Je známo, že v látce umístěné v elektrickém poli, když je vystaven silám tohoto pole, vzniká pohyb volných elektronů nebo iontů ve směru sil pole. Jinými slovy, v látce se vyskytuje elektrický proud.
Vlastnost, která určuje schopnost látky provádět elektrický proud, se nazývá "elektrická vodivost". Elektrická vodivost je přímo závislá na koncentraci nabitých částic: čím vyšší koncentrace, tím vyšší elektrická vodivost.
Podle této vlastnosti jsou všechny látky rozděleny do 3 typů:
- Vodiče.
- Dielektrika.
- Polovodiče.
Popis vodičů
Vodiče majínejvyšší elektrickou vodivostvšech typů látek. Všechny vodiče jsou rozděleny do dvou velkých podskupin:
- kovy(měď, hliník, stříbro) a jejich slitiny.
- Elektrolyty(vodný roztok soli, kyseliny).
V látkách první podskupiny se mohou pohybovat pouze elektrony, protože jejich komunikace s jádry atomů je slabá, a proto jsou od nich jednoduše odděleny. Protože u kovů je výskyt proudu spojen s pohybem volných elektronů, je typ elektrické vodivosti v nich nazýván elektronický.
Paralelní zapojení vodičů
Z vodičů první podskupiny se používají vinutí elektrických strojů, elektrických vedení, vodičů. Je důležité poznamenat, že elektrická vodivost kovů je ovlivněna čistotou a nepřítomností nečistot.
Pohybelektrický proud
V látkách druhé podskupiny se při aplikaci roztoku molekula rozpadá na pozitivní a negativní ion. Ionty se pohybují v důsledku elektrického pole. Poté, když proud prochází elektrolytem, jsou ionty uloženy na elektrodě, která sestupuje do elektrolytu. Proces, kdy se látka uvolňuje z elektrolytu pod vlivem elektrického proudu, se nazývá elektrolýza. Proces elektrolýzy se obvykle aplikuje například tehdy, když se z roztoku své sloučeniny extrahuje kov, který není barevný, nebo když je kov potažen ochrannou vrstvou z jiných kovů.
Popis dielektrik
Dielektrika se také nazývají elektroizolační látky.
Všechny elektrické izolační látky mají následující klasifikaci:
- V závislosti na stavu agregace mohou být dielektrika kapalná, pevná a plynná.
- V závislosti na způsobu výroby - přírodní a syntetické.
- V závislosti na chemickém složení - organické a anorganické.
- V závislosti na struktuře molekul, neutrální a polární.
Mezi ně patří plyn (vzduch, dusík, plyn), minerální olej, kaučuk a keramický materiál. Tyto látky jsou charakterizovány svou schopnostípolarizovat v elektrickém poli . Polarizace je tvorba nábojů na povrchu látky s různými znaky.
Dielektrický příklad
V dielektrikáchobsahuje malý počet volných elektronů, zatímco elektrony mají silnou vazbu s atomovými jádry a jen zřídka se od nich oddělují. To znamená, že tyto látky nemají schopnost vést proud.
Tato vlastnost je velmi užitečná při výrobě výrobků používaných při ochraně před elektrickým proudem: dielektrické rukavice, rohože, boty, izolátory pro elektrická zařízení atd.
Polovodiče
Polovodič působí jakomezilehlá látka mezi vodičem a dielektrikem . Nejvýznamnějšími zástupci tohoto typu látek jsou křemík, germanium, selen. K těmto látkám jsou navíc obvykle přiřazovány prvky čtvrté skupiny periodické tabulky Dmitrije Ivanoviče Mendělejeva.
Polovodiče: křemík, germanium, selen
Polovodiče mají vedle elektronické vodivosti dodatečnou vodivost otvorů. Tento typ vodivosti závisí na řadě faktorů prostředí, včetně světla, teploty, elektrického a magnetického pole.
V těchto látkách existují slabé kovalentní vazby. Když je vystaven jednomu z vnějších faktorů, vazba je zničena, po které dochází k tvorbě volných elektronů. V tomto případě, když je elektron odpojen, zůstává v kovalentní vazbě volná „díra“. Volné "díry" přitahují sousední elektrony, a tak lze tuto akci provádět na dobu neurčitou.
Zvýšení vodivosti polovodičůmohou být různými nečistotami. Tato technika je široce používána v průmyslové elektronice: v diodách, tranzistorech, tyristorech. Podívejme se podrobněji na hlavní rozdíly mezi vodiči a polovodiči.
Jak se liší vodič od polovodiče?
Hlavní rozdíl mezi vodičem a polovodičem je jeho schopnost vést elektrický proud. Vodič je mnohem vyšší.
Když teplota stoupá, zvyšuje se také vodivost polovodičů; vodivost vodičů se zvyšováním se snižuje.
V čistých vodičích se za normálních podmínek uvolňuje mnohem větší počet elektronů během průchodu proudu než v polovodičích. Současně přidávání nečistot snižuje vodivost vodičů, ale zvyšuje vodivost polovodičů.
