Je známo, že v látce umístěné v elektrickém poli se vlivem sil daného pole vytvoří pohyb volných elektronů nebo iontů ve směru silových polí. Jinými slovy, v látce se vyskytuje elektrický proud.
Vlastnost, která určuje schopnost látky vést elektrický proud, se nazývá „elektrická vodivost“. Elektrická vodivost je přímo závislá na koncentraci nabitých částic: čím vyšší je koncentrace, tím vyšší je vodivost.
Podle této vlastnosti jsou všechny látky rozděleny do 3 typů:
- Vodiče.
- Dielektrika.
- Polovodiče.
Popis vodičů
Vodiče mají nejvyšší elektrická vodivost všech typů látek. Všechny vodiče jsou rozděleny do dvou velkých podskupin:
- Kovy (měď, hliník, stříbro) a jejich slitiny.
- Elektrolyty (vodný roztok soli, kyseliny).
V materiálech první podskupiny se pohybují pouze elektrony, protože jejich spojení s jádry atomů je slabé, a proto jsou od nich docela snadno odpojitelné. Protože výskyt proudu v kovech je spojen s pohybem volných elektronů, je typ elektrické vodivosti v nich nazýván elektronický.
Paralelní připojení vodiče
Z vodičů první podskupiny se používají ve vinutích elektrických strojů, elektrických vedení, vodičů. Je důležité si uvědomit, že vodivost kovů je ovlivněna její čistotou a nepřítomností nečistot.
Elektrický proud
V látkách druhé podskupiny se molekula vlivem roztoku rozkládá na pozitivní a negativní ion. Iony se pohybují kvůli působení elektrického pole. Poté, když proud prochází elektrolytem, jsou ionty ukládány na elektrodu, která je snížena do tohoto elektrolytu. Proces, kdy se látka uvolňuje z elektrolytu pod vlivem elektrického proudu, se nazývá elektrolýza. Elektrolytický proces se obvykle používá například tehdy, když se neželezný kov extrahuje z roztoku jeho sloučeniny nebo když je kov potažen ochrannou vrstvou z jiných kovů.
Popis dielektrik
Dielektrika se také běžně označují jako izolační látky..
Všechny elektrické izolační látky mají následující klasifikaci:
- V závislosti na stavu agregace mohou být dielektrika kapalná, pevná a plynná..
- V závislosti na metodách výroby - přírodní a syntetické.
- V závislosti na chemickém složení - organické a anorganické.
- V závislosti na struktuře molekul, neutrální a polární.
Patří sem plyn (vzduch, dusík, plyn), minerální olej, kaučuk a keramický materiál. Tyto látky se vyznačují schopností polarizace v elektrickém poli. Polarizace je tvoření na povrchu látky s různými příznaky.
Dielektrický příklad
Dielektrika obsahuje malé množství volných elektronů, zatímco elektrony mají silnou vazbu s jádry atomů a jen ve vzácných případech jsou od nich odpojeny. To znamená, že tyto látky nemají schopnost vést proud..
Tato vlastnost je velmi užitečná při výrobě nástrojů používaných k ochraně před elektrickým proudem: dielektrické rukavice, koberečky, boty, izolátory pro elektrická zařízení atd..
O polovodičích
Polovodič působí jako mezi vodičem a dielektrikem. Nejvýznamnějšími zástupci tohoto typu látek jsou křemík, germanium, selen. Kromě toho se na tyto látky běžně odkazují prvky čtvrté skupiny periodické tabulky Dmitrije Ivanoviče Mendeleeva..
Polovodiče: křemík, germanium, selen
Polovodiče mají navíc k elektronické vodivosti ještě další „vodivost“. Tento typ vodivosti závisí na řadě faktorů prostředí, včetně světla, teploty, elektrického a magnetického pole..
Tyto látky mají slabé kovalentní vazby. Pod vlivem jednoho z vnějších faktorů je vazba zničena, poté dochází k tvorbě volných elektronů. V tomto případě, když se elektron oddělí, zůstane ve složení kovalentní vazby volná „díra“. Volné „díry“ přitahují sousední elektrony, a tak lze tuto akci provádět nekonečně.
Je možné zvýšit vodivost polovodičových látek zavedením různých nečistot do nich. Tato technika je rozšířená v průmyslové elektronice: v diodách, tranzistorech, tyristorech. Podívejme se podrobněji na hlavní rozdíly mezi vodiči a polovodiči.
Jaký je rozdíl mezi dirigentem a polovodičem?
Hlavní rozdíl mezi vodičem a polovodičem je schopnost vést elektrický proud. Dirigent má řádově vyšší řád.
Když teplota stoupá, zvyšuje se také vodivost polovodičů; vodivost klesá s rostoucím.
V čistých vodičích se za normálních podmínek uvolňuje při průchodu proudu mnohem více elektronů než v polovodičích. V tomto případě přidání nečistot snižuje vodivost vodičů, ale zvyšuje vodivost polovodičů.
