Vozniki, izolatorji in polprevodniki

The Vozniki, izolatorji in polprevodniki So vrste materialov, ki kažejo drugačno vedenje ob električni energiji. Vozniki ponujajo zmogljivosti za pretok električnega toka, medtem ko ga izolatorji ovirajo.

V skladu s tem merilom so snovi in ​​spojine razdeljene v tri glavne kategorije:

• Vozniki
• Izolacijski
• Polprevodniki

Prevodni materiali, kot pove že ime, omogočajo prehod električnega toka skozi njih, z večjo ali manjšo lahkoto. Po drugi strani pa izolatorji ne vodijo električne energije dobro, polprevodniki pa se v določenih okoliščinah obnašajo kot vozniki ali izolatorji.

Razlikovanje med materiali je zelo pomembno pri izbiri najprimernejšega za določeno funkcijo. Na primer, žice, ki so namenjene vodenju električne energije, zahtevajo dobre voznike, vendar mora biti njihova prevleka izolacijskega materiala, da lahko varno manipulira.

Kar zadeva polprevodnike, so bistvenega pomena pri proizvodnji elektronskih komponent, tako pomembnih za sodobno tehnologijo.

Dejstvo, da se material na določen način odziva na elektriko, je odvisno od tega, kako trdno je atom do njenih najbolj oddaljenih elektronov, ki jih je najlažje mobilizirati, saj so dlje od jedra in preostalih elektronov in ostalih elektronov zaščitite na to.

Ko jedro privlači elektrostatično, trdno na vse svoje elektrone, se material obnaša kot izolator, če pa je v najbolj oddaljenem sloju eden ali več šibkih predmetnih elektronov, bo snov dirigent.

Temperatura ima lahko tudi velik vpliv, saj pri temperaturah, ki so blizu absolutne ničle, nekatere kovine postanejo superprevodniki, saj se njihova prevodnost neskončno povečuje. V višjih temperaturnih območjih postanejo tudi nekatere nemetalne spojine superprevodniki.

	Vozniki	Izolacijski	Seminconductors
Električni naboji	Olajšati prevoz električnih nabojev v notranjosti.	Ovirajo prehod električnih nabojev.	Pod določenimi pogoji naj se tok v določenem smislu poda.
Elektroni	Od 1 do 3 proste elektrone v njegovi najbolj oddaljeni plasti.	Med 5 in 9 elektroni v zunanji plasti.	4 elektroni v svoji zunanji plasti.
Kovinski značaj	Večina je kovin.	Kovine.	Čisti polprevodniki, kot sta Germanio in Silicij.
Povezave	Tvorijo kovinske povezave.	Ionske povezave.	Kovalentna vez.
Prevodnost	Visok.	Nizka ali skoraj nič.	Vmesni, vendar ga je mogoče spremeniti z dodajanjem nečistoč.
Država	Večinoma trdne, z izpami, kot so fiziološke raztopine, morska voda, živo srebro in ionizirani plini.	Trden, tekoči in plinasti.	Vedno trden, razen amorfnega silikona in nekaj tekočin.
Prijave	Električna vezja, ustvarjanje elektromagnetnih polj.	Ščitijo izogibanje električnim udarcem, povečajo kapacitivnost, kadar je med ploščami kondenzatorja prepletena, kanalizira tok, ki se izogiba električnemu puščanju.	Delujejo kot gonilniki ali kot vozniki. Izdelava diod in tranzistorjev.
Primeri	Baker, srebro, zlato, grafit.	Les, plastika, sljuda.	Silicij, Germanio.

Prevodni materiali

Opredelitev

To so materiali, s katerimi električni tok lažje teče, zahvaljujoč dejstvu, da imajo med enim in tremi prostimi elektroni v najbolj oddaljenem elektronskem sloju, ki jih je enostavno mobilizirati z malo energije.

Vam lahko služi: sintetični materiali

Značilnosti

Glavne značilnosti električnih vodnikov so:

• Imajo med 1 in 3 prostim elektroni, ki se lahko z atom.
• Tudi dobri električni vodniki vodijo tudi toploto.
• Skoraj vedno so kovine, kot sta baker in aluminij. Grafit in nekatere kisline, hidroksidi in fiziološke raztopine so tudi izjemno dobri gonilniki.
• Prevodne kovine imajo poseben sijaj.
• So večinoma trdne, razen živega srebra in morske vode, ki sta tekoči. Z ionizacijo lahko plini, kot je zrak, lahko postanejo električni vodniki.
• Električna prevodnost je velikost, ki količinsko opredeljuje, kako dober je voznik material, visoke prevodnosti so značilne za dobre voznike. Grafen je najbolj prevodni material, ki je znan.

Poleg tega so zaželene naslednje značilnosti: odpornost na visoke temperature, duktilnost in pobožnost, da se v skladu z uporabo, ki ji bo dana, ustrezna oblika prevodnemu elementu. Temperaturna odpornost je pomembna, saj vsakič, ko tok kroži skozi gonilnik.

