Všechny látky se skládají z molekul, molekul atomů, atomů pozitivně nabitých jader, kolem nichž jsou umístěny negativní elektrony. Za určitých podmínek jsou elektrony schopny opustit své jádro a přesunout se do sousedních. V tomto případě se atom sám nabije kladně a sousední dostane záporný náboj. Pohyb záporných a kladných nábojů pod vlivem elektrického pole se nazývá elektrický proud..
V závislosti na vlastnostech materiálů, které vedou elektrický proud, se dělí na:
- Vodiče.
- Dielektrika.
- Polovodiče.
Vlastnosti vodiče
Vodiče jsou odlišné dobrá elektrická vodivost. Je to kvůli přítomnosti velkého počtu volných elektronů, které nepatří konkrétně k žádnému z atomů, které se mohou volně pohybovat pod vlivem elektrického pole..
Většina vodičů má nízký odpor a vede elektrický proud s velmi malými ztrátami. Vzhledem k tomu, že v přírodě nejsou žádné ideálně čisté chemické prvky, obsahuje jakýkoli materiál ve svém složení nečistoty. Nečistoty ve vodičích zaujímají místa v krystalové mřížce a zpravidla brání průchodu volných elektronů působením působícího napětí.
Nečistoty zhoršují vlastnosti vodiče. Čím více nečistot, tím více ovlivňují vodivost.
Dobré vodiče s nízkým odporem jsou následující materiály:
- Zlato.
- Stříbro.
- Měď.
- Hliník.
- Železo.
Zlato a stříbro jsou dobré vodiče, ale z důvodu vysokých nákladů se používají tam, kde je nutné získat kvalitní vodiče s malým objemem. Jedná se zejména o elektronické obvody, mikroobvody, vodiče vysokofrekvenčních zařízení, ve kterých je samotný vodič vyroben z levného materiálu (mědi), který je nahoře pokryt tenkou vrstvou stříbra nebo zlata. To umožňuje s minimální spotřebou drahých kovů dobré frekvenční charakteristiky vodiče.
Měď a hliník jsou levnější kovy. S mírným poklesem charakteristik těchto materiálů je jejich cena řádově nižší, což umožňuje jejich hromadné použití. Používají se v elektronice, v elektrotechnice. V elektronice se jedná o stopy desek plošných spojů, nohy radioelementů, radiátorů atd. V elektrotechnice se velmi široce používá v vinutích motorů, pro pokládání elektrických sítí vysokého a nízkého napětí, elektrického zapojení v bytech, domech a dopravě.
Parametr vodivosti je velmi závislý na teplotě samotného materiálu. Se zvyšující se teplotou krystalu se zvyšují oscilace elektronů v krystalové mřížce, což brání volnému průchodu volných elektronů. S poklesem - naopak odpor klesá a při hodnotě blízké absolutní nule se odpor stává nulovým a účinek supravodivosti.Dielektrické vlastnosti
Dielektrika v jejich krystalové mřížce obsahují velmi málo volných elektronů, schopné nést náboj pod vlivem elektrického pole. V tomto ohledu je při vytváření potenciálního rozdílu na dielektriku proud, který jím prochází, tak zanedbatelný, že je považován za rovný nule - dielektrikum nevede elektrický proud. Spolu s tím nečistoty obsažené v jakémkoli dielektriku zpravidla zhoršují jeho dielektrické vlastnosti. Proud procházející dielektrikem působením působícího napětí je určován hlavně množstvím nečistot.
Dielektrika
Nejpoužívanější dielektrika v elektrotechnice je tam, kde je nutné chránit servisní personál před škodlivými účinky elektrického proudu. Jedná se o izolační kliky různých zařízení, zařízení měřících zařízení. V elektronice - kondenzátorová těsnění, izolace vodičů, dielektrická těsnění potřebná pro odvod tepla aktivních prvků, pouzdra nástrojů.
Polovodiče - materiály, které za určitých podmínek vedou elektřinu, jinak se chovají jako dielektrika.
Tabulka: jak se liší vodiče a dielektrika?
| Průzkumník | Dielektrikum | |
| Přítomnost volných elektronů | Přítomen ve velkém počtu | Chybí nebo je přítomen, ale jen velmi málo |
| Schopnost materiálů vést elektrický proud | Chová se dobře | Neprovádí, nebo proud je mírně malý |
| Co se stane, když se přivede napětí | Proud procházející dirigentem se zvyšuje podle Ohmova zákona | Proud procházející dielektrikem se mírně mění a při dosažení určité hodnoty dojde k elektrickému selhání |
| Materiály | Zlato, stříbro, měď a její slitiny, hliník a slitiny, železo a další | Ebonit, fluoroplast, guma, slída, různé plasty, polyethylen a další materiály |
| Odpor | od 10-5 až 10-8 stupňů Ohm / m | 1010 - 1016 Ohm / m |
| Vliv nečistot na odolnost materiálu | Nečistoty narušují vodivost materiálu, což zhoršuje jeho vlastnosti | Nečistoty zlepšují vodivost materiálu, což ovlivňuje jeho vlastnosti |
| Změna vlastností se změnou okolní teploty | S rostoucí teplotou - odpor roste, s poklesem - klesá. Při velmi nízkých teplotách - supravodivost. | S rostoucí teplotou - odpor klesá. |
