Vse snovi so sestavljene iz molekul, molekul atomov, atomov pozitivno nabitih jeder, okoli katerih se nahajajo negativni elektroni. Pod določenimi pogoji so elektroni sposobni zapustiti svoje jedro in se premakniti v sosednje. V tem primeru atom sam postane pozitivno nabit, sosednji pa dobi negativni naboj. Gibanje negativnih in pozitivnih nabojev pod vplivom električnega polja imenujemo električni tok..
Glede na lastnosti materialov za vodenje električnega toka jih delimo na:
- Dirigenti.
- Dielektriki.
- Polprevodniki.
Lastnosti prevodnika
Dirigenti so različni dobra električna prevodnost. To je posledica prisotnosti velikega števila prostih elektronov, ki ne pripadajo posebej nobenemu izmed atomov, ki se lahko prosto gibljejo pod vplivom električnega polja.
Večina prevodnikov ima nizko upornost in vodi električni tok z zelo malo izgube. Zaradi dejstva, da v naravi ni idealno čistih kemičnih elementov, kateri koli material v svoji sestavi vsebuje nečistoče. Nečistoče v prevodnikih zasedajo mesta v kristalni rešetki in praviloma ovirajo prehod prostih elektronov pod delovanjem napetosti..
Nečistoče poslabšajo lastnosti prevodnika. Več nečistoč, bolj vplivajo na prevodnost.
Dobri prevodniki z nizko upornostjo so naslednji materiali:
- Zlato.
- Srebrna.
- Baker.
- Aluminij.
- Železo.
Zlato in srebro sta dobra vodnika, vendar se zaradi visokih stroškov uporabljajo tam, kjer je potrebno dobiti kakovostne prevodnike z majhno prostornino. To so predvsem elektronska vezja, mikrovezja, prevodniki visokofrekvenčnih naprav, v katerih je sam prevodnik izdelan iz poceni materiala (bakra), ki je na vrhu prekrit s tanko plastjo srebra ali zlata. To omogoča z minimalno porabo plemenitih kovin dobre frekvenčne značilnosti prevodnika.
Baker in aluminij sta cenejši kovini. Z rahlim zmanjšanjem lastnosti teh materialov je njihova cena za velikost nižja, kar omogoča njihovo množično uporabo. Uporabljajo se v elektroniki, v elektrotehniki. V elektroniki so to tipi tiskanih vezij, kraki radioelementov, radiatorji itd. V elektrotehniki se zelo pogosto uporablja v navitjih motorjev, za polaganje visoko in nizkonapetostnih električnih omrežij, električno napeljavo v stanovanjih, hišah in prevozu.
Parameter prevodnosti je zelo odvisen od temperature samega materiala. S povečanjem temperature kristala se povečajo nihanja elektronov v kristalni rešetki, kar preprečuje prosti prehod prostih elektronov. Z zmanjšanjem - nasprotno, upor se zmanjša in pri vrednosti, ki je blizu absolutni nič, upor postane nič in učinek superprevodnosti.Dielektrične lastnosti
Vsebujejo dielektrike v svoji kristalni rešetki zelo malo prostih elektronov, zmožen nositi naboj pod vplivom električnega polja. V zvezi s tem je pri ustvarjanju potencialne razlike na dielektriku tok, ki poteka skozi njo, tako nepomemben, da velja za enako nič - dielektrični električni tok ne vodi električnega toka. Skupaj s tem nečistoče, vsebovane v katerem koli dielektriku, praviloma poslabšajo njegove dielektrične lastnosti. Tok, ki poteka skozi dielektric pod vplivom napetosti, je v glavnem določen s količino nečistoč.
Dielektriki
Najpogosteje uporabljeni dielektriki v elektrotehniki so tam, kjer je treba zaščititi servisno osebje pred škodljivimi vplivi električnega toka. To so izolacijski ročaji različnih naprav, naprav merilne opreme. V elektroniki - tesnila kondenzatorja, izolacija žice, dielektrična tesnila, potrebna za odstranjevanje toplote aktivnih elementov, ohišja instrumentov.
Polprevodniki - materiali, ki vodijo elektriko pod določenimi pogoji, sicer se obnašajo kot dielektriki.
Tabela: kako se prevodniki in dielektriki razlikujejo?
| Raziskovalec | Dielektrična | |
| Prisotnost prostih elektronov | Prisotna v velikem številu | Manjkajoči ali prisotni, vendar zelo malo |
| Sposobnost materialov za vodenje električnega toka | Dobro ravna | Ne vodi ali je tok nekoliko majhen |
| Kaj se zgodi, ko se uporabljena napetost poveča | Tok, ki poteka skozi prevodnik, se po Ohmovem zakonu poveča | Tok, ki poteka skozi dielektriko, se nekoliko spremeni in, ko dosežemo določeno vrednost, pride do električnega razpada |
| Materiali | Zlato, srebro, baker in njegove zlitine, aluminij in zlitine, železo in drugi | Ebonit, fluoroplastika, guma, sljuda, različne plastike, polietilen in drugi materiali |
| Odpornost | od 10-5 do 10-8 stopinj Ohm / m | 1010 - 1016 Ohm / m |
| Vpliv nečistoč na odpornost materiala | Nečistoče poslabšajo prevodnost materiala, kar poslabša njegove lastnosti | Nečistoče izboljšajo prevodnost materiala, kar vpliva na njegove lastnosti |
| Spreminjanje lastnosti s spreminjanjem temperature okolice | Z naraščanjem temperature - odpornost se povečuje, s padcem - zmanjšuje. Pri zelo nizkih temperaturah - superprevodnost. | S povečanjem temperature - odpornost se zmanjšuje. |
