કંડક્ટરને પ્રતિકાર કરવાનું કારણ શું છે? વાહકનો વિદ્યુત પ્રતિકાર

સહિત ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટકોઈપણ વર્તમાન સ્ત્રોત, વિવિધ વાહક અને એમ્મીટર, તમે નોંધ કરી શકો છો કે વિવિધ વાહક માટે એમ્મીટર રીડિંગ્સ અલગ છે, એટલે કે આપેલ સર્કિટમાં વર્તમાન શક્તિ અલગ છે. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, જો લોખંડના વાયર એબી (ફિગ. 70) ને બદલે તમે સમાન લંબાઈ અને ક્રોસ-સેક્શનના સર્કિટમાં નિકલ વાયર સીડીનો સમાવેશ કરો છો, તો સર્કિટમાં વર્તમાન તાકાત ઘટશે, અને જો તમે કોપર EF, વર્તમાન તાકાત નોંધપાત્ર રીતે વધશે.

ચોખા. 70. વાહકના ગુણધર્મો પર વર્તમાન તાકાતની અવલંબન

આ વાહકના છેડા સાથે વૈકલ્પિક રીતે જોડાયેલ વોલ્ટમીટર સમાન વોલ્ટેજ દર્શાવે છે. આનો અર્થ એ છે કે સર્કિટમાં વર્તમાન શક્તિ માત્ર વોલ્ટેજ પર જ નહીં, પરંતુ સર્કિટમાં સમાવિષ્ટ કંડક્ટરના ગુણધર્મો પર પણ આધારિત છે. કંડક્ટરના ગુણધર્મો પર વર્તમાન તાકાતની અવલંબન એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે વિવિધ વાહક અલગ અલગ હોય છે વિદ્યુત પ્રતિકાર.

વિદ્યુત પ્રતિકાર - ભૌતિક જથ્થો. તે અક્ષર આર દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે.

પ્રતિકારનું એકમ 1 ઓહ્મ માનવામાં આવે છે - વાહકનો પ્રતિકાર જેમાં, 1 વોલ્ટના છેડે વોલ્ટેજ પર, વર્તમાન તાકાત 1 એમ્પીયર છે.. સંક્ષિપ્તમાં તે આ રીતે લખ્યું છે:

1 ઓહ્મ = 1 વી / 1 એ

પ્રતિકારના અન્ય એકમોનો પણ ઉપયોગ થાય છે: મિલિઓહમ (mOhm), કિલોહોમ (kOhm), megaohm (MOhm).

1 mOhm = 0.001 ઓહ્મ;
1 kOhm = 1000 ઓહ્મ;
1MOhm = 1000,000 ઓહ્મ.

પ્રતિકારનું કારણ શું છે? જો કંડક્ટરમાંના ઇલેક્ટ્રોનને તેમની હિલચાલમાં કોઈ દખલગીરીનો અનુભવ ન થયો હોય, તો તેઓ, ક્રમબદ્ધ ગતિમાં લાવવામાં આવતા, અમર્યાદિત સમય માટે જડતા દ્વારા ખસેડશે. વાસ્તવમાં, ઇલેક્ટ્રોન આયનો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે સ્ફટિક જાળીધાતુ આ કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રોનની આદેશિત હિલચાલ ધીમી પડી જાય છે અને તેમાંથી ઓછા 1 સેમાં કંડક્ટરના ક્રોસ વિભાગમાંથી પસાર થાય છે. તદનુસાર, 1 s માં ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સ્થાનાંતરિત ચાર્જ ઘટે છે, એટલે કે, વર્તમાન તાકાત ઘટે છે. આમ, દરેક વાહક પ્રતિક્રમણ કરે તેવું લાગે છે વિદ્યુત પ્રવાહ, તેનો પ્રતિકાર કરે છે.

પ્રતિકારનું કારણ ક્રિસ્ટલ જાળીના આયનો સાથે ફરતા ઇલેક્ટ્રોનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે.

અલગ-અલગ વાહક તેમની સ્ફટિક જાળીની રચનામાં તફાવતને કારણે, વિવિધ લંબાઈ અને વિસ્તારોને કારણે અલગ-અલગ પ્રતિકાર ધરાવે છે. ક્રોસ વિભાગ.

