Minden anyag molekulákból, atommolekulákból és pozitív töltésű atommagokból áll, amelyek körül a negatív elektronok helyezkednek el. Bizonyos körülmények között az elektronok képesek elhagyni magukat és átjutni a szomszédos atomokba. Ebben az esetben maga az atom pozitív töltésű lesz, és a szomszédos atom negatív töltést kap. A negatív és pozitív töltések mozgását egy elektromos mező hatására elektromos áramnak nevezzük..
Az elektromos áramvezetéshez szükséges anyagok tulajdonságaitól függően ezeket fel kell osztani:
- útmutatók.
- dielektrikumokban.
- félvezetők.
Vezető tulajdonságai
A vezetők különböznek jó elektromos vezetőképesség. Ennek oka nagyszámú szabad elektron jelenléte, amelyek nem tartoznak kifejezetten az atomok egyikéhez, és amelyek szabadon mozoghatnak egy elektromos mező hatására.
A legtöbb vezető alacsony ellenállású és nagyon alacsony veszteséggel vezet elektromos áramot. Mivel a természetben nincs ideálisan tiszta kémiai elem, összetételében bármely anyag szennyeződéseket tartalmaz. A vezetékek szennyeződései a kristályrácsban helyet foglalnak el, és általában akadályozzák a szabad elektronok áthaladását egy alkalmazott feszültség hatására.
A szennyeződések rontják a vezető tulajdonságait. Minél több szennyeződés, annál inkább befolyásolják a vezetőképességet.
Az alacsony ellenállású jó vezetők a következő anyagok:
- arany.
- ezüst.
- réz.
- alumínium.
- vas.
Az arany és az ezüst jó vezetők, de a magas költségek miatt ezeket használják ott, ahol jó minőségű, kis térfogatú vezetőkre van szükség. Ezek elsősorban elektronikus áramkörök, mikroáramkörök, nagyfrekvenciás eszközök vezetői, amelyekben a vezető olcsó anyagból (réz) készül, amelyet tetején egy vékony ezüst- vagy aranyréteg borít. Ez lehetővé teszi a vezeték minimális fogyasztásával a nemesfém jó frekvenciajellemzőit.
A réz és az alumínium olcsóbb fémek. Ezen anyagok tulajdonságainak enyhe csökkenése mellett áruk nagyságrenddel alacsonyabb, ami lehetővé teszi ezek tömeges felhasználását. Az elektronikában és az elektrotechnikában használják. Az elektronikában ezek a nyomtatott áramköri táblák, a rádióelem lábai, a radiátorok stb..
A vezetőképesség paramétere nagyban függ az anyag hőmérséklettől. A kristály hőmérsékletének emelkedésével az elektronok rezgései a kristályrácsban növekednek, megakadályozva a szabad elektronok szabad áramlását. Csökkenéssel - éppen ellenkezőleg, az ellenállás csökken, és az abszolút nullához közeli értéknél az ellenállás nullá válik és a szupravezető képesség hatása.Dielektromos tulajdonságok
A dielektrikumok kristályrácsukban tartalmaznak nagyon kevés szabad elektron, elektromos mező hatására képes hordozni. Ebben a tekintetben, amikor egy dielektrikumon potenciálkülönbséget hoznak létre, az rajta áthaladó áram annyira jelentéktelen, hogy azt nullával egyenlőnek tekintik - a dielektrikum nem vezet elektromos áramot. Emellett az dielektrikumokban található szennyeződések általában rontják dielektromos tulajdonságaikat. Az dielektrikumon áthaladó áramot az alkalmazott feszültség hatására elsősorban a szennyeződések mennyisége határozza meg.
dielektrikumokban
Az elektrotechnikában a legszélesebb körben alkalmazott dielektrikákat alkalmazzák ott, ahol meg kell védeni a szolgáltató személyzetet az elektromos áram káros hatásaitól. Ezek különféle eszközök szigetelő fogantyúi, mérőberendezések. Elektronikában - kondenzátor tömítések, huzalszigetelés, az aktív elemek hőelvezetéséhez szükséges dielektromos tömítések, műszerházak.
Félvezetők - anyagok, amelyek bizonyos körülmények között vezetnek áramot, különben dielektrikusként viselkednek.
Táblázat: a vezetők és az dielektrikumok különbségei?
| karmester | szigetelőanyag | |
| A szabad elektronok jelenléte | Nagy számban jelenik meg | Hiányzik vagy jelen van, de nagyon kevés |
| Az anyagok képessége áramvezetésre | Jól viselkedik | Nem vezet, vagy az áram kissé kicsi |
| Mi történik, ha az alkalmazott feszültség növekszik? | A vezetőn áthaladó áram Ohm törvénye szerint növekszik | A dielektrikumon áthaladó áram kissé megváltozik, és egy bizonyos érték elérésekor elektromos meghibásodás következik be |
| anyagok | Arany, ezüst, réz és ötvözetei, alumínium és ötvözeteik, vas és más | Ebonit, fluoroplasztikus, gumi, csillám, különféle műanyagok, polietilén és egyéb anyagok |
| ellenállás | 10-től-5 10-ig-8 Ohm / m fok | 1010 - 1016 Ohm / m |
| A szennyeződések hatása az anyag ellenállására | A szennyeződések rontják az anyag vezetőképességét, ami rontja annak tulajdonságait | A szennyeződések javítják az anyag vezetőképességét, ami befolyásolja annak tulajdonságait |
| Tulajdonságok változása a környezeti hőmérséklet változásával | A hőmérséklet növekedésével - az ellenállás növekszik, csökkenéssel - csökken. Nagyon alacsony hőmérsékleten - szupravezető képesség. | A hőmérséklet növekedésével - az ellenállás csökken. |
