कंडक्टर क्या है?

चालक वह पदार्थ होता है, जैसे विद्युत तार, पारेषण लाइन या वितरण लाइन, जिसके माध्यम से विद्युत संचारित होती है। जब वोल्टेज प्रदान किया जाता है, तो विद्युत आवेश वाहक, जो अक्सर इलेक्ट्रॉन या आयन होते हैं, चालक में एक परमाणु से दूसरे परमाणु तक आसानी से प्रवाहित होते हैं। तांबे सहित अधिकांश धातुएँ अच्छे चालक मानी जाती हैं, जबकि अधातुएँ, या कुचालक, खराब चालक मानी जाती हैं।

कंडक्टर क्यों महत्वपूर्ण हैं?

कंडक्टर विभिन्न कारणों से उपयोगी और महत्वपूर्ण हैं।

• यह सुनिश्चित करता है कि iइलेक्ट्रॉन या कण इसके माध्यम से स्वतंत्र रूप से यात्रा कर सकते हैं।
• इसके आंतरिक भाग में कोई विद्युत क्षेत्र नहीं है, जिससे आयनों या इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह संभव हो पाता है।
• विद्युत क्षेत्र चालक के बाहर की सतह के समानांतर होता है।
• शून्य आवेश घनत्व के कारण, मुक्त आवेश केवल सतह पर ही मौजूद रह सकते हैं तथा धनात्मक और ऋणात्मक आवेश एक दूसरे को रद्द कर देते हैं।

कंडक्टरों में बहुत अधिक ऊष्मा चालकता और कम प्रतिरोध भी होता है। इसके अलावा, चुंबकीय क्षेत्र में कंडक्टर ऊर्जा संग्रहीत नहीं करता है। अंत में, कंडक्टर के दोनों छोर एक ही क्षमता पर होते हैं। जब एक छोर पर क्षमता बदल जाती है, तो इलेक्ट्रॉन एक छोर से दूसरे छोर पर जाने लगते हैं और कंडक्टर के माध्यम से बिजली प्रवाहित हो सकती है।

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कंडक्टर कैसे काम करते हैं?

ठोस-अवस्था भौतिकी के बैंड सिद्धांत के अध्ययन से चालकों की कार्यप्रणाली को समझा जा सकता है, जिसके अनुसार ठोसों में एक संयोजकता बैंड और एक चालन बैंड होता है। यदि किसी पदार्थ के संयोजकता बैंड और चालन बैंड के बीच ऊर्जा अंतराल हो तो उसमें विद्युत धारा प्रवाहित नहीं हो सकती। चालकों में ये बैंड एक दूसरे को ओवरलैप करते हैं, इसलिए इलेक्ट्रॉन पदार्थ में कम वोल्टेज लगाने पर भी गति कर सकते हैं। वोल्टेज, विद्युत प्रवर्तक बल या तापमान के प्रभाव से संयोजकता बैंड के बाहरी इलेक्ट्रॉन उत्तेजित होते हैं, जिसके कारण वे संयोजकता बैंड से चालन बैंड में स्थानांतरित हो जाते हैं क्योंकि वे परमाणु से शिथिल रूप से बंधे होते हैं।

इन इलेक्ट्रॉनों को चालन बैंड में कहीं भी घूमने की पूरी आज़ादी होती है, जहाँ वे बड़ी संख्या में होते हैं। ये इलेक्ट्रॉन सीधी रेखा में नहीं चलते; वे आगे-पीछे चलते हैं। इसी कारण से उनकी गति को बहाव वेग या Vd कहा जाता है। कंडक्टर के चालन बैंड के अंदर इलेक्ट्रॉनों का भौतिक परमाणुओं या अन्य इलेक्ट्रॉनों से टकराव इसी बहाव वेग के कारण होता है।

जब कंडक्टर में दो स्थानों के बीच विभवांतर होता है, तो इलेक्ट्रॉन कम विभव बिंदु से उच्च विभव बिंदु की ओर चले जाते हैं। विद्युत इलेक्ट्रॉनों से विपरीत दिशा में प्रवाहित होती है। इस मामले में कंडक्टर सामग्री केवल न्यूनतम प्रतिरोध प्रदान करती है।