Шта су проводници, полуводичи и диелектричари
Шта је проводник?
Супстанца у којој постоје бесплатни носачи набоја назива се проводник. Кретање слободних носача назива се топлотним. Главна карактеристика проводника је његов отпор (Р) или проводљивост (Г) - реципрочни отпор.
Г = 1 / Р
Једноставним речима, проводник проводи струју.
Метали се могу приписати таквим супстанцама, али ако говоримо о неметалима, онда је, на пример, угљеник одличан проводник, који се налази у клизним контактима, на пример, електричним моторним четкама. Влажно тло, раствори соли и киселина у води, људско тело такође води струју, али њихова електрична проводљивост је често мања него на пример бакар или алуминијум.
Метали су одлични проводници, управо због великог броја носача бесплатних набоја у њиховој структури. Под утицајем електричног поља набоји почињу да се померају, као и да се редистрибуирају, примећује се феномен електростатске индукције.
Шта је диелектрик?
Диелектричари су супстанце које не воде струју или се проводе, али веома слабо. Они немају слободне носаче набоја, јер је везивање атомских честица довољно снажно да формира слободне носаче, па под утицајем електричног поља у диелектрику не настаје струја.
Гас, стакло, керамика, порцулан, неке смоле, тектолит, карболит, дестилована вода, суво дрво, гума - су диелектричари и не спроводе електричну струју. У свакодневном животу диелектричари се налазе свуда, на пример, од њих се праве кућишта електричних уређаја, електрични прекидачи, утикачи, утичнице итд. У далеководима су изолатори направљени од диелектрика.
Међутим, у присуству одређених фактора, на пример, повећани ниво влажности ваздуха, јачина електричног поља изнад дозвољене вредности, итд., Доводе до чињенице да материјал почиње да губи диелектричне функције и постаје проводник. Понекад можете чути фразе попут „пробијања изолатора“ - ово је феномен описан горе.
Укратко, главна својства диелектрика у пољу електричне енергије су електрична изолација. То је способност да се спречи проток струје који штити човека од електричних повреда и других невоља. Главна карактеристика диелектрика је електрична снага - вредност једнака његовом пробијању напона.
Шта је полуводич?
Полупроводник проводи електричну струју, али не попут метала, али под одређеним условима - дајући твар енергији у правим количинама.То је због чињенице да има премало слободних носача (рупа и електрона) или их уопште нема, али ако унесете одређену количину енергије, они ће се појавити. Енергија може бити различитих облика - електрична, термичка. Такође, слободне рупе и електрони у полуводичу могу настати под утицајем зрачења, на пример, у УВ спектру.
Где се користе полуводичи? Израђују транзисторе, тиристоре, диоде, микроцирке, ЛЕД и још много тога. Ови материјали укључују силицијум, германијум, смеше различитих материјала, на пример, галијум арсенид, селен, арсен.
Да бисмо разумели зашто један полуводник проводи електричну струју, али не попут метала, потребно је размотрити ове материјале са становишта теорије појаса.
Теорија зона
Теорија зона описује присуство или одсуство носача слободног набоја у односу на одређене енергетске слојеве. Енергетски ниво или слој односи се на количину енергије електрона (језгре атома, молекуле - једноставне честице), мере се у вредности електронских волти (ЕВ).
Слика испод приказује три врсте материјала са њиховим нивоима енергије:
Имајте на уму да су нивои енергије проводника од валентног опсега до проводног опсега комбиновани у нераскидивом дијаграму. Траке проводљивости и валенције се међусобно преклапају, то се назива зона преклапања. У зависности од присуства електричног поља (напона), температуре и других фактора, број електрона може варирати. Захваљујући горе наведеном, електрони се могу кретати у проводницима, чак и ако им кажете неку минималну количину енергије.
Полупроводник има одређену забрану између валентног опсега и опсега проводљивости. Јаз опсега описује колико енергије треба да се пријави полуводичу да би струја могла да тече.
У диелектрику је дијаграм сличан ономе који описује полуводиче, али разлика је само у размаку појаса - овде је многоструко већи. Разлике су последица унутрашње структуре и супстанце.
Испитали смо главне три врсте материјала и дали примере и карактеристике. Њихова главна разлика је способност вођења струје. Стога је сваки од њих нашао сопствену сферу примене: проводници се користе за пренос електричне енергије, диелектрични елементи - за изолацију делова уживо, полуводичи - за електронику. Надамо се да су вам пружене информације помогле да схватите шта су проводници, полуводичи и диелектричари у електричном пољу, као и која је разлика између њих.
На крају, препоручујемо вам да погледате користан видео на тему:
Сигурно не знате:
Учитавање ...
