Hvad er ledere, halvledere og dielektrik
Hvad er en dirigent?
Et stof, hvor der er gratis ladningsbærere, kaldes en leder. Bevægelse af frie transportører kaldes termisk. En hovedlederegenskab ved en leder er dens modstand (R) eller konduktivitet (G) - den gensidige modstand.
G = 1 / R
I enkle ord leder en leder strøm.
Metaller kan tilskrives sådanne stoffer, men hvis vi for eksempel taler om ikke-metaller, er kulstof en fremragende leder, har det fundet anvendelse i glidekontakter, for eksempel elektriske motorbørster. Fugtig jord, opløsninger af salte og syrer i vand, den menneskelige krop leder også strøm, men deres elektriske ledningsevne er ofte mindre end for eksempel kobber eller aluminium.
Metaller er fremragende ledere, netop på grund af det store antal gratis ladningsbærere i deres struktur. Under påvirkning af et elektrisk felt begynder ladningerne at bevæge sig, og de distribueres også, og observeres fænomenet elektrostatisk induktion.
Hvad er et dielektrikum?
Dielektrik er stoffer, der ikke leder strøm eller leder, men meget dårligt. De har ikke frie ladningsbærere, fordi bindingen af atompartikler er stærk nok til at danne frie bærere, hvorfor der under påvirkning af et elektrisk felt ikke opstår en strøm i dielektrikken.
Gas, glas, keramik, porcelæn, nogle harpikser, tekstolit, carbolit, destilleret vand, tørt træ, gummi - er dielektrik og leder ikke elektrisk strøm. I hverdagen findes dielektrik overalt, for eksempel er elektriske apparater, elektriske kontakter, stik, stik osv. Fremstillet af dem. I kraftledninger er isolatorer lavet af dielektrik.
I nærvær af visse faktorer, for eksempel et forøget niveau af fugtighed, en elektrisk feltstyrke over den tilladte værdi osv., Fører det imidlertid til, at materialet begynder at miste sine dielektriske funktioner og bliver en leder. Nogle gange kan du høre sætninger som "nedbrydning af isolatoren" - dette er det fænomen, der er beskrevet ovenfor.
Kort sagt, de vigtigste egenskaber ved en dielektrik inden for elektricitet er elektrisk isolering. Det er evnen til at hindre strømmen af strøm, der beskytter en person mod elektriske kvæstelser og andre problemer. Det dielektriske hovedkarakteristik er elektrisk styrke - en værdi, der svarer til dens nedbrydningsspænding.
Hvad er en halvleder?
Halvlederen leder en elektrisk strøm, men ikke som metaller, men under visse betingelser - hvilket giver stoffet energi i de rigtige mængder.Dette skyldes det faktum, at der er for få frie bærere (huller og elektroner), eller at der overhovedet ikke er nogen, men hvis du bruger en bestemt mængde energi, vises de. Energi kan være af forskellige former - elektrisk, termisk. Der kan også opstå frie huller og elektroner i en halvleder under påvirkning af stråling, for eksempel i UV-spektret.
Hvor anvendes halvledere? De fremstiller transistorer, tyristorer, dioder, mikrokredsløb, lysdioder og mere. Disse materialer inkluderer silicium, germanium, blandinger af forskellige materialer, for eksempel galiumarsenid, selen, arsen.
For at forstå, hvorfor en halvleder leder elektrisk strøm, men ikke som metaller, er det nødvendigt at overveje disse materialer set fra båndteorien.
Zone teori
Zoneteori beskriver tilstedeværelsen eller fraværet af gratis ladningsbærere i forhold til visse energilag. Energiniveauet eller laget henviser til mængden af energi af elektroner (kerner af atomer, molekyler - enkle partikler), de måles i værdien af elektron volt (EV).
Billedet herunder viser tre typer materialer med deres energiniveau:
Bemærk, at lederenerginiveauerne fra valensbåndet til ledningsbåndet er kombineret i et uløseligt diagram. Lednings- og valensbåndene overlapper hinanden, dette kaldes overlapningszonen. Afhængigt af tilstedeværelsen af et elektrisk felt (spænding), temperatur og andre faktorer, kan antallet af elektroner variere. Takket være ovenstående kan elektroner bevæge sig i ledere, selvom du fortæller dem en minimal mængde energi.
En halvleder har en vis forbudt mellem valensbåndet og ledningsbåndet. Båndgabet beskriver, hvor meget energi der skal rapporteres til halvlederen for at strømmen kan strømme.
I et dielektrikum ligner diagrammet det, der beskriver halvledere, men forskellen er kun i båndgabet - det er mange gange stor her. Forskellene skyldes den interne struktur og stof.
Vi undersøgte de tre hovedtyper af materialer og gav eksempler og funktioner. Deres største forskel er evnen til at lede strøm. Derfor har hver af dem fundet sin egen anvendelsesområde: ledere bruges til at overføre elektricitet, dielektrik - til isolering af strømførende dele, halvledere - til elektronik. Vi håber, at de givne oplysninger har hjulpet dig med at forstå, hvad der er ledere, halvledere og dielektrik i et elektrisk felt, samt hvad er forskellen mellem dem.
Endelig anbefaler vi, at du ser en nyttig video om emnet:
Du ved bestemt ikke:
Indlæser...
