Poznato je da se u tvari koja je smještena u električno polje pod utjecajem sila određenog polja kreće kretanje slobodnih elektrona ili iona u smjeru sila polja. Drugim riječima, u tvari se javlja električna struja.
Svojstvo koje određuje sposobnost neke tvari da provodi električnu struju naziva se "električna vodljivost". Električna vodljivost izravno ovisi o koncentraciji nabijenih čestica: što je veća koncentracija, veća je i vodljivost.
Prema ovom svojstvu sve su tvari podijeljene u 3 vrste:
- vodiči.
- dielektrici.
- poluvodiči.
Opis vodiča
Dirigenti posjeduju najveća električna vodljivost svih vrsta tvari. Svi su dirigenti podijeljeni u dvije velike podskupine:
- metali (bakar, aluminij, srebro) i njihove legure.
- elektroliti (vodena otopina soli, kiseline).
U tvarima prve podskupine mogu se kretati samo elektroni, budući da je njihova veza s jezgrama atoma slaba, i stoga su prilično jednostavno odspojeni od njih. Budući da je pojava struje u metalima povezana s kretanjem slobodnih elektrona, vrsta električne vodljivosti u njima naziva se elektronskim.
Paralelni spoj provodnika
Od vodiča prve podgrupe koriste se u namotima električnih strojeva, dalekovoda, žica. Važno je napomenuti da na vodljivost metala utječe njegova čistoća i odsutnost nečistoća.
Električna struja
U tvarima druge podskupine, pod utjecajem otopine, molekula se razgrađuje u pozitivan i negativan ion. Ioni se kreću zbog izloženosti električnom polju. Zatim, kada struja prođe kroz elektrolit, ioni se talože na elektrodu, koja se spušta u taj elektrolit. Proces kada se tvar oslobađa iz elektrolita pod utjecajem električne struje naziva se elektrolizom. Postupak elektrolize obično se koristi, na primjer, kada se obojeni metal ekstrahira iz otopine njegovog spoja, ili ako je metal premazan zaštitnim slojem drugih metala.
Opis dielektrika
Dielektrika se također naziva izolacijskim tvarima..
Sve električne izolacijske tvari imaju sljedeću klasifikaciju:
- Ovisno o stanju nakupljanja, dielektričari mogu biti tekući, kruti i plinoviti..
- Ovisno o načinima proizvodnje - prirodnim i sintetskim.
- Ovisno o kemijskom sastavu - organski i anorganski.
- Ovisno o strukturi molekula, neutralni i polarni.
Oni uključuju plin (zrak, dušik, plin), mineralno ulje, bilo koji kaučuk i keramički materijal. Za ove tvari karakterizira sposobnost da polarizacija u električnom polju. Polarizacija je tvorba na površini tvari naboja s različitim znakovima.
Dielektrični primjer
Dielektričari sadrže malu količinu slobodnih elektrona, dok elektroni imaju snažnu vezu s jezgrama atoma i samo se u rijetkim slučajevima odvajaju od njih. To znači da ove tvari nemaju sposobnost provođenja struje..
Ovo svojstvo je vrlo korisno u proizvodnji alata koji se koriste za zaštitu od električne struje: dielektrične rukavice, prostirke, čizme, izolatori za električnu opremu itd..
O poluvodičima
Poluvodič djeluje kao intermedijar između vodiča i dielektrika. Najistaknutiji predstavnici ove vrste tvari su silicij, germanij, selen. Osim toga, elementi četvrte skupine periodičke tablice Dmitrija Ivanoviča Mendelejeva uobičajeno se nazivaju tim tvarima..
Poluvodiči: silicij, germanij, selen
Poluvodiči osim elektroničke vodljivosti imaju i dodatnu "rupnu" vodljivost. Ova vrsta vodljivosti ovisi o nizu okolišnih čimbenika, uključujući svjetlosno, temperaturno, električno i magnetsko polje..
Ove tvari imaju slabe kovalentne veze. Pod utjecajem jednog od vanjskih čimbenika veza se uništava, nakon čega dolazi do stvaranja slobodnih elektrona. U ovom slučaju, kada se elektron odvoji, u sastavu kovalentne veze ostaje slobodna "rupa". Slobodne "rupe" privlače susjedne elektrone i tako se ta akcija može izvoditi beskonačno.
Moguće je povećati vodljivost poluvodičkih tvari unošenjem u njih raznih nečistoća. Ova je tehnika rasprostranjena u industrijskoj elektronici: u diodama, tranzistorima, tiristorima. Razmotrimo detaljnije glavne razlike između vodiča i poluvodiča.
Koja je razlika između vodiča i poluvodiča?
Glavna razlika između vodiča i poluvodiča je sposobnost provođenja električne struje. Provodnik je za red veličine veći.
Kada temperatura poraste, povećava se i vodljivost poluvodiča; vodljivost se smanjuje s povećanjem.
U čistim vodičima, u normalnim uvjetima, tijekom prolaska struje oslobađa se puno više elektrona nego u poluvodičima. U ovom slučaju, dodavanje nečistoća smanjuje vodljivost vodiča, ali povećava vodljivost poluvodiča.
