Известно е, че в вещество, поставено в електрическо поле, под въздействието на силите на дадено поле, движението на свободните електрони или йони се формира в посока на силите на полето. С други думи, в веществото възниква електрически ток.
Свойството, което определя способността на веществото да провежда електрически ток, се нарича "електрическа проводимост". Електрическата проводимост зависи пряко от концентрацията на заредените частици: колкото по-висока е концентрацията, толкова по-висока е проводимостта.
Според това свойство всички вещества са разделени на 3 вида:
- Ръководства.
- диелектрици.
- полупроводници.
Описание на проводниците
Проводници притежават най-висока електрическа проводимост от всички видове вещества. Всички проводници са разделени на две големи подгрупи:
- метали (мед, алуминий, сребро) и техните сплави.
- електролити (воден разтвор на сол, киселина).
В веществата от първата подгрупа само електрони са способни да се движат, тъй като връзката им с ядрата на атомите е слаба и следователно те са доста просто изключени от тях. Тъй като появата на ток в металите се свързва с движението на свободните електрони, типът на електрическата проводимост в тях се нарича електронен.
Паралелна връзка на проводника
От проводниците от първата подгрупа се използват в намотките на електрически машини, електропроводи, проводници. Важно е да се отбележи, че проводимостта на металите се влияе от неговата чистота и отсъствието на примеси.
Електрически ток
В вещества от втората подгрупа, под въздействието на разтвор, молекулата се разлага на положителен и отрицателен йон. Йони се движат поради излагане на електрическо поле. След това, когато токът преминава през електролита, йоните се отлагат върху електрода, който се спуска в този електролит. Процесът, когато вещество се освобождава от електролит под въздействието на електрически ток, се нарича електролиза. Процесът на електролиза обикновено се използва, например, когато цветният метал се извлича от разтвор на неговото съединение или когато метал е покрит със защитен слой от други метали.
Описание на диелектриците
Диелектриците също се наричат изолиращи вещества..
Всички електрически изолационни вещества имат следната класификация:
- В зависимост от състоянието на агрегация, диелектриците могат да бъдат течни, твърди и газообразни..
- В зависимост от методите на производство - естествени и синтетични.
- В зависимост от химичния състав - органичен и неорганичен.
- В зависимост от структурата на молекулите, неутрални и полярни.
Те включват газ (въздух, азот, газ), минерално масло, всякакъв каучук и керамични материали. Тези вещества се характеризират със способността да поляризация в електрическо поле. Поляризацията е образуването на повърхността на вещество от заряди с различни признаци.
Диелектричен пример
Диелектриците съдържат малко количество свободни електрони, докато електроните имат силна връзка с ядрата на атомите и само в редки случаи са изключени от тях. Това означава, че тези вещества нямат способността да провеждат ток..
Това свойство е много полезно при производството на инструменти, използвани за защита от електрически ток: диелектрични ръкавици, черги, ботуши, изолатори за електрическо оборудване и др..
За полупроводниците
Полупроводникът действа като междинно между проводника и диелектрика. Най-видните представители на този вид вещества са силиций, германий, селен. Освен това към тези вещества обикновено се отнасят елементи от четвъртата група от периодичната таблица на Дмитрий Иванович Менделеев..
Полупроводници: силиций, германий, селен
Полупроводниците имат допълнителна "дупкова" проводимост в допълнение към електронната проводимост. Този тип проводимост зависи от редица фактори на околната среда, включително светлина, температура, електрически и магнитни полета..
Тези вещества имат слаби ковалентни връзки. Под въздействието на един от външните фактори връзката се разрушава, след което става образуването на свободни електрони. В този случай, когато електронът се отдели, в състава на ковалентната връзка остава свободна дупка. Свободните „дупки“ привличат съседни електрони и така това действие може да се извърши безкрайно.
Възможно е да се увеличи проводимостта на полупроводникови вещества чрез въвеждане на различни примеси в тях. Тази техника е широко разпространена в индустриалната електроника: в диоди, транзистори, тиристори. Нека разгледаме по-подробно основните разлики между проводниците и полупроводниците.
Каква е разликата между проводник и полупроводник?
Основната разлика между проводник и полупроводник е способността да се провежда електрически ток. Проводникът е с порядък по-голям.
Когато температурата се повиши, проводимостта на полупроводниците също се увеличава; проводимостта намалява с увеличаване.
В чисти проводници при нормални условия се освобождава много повече електрони по време на преминаването на тока, отколкото в полупроводниците. В този случай добавянето на примеси намалява проводимостта на проводниците, но увеличава проводимостта на полупроводниците.
