Vodiči, izolátory a polovodiče

Ten vodiči, izolátory a polovodiče Sú to typy materiálov, ktoré vykazujú rôzne správanie tvárou v tvár elektrine. Vodiči ponúkajú zariadenia na tok elektrického prúdu, zatiaľ čo izolátory mu bránia.

Podľa tohto kritéria sú látky a zlúčeniny rozdelené do troch hlavných kategórií:

• Vodič
• Izolačný
• Polovodiče

Vodivé materiály, ako už názov napovedá, umožňujú priechod elektrického prúdu cez ne, s väčšou alebo menšou ľahkosťou. Na druhej strane izolátory nevykonávajú elektrinu dobre, zatiaľ čo polovodiče sa za určitých okolností správajú ako vodiči alebo izolátory.

Rozdiel medzi materiálmi je pri výbere najvhodnejšie pre určitú funkciu veľmi dôležitý pri výbere najvhodnejšej funkcie. Napríklad drôty určené na vedenie elektriny vyžadujú dobrých ovládačov, ale ich povlak musí byť izolačným materiálom, aby mohli bezpečne manipulovať.

Pokiaľ ide o polovodiče, sú nevyhnutné pri výrobe elektronických komponentov, také dôležité pre moderné technológie.

Skutočnosť, že materiál reaguje na elektrinu určitým spôsobom, závisí od toho, ako pevne atóm pre svoje vonkajšie elektróny, ktoré sú najjednoduchšie mobilizované, pretože sú ďalej od jadra a zvyšku elektrónov a zvyšku elektrónov chrániť to.

Keď jadro priťahuje elektrostaticky, pevne na všetky svoje elektróny, materiál sa správa ako izolátor, ale ak je v najvzdialenejšej vrstve jeden alebo viac slabo predmetových elektrónov, látkou bude vodičom.

Teplota môže mať tiež veľký vplyv, pretože pri teplotách blízko absolútneho nuly sa niektoré kovy stávajú supravodičmi, pretože ich vodivosť zvyšuje nekonečne. Vo vyšších teplotách sa niektoré nemetalické zlúčeniny stávajú supravodičmi.

	Vodič	Izolačný	Semconduktory
Elektrické poplatky	Uľahčovať prepravu elektrických nábojov vo vnútri.	Bránia priechodu elektrických nábojov.	Za určitých podmienok nechajte súčasný prejsť v istom zmysle.
Elektróny	Od 1 do 3 voľných elektrónov vo svojej vonkajšej vrstve.	Vo vonkajšej vrstve medzi 5 a 9 elektrónmi.	4 elektróny vo vonkajšej vrstve.
Kovár	Väčšina z nich sú kovy.	Kovy.	Čisté polovodiče ako Germanio a Silicon.
Odkazy	Tvoria kovové odkazy.	Iónové odkazy.	Kovalentná väzba.
Vodivosť	Vysoký.	Nízka alebo takmer nula.	Stredne pokročilý, ale môže byť upravený pridaním nečistôt.
Štát	Väčšinou pevné, s výnimkami, ako sú roztoky soľných roztokov, morská voda, ortuť a ionizované plyny.	Tuhé, tekuté a plynné.	Vždy pevné, okrem amorfného silikónu a niektorých tekutín.
Žiadosti	Elektrické obvody, vytváranie elektromagnetických polí.	Chránia vyhýbanie sa elektrickým otrasom, zvyšujú kapacitu, keď sú medzištátne medzi doskami kondenzátora.	Fungujú ako ovládače alebo ako non -drivers. Vypracovanie diód a tranzistorov.
Príklady	Meď, striebro, zlato, grafit.	Drevo, plast, sľuda.	Kremík, germanio.

Vodivé materiály

Definícia

Jedná sa o materiály, ktorými ľahšie tečie elektrický prúd, vďaka tomu, že majú medzi jedným a trom voľným elektrónom v najvzdialenejšej elektronickej vrstve, ľahko sa mobilizovateľný s malou energiou.

Môže vám slúžiť: Syntetické materiály

Charakteristika

Hlavné charakteristiky elektrických vodičov sú:

• Majú medzi 1 a 3 voľnými elektrónmi, ktoré, keď sú slabo vystavené atómovému jadru, sa môže relatívne ľahko presunúť z jedného atómu do druhého, aby sa vytvoril elektrický prúd.
• Tiež dobré elektrické vodiče tiež dobre vedú teplo.
• Sú to takmer vždy kovy, napríklad meď a hliník. Grafit a niektoré kyseliny, hydroxidy a roztoky soľných roztokov sú tiež mimoriadne dobrým ovládačom.
• Vodivé kovy majú konkrétny lesk.
• Sú väčšinou pevné, s výnimkou ortuti a morskej vody, ktoré sú tekuté. Podľa ionize sa môžu plyny ako vzduch stať elektrickými vodičmi.
• Elektrická vodivosť je veľkosť, ktorá kvantifikuje, ako je dobrý vodič materiál, pre dobrých vodičov sú typické vysoké vodivosti. Grafén je najznámejší materiál vodivosti.

Okrem toho sú požadované nasledujúce charakteristiky: odolnosť voči vysokým teplotám, ťažkosti a kladiteľnosti, aby sa vodivým prvkom poskytol vhodný tvar, podľa použitia, ktoré sa mu poskytne. Teplotný odpor je dôležitý, pretože vždy, keď sa prúd cirkuluje cez vodiča, teplo sa oddeľuje Joule Effect.