પ્રશ્નો

1. પ્રાયોગિક રીતે કેવી રીતે બતાવવું કે સર્કિટમાં વર્તમાન શક્તિ વાહકના ગુણધર્મો પર આધારિત છે?
2. વાહક પ્રતિકારનું એકમ શું છે? તેણીનું નામ શું છે?
3. ઓહ્મ સિવાયના પ્રતિકારના કયા એકમોનો ઉપયોગ થાય છે?
4. પ્રતિકારનું કારણ શું છે?

વ્યાયામ 28

1. આકૃતિ 70 માં બતાવેલ સર્કિટનો આકૃતિ દોરો અને આ ડ્રોઇંગ પર કરવામાં આવેલ પ્રયોગ સમજાવો.
2. નીચેના પ્રતિકારના મૂલ્યોને ઓહ્મમાં વ્યક્ત કરો: 100 mOhm; 0.7 kOhm; 20 MOhm.
3. ઇલેક્ટ્રિક લેમ્પના સર્પાકારમાં પ્રવાહ 0.5 A હોય છે જ્યારે તેના છેડે વોલ્ટેજ 1 V હોય છે. સર્પાકારનો પ્રતિકાર નક્કી કરો.

વિદ્યુત પ્રતિકાર અને વાહકતાનો ખ્યાલ

કોઈપણ શરીર કે જેના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે તે તેના માટે ચોક્કસ પ્રતિકાર દર્શાવે છે. વિદ્યુત પ્રવાહને તેમાંથી પસાર થતો અટકાવવા માટે વાહક સામગ્રીની મિલકતને વિદ્યુત પ્રતિકાર કહેવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક સિદ્ધાંતઆ મેટલ કંડક્ટરના વિદ્યુત પ્રતિકારના સારને સમજાવે છે. મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન, જ્યારે વાહક સાથે આગળ વધે છે, ત્યારે અણુઓ અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોનનો તેમના માર્ગમાં અસંખ્ય વખત સામનો થાય છે અને, તેમની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, અનિવાર્યપણે તેમની ઊર્જાનો એક ભાગ ગુમાવે છે. ઇલેક્ટ્રોન તેમની હિલચાલ માટે એક પ્રકારનો પ્રતિકાર અનુભવે છે. વિવિધ મેટલ વાહક અલગ અલગ કર્યા અણુ માળખું, પ્રદાન કરો વિવિધ પ્રતિકારવિદ્યુત પ્રવાહ.

આ જ વસ્તુ વિદ્યુત પ્રવાહના પસાર થવા માટે પ્રવાહી વાહક અને વાયુઓના પ્રતિકારને સમજાવે છે. જો કે, આપણે ભૂલવું જોઈએ નહીં કે આ પદાર્થોમાં તે ઇલેક્ટ્રોન નથી, પરંતુ પરમાણુઓના ચાર્જ કણો છે જે તેમની હિલચાલ દરમિયાન પ્રતિકારનો સામનો કરે છે.

પ્રતિકાર લેટિન અક્ષરો R અથવા r દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

વિદ્યુત પ્રતિકારનું એકમ ઓહ્મ છે.

ઓહ્મ એ 0° સે તાપમાને 1 mm2 ના ક્રોસ સેક્શન સાથે 106.3 સેમી ઊંચા પારાના સ્તંભનો પ્રતિકાર છે.

જો, ઉદાહરણ તરીકે, વાહકનો વિદ્યુત પ્રતિકાર 4 ઓહ્મ છે, તો તે આ રીતે લખાયેલ છે: R = 4 ઓહ્મ અથવા r = 4 ઓહ્મ.

પ્રતિકાર માપવા માટે મોટા કદઅપનાવેલ એકમને મેગોમ કહેવામાં આવે છે.

એક મેગોહમ એક મિલિયન ઓહ્મ બરાબર છે.

વાહકનો પ્રતિકાર જેટલો વધારે છે, તેટલું ખરાબ તે વિદ્યુત પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે, અને તેનાથી વિપરીત, વધુ ઓછી પ્રતિકારવાહક, તે વાહકમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરવો તેટલું સરળ છે.

પરિણામે, વાહકને લાક્ષણિકતા આપવા માટે (તેના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર થવાના દૃષ્ટિકોણથી), વ્યક્તિ ફક્ત તેના પ્રતિકારને જ નહીં, પણ પ્રતિકારના પારસ્પરિક અને વાહકતાને પણ ધ્યાનમાં લઈ શકે છે.

વિદ્યુત વાહકતાએ સામગ્રીની પોતાના દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરવાની ક્ષમતા છે.

વાહકતા પ્રતિકારની પરસ્પર હોવાથી, તેને 1/R તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે, વાહકતા સૂચવવામાં આવે છે. લેટિન અક્ષર g

વાહક સામગ્રીનો પ્રભાવ, તેના પરિમાણો અને આસપાસનું તાપમાનવિદ્યુત પ્રતિકારના મૂલ્ય દ્વારા

વિવિધ વાહકનો પ્રતિકાર તે સામગ્રી પર આધાર રાખે છે જેમાંથી તેઓ બનાવવામાં આવે છે. વિદ્યુત પ્રતિકારની લાક્ષણિકતા માટે વિવિધ સામગ્રીકહેવાતા પ્રતિકારકતાનો ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો.

પ્રતિકારકતા 1 મીટરની લંબાઇ અને 1 mm2 ના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથેના વાહકનો પ્રતિકાર છે. પ્રતિરોધકતા અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે ગ્રીક મૂળાક્ષરોઆર. દરેક સામગ્રી કે જેમાંથી વાહક બનાવવામાં આવે છે તેની પોતાની પ્રતિકારકતા હોય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, પ્રતિકારકતાકોપર 0.017 છે, એટલે કે 1 મીટરની લંબાઇ અને 1 mm2 ના ક્રોસ સેક્શન સાથે કોપર વાહક 0.017 ઓહ્મનો પ્રતિકાર ધરાવે છે. એલ્યુમિનિયમની પ્રતિકારકતા 0.03 છે, આયર્નની પ્રતિરોધકતા 0.12 છે, કોન્સ્ટેન્ટનની પ્રતિકારકતા 0.48 છે, નિક્રોમની પ્રતિકારકતા 1-1.1 છે.

વાહકનો પ્રતિકાર તેની લંબાઈ સાથે સીધો પ્રમાણસર હોય છે, એટલે કે વાહક જેટલો લાંબો હોય તેટલો તેનો વિદ્યુત પ્રતિકાર વધારે હોય છે.

વાહકનો પ્રતિકાર તેના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારના વિપરિત પ્રમાણમાં હોય છે, એટલે કે વાહક જેટલો ગાઢ હોય, તેનો પ્રતિકાર ઓછો હોય અને તેનાથી વિપરીત, વાહક જેટલો પાતળો હોય, તેટલો તેનો પ્રતિકાર વધારે હોય.

આ સંબંધને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, વાતચીત કરતા જહાજોની બે જોડીની કલ્પના કરો, જેમાં એક જોડીમાં પાતળી કનેક્ટિંગ ટ્યુબ હોય છે અને બીજી જાડી હોય છે. તે સ્પષ્ટ છે કે જ્યારે એક જહાજ (દરેક જોડી) પાણીથી ભરેલું હોય છે, ત્યારે જાડી નળી દ્વારા બીજા જહાજમાં તેનું સ્થાનાંતરણ પાતળી નળી કરતાં વધુ ઝડપથી થાય છે, એટલે કે, જાડી નળીમાં પ્રવાહ સામે ઓછો પ્રતિકાર હોય છે. પાણીની તે જ રીતે, પાતળા વાહક કરતાં જાડા વાહકમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરવો સરળ છે, એટલે કે, પ્રથમ તેને બીજા કરતા ઓછો પ્રતિકાર આપે છે.

