است.
در نتیجه، میدان الکتریکی درون رسانا وجود ندارد. یعنی میدان الکتریکی باید خارج از رسانا باشد. خواص رسانا آن را برای استفاده در استحفاظ الکترواستاتیک در تجهیزات الکتریکی ومدارهای الکترونیکی مناسب کرده است.
بار الکتریکی درون رسانا وجود ندارد. نیروی دفع الکترواستاتیک متقابل بین بارهای هم نام مبتنی بر این است که الکترونها تا آنجایی که ممکن است دور باشند.
این نیروی دافعه الکترونها را به سمت سطح رسانا هل میدهند. به این دلیل که بار الکتریکی درون رسانا وجود ندارد نتیجته چگالی بار درون رسانا صفر است.
همانطور که در بالا گفته شد، با درون رسانا وجود ندارد. به علت نیروی دافعه، الکترونها به لایه خارجی رسانا حرکت میکند.
چون بار الکتریکی درون رسانا نیست، الکترون آزاد فقط در سطح خارجی رسانا وجود دارد.
اگر ما از طریق شرایط مرزی دی الکتریک به رسانا رویم، میدان به سطح رسانا نرمال است و تانژانت میدان به سطح صفر است.
یعنی، شدت میدان به سطح رسانا، نرمال است و بخش تانژانتی میدان صفر است.
منبع : سایت http://www.electrical4u.com