Funkcia

Vodiči sa používajú hlavne na vykonávanie elektrického prúdu a na ukladanie energie. Toto sú jeho hlavné funkcie:

-Preprava elektrického prúdu, keď sú súčasťou energetických káblov, ktoré živia rôzne domy, priemyselné odvetvia a zariadenia. Tlačené obvody tiež obsahujú tenké medené cesty na pripojenie elektronických prvkov.

-Poskytnite cestu k nechceným elektrickým výbojom, ako v prípade bleskových tyčí.

-Výroba kondenzátorov a cievok, ktoré ukladajú elektromagnetickú energiu.

Môže vám slúžiť: výskumná akcia

-Generujte elektromagnetické polia na využitie elektromagnetickej indukcie, rovnako ako u transformátorov.

-Prerušenie prúdu v prípade potreby, napríklad v prípade preťaženia, pre ktoré sa používajú ovládače s nízkym bodom topenia. Zliatiny striebra sú vhodné na výrobu prvkov, ako sú napríklad poistky.

-Vyrábajte zváracie materiály.

Príklady

Elektrické vodiče sú klasifikované ako:

• Kovy
• Žiadne kovy

Drvivá väčšina sú kovy, z ktorých sú:

-Meď

-Hliník

-Zlato

-Striebro

-Morská voda (bez kovu)

-Žehlička

-Grafit a grafén (non -metals)

-Konzervovať

-Wolframio

-Bronz (zliatina meďnatého a cín)

-Mosadz (zliatina meďnatého a zinku)

-Hliníková oceľ.

Izolačné materiály

Definícia

Sú materiály, prostredníctvom ktorých elektrický prúd nelieči ľahko. Spravidla pravidlo nevykonávajú teplo dobre, hoci existujú výnimky, ako je Diamond, ktorý je vynikajúcim tepelným vodičom, ale nie elektrinou (s výnimkou prípadov, keď utrpí deformácie vo veľmi malom rozsahu: nanomale, podľa nedávnych štúdií ).

Charakteristika

Hlavné charakteristiky izolátorov sú:

-Chýbajú im bezplatné elektróny.

-Majú vo svojej vonkajšej vrstve 5 až 8 elektrónov.

-Majú veľmi nízku vodivosť.

-Niektorí izolátory umožňujú tvorbu elektrických dipólov vo vnútri, keď sú pod pôsobením elektrického poľa. Tieto izolátory sú známe ako dielektrické.

-Sú tvorené ne -metalickými látkami, ktoré sú schopné byť organickými alebo anorganickými. Napríklad hodváb, textilný materiál odvodený z hodvábneho červa, je vynikajúcim izolátorom.

Je tiež veľmi žiaduce, aby dobrý izolátor mal:

• Teplotný odpor bez deformácie alebo praskania
• Stabilita pred pôsobením slnečného žiarenia, rozmanitých chemikálií, kyslíka a iných látok
• Mechanický odpor voči deformáciám.

Môže vám slúžiť: Je mlieko homogénna alebo heterogénna zmes?

Funkcia

-Káble na vodivé káble natiahnite, aby ste predišli stratám a chránili používateľov.

-Odvádzajte elektrický prúd a bráni jeho cirkulácii na určitých cestách.

-Oddeľte si od seba ovládače alebo zabránia kontaktu s inými kovovými časťami, aby sa predišlo poškodeniu zariadenia a tých, ktorí ho manipulujú.

-Zvýšte kapacitu v zariadeniach, ktoré ukladajú elektrinu, nazývané kondenzátory.

Príklady

Existuje široká škála izolačných materiálov:

-Plastový

-Sľuda

-Drevo

-Korok

-Papier

-Celulóza

-Olej

-Vlákna ako hodváb a bavlna

-Guma (prírodná a syntetická)

-Štrbina

-Sklo, pyrex a porcelán

-Azbest

-Mramor

-Živice

-Polystyrén

-Vzduch (pri teplote miestnosti)

Polovodičové materiály

Definícia

Semiconductors sa správajú ako vodiči alebo ako izolátory, v závislosti od určitých teplotných podmienok, vystavenia elektromagnetickým poľom, tlaku a ďalších faktoroch.

Charakteristika

Najpozoruhodnejšie v polovodičoch sú:

-Existencia 4 elektrónov v jeho poslednej vrstve.

-Stredná vodivosť medzi vodičmi a izolátormi.

-Odbory medzi atómami prostredníctvom kovalentných väzieb.

-Zvýšené elektrické vedenie s teplotou, na rozdiel od toho, čo sa deje v kovoch, ktorých vodivosť klesá s teplotou v dôsledku tepelného agitácie.

Funkcia

-Sú nevyhnutné pri výrobe elektronických komponentov, ako sú diódy a tranzistory, základy čipov a mikroprocesorov.

-Používajú sa tiež na vytváranie senzorov rôznych typov.

Príklady

Silikón (najhojnejší prvok v zemskej kôre) a Germanio sú polovodičové prvky par excellence, ale tiež sa správajú ako polovodiče:

-Kyslík

-Kadmium

-Síra

-Selén

-Gallium arseniuro

-Zápas

-Indické zlúčeniny (sulfid, arzeniuro, antimonurio a fosfuro)