Jaké látky vedou elektrický proud

Jak víte, uspořádaný pohyb nosičů elektrického náboje se nazývá elektrický proud. Elektrony mohou fungovat jako takové nosiče náboje — v kovech, polovodičích a plynech; ionty — v elektrolytech a plynech; a v polovodičích díry také fungují jako nosiče elektrického náboje – nevyplněné valenční vazby v atomech stejné velikosti jako elektronový náboj, ale s kladným nábojem.

Položení otázky, jaké látky vedou elektřina, budeme muset spekulovat o tom, co způsobuje proud na prvním místě, konkrétně o přítomnosti nabitých částic v určitých látkách. Nebudeme zde uvažovat zkreslený proud, protože se nejedná o vodivý proud, a proto není přímo relevantní pro tuto otázku.

Správně, kovy jsou hlavními vodiči elektrického proudu v celé moderní elektrotechnice. Kovy se vyznačují slabým spojením valenčních elektronů, tedy elektronů vnějších energetických hladin atomů, s jádry těchto atomů.

A právě kvůli slabosti těchto vazeb, když se ve vodiči z nějakého důvodu objeví rozdíl potenciálů (vířivé elektrické pole nebo aplikované napětí), tyto elektrony se začnou lavinovitě pohybovat jedním nebo druhým směrem, vodivostní elektrony se pohybují uvnitř vodiče. krystalová mřížka jako pohyb «elektronického plynu».

Typičtí představitelé kovových vodičů: měď, hliník, wolfram.

Dále v seznamu - polovodiče… Polovodiče ve své schopnosti vést elektrický proud zaujímají střední polohu mezi vodiči, jako jsou měděné dráty, a dielektriky, jako je plexisklo. Zde je jeden elektron vázán ke dvěma atomům najednou – atomy jsou mezi sebou v kovalentních vazbách – proto, aby se každý uvažovaný jednotlivý elektron začal pohybovat a vytvářet proud, musí nejprve přijmout energii, aby si uvědomil svou schopnost odejít. atom, kterým jsi

Například polovodič se může zahřát a některé elektrony začnou opouštět své atomy, tj. podmínkou pro existenci proudu — v krystalové mřížce se objeví volné nosiče — elektrony a díry — (v místě, odkud elektron odešel, nejprve zůstane prázdný prostor s kladným nábojem — díra, kterou pak obsadí elektron z jiného atomu) . Významnými představiteli čistých polovodičů jsou: germanium, křemík, bor. Nedíváme se zde na vztahy.

Elektrolyty jsou také schopné vést proud díky přítomnosti volných nosičů náboje v nich. Ale elektrolyty jsou vodiče druhého druhu. Volnými nosiči náboje v elektrolytech jsou ionty (kladné ionty se nazývají kationty, negativní ionty se nazývají anionty).

Kationty a anionty zde vznikají v důsledku procesu elektrolytické disociace (rozpad molekul na části — na samostatné ionty) kyselin, zásad, zásad v jejich roztocích nebo taveninách. Současně s disociací se ionty znovu spojují s molekulami – tomu se říká dynamická rovnováha v elektrolytu. Příkladem elektrolytu je 40% roztok kyseliny sírové ve vodě.

Konečně, plazma — ionizovaný plyn — je čtvrtým stavem agregace hmoty. V plazmě je elektrický náboj přenášen elektrony, stejně jako kationty a anionty vznikajícími při zahřívání plynu nebo při vystavení rentgenovému záření, ultrafialovému záření. nebo jiným zářením (nebo působením tepla a sálání). Plazma je kvazi-neutrální, to znamená, že uvnitř ní v malých objemech je celkový náboj všude roven nule. Ale díky pohyblivosti částic plynu je plazma stále schopno vést elektřinu.

Plazma v zásadě stíní vnější elektrické pole, protože náboje jsou v něm tímto polem odděleny, ale vzhledem k tomu, že je přítomen tepelný pohyb nosičů náboje, je v malých měřítcích narušena kvazineutralita plazmatu. a plazma prakticky získává schopnost vést elektrický proud . Veškerý mezihvězdný prostor ve vesmíru je vyplněn plazmou a samotné hvězdy jsou vyrobeny z plazmy.