Funkcije

Vozniki se večinoma uporabljajo za izvajanje električnega toka in za shranjevanje energije. To so njegove glavne funkcije:

-Prevoz električnega toka, ko so del energetskih kablov, ki hranijo različne domove, panoge in naprave. Tudi tiskana vezja vsebujejo tanke bakrene poti za povezovanje elektronskih elementov.

-Zagotovite pot do neželenih električnih izpustov, kot v primeru strele palic.

-Proizvodni kondenzatorji in tuljave, ki shranjujejo elektromagnetno energijo.

Vam lahko služi: raziskovalno dejanje

-Ustvari elektromagnetna polja, da izkoristite elektromagnetno indukcijo, kot pri transformatorjih.

-Prekinitev toka, kadar je to potrebno, na primer v primeru preobremenitve, za katero se uporabljajo vozniki z nizko tališčem. Srebrne zlitine so primerne za izdelavo elementov, kot so varovalke.

-Naredite varilni materiali.

Primeri

Električni vodniki so razvrščeni kot:

• Kovine
• Brez kovin

Velika večina je kovin, med katerimi so:

-baker

-Aluminij

-Zlato

-Srebro

-Morska voda (brez kovine)

-Likalnik

-Grafit in grafen (ne -kometali)

-Kositer

-Wolframio

-Bronza (baker in kositrna zlitina)

-Medenina (bakrena in cinka zlitina)

-Aluminijasto prevlečeno jeklo.

Izolacijski materiali

Opredelitev

So materiali, skozi katere električni tok ne teče enostavno. Na splošno ne vodijo toplote, čeprav obstajajo izjeme, kot je diamant, ki je odličen toplotni vodnik, ne pa elektrike (razen kadar trpi deformacije v zelo majhnem obsegu: nanoskalnice, kažejo nedavne študije ).

Značilnosti

Glavne značilnosti izolatorjev so:

-Nimajo prostih elektronov.

-Imajo med 5 in 8 elektronov v svoji najbolj oddaljeni plasti.

-Imajo zelo nizko prevodnost.

-Nekateri izolatorji omogočajo nastanek električnih dipolov v notranjosti, ko so pod delovanjem električnega polja. Ti izolatorji so znani kot dielektrični.

-Sestavljajo jih nemetalne snovi, ki so lahko organske ali anorganske. Na primer, Silk, tekstilni material, pridobljen iz svilenega črva, je odličen izolator.

Prav tako je zelo zaželeno, da ima dober izolator:

• Temperaturna odpornost brez deformiranja ali razpok
• Stabilnost pred delovanjem sončne svetlobe, raznolikih kemikalij, kisika in drugih zdravil
• Mehanska odpornost na deformacije.

Vam lahko služi: Ali je mleko homogena ali heterogena mešanica?

Funkcije

-Premažite trenutni prevodni kabli, da se izognete izgubam in zaščitite uporabnike.

-Preusmerite električni tok in preprečite kroženje na določenih poteh.

-Ločite voznike drug od drugega ali preprečite stik z drugimi kovinskimi deli, da se izognete poškodbam naprave in tistim, ki z njo manipulirajo.

-Povečajte kapacitivnost v napravah, ki shranijo elektriko, imenovano kondenzatorji.

Primeri

Obstaja široko paleto izolacijskih materialov:

-Plastika

-Sljuda

-Les

-Pluta

-Papir

-Celuloza

-Olje

-Vlakna, kot sta svila in bombaž

-Guma (naravna in sintetična)

-Kremen

-Steklo, pirex in porcelan

-Azbest

-Marmor

-Smole

-Polistiren

-Zrak (pri sobni temperaturi)

Polprevodniški materiali

Opredelitev

Polprevodniki se obnašajo kot vozniki ali kot izolatorji, odvisno od določenih temperaturnih pogojev, izpostavljenost elektromagnetnim poljem, tlakom in drugim dejavnikom.

Značilnosti

Najbolj odmevni v polprevodnikih so:

-Obstoj 4 elektronov v zadnji plasti.

-Vmesna prevodnost med vozniki in izolatorji.

-Sindikati med atomi prek kovalentnih povezav.

-Povečana električna prevodnost s temperaturo, v nasprotju s tem, kar se zgodi v kovinah, katerih prevodnost se s temperaturo zmanjšuje zaradi toplotne vznemirjenosti.

Funkcije

-So bistvenega.

-Uporabljajo se tudi za izdelavo senzorjev različnih vrst.

Primeri

Silicij (najpogostejši element v Zemljini skorji) in Germanio sta polprevodniški elementi par odličnosti, vendar se obnašata tudi kot polprevodniki:

-Kisik

-Kadmij

-Žveplo

-Selen

-Gallium arseniuro

-Ujemanje

-Indijske spojine (sulfid, arseniuro, antimonurio in fosfuro)