Hva er ledere, halvledere og dielektrikk
Hva er en dirigent?
Et stoff som gratis ladere er i, kalles en leder. Bevegelsen av frie transportører kalles termisk. Den viktigste egenskapen til en leder er dens motstand (R) eller konduktivitet (G) - det gjensidige motstanden.
G = 1 / R
Med enkle ord leder en leder strøm.
Metaller kan tilskrives slike stoffer, men hvis vi snakker om ikke-metaller, er for eksempel karbon en utmerket leder, funnet anvendelse i glidekontakter, for eksempel elektriske motorbørster. Fuktig jord, løsninger av salter og syrer i vann, menneskekroppen leder også strøm, men deres elektriske ledningsevne er ofte mindre enn for eksempel kobber eller aluminium.
Metaller er utmerkede ledere, nettopp på grunn av det store antallet gratis ladere i deres struktur. Under påvirkning av et elektrisk felt begynner ladningene å bevege seg, i tillegg til å distribuere, observeres fenomenet elektrostatisk induksjon.
Hva er et dielektrikum?
Dielektrikk er stoffer som ikke leder strøm eller leder, men veldig dårlig. De har ikke frie ladningsbærere, fordi bindingen av atompartikler er sterk nok til å danne frie bærere, derfor, under påvirkning av et elektrisk felt, oppstår det ikke en strøm i dielektrikken.
Gass, glass, keramikk, porselen, noen harpikser, tekstolit, karbolitt, destillert vann, tørt tre, gummi - er dielektrikk og leder ikke elektrisk strøm. I hverdagen finnes dielektrikk overalt, for eksempel lages det elektriske apparater, elektriske brytere, plugger, stikkontakter osv. Av dem. I kraftledninger er isolatorer laget av dielektrikk.
I nærvær av visse faktorer, for eksempel et økt fuktighetsnivå, en elektrisk feltstyrke over den tillatte verdien, etc., fører det imidlertid til at materialet begynner å miste sine dielektriske funksjoner og blir en leder. Noen ganger kan du høre setninger som “sammenbrudd av isolatoren” - dette er fenomenet beskrevet over.
Kort sagt er hovedegenskapene til et dielektrikum innen elektrisitet elektrisk isolering. Det er evnen til å hindre strømmen som beskytter en person mot elektriske skader og andre problemer. Hovedkarakteristikken for et dielektrikum er elektrisk styrke - en verdi lik dens nedbrytningsspenning.
Hva er en halvleder?
Halvlederen leder en elektrisk strøm, men ikke som metaller, men under visse betingelser - og gir stoffet energi i riktige mengder.Dette skyldes det faktum at det er for få gratis bærere (hull og elektroner), eller at det ikke er noen i det hele tatt, men hvis du bruker en viss mengde energi, vil de vises. Energi kan være av forskjellige former - elektrisk, termisk. Dessuten kan frie hull og elektroner i en halvleder oppstå under påvirkning av stråling, for eksempel i UV-spekteret.
Hvor brukes halvledere? De lager transistorer, tyristorer, dioder, mikrokretser, LED og mer. Disse materialene inkluderer silisium, germanium, blandinger av forskjellige materialer, for eksempel galiumarsenid, selen, arsen.
For å forstå hvorfor en halvleder leder elektrisk strøm, men ikke som metaller, er det nødvendig å ta disse materialene i betraktning fra båndteorien.
Sone teori
Sone teori beskriver tilstedeværelse eller fravær av gratis ladningsbærere i forhold til visse energisjikt. Energinivået eller laget refererer til energimengden til elektroner (atomkjerner, molekyler - enkle partikler), de måles i verdien av elektronvolt (EV).
Bildet nedenfor viser tre typer materialer med energinivået:
Vær oppmerksom på at lederenerginivåene fra valensbåndet til ledningsbåndet er kombinert i et uløselig diagram. Lednings- og valensbånd overlapper hverandre, dette kalles overlappingssonen. Avhengig av tilstedeværelsen av et elektrisk felt (spenning), temperatur og andre faktorer, kan antall elektroner variere. Takket være det ovennevnte, kan elektronene bevege seg i ledere, selv om du forteller dem noen minimale mengder energi.
En halvleder har en viss forbudt mellom valensbåndet og ledningsbåndet. Båndgapet beskriver hvor mye energi som må rapporteres til halvlederen for at strømmen skal strømme.
I et dielektrikum er diagrammet likt det som beskriver halvledere, men forskjellen er bare i båndgapet - det er mange ganger stor her. Forskjellene skyldes den interne strukturen og stoffet.
Vi undersøkte de tre viktigste materialtypene og ga eksempler og trekk. Deres viktigste forskjell er evnen til å lede strøm. Derfor har hver av dem funnet sin egen bruksområde: ledere brukes til å overføre strøm, dielektrikk - for isolering av strømførende deler, halvledere - for elektronikk. Vi håper at informasjonen som er gitt har hjulpet deg å forstå hva som er ledere, halvledere og dielektrikk i et elektrisk felt, samt hva er forskjellen mellom dem.
Til slutt anbefaler vi å se en nyttig video om emnet:
Du vet absolutt ikke:
Laster ...
