Què són els conductors, els semiconductors i els dielectrics
Què és un director d'orquestra?
Una substància en la qual hi ha presents portadors de càrrega gratuïta s’anomena conductor. El moviment de transportistes lliures s’anomena tèrmic. La característica principal d’un conductor és la seva resistència (R) o la conductivitat (G): la recíproca de la resistència.
G = 1 / R
En paraules simples, un conductor condueix corrent.
Es poden atribuir metalls a aquestes substàncies, però si parlem de no metalls, per exemple, el carboni és un conductor excel·lent, que es troba en els contactes lliscants, per exemple, en raspalls elèctrics. Sòl humit, solucions de sals i àcids a l’aigua, el cos humà també condueix corrent, però la seva conductivitat elèctrica sovint és menor que la del coure o l’alumini, per exemple.
Els metalls són conductors excel·lents, precisament per la gran quantitat de portadors de càrrega gratuïta en la seva estructura. Sota la influència d’un camp elèctric, es comencen a moure les càrregues, a més de redistribuir el fenomen de la inducció electrostàtica.
Què és un dielèctric?
La dièctrica són substàncies que no condueixen corrent o conducta, però molt malament. No tenen portadors de càrrega gratuïta, ja que l’enllaç de partícules atòmiques és prou fort per formar portadors lliures, per tant, sota la influència d’un camp elèctric, no apareix corrent en el dielèctric.
Gas, vidre, ceràmica, porcellana, algunes resines, textolita, carbolita, aigua destil·lada, fusta seca, cautxú - són dielèctrics i no condueixen corrent elèctric. A la vida quotidiana, la dielèctrica es troba a tot arreu, per exemple, es fabriquen casos d’aparells elèctrics, interruptors elèctrics, endolls, endolls, etc. A les línies elèctriques, els aïllants estan fets de dielectrics.
Tot i això, davant de certs factors, per exemple, un augment del nivell d’humitat, una força de camp elèctric per sobre del valor admissible, etc., condueixen al fet que el material comença a perdre les funcions dielèctriques i es converteix en conductor. De vegades es poden sentir frases com "avaria de l'aïllant", aquest és el fenomen descrit anteriorment.
En definitiva, les principals propietats d’un dielèctric en el camp de l’electricitat són l’aïllament elèctric. És la capacitat d’impedir el flux de corrent que protegeix una persona de lesions elèctriques i altres problemes. La característica principal d’un dielèctric és la força elèctrica - un valor igual al seu voltatge d’avaria.
Què és un semiconductor?
El semiconductor realitza un corrent elèctric, però no com els metalls, però està sotmès a certes condicions, donant a la substància energia en quantitats adequades.Això es deu al fet que hi ha massa poques portadores lliures (forats i electrons) o no n'hi ha cap, però si apliqueu una certa energia, apareixeran. L’energia pot ser de diverses formes: elèctrica, tèrmica. També, poden aparèixer forats i electrons lliures en un semiconductor sota la influència de la radiació, per exemple, a l'espectre UV.
On s’utilitzen els semiconductors? Fan transistors, tiristors, díodes, microcircuits, LED i molt més. Aquests materials inclouen silici, germani, barreges de diferents materials, per exemple, arsènid-galium, seleni, arsènic.
Per entendre per què un semiconductor condueix corrent elèctric, però no com els metalls, cal considerar aquests materials des del punt de vista de la teoria de bandes.
Teoria de zones
La teoria de zones descriu la presència o l'absència de portadors de càrrega gratuïta en relació amb certes capes d'energia. El nivell o capa d’energia és la quantitat d’energia d’electrons (nuclis d’àtoms, molècules - partícules simples), es mesuren en el valor de volts d’electrons (EV).
La imatge de sota mostra tres tipus de materials amb els seus nivells d’energia:
Tingueu en compte que els nivells d’energia del conductor des de la banda de valència fins a la banda de conducció es combinen en un diagrama inextricable. Les bandes de conducció i valència se superposen entre elles, això s’anomena zona de solapament. Depenent de la presència d’un camp elèctric (tensió), temperatura i altres factors, el nombre d’electrons pot variar. Gràcies a les anteriors, els electrons poden moure's en conductors, fins i tot si els dius una quantitat mínima d'energia.
Un semiconductor té un cert prohibit entre la banda de valència i la banda de conducció. El buit de banda descriu quanta energia s'ha d'informar al semiconductor per tal que el corrent flueixi.
En un dielèctric, el diagrama és similar al que descriu els semiconductors, però la diferència només es troba en el buit de banda: és moltes vegades gran aquí. Les diferències es deuen a l’estructura interna i la substància.
Es van examinar els tres principals tipus de materials i es van donar exemples i característiques. La seva principal diferència és la capacitat de conduir el corrent. Per tant, cadascun d’ells ha trobat la seva pròpia esfera d’aplicació: els conductors s’utilitzen per transferir electricitat, la dielèctrica –aïllament de peces en viu, semiconductors– per a l’electrònica. Esperem que la informació proporcionada us hagi ajudat a comprendre quins són els conductors, semiconductors i dielèctrics en un camp elèctric, i quina és la diferència entre ells.
Per acabar, recomanem veure un vídeo útil sobre el tema:
Segur que no ho sabeu:
Carregant ...
