Відомо, що в речовині, вміщеному в електричне поле, при впливі сил даного поля утворюється рух вільних електронів, або іонів у напрямку сил поля. Іншими словами, в речовині відбувається виникнення електричного струму.
Властивість, що визначає здатність речовини проводити електричний струм має назву "електропровідність". Електропровідність безпосередньо залежна від концентрації заряджених частинок: чим вище концентрація, тим вона електропровідність.
За даним властивості все речовини підрозділяються на 3 типи:
- провідники.
- діелектрики.
- напівпровідники.
опис провідників
провідники мають найвищої електропровідністю з усіх типів речовин. Всі провідники поділяються на дві великі підгрупи:
- метали (Мідь, алюміній, срібло) і їх сплави.
- електроліти (Водний розчин солі, кислоти).
У речовинах першої підгрупи переміщатися здатні тільки електрони, оскільки їх зв'язок з ядрами атомів слабка, в зв'язку з чим, вони досить просто від них від'єднуються. Так як в металах виникнення струму пов'язано з пересуванням вільних електронів, то тип електропровідності в них називається електронним.
Паралельне з'єднання провідників
З провідників першої підгрупи використовують в обмотках електромашин, лініях електропередач, проводах. Важливо відзначити, що на електропровідність металів впливає його чистота і відсутність домішок.
Двіжіеніе електричного струму
У речовинах другої підгрупи при впливі розчину відбувається розпад молекули на позитивний і негативний іон. Іони переміщаються внаслідок впливу електричного поля. Потім, коли струм проходить через електроліт, відбувається осадження іонів на електроді, який опускається в даний електроліт. Процес, коли з електроліту під впливом електричного струму виділяється речовина, отримав назву електроліз. Процес електролізу прийнято застосовувати, наприклад, коли видобувається кольоровий метал з розчину його сполуки, або при покритті металу захисним шаром інших металів.
опис діелектриків
Діелектрики також прийнято називати електроізоляційними речовинами.
Все електроізоляційні речовини мають таку класифікацію:
- Залежно від агрегатного стану діелектрики можуть бути рідкими, твердими і газоподібними.
- Залежно від способи отримання - природними і синтетичними.
- Залежно від хімічного складу - органічними і неорганічними.
- Залежно від будови молекул - нейтральними і полярними.
До них відносяться газ (повітря, азот, елегаз), мінеральне масло, будь-гумове і керамічне речовина. Дані речовини характеризуються здатністю до поляризації в електричному полі. Поляризація являє собою утворення на поверхні речовини зарядів з різними знаками.
приклад діелектрика
У діелектриках міститься мала кількість вільних електронів, при цьому електрони мають сильну зв'язок з ядрами атомів і тільки в рідкісних випадках від'єднуються від них. Це означає, що дані речовини не мають здатність проводити струм.
Дана властивість дуже корисно в сфері виробництва засобів, що використовуються при захисті від електричного струму: діелектричні рукавички, килимки, черевики, ізолятори на електричне обладнання і т.п.
Про напівпровідниках
Напівпровідник виступає в ролі проміжного речовини між провідником і діелектриком. Найяскравішими представниками даного типу речовин є кремній, германій, селен. Крім цього, до даних речовин прийнято відносити елементи четвертої групи періодичної таблиці Дмитра Івановича Менделєєва.
Напівпровідники: кремній, германій, селен
Напівпровідники мають додаткову "дірковий" провідність, на додаток до електронної провідності. Даний тип провідності залежимо від ряду факторів зовнішнього середовища, серед яких світло, температура, електричне і магнітне поле.
В даних речовинах є неміцні ковалентні зв'язки. При впливі одного з зовнішніх чинників зв'язок руйнується, після чого відбувається утворення вільних електронів. При цьому, коли електрон від'єднується, в складі ковалентного зв'язку залишається вільна "дірка". Вільні "дірки" притягують сусідні електрони, і так дана дія може проводитися нескінченно.
Збільшити провідність напівпровідникових речовин можна шляхом внесення в них різних домішок. Даний прийом широко поширений в промисловій електроніці: в діодах, транзисторах, тиристорах. Розглянемо більш докладно основні відмінності провідників від напівпровідників.
Чим відрізняється провідник від напівпровідника?
Основною відмінністю провідника від напівпровідника є здатність до провідності електричного струму. У провідника вона на порядок вище.
Коли піднімається значення температури, провідність напівпровідників також зростає; провідність провідників при підвищенні стає менше.
У чистих провідниках в нормальних умовах при проходженні струму вивільняється набагато більшу кількість електронів, ніж в напівпровідниках. При цьому, додавання домішок знижує провідність провідників, але збільшує провідність напівпровідників.
