Elektrik direnci ve iletkenliği

Elektriksel iletkenlik iletken bir malzemeye uygulanan elektriksel alan etkisinde yük taşıyıcılarının uzak mesafeli hareketleri sonucu oluşur. Dört tür yük taşıyıcısı vardır.

• Elektronlar
• Yayınan katyon
• Yayınan anyon
• Elektron deliği

Metallerde serbest elektronlar eksi kutuptan artı kutba doğru hareket eden negatif yük taşıyıcılarıdır.

Kovalent bağlı bazı malzemelerde (silisyum gibi) bağdan kopan elektronlar artı kutba giderek eksi yük taşıyıcısı olur. Ancak arkasında bıraktığı delikte diğer bir elektron tarafından doldurulunca eksi yönde başka bir delik oluşur. Bunun yarattığı hareket sonucu elektron deliği de bir yük taşıyıcısı ama pozitif bir taşıyıcıdır.

Genelde sıvı eriyiklerde görülen iyonsal iletkenlikte ise pozitif yüklü anyonlar ve negatif katyonlar (bunlar elektron değil molekül veya atomdur) elektriksel alan etkisi altında ortamda hareket ederek iletkenliği sağlarlar.

Bir elektronun taşıdığı birim yük 1,6 x 10⁻¹⁹ coulombdur. (q = 1,6 x 10⁻¹⁹C) Elektron deliği +q yük taşır. İyonların ise iyonlaşma derecesine göre değişir. Na⁺¹ için +q ve SO₄⁻² için -2q yük taşınır.

l (cm) boyunda A (cm²) kesitli iletken için Ohm kanunu gereği

V = I x R

Burada gerilim V (volt) ve akım A (amp) birbirlerine bir orantık katsayısı direnç R (ohm) ile bağlıdır. Ve ortamın iletkenliğini belirler. Burada

R = ρ . l/A

olur. ρ ortama göre değişen bir katsayıdır. Birimi ohm.cm dir.