Sıcaklık Arttıkça Elektriksel İletkenlik Neden Azalır?

Sıcaklık Arttıkça Elektriksel İletkenlik Neden Azalır?

Elektrik İletimi

Bir potansiyel fark, iletken bir maddenin iki ucu arasında uygulandığı zaman malzemenin içinde bir elektrik alan oluşur böylece elektronların üzerine bir kuvvet etki eder. Oluşan bu kuvvetin büyüklüğü, elektrik alanın büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Yönü ise elektrik alanın yönünün tersidir.

sıcaklık-artıkça-akım-azalması

Elektronların Enerjisinin Aktarılması

İdeal olarak elektronların, malzeme içinde hiçbir engelle karşılaşmadan hareket etmesi istenir. Fakat malzemenin içindeki atomlar genellikle buna engel olur. Elektrik akımını oluşturan elektronlar, malzemeye bağlı olarak yer alan elektronlarla karşılaştıkları zaman geriye doğru saçılırlar.

Bu sırada, akımı taşıyan elektronların enerjisinin bir kısmı iletken malzemeyi oluşturan atomlara aktarılır ve malzeme ısınır. Malzemeye aktarılan enerji ne kadar fazla olursa, akım o kadar yavaş akar. Dolayısıyla iletken malzemenin direnci de o ölçüde artar.

elektron

Katı bir maddeyi oluşturan atomlar, bir gazın içindeki atomlar gibi ötelenme hareketi yapmasalarda sürekli titreşirler. Hatta kuantum mekaniğine göre bu titreşim hareketi mutlak sıfır sıcaklığında bile durmaz. Ancak atomların enerjisi ne kadar fazlaysa titreşim hareketlerinin genliği de o kadar fazladır.

Dolayısıyla ortalama kinetik enerjinin bir ölçüsü olan sıcaklık arttıkça, atomların titreşim hareketinin genliği de artar. Böylece akımı taşıyan elektronların iletken malzemedeki atomlarla çarpışma sıklığı ve bu çarpışmalar sonucunda ısıya dönüşen enerji miktarı artar. Sonuç olarak sıcaklık artıkça malzemelerin direnci artar.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir