Apakah konduktor, semikonduktor dan dielektrik
Apa itu konduktor?
Bahan di mana pembawa cas percuma ada dipanggil konduktor. Pergerakan pembawa bebas dipanggil termal. Ciri utama konduktor adalah ketahanannya (R) atau kekonduksian (G) - kebalikan dari rintangan.
G = 1 / R
Dengan kata mudah, konduktor mengalirkan arus.
Logam boleh dikaitkan dengan bahan seperti itu, tetapi jika kita bercakap mengenai bukan logam, maka, sebagai contoh, karbon adalah konduktor yang sangat baik, yang terdapat dalam hubungan gelongsor, seperti berus motor elektrik. Tanah lembap, larutan garam dan asid di dalam air, tubuh manusia juga mengalirkan arus, tetapi kekonduksian elektriknya sering kali lebih kecil daripada tembaga atau aluminium, misalnya.
Logam adalah konduktor yang sangat baik, tepatnya kerana sebilangan besar pembawa cas percuma dalam strukturnya. Di bawah pengaruh medan elektrik, cas mulai bergerak, serta pengagihan semula, fenomena induksi elektrostatik diperhatikan.
Apa itu dielektrik?
Dielektrik adalah bahan yang tidak mengalirkan arus, atau kelakuan, tetapi sangat buruk. Mereka tidak mempunyai pembawa muatan percuma, kerana ikatan zarah atom cukup kuat untuk membentuk pembawa bebas, oleh itu, di bawah pengaruh medan elektrik, arus tidak timbul di dielektrik.
Gas, kaca, seramik, porselin, beberapa resin, tekstolit, karbolit, air suling, kayu kering, getah - adalah dielektrik dan tidak mengalirkan arus elektrik. Dalam kehidupan seharian, dielektrik terdapat di mana-mana, contohnya, kes perkakas elektrik, suis elektrik, palam, soket, dan lain-lain dibuat daripadanya. Dalam talian kuasa, penebat diperbuat daripada dielektrik.
Walau bagaimanapun, dengan adanya faktor-faktor tertentu, misalnya, tahap kelembapan yang meningkat, kekuatan medan elektrik melebihi nilai yang dibenarkan, dan lain-lain, menyebabkan fakta bahawa bahan tersebut mula kehilangan fungsi dielektriknya dan menjadi konduktor. Kadang kala anda dapat mendengar ungkapan seperti "kerosakan penebat" - ini adalah fenomena yang dijelaskan di atas.
Ringkasnya, sifat utama dielektrik dalam bidang elektrik adalah penebat elektrik. Ini adalah keupayaan untuk menghalang aliran arus yang melindungi seseorang dari kecederaan elektrik dan masalah lain. Ciri utama dielektrik adalah kekuatan elektrik - nilai yang sama dengan voltan kerosakannya.
Apa itu semikonduktor?
Semikonduktor mengalirkan arus elektrik, tetapi tidak seperti logam, tetapi tertakluk kepada keadaan tertentu - memberi zat tenaga dalam kuantiti yang tepat.Ini disebabkan oleh fakta bahawa terlalu sedikit pembawa bebas (lubang dan elektron) atau tidak ada sama sekali, tetapi jika anda menggunakan sejumlah tenaga, ia akan muncul. Tenaga boleh dalam pelbagai bentuk - elektrik, termal. Juga, lubang dan elektron bebas dalam semikonduktor boleh timbul di bawah pengaruh radiasi, misalnya, dalam spektrum UV.
Di manakah semikonduktor digunakan? Mereka membuat transistor, thyristor, dioda, litar mikro, LED dan banyak lagi. Bahan-bahan ini termasuk silikon, germanium, campuran bahan yang berbeza, misalnya, arsenide-galium, selenium, arsenik.
Untuk memahami mengapa semikonduktor mengalirkan arus elektrik, tetapi tidak seperti logam, perlu mempertimbangkan bahan-bahan ini dari sudut teori band.
Teori Zon
Teori zon menerangkan adanya atau ketiadaan pembawa cas percuma berbanding dengan lapisan tenaga tertentu. Tahap atau lapisan tenaga adalah jumlah tenaga elektron (inti atom, molekul - zarah sederhana), ia diukur dalam nilai elektron volt (EV).
Gambar di bawah menunjukkan tiga jenis bahan dengan tahap tenaga mereka:
Sila ambil perhatian bahawa tahap tenaga konduktor dari jalur valensi hingga jalur konduksi digabungkan dalam rajah yang tidak dapat dipisahkan. Jalur konduksi dan valensi saling bertindih, ini disebut zon pertindihan. Bergantung pada kehadiran medan elektrik (voltan), suhu, dan faktor lain, bilangan elektron boleh berbeza-beza. Berkat perkara di atas, elektron boleh bergerak di konduktor, walaupun anda memberitahu mereka sejumlah kecil tenaga.
Semikonduktor mempunyai larangan tertentu antara jalur valensi dan jalur konduksi. Jurang pita menerangkan berapa banyak tenaga yang perlu dilaporkan kepada semikonduktor agar arus mengalir.
Dalam dielektrik, rajahnya serupa dengan gambaran yang menggambarkan semikonduktor, tetapi perbezaannya hanya pada jurang pita - ia banyak kali di sini. Perbezaannya disebabkan oleh struktur dalaman dan bahan.
Kami meneliti tiga jenis bahan utama dan memberikan contoh dan ciri. Perbezaan utama mereka adalah keupayaan untuk mengalirkan arus. Oleh itu, masing-masing telah menemui bidang aplikasi sendiri: konduktor digunakan untuk menghantar elektrik, dielektrik - untuk penebat bahagian hidup, semikonduktor - untuk elektronik. Kami berharap maklumat yang diberikan dapat membantu anda memahami apakah konduktor, semikonduktor dan dielektrik di medan elektrik, dan juga perbezaan antara keduanya.
Akhirnya, kami mengesyorkan menonton video yang berguna mengenai topik ini:
Pasti anda tidak tahu:
Memuat ...
