ما هو النحاس
النحاس هو أحد المعادن رمزه Cu، وهو عنصر نقي يمكن العثور عليه في أي مكان حتى في جسم الإنسان؛ ولكن كميته في جسم الإنسان تكون ضئيلة جدًا، فيتم استخراج كميات كبيرة من النحاس من مختلف أنحاء العالم، وعادةً يستخرج من مناجم النحاس التي تكون على هيئة ثقوب كبيرة في الأرض وعادةُ ما تكون مناجم مفتوحة، لونه بني محمر لامع ولهذا يستخدم كمواد للديكور، ومن خصائصه أيضًا أنه موصل جيد للحرارة ويتأكسد عندما يتعرض للطقس والأكسجين، مما يؤدي إلى تغير لونه من البني المحمر إلى اللون الأخضر كما هو الحال في تمثال الحرية فهو مصنوع من صفائح النحاس ولكن لونه أخضر، ومن خصائص النحاس التي يدور المقال عنها المقاومة النوعية للنحاس.[١]
المقاومة النوعية للنحاس
المقاومة النوعية هي خاصية تختلف من مادة إلى أخرى وتعني درجة معارضة المادة لتدفق التيار الكهربائي من خلالها، فالمقاومة النوعية للنحاس لا بد أن تكون منخفضة؛ وذلك لأن النحاس من الموصلات فهو ذو موصلية كهربائية عالية وبالتالي ذو مقاومة نوعية منخفضة، فالعلاقة بين الموصلية الكهربائية والمقاومة النوعية هي علاقة عكسية، ويتم حساب المقاومة النوعية رياضيًا من خلال المعادلة التالية: ρ= (R*A)/L= Ω-m حيث أن ρ هي المقاومة النوعية، بينما R هي المقاومة التي تضرب في A وهي مساحة المقطع العرضي للمادة، وناتج ضربهما مقسومًا على L وهي تمثل الطول، والناتج يكون بوحدة أوم متر، وتستخدم المقاومة النوعية للتمييز بين المواد في اجراءات التيارات الكهربائية،[٢] ولكل مادة قيمة لمقاومتها النوعية بشكل ثابت، فالمقاومة النوعية للنحاس عند درجة 20 مئوية هي 1.77 × 10^-8 أوم متر أو 1.77 × 10^-6 أوم سنتيمتر،[٣] وتتأثر المقاومة النوعية للنحاس بعدة عوامل، ومنها:
- المساحة والطول: فتتأثر المقاومة النوعية بشكل عكسي مع المساحة؛ فمثلًا لو كان لدينا سلك نحاسي ذو مساحة عريضة كبيرة فستكون المقاومة أقل، لسهولة مرور التيار الكهربائي من خلالها، أما بالنسبة للطول فالعلاقة طردية، فكلما كان السلك أطول تكون المقاومة النوعية أعلى.[٢]
- درجة الحرارة: تزداد درجة المقاومة النوعية للنحاس بازدياد درجات الحرارة؛ فالموصلات تزداد مقاومتها النوعية بازدياد درجات الحرارة، على خلاف أشباه الموصلات والتي تقل مقاومتها النوعية بارتفاع درجات الحرارة.[٣]
- طبيعة المادة: فكلما كان النحاس نقيًا أكثر كانت مقاومته أقل، وبالمقابل إذا احتوى على شوائب فذلك سيؤدي إلى مقاومة أعلى، وذلك ينطبق على جميع المواد.[٢]
موصليتا النحاس والذهب
بعد معرفة المقاومة النوعية للنحاس والتي هي 1.77 × 10^-8 أوم متر، فلا بد من التركيز على أن مقاومة النحاس هي أقل من مقاومة الذهب والتي هي 2.44×10^−8 أوم متر؛ وبذلك تكون موصلية النحاس أعلى من موصلية الذهب، مما يعني أن النحاس هو موصل كهربائي أفضل من الذهب، كما أن تكلفة النحاس منخفضة على عكس تكلفة الذهب، ولكن ما يميز الذهب عن النحاس لاستخدامه كموصل كهربائي في أسلاك الكهرباء هو أنه لا يتأكسد مما يعني دوامه على المدى البعيد، فهو يستخدم في الاتصالات، ولكن لتكلفته الباهظة ولأن النحاس ذو مقاومة نوعية أقل وموصلية أعلى فهو الأفضل في توصيل الكهرباء عبر الأسلاك.[٢]
المراجع
- ↑ "Copper Lesson for Kids: Facts & Uses", study.com, Retrieved 22-8-2019. Edited.
- ^ أ ب ت ث "What is specific resistance?", www.quora.com, Retrieved 5-9-2019. Edited.
- ^ أ ب "Resistivity", www.britannica.com, Retrieved 5-9-2019. Edited.
