Kas ir vadītāji, pusvadītāji un dielektriķi?
Kas ir diriģents?
Vielu, kurā atrodas bezmaksas lādiņi, sauc par vadītāju. Brīvo nesēju kustību sauc par termisko. Diriģenta galvenā īpašība ir tā pretestība (R) vai vadītspēja (G) - pretestības abpusēja.
G = 1 / R
Vienkāršiem vārdiem sakot, diriģents vada strāvu.
Metālus var attiecināt uz šādām vielām, bet, ja mēs runājam par nemetāliem, tad, piemēram, ogleklis ir lielisks vadītājs, kas atrodams bīdāmajos kontaktos, piemēram, elektromotoru birstēs. Mitrā augsnē, sāļu un skābju šķīdumos ūdenī cilvēka ķermenis arī vada strāvu, taču to elektriskā vadītspēja bieži ir mazāka nekā, piemēram, vara vai alumīnija.
Metāli ir lieliski vadītāji tieši tāpēc, ka to struktūrā ir daudz bezmaksas lādiņu. Elektriskā lauka ietekmē lādiņi sāk kustēties, kā arī pārdalās, tiek novērota elektrostatiskās indukcijas parādība.
Kas ir dielektrisks?
Dielektriķi ir vielas, kas nevada strāvu vai nav vadītas, bet ļoti slikti. Viņiem nav bezmaksas lādiņa nesēju, jo atomu daļiņu saikne ir pietiekami spēcīga, lai veidotu brīvos nesējus, tāpēc elektriskā lauka ietekmē dielektrikā strāva nerodas.
Gāze, stikls, keramika, porcelāns, daži sveķi, tekstolīts, karbolīts, destilēts ūdens, sausa koksne, gumija - ir dielektriķi un nevada elektrisko strāvu. Ikdienā dielektriķi ir sastopami visur, piemēram, no tiem tiek izgatavoti elektrisko ierīču korpusi, elektriskie slēdži, kontaktdakšas, rozetes utt. Elektropārvades līnijās izolatori ir izgatavoti no dielektriķiem.
Tomēr noteiktu faktoru klātbūtnē, piemēram, paaugstināts mitruma līmenis, elektriskā lauka stiprums virs pieļaujamās vērtības utt., Noved pie tā, ka materiāls sāk zaudēt savas dielektriskās funkcijas un kļūst par vadītāju. Dažreiz jūs varat dzirdēt tādas frāzes kā “izolatora sabrukšana” - šī ir parādība, kas aprakstīta iepriekš.
Īsāk sakot, dielektriķa galvenās īpašības elektrības jomā ir elektriskā izolācija. Tā ir spēja kavēt strāvas plūsmu, kas aizsargā cilvēku no elektriskiem ievainojumiem un citām nepatikšanām. Dielektriķa galvenā īpašība ir elektriskā izturība - vērtība, kas vienāda ar tā sabrukšanas spriegumu.
Kas ir pusvadītājs?
Pusvadītājs vada elektrisko strāvu, bet ne līdzīgi metāliem, bet ievērojot noteiktus nosacījumus - piešķirot vielai enerģiju vajadzīgajos daudzumos.Tas ir saistīts ar faktu, ka ir pārāk maz brīvo nesēju (caurumi un elektroni) vai to vispār nav, bet, ja jūs uzliekat noteiktu enerģijas daudzumu, tie parādīsies. Enerģija var būt dažādu formu - elektriska, termiska. Arī brīvi caurumi un elektroni pusvadītājā var rasties starojuma ietekmē, piemēram, UV spektrā.
Kur tiek izmantoti pusvadītāji? Viņi izgatavo tranzistorus, tiristorus, diodes, mikroshēmas, gaismas diodes un daudz ko citu. Šajos materiālos ietilpst silīcijs, germānija, dažādu materiālu maisījumi, piemēram, galiuma arsenīds, selēns, arsēns.
Lai saprastu, kāpēc pusvadītājs vada elektrisko strāvu, bet ne līdzīgi metāliem, šie materiāli ir jāapsver no joslu teorijas viedokļa.
Zonu teorija
Zonu teorija apraksta bezmaksas lādiņu esamību vai neesamību attiecībā pret noteiktiem enerģijas slāņiem. Enerģijas līmenis vai slānis attiecas uz elektronu (atomu kodoliem, molekulām - vienkāršām daļiņām) enerģijas daudzumu, tos mēra elektronu voltu (EV) vērtībā.
Zemāk redzamajā attēlā ir parādīti trīs veidu materiāli ar to enerģijas līmeni:
Lūdzu, ņemiet vērā, ka diriģenta enerģijas līmeņi no valences joslas līdz vadītspējas joslai ir apvienoti nesaraujamā diagrammā. Vadītspējas un valences joslas pārklājas viena ar otru, to sauc par pārklāšanās zonu. Atkarībā no elektriskā lauka (sprieguma) klātbūtnes, temperatūras un citiem faktoriem elektronu skaits var mainīties. Pateicoties iepriekš minētajam, elektroni var pārvietoties vadītājos, pat ja jūs viņiem norādāt minimālu enerģijas daudzumu.
Pusvadītājam ir noteikts aizliegums starp valences joslu un vadītspējas joslu. Joslu sprauga apraksta, cik daudz enerģijas jāziņo pusvadītājam, lai strāva plūst.
Dielektrikā diagramma ir līdzīga tai, kas apraksta pusvadītājus, bet atšķirība ir tikai joslu spraugā - šeit tā ir vairākas reizes liela. Atšķirības ir saistītas ar iekšējo struktūru un būtību.
Mēs pārbaudījām galvenos trīs materiālu veidus un sniedzām piemērus un pazīmes. Viņu galvenā atšķirība ir spēja vadīt strāvu. Tāpēc katrs no viņiem ir atradis savu piemērošanas sfēru: vadus izmanto elektrības pārvadei, dielektriķus - dzīvu daļu izolācijai, pusvadītājus - elektronikai. Mēs ceram, ka sniegtā informācija ir palīdzējusi jums saprast, kas ir vadītāji, pusvadītāji un dielektriķi elektriskajā laukā, kā arī kāda ir atšķirība starp tiem.
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu video par tēmu:
Protams, jūs nezināt:
Notiek ielāde ...
