Ismeretes, hogy egy elektromos mezőbe helyezett anyagban egy adott mező erőinek hatására a szabad elektronok vagy ionok mozgása a térerő irányában alakul ki. Más szavakkal, egy elektromos áram előfordul egy anyagban.
Az a tulajdonság, amely meghatározza az anyag elektromos áramvezetési képességét, "elektromos vezetőképesség" -nek nevezzük. Az elektromos vezetőképesség közvetlenül függ a töltött részecskék koncentrációjától: minél nagyobb a koncentráció, annál nagyobb a vezetőképessége.
Ezen tulajdonság szerint az összes anyagot három típusra osztják:
- útmutatók.
- dielektrikumokban.
- félvezetők.
A vezetékek leírása
A vezetők rendelkeznek legnagyobb elektromos vezetőképesség az összes típusú anyag. Az összes vezetőt két nagy alcsoportra osztják:
- fémek (réz, alumínium, ezüst) és ötvözeteik.
- elektrolitok (só, sav vizes oldata).
Az első alcsoport anyagaiban csak elektronok képesek mozogni, mivel az atommagokkal összeköttetésük gyenge, és ezért nagyon könnyen leválaszthatók tőlük. Mivel a fémekben az áramlás előfordulása a szabad elektronok mozgásával jár, ezért az elektromos vezetőképesség típusát elektronikus.
Vezető párhuzamos csatlakoztatása
Az első alcsoport vezetői közül ezeket elektromos gépek, tápvezetékek, vezetékek tekercselésére használják. Fontos megjegyezni, hogy a fémek vezetőképességét befolyásolja tisztasága és szennyeződések hiánya.
Elektromos áram
A második alcsoportba tartozó anyagokban egy oldat hatására a molekula pozitív és negatív ionokká bomlik. Az ionok elektromos mezőnek való kitettség miatt mozognak. Ezután, amikor az áram áthalad az elektroliton, az ionok lerakódnak az elektródon, amely ebből az elektrolitból leereszkedik. Az a folyamat, amikor egy anyag elektromos áram hatására felszabadul az elektrolitból, elektrolízisnek nevezzük. Az elektrolízis eljárást általában akkor alkalmazzák, amikor például a színesfémet extrahálják vegyületének oldatából, vagy amikor egy fém más fémek védőrétegével van bevonva..
Az dielektrikumok leírása
Az dielektrikákat általában szigetelő anyagoknak is nevezik..
Minden elektromos szigetelő anyag a következő besorolással rendelkezik:
- Az aggregáció állapotától függően az dielektrikumok folyékonyak, szilárdak és gázneműek lehetnek..
- Az előállítási módszertől függően - természetes és szintetikus.
- A kémiai összetételtől függően - szerves és szervetlen.
- A molekulák szerkezetétől függően semleges és poláris.
Ide tartoznak a gáz (levegő, nitrogén, gáz), ásványolaj, bármilyen gumi és kerámia anyag. Ezeket az anyagokat az jellemzi, hogy képesek polarizáció elektromos mezőben. A polarizáció a különböző jelekkel rendelkező töltések anyagának felületén történő kialakulása.
Dielektromos példa
A dielektrikumok kis mennyiségű szabad elektronot tartalmaznak, míg az elektronok erősen kötődnek az atommagokhoz, és csak ritkán vannak leválasztva tőlük. Ez azt jelenti, hogy ezek az anyagok nem képesek áramot vezetni..
Ez a tulajdonság nagyon hasznos az elektromos áram elleni védelemre szolgáló szerszámok gyártásában: dielektromos kesztyűk, szőnyegek, csizma, elektromos berendezések szigetelői stb..
A félvezetőkről
A félvezető úgy viselkedik, mint közbenső a vezető és az dielektrikum között. Az ilyen típusú anyagok legszembetűnőbb képviselői a szilícium, germánium, szelén. Ezenkívül Dmitrij Ivanovics Mendelejev periodikus táblázata negyedik csoportjának elemeire általában ezeket az anyagokat említik..
Félvezetők: szilícium, germánium, szelén
A félvezetőknek további elektronikus lyuk vezetőképessége van, az elektronikus vezetőképesség mellett. Az ilyen típusú vezetőképesség számos környezeti tényezőtől függ, beleértve a fényt, a hőmérsékletet, az elektromos és a mágneses mezőket..
Ezeknek az anyagoknak gyenge kovalens kötésük van. Az egyik külső tényező hatására a kötés megsemmisül, ezután a szabad elektronok képződnek. Ebben az esetben, amikor az elektron levál, egy szabad “lyuk” marad a kovalens kötés összetételében. A szabad "lyukak" vonzzák a szomszédos elektronokat, így ez a művelet végtelenül elvégezhető.
A félvezető anyagok vezetőképességét különféle szennyeződések bevezetésével lehet növelni. Ez a technika széles körben elterjedt az ipari elektronikában: diódákban, tranzisztorokban, tirisztorokban. Vegyük részletesebben a vezetők és a félvezetők közötti főbb különbségeket.
Mi a különbség a vezető és a félvezető között??
A vezető és a félvezető közötti fő különbség az elektromos áram vezetésének képessége. A kar nagyságrendje nagyobb.
A hőmérséklet emelkedésével a félvezetők vezetőképessége is növekszik; a vezetőképesség a növekedésével csökken.
Tiszta vezetőkben, normál körülmények között, sokkal több elektron szabadul fel az áram áthaladásakor, mint a félvezetőkben. Ebben az esetben a szennyeződések hozzáadása csökkenti a vezetők vezetőképességét, de növeli a félvezetők vezetőképességét.
