Znano je, da se v snovi, ki je postavljena v električno polje, pod vplivom sil določenega polja giblje prosti elektroni ali ioni v smeri sil polja. Z drugimi besedami, v snovi se pojavlja električni tok.
Lastnost, ki določa sposobnost snovi, da vodi električni tok, se imenuje "električna prevodnost". Električna prevodnost je neposredno odvisna od koncentracije nabitih delcev: večja je koncentracija, večja je prevodnost.
Po tej lastnosti so vse snovi razdeljene v 3 vrste:
- Dirigenti.
- Dielektriki.
- Polprevodniki.
Opis vodnikov
Dirigenti imajo najvišja električna prevodnost vseh vrst snovi. Vsi dirigenti so razdeljeni v dve veliki podskupini:
- Kovine (baker, aluminij, srebro) in njihove zlitine.
- Elektroliti (vodna raztopina soli, kisline).
V snoveh prve podskupine se lahko gibljejo samo elektroni, saj je njihova povezava z jedri atomov šibka, zato se od njih precej preprosto odklopijo. Ker je pojav toka v kovinah povezan s premikanjem prostih elektronov, se vrsta električne prevodnosti v njih imenuje elektronska.
Vzporedna povezava prevodnika
Od prevodnikov prve podskupine se uporabljajo v navitjih električnih strojev, daljnovodih, žicah. Pomembno je upoštevati, da na prevodnost kovin vplivata njena čistost in odsotnost nečistoč.
Električni tok
V snoveh druge podskupine se molekula pod vplivom raztopine razgradi v pozitiven in negativen ion. Ioni se premikajo zaradi izpostavljenosti električnemu polju. Potem, ko tok prehaja skozi elektrolit, se ioni odlagajo na elektrodo, ki se spušča v ta elektrolit. Postopek, ko se snov sprosti iz elektrolita pod vplivom električnega toka, imenujemo elektroliza. Postopek elektrolize se običajno uporablja, na primer, ko se barva kovina ekstrahira iz raztopine njene spojine ali kadar je kovina prevlečena z zaščitno plastjo drugih kovin.
Opis dielektrikov
Dielektrike običajno imenujemo tudi izolacijske snovi..
Vse električne izolacijske snovi imajo naslednjo klasifikacijo:
- Glede na agregacijsko stanje so dielektriki lahko tekoči, trdni in plinasti..
- Odvisno od načinov proizvodnje - naravnih in sintetičnih.
- Odvisno od kemične sestave - organske in anorganske.
- Glede na strukturo molekul, nevtralne in polarne.
Sem spadajo plin (zrak, dušik, plin), mineralno olje, katera koli guma in keramični material. Za te snovi je značilna sposobnost, da polarizacija v električnem polju. Polarizacija je tvorba na površini snovi nabojev z različnimi znaki.
Primer dielektrike
Dielektriki vsebujejo majhno količino prostih elektronov, medtem ko imajo elektroni močno vez z jedri atomov in le v redkih primerih se od njih odklopijo. To pomeni, da te snovi nimajo sposobnosti vodenja toka..
Ta lastnost je zelo uporabna pri izdelavi orodij, ki se uporabljajo za zaščito pred električnim tokom: dielektrične rokavice, preproge, škornji, izolatorji za električno opremo itd..
O polprevodnikih
Polprevodnik deluje kot vmesni del med prevodnikom in dielektrikom. Najvidnejši predstavniki te vrste snovi so silicij, germanij, selen. Poleg tega se na te snovi običajno navajajo elementi četrte skupine periodične tabele Dmitrija Ivanoviča Mendelejeva..
Polprevodniki: silicij, germanij, selen
Polprevodniki imajo poleg elektronske prevodnosti tudi dodatno "luknjasto" prevodnost. Ta vrsta prevodnosti je odvisna od številnih okoljskih dejavnikov, vključno s svetlobo, temperaturo, električnim in magnetnim poljem..
Te snovi imajo šibke kovalentne vezi. Pod vplivom enega od zunanjih dejavnikov se vez uniči, po kateri pride do tvorbe prostih elektronov. V tem primeru, ko se elektron odlepi, ostane v sestavi kovalentne vezi prosta "luknja". Proste "luknje" privlačijo sosednje elektrone in tako lahko to dejanje izvedemo neskončno.
Možno je povečati prevodnost polprevodniških snovi z vnosom različnih nečistoč vanje. Ta tehnika je razširjena v industrijski elektroniki: v diodah, tranzistorjih, tiristorjih. Poglejmo podrobneje glavne razlike med prevodniki in polprevodniki.
Kakšna je razlika med prevodnikom in polprevodnikom?
Glavna razlika med prevodnikom in polprevodnikom je sposobnost vodenja električnega toka. Dirigent ima vrstni red višje.
Ko se temperatura dvigne, se poveča tudi prevodnost polprevodnikov; prevodnost se s povečevanjem zmanjšuje.
V čistih prevodnikih se v normalnih pogojih med prehodom toka sprosti veliko več elektronov kot v polprevodnikih. V tem primeru dodajanje nečistoč zmanjša prevodnost prevodnikov, vendar poveča prevodnost polprevodnikov.