વાહકનો વિદ્યુત પ્રતિકાર એ સામગ્રીની પ્રતિરોધકતા જેટલો હોય છે જેમાંથી વાહક બનાવવામાં આવે છે, તેને વાહકની લંબાઈથી ગુણાકાર કરવામાં આવે છે અને કંડક્ટરના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે.:

R = р l/S,

ક્યાં - R એ વાહકનો પ્રતિકાર છે, ઓહ્મ, l એ m માં વાહકની લંબાઈ છે, S એ વાહકનો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર છે, mm 2.

રાઉન્ડ કંડક્ટરનો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારસૂત્ર દ્વારા ગણતરી:

S = π d 2 / 4

જ્યાં π - સતત, 3.14 ની બરાબર; d એ વાહકનો વ્યાસ છે.

અને આ રીતે કંડક્ટરની લંબાઈ નક્કી કરવામાં આવે છે:

l = S R/p,

આ સૂત્ર કંડક્ટરની લંબાઈ, તેના ક્રોસ-સેક્શન અને પ્રતિકારકતા નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે, જો સૂત્રમાં સમાવિષ્ટ અન્ય જથ્થાઓ જાણીતા હોય.

જો કંડક્ટરનો ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર નક્કી કરવો જરૂરી છે, તો સૂત્ર નીચેનું સ્વરૂપ લે છે:

એસ = р એલ / આર

સમાન સૂત્રને રૂપાંતરિત કરીને અને p ના સંદર્ભમાં સમાનતાને ઉકેલવાથી, આપણે વાહકની પ્રતિકારકતા શોધીએ છીએ:

આર = આર એસ / એલ

છેલ્લું સૂત્ર એવા કિસ્સાઓમાં ઉપયોગમાં લેવું આવશ્યક છે કે જ્યાં વાહકના પ્રતિકાર અને પરિમાણો જાણીતા છે, પરંતુ તેની સામગ્રી અજાણ છે અને વધુમાં, તે નક્કી કરવું મુશ્કેલ છે. દેખાવ. આ કરવા માટે, તમારે કંડક્ટરની પ્રતિકારકતા નક્કી કરવાની જરૂર છે અને, ટેબલનો ઉપયોગ કરીને, એવી સામગ્રી શોધો કે જેમાં આવી પ્રતિકારકતા હોય.

અન્ય કારણ કે જે વાહકના પ્રતિકારને અસર કરે છે તે તાપમાન છે.

તે સ્થાપિત થયું છે કે વધતા તાપમાન સાથે મેટલ વાહકનો પ્રતિકાર વધે છે, અને ઘટતા તાપમાન સાથે તે ઘટે છે. શુદ્ધ ધાતુના વાહક માટે પ્રતિકારમાં આ વધારો અથવા ઘટાડો લગભગ સમાન છે અને સરેરાશ 0.4% પ્રતિ 1°C છે. વધતા તાપમાન સાથે પ્રવાહી વાહક અને કાર્બનનો પ્રતિકાર ઘટે છે.

દ્રવ્યની રચનાની ઇલેક્ટ્રોનિક થિયરી વધતા તાપમાન સાથે ધાતુના વાહકના પ્રતિકારમાં વધારો કરવા માટે નીચેની સમજૂતી પૂરી પાડે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે વાહક મેળવે છે થર્મલ ઊર્જા, જે અનિવાર્યપણે પદાર્થના તમામ અણુઓમાં પ્રસારિત થાય છે, જેના પરિણામે તેમની હિલચાલની તીવ્રતા વધે છે. અણુ ચળવળમાં વધારો દિશાત્મક ચળવળ માટે વધુ પ્રતિકાર બનાવે છે મફત ઇલેક્ટ્રોન, જેના કારણે કંડક્ટરનો પ્રતિકાર વધે છે. તાપમાનમાં ઘટાડો સાથે, શ્રેષ્ઠ શરતોઇલેક્ટ્રોનની દિશાત્મક હિલચાલ માટે, અને વાહકનો પ્રતિકાર ઘટે છે. આ એક રસપ્રદ ઘટના સમજાવે છે - ધાતુઓની અતિવાહકતા.

સુપરકન્ડક્ટિવિટી, એટલે કે, શૂન્યમાં ધાતુઓના પ્રતિકારમાં ઘટાડો, એક વિશાળ નકારાત્મક તાપમાને થાય છે - 273 ° સે, કહેવાય છે સંપૂર્ણ શૂન્ય. તાપમાને સંપૂર્ણ શૂન્યધાતુના અણુઓ ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ સાથે બિલકુલ દખલ કર્યા વિના, જગ્યાએ થીજી ગયા હોય તેવું લાગે છે.

હવે આપણે સમજી શકીએ છીએ કે શા માટે ધાતુઓ વિદ્યુત પ્રવાહનો પ્રતિકાર કરે છે, એટલે કે લાંબા સમય સુધી ચાલતા પ્રવાહને જાળવવા માટે ધાતુના વાહકના છેડે સંભવિત તફાવતને હંમેશા જાળવી રાખવો જરૂરી છે. જો ઈલેક્ટ્રોનને તેમની હિલચાલમાં કોઈ દખલગીરીનો અનુભવ ન થયો હોય, તો પછી, ક્રમબદ્ધ ગતિમાં લાવવામાં આવે તો, તેઓ ક્રિયા વિના જડતાથી આગળ વધશે. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર, અનિશ્ચિતપણે. જો કે, વાસ્તવમાં, ઇલેક્ટ્રોન આયનો સાથે અથડામણ અનુભવે છે. આ કિસ્સામાં, અથડામણ પહેલાં ક્રમબદ્ધ ગતિની ચોક્કસ ગતિ ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોન મનસ્વી, અવ્યવસ્થિત દિશાઓમાં અથડામણ પછી ફરી વળશે અને ઇલેક્ટ્રોનની આદેશિત ગતિ (ઇલેક્ટ્રિક કરંટ) અવ્યવસ્થિત (થર્મલ) ગતિમાં ફેરવાશે: ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડને દૂર કર્યા પછી, વર્તમાન ખૂબ જ ટૂંક સમયમાં અદૃશ્ય થઈ જશે. લાંબો સમય ચાલતો પ્રવાહ મેળવવા માટે, દરેક અથડામણ પછી ઇલેક્ટ્રોનને ફરીથી અને ફરીથી ચોક્કસ દિશામાં ચલાવવું જરૂરી છે, અને આ માટે તે જરૂરી છે કે એક બળ ઇલેક્ટ્રોન પર હંમેશા કાર્ય કરે, એટલે કે, ત્યાં ધાતુની અંદરનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર છે.

ધાતુના વાહકના છેડે જાળવવામાં આવેલ સંભવિત તફાવત જેટલો વધારે છે, તેની અંદરનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર જેટલું મજબૂત છે, તેટલું જ વાહકમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વધારે છે. ગણતરી, જે આપણે રજૂ કરતા નથી, તે દર્શાવે છે કે સંભવિત તફાવત અને વર્તમાન તાકાત એકબીજા (ઓહ્મનો કાયદો) માટે સખત પ્રમાણસર હોવી જોઈએ.

વિદ્યુત ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ આગળ વધતા, ઇલેક્ટ્રોન કેટલાક મેળવે છે ગતિ ઊર્જા. અથડામણ દરમિયાન, આ ઊર્જા આંશિક રીતે જાળીના આયનોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, જેના કારણે તેઓ વધુ તીવ્ર થર્મલ ગતિમાંથી પસાર થાય છે. આમ, વર્તમાનની હાજરીમાં, ઇલેક્ટ્રોન (વર્તમાન) ની ક્રમબદ્ધ ચળવળની ઊર્જા સતત આયનો અને ઇલેક્ટ્રોનની અસ્તવ્યસ્ત હિલચાલની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે, જે શરીરની આંતરિક ઊર્જાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે; જેનો અર્થ થાય છે આંતરિક ઊર્જામેટલ વધે છે. આ જૌલ ગરમીના પ્રકાશનને સમજાવે છે.

સારાંશ માટે, આપણે કહી શકીએ કે વિદ્યુત પ્રતિકારનું કારણ એ છે કે ઇલેક્ટ્રોન, તેમની હિલચાલ દરમિયાન, મેટલ આયનો સાથે અથડામણનો અનુભવ કરે છે. આ અથડામણો કેટલાકની ક્રિયા જેવું જ પરિણામ આપે છે સતત બળઘર્ષણ, જે ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલને ધીમું કરે છે.

વાહકતા તફાવત વિવિધ ધાતુઓધાતુના એકમ જથ્થા દીઠ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં અને ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલની પરિસ્થિતિઓમાં કેટલાક તફાવતોને કારણે છે, જે નીચે આવે છે મધ્યમ લંબાઈમુક્ત માર્ગ, એટલે કે, મેટલ આયનો સાથેની બે અથડામણો વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સરેરાશ મુસાફરી કરે છે. જો કે, આ તફાવતો ખૂબ નોંધપાત્ર નથી, જેના પરિણામે કેટલીક ધાતુઓની વાહકતા અલગ પડે છે, જેમ કે કોષ્ટક બતાવે છે. 2 (§ 47), અન્યની વાહકતામાંથી માત્ર થોડાક દસ વખત; તે જ સમયે, સૌથી ખરાબ ધાતુના વાહકની પણ વાહકતા વાહકતા કરતા હજારો ગણી વધારે છે. સારા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સઅને સેમિકન્ડક્ટરની વાહકતા કરતાં અબજો ગણી વધારે છે.

સુપરકન્ડક્ટિવિટી (§ 49) ની ઘટનાનો અર્થ એ છે કે ધાતુમાં એવી પરિસ્થિતિઓ ઊભી થઈ છે કે જેના હેઠળ ઇલેક્ટ્રોન તેમની હિલચાલ સામે પ્રતિકાર અનુભવતા નથી. તેથી, સુપરકન્ડક્ટરમાં લાંબો પ્રવાહ જાળવવા માટે, સંભવિત તફાવતની જરૂર નથી. અમુક પ્રકારના દબાણ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનને ગતિમાં સેટ કરવા માટે તે પૂરતું છે, અને પછી સંભવિત તફાવત દૂર થયા પછી પણ સુપરકન્ડક્ટરમાં વર્તમાન અસ્તિત્વમાં રહેશે. અમે પહેલાથી જ § 49 માં આ અનુભવ વિશે વાત કરી છે.

હવે આપણે સમજી શકીએ છીએ કે શા માટે ધાતુઓ વિદ્યુત પ્રવાહનો પ્રતિકાર કરે છે, એટલે કે લાંબા સમય સુધી ચાલતા પ્રવાહને જાળવવા માટે ધાતુના વાહકના છેડે સંભવિત તફાવતને હંમેશા જાળવી રાખવો જરૂરી છે. જો ઈલેક્ટ્રોનને તેમની હિલચાલમાં કોઈ દખલગીરીનો અનુભવ ન થયો હોય, તો પછી, ક્રમબદ્ધ ગતિમાં લાવવામાં આવે તો, તેઓ અમર્યાદિત સમય માટે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા વિના, જડતા દ્વારા આગળ વધશે. જો કે, વાસ્તવમાં, ઇલેક્ટ્રોન આયનો સાથે અથડામણ અનુભવે છે. આ કિસ્સામાં, અથડામણ પહેલાં ક્રમબદ્ધ ગતિની ચોક્કસ ગતિ ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોન મનસ્વી, અવ્યવસ્થિત દિશાઓમાં અથડામણ પછી ફરી વળશે અને ઇલેક્ટ્રોનની આદેશિત ગતિ (ઇલેક્ટ્રિક કરંટ) અવ્યવસ્થિત (થર્મલ) ગતિમાં ફેરવાશે: ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડને દૂર કર્યા પછી, વર્તમાન ખૂબ જ ટૂંક સમયમાં અદૃશ્ય થઈ જશે. લાંબો સમય ચાલતો પ્રવાહ મેળવવા માટે, દરેક અથડામણ પછી ઇલેક્ટ્રોનને ફરીથી અને ફરીથી ચોક્કસ દિશામાં ચલાવવું જરૂરી છે, અને આ માટે તે જરૂરી છે કે એક બળ ઇલેક્ટ્રોન પર હંમેશા કાર્ય કરે, એટલે કે, ત્યાં ધાતુની અંદરનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર છે.

