Ano ang mga conductor, semiconductors at dielectrics
Ano ang conductor?
Ang isang sangkap na kung saan ang mga libreng carriers ay naroroon ay tinatawag na conductor. Ang paggalaw ng mga libreng carrier ay tinatawag na thermal. Ang pangunahing katangian ng isang conductor ay ang resistensya (R) o conductivity (G) - ang gantihan ng paglaban.
G = 1 / R
Sa mga simpleng salita, ang isang conductor ay nagsasagawa ng kasalukuyang.
Ang mga metal ay maaaring maiugnay sa mga naturang sangkap, ngunit kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga hindi metal, kung gayon, halimbawa, ang carbon ay isang mahusay na conductor, na natagpuan ang aplikasyon sa mga sliding contact, halimbawa, mga de-koryenteng motor brushes. Ang kahalumigmigan na lupa, mga solusyon ng mga asing-gamot at acid sa tubig, ang katawan ng tao ay nagsasagawa din ng kasalukuyang, ngunit ang kanilang koryenteng kondaktibiti ay madalas na mas mababa kaysa sa tanso o aluminyo, halimbawa.
Ang mga metal ay mahusay na conductor, tiyak dahil sa malaking bilang ng mga libreng carrier ng singil sa kanilang istraktura. Sa ilalim ng impluwensya ng isang patlang ng kuryente, ang mga singil ay nagsisimulang ilipat, pati na rin ang muling pamamahagi, ang kababalaghan ng electrostatic induction ay sinusunod.
Ano ang isang dielectric?
Ang mga dielectric ay mga sangkap na hindi nagsasagawa ng kasalukuyang, o pag-uugali, ngunit napakahina. Wala silang mga libreng carriers, dahil ang bonding ng mga atomic particle ay sapat na malakas upang makabuo ng mga libreng carrier, samakatuwid, sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, ang isang kasalukuyang ay hindi lumabas sa dielectric.
Ang gas, baso, keramika, porselana, ilang mga resin, textolite, carbolite, distilled water, dry kahoy, goma - ay mga dielectric at hindi nagsasagawa ng electric current. Sa pang-araw-araw na buhay, ang mga dielectric ay matatagpuan sa lahat ng dako, halimbawa, mga kaso ng mga de-koryenteng kasangkapan, mga de-koryenteng switch, plug, socket, atbp. Sa mga linya ng kuryente, ang mga insulator ay gawa sa mga dielectric.
Gayunpaman, sa pagkakaroon ng ilang mga kadahilanan, halimbawa, isang pagtaas ng antas ng kahalumigmigan, isang lakas ng kuryente sa larangan na higit sa pinapayagan na halaga, atbp. Minsan maaari mong marinig ang mga parirala tulad ng "pagsira ng insulator" - ito ang kababalaghan na inilarawan sa itaas.
Sa madaling sabi, ang mga pangunahing katangian ng isang dielectric sa larangan ng kuryente ay mga de-koryenteng insulating. Ito ay ang kakayahang hadlangan ang daloy ng kasalukuyang pinoprotektahan ang isang tao mula sa mga pinsala sa koryente at iba pang mga problema. Ang pangunahing katangian ng isang dielectric ay ang lakas ng kuryente - isang halaga na katumbas ng boltahe ng breakdown nito.
Ano ang isang semiconductor?
Ang semiconductor ay nagsasagawa ng isang de-koryenteng kasalukuyang, ngunit hindi tulad ng mga metal, ngunit napapailalim sa ilang mga kondisyon - ang pagbibigay ng enerhiya na sangkap sa tamang dami.Ito ay dahil sa ang katunayan na napakakaunting mga libreng carrier (butas at elektron) o walang anuman, ngunit kung ilalapat mo ang isang tiyak na halaga ng enerhiya, lilitaw ang mga ito. Ang enerhiya ay maaaring maging iba't ibang anyo - elektrikal, thermal. Gayundin, ang mga libreng butas at elektron sa isang semiconductor ay maaaring lumitaw sa ilalim ng impluwensya ng radiation, halimbawa, sa spectrum ng UV.
Saan ginagamit ang mga semiconductor? Gumagawa sila ng mga transistor, thyristors, diode, microcircuits, LEDs at marami pa. Kasama sa mga materyales na ito ang silikon, germanium, mga mixtures ng iba't ibang mga materyales, halimbawa, galium arsenide, selenium, arsenic.
Upang maunawaan kung bakit ang isang semiconductor ay nagsasagawa ng electric current, ngunit hindi tulad ng mga metal, kinakailangan na isaalang-alang ang mga materyales na ito mula sa punto ng view ng band theory.
Teorya ng Zone
Ang teorya ng zone ay naglalarawan ng pagkakaroon o kawalan ng mga libreng carrier na may kaugnayan sa ilang mga layer ng enerhiya. Ang antas ng enerhiya o layer ay ang dami ng enerhiya ng mga elektron (nuclei ng mga atomo, molekula - simpleng mga partikulo), sila ay sinusukat sa halaga ng mga elektron ng elektron (EV).
Ang imahe sa ibaba ay nagpapakita ng tatlong uri ng mga materyales na may kanilang mga antas ng enerhiya:
Mangyaring tandaan na ang mga antas ng enerhiya ng conductor mula sa band ng valence hanggang band ng pagpapadaloy ay pinagsama sa isang hindi masusukat na diagram. Ang mga banda ng conduction at valence na magkakapatong sa bawat isa, ito ay tinatawag na overlap zone. Depende sa pagkakaroon ng isang electric field (boltahe), temperatura, at iba pang mga kadahilanan, maaaring mag-iba ang bilang ng mga elektron. Salamat sa itaas, ang mga electron ay maaaring lumipat sa mga conductor, kahit na sabihin sa kanila ang ilang kaunting lakas.
Ang isang semiconductor ay may isang tiyak na ipinagbabawal sa pagitan ng valence band at ang conduction band. Inilarawan ng agwat ng banda kung magkano ang kailangan ng enerhiya upang maiulat sa semiconductor upang ang daloy ay dumaloy.
Sa isang dielectric, ang diagram ay katulad ng isa na naglalarawan ng mga semiconductors, ngunit ang pagkakaiba ay nasa bandang agwat lang ng banda - maraming beses dito. Ang mga pagkakaiba ay dahil sa panloob na istraktura at sangkap.
Sinuri namin ang pangunahing tatlong uri ng mga materyales at nagbigay ng mga halimbawa at tampok. Ang kanilang pangunahing pagkakaiba ay ang kakayahang magsagawa ng kasalukuyang. Samakatuwid, ang bawat isa sa kanila ay natagpuan ang sariling globo ng application: ang mga conductor ay ginagamit upang maglipat ng kuryente, dielectric - para sa pagkakabukod ng mga live na bahagi, semiconductors - para sa mga electronics. Inaasahan namin na ang ibinigay na impormasyon ay nakatulong sa iyo na maunawaan kung ano ang mga conductor, semiconductors at dielectric sa isang electric field, pati na rin kung ano ang pagkakaiba sa pagitan nila.
Sa wakas, inirerekumenda namin ang panonood ng isang kapaki-pakinabang na video sa paksa:
Tiyak na hindi mo alam:
Naglo-load ...
