Elektriksel iletkenlik, iletken malzemeye uygulanan elektriksel alanın yük taşıyıcılar ile uzak mesafelere hareket etmesi şeklinde tanımlanır. Dört ayrı yük taşıyıcı bulunmakla birlikte bunlar Elektron, Yayınan Katyon, Yayınan Anyon ve Elektron deliği olarak ifade edilir. Bir elektron tarafından taşınan yük 1,6 x 10-19 kulon olup elektron deliği +q ve -2q arasında yük taşımaktadır.
Elektriksel İletkenlik ve Sıcaklık İlişkisi
Yukarıda kabaca tanımladığımız elektriksel iletkenliği daha açık bir şekilde ifade etmek gerekirse; İletken bir maddeye iki uç arasında bir potansiyel farkın uygulanması durumunda iletken içerisinde bir elektrik alan oluşacak ve elektronlar üzerine bir kuvvet etki edecektir. Kuvvet ve elektrik alan büyüklüğü doğru orantılı olup yönü elektrik alanın tam tersi durumdadır.
Açık bir şekle iletim sırasında elektronların, hiçbir engel ile karşılaşmaması ve engellere takılmadan hareket etmesi istenmektedir. Ancak iletken içerisinde yer alan atomlar bu harekete engel olup elektronlar ile karşılaşılması durumunda farklı yönlere ve hatta geriye saçılmaya neden olacaktır. İşte bu anda akımı taşıyan/aktaran elektronların enerjisinin bir kısmı atomlara aktarılmaya başlanacak ve iletken ısınmaya başlayacaktır.
Sıcaklık Arttıkça Elektriksel İletkenlik Azalır Mı?
İletkene ( araç, malzeme) aktarılan enerji arttıkça akım azalacak, iletken malzeme direnci aynı ölçüde artmaya başlayacaktır. Katı maddelerde yer alan atomlar gaz içerisinde yer alan atomlar gibi ötelenme hareketi göstermese de sürekli titreşim halinde olacaktır. Kuantum mekaniğine göz atıldığında mutlak sıfır noktasında dahi bu titreşimin devam ettiği söylenir. Ancak atomlar ve titreşim genliği arasında aynı miktarda bir artış söz konusudur.
Sonuç itibariyle kinetik enerjinin bir ölçüsü olan sıcaklığın artmasıyla atomların titreşim genliği de artacak ve iletken içerisinde akım taşıyan elektronların yine iletken içerisinde yer alan atomlar ile çarpışma sıklığı da artacaktır. Bu etki sonucunda artan sıcaklık yani ısıya dönüşen enerji miktarı elektriksel iletkenliğin azalmasına neden olacaktır.
Yararlanılan Kaynaklar
(1) http://tr.wikipedia.org/wiki/Elektriksel_iletkenlik
(2) Bilim Teknik Dergisi, Nisan 2014, syf 47