ધાતુના વાહકના છેડે જાળવવામાં આવેલ સંભવિત તફાવત જેટલો વધારે છે, તેની અંદરનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર જેટલું મજબૂત છે, તેટલું જ વાહકમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વધારે છે. ગણતરી, જે આપણે રજૂ કરતા નથી, તે દર્શાવે છે કે સંભવિત તફાવત અને વર્તમાન તાકાત એકબીજા (ઓહ્મનો કાયદો) માટે સખત પ્રમાણસર હોવી જોઈએ.

વિદ્યુત ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ આગળ વધીને, ઇલેક્ટ્રોન કેટલીક ગતિ ઊર્જા મેળવે છે. અથડામણ દરમિયાન, આ ઊર્જા આંશિક રીતે જાળીના આયનોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, જેના કારણે તેઓ વધુ તીવ્ર થર્મલ ગતિમાંથી પસાર થાય છે. આમ, વર્તમાનની હાજરીમાં, ઇલેક્ટ્રોન (વર્તમાન) ની ક્રમબદ્ધ ચળવળની ઊર્જા સતત આયનો અને ઇલેક્ટ્રોનની અસ્તવ્યસ્ત હિલચાલની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે, જે શરીરની આંતરિક ઊર્જાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે; જેનો અર્થ છે કે ધાતુની આંતરિક ઉર્જા વધે છે. આ જૌલ ગરમીના પ્રકાશનને સમજાવે છે.

સારાંશ માટે, આપણે કહી શકીએ કે વિદ્યુત પ્રતિકારનું કારણ એ છે કે ઇલેક્ટ્રોન, તેમની હિલચાલ દરમિયાન, મેટલ આયનો સાથે અથડામણનો અનુભવ કરે છે. આ અથડામણો કેટલાક સતત ઘર્ષણ બળની ક્રિયા જેવું જ પરિણામ આપે છે, જે ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલને ધીમું કરે છે.

વિવિધ ધાતુઓની વાહકતામાં તફાવત ધાતુના એકમ જથ્થા દીઠ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં અને ઇલેક્ટ્રોનની ગતિની સ્થિતિમાં કેટલાક તફાવતોને કારણે છે, જે સરેરાશ મુક્ત માર્ગમાં તફાવત પર આવે છે, એટલે કે, પાથ મુસાફરી કરે છે. મેટલ આયનો સાથે બે અથડામણ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સરેરાશ. જો કે, આ તફાવતો ખૂબ નોંધપાત્ર નથી, જેના પરિણામે કેટલીક ધાતુઓની વાહકતા અલગ પડે છે, જેમ કે કોષ્ટક બતાવે છે. 2 (§ 47), અન્યની વાહકતામાંથી માત્ર થોડાક દસ વખત; તે જ સમયે, સૌથી ખરાબ ધાતુના વાહકની વાહકતા સારા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની વાહકતા કરતાં હજારો ગણી વધારે છે અને સેમિકન્ડક્ટરની વાહકતા કરતાં અબજો ગણી વધારે છે.

સુપરકન્ડક્ટિવિટી (§ 49) ની ઘટનાનો અર્થ એ છે કે ધાતુમાં એવી પરિસ્થિતિઓ ઊભી થઈ છે કે જેના હેઠળ ઇલેક્ટ્રોન તેમની હિલચાલ સામે પ્રતિકાર અનુભવતા નથી. તેથી, સુપરકન્ડક્ટરમાં લાંબો પ્રવાહ જાળવવા માટે, સંભવિત તફાવતની જરૂર નથી. અમુક પ્રકારના દબાણ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનને ગતિમાં સેટ કરવા માટે તે પૂરતું છે, અને પછી સંભવિત તફાવત દૂર થયા પછી પણ સુપરકન્ડક્ટરમાં વર્તમાન અસ્તિત્વમાં રહેશે. અમે પહેલાથી જ § 49 માં આ પ્રયોગ વિશે વાત કરી છે.