Drivere, isolatorer og halvledere

De drivere, isolatorer og halvledere De er typer materialer som viser forskjellig oppførsel i møte med strøm. Drivere tilbyr fasiliteter til den elektriske strømstrømmen, mens isolatorer hindrer den.

I henhold til dette kriteriet er stoffer og forbindelser delt inn i tre hovedkategorier:

• Drivere
• Isolerende
• Halvledere

De ledende materialene, som navnet tilsier, tillater passering av den elektriske strømmen gjennom dem, med større eller mindre letthet. På den annen side driver isolatorer ikke strømbrønn, mens halvledere oppfører seg som sjåfører eller isolatorer under visse omstendigheter omstendigheter.

Skillet mellom materialer er veldig viktig i strøm, når du velger mest passende for en viss funksjon. For eksempel krever ledninger som er bestemt til å utføre strøm gode sjåfører, men belegget deres må være av isolerende materiale slik at de trygt kan manipulere.

Når det gjelder halvledere, er de essensielle i fremstilling av elektroniske komponenter, så viktig for moderne teknologi.

At et materiale reagerer på elektrisitet på en viss måte, avhenger av hvor godt atomet til sine ytterste elektroner, som er de enkleste å mobilisere, siden de er lenger fra kjernen og resten av elektronene og resten av elektronene Skjerm det til dette.

Når kjernen tiltrekker seg elektrostatisk, fast til alle dens elektroner, oppfører materialet seg som en isolator, men hvis det er en eller flere svakt emneelektroner i det ytterste laget, vil stoffet være en leder.

Temperaturen kan også ha stor innflytelse, siden ved temperaturer nær absolutt null blir noen metaller superledere, siden konduktiviteten øker uendelig. I høyere temperaturområder blir noen ikke -metalliske forbindelser også superledere.

	Drivere	Isolerende	Seminconductors
Elektriske kostnader	Legge til rette for transport av elektriske ladninger inne.	De hindrer passering av elektriske ladninger.	Under visse forhold, la strømmen passere i en viss forstand.
Elektroner	Fra 1 til 3 gratis elektroner i det ytterste laget.	Mellom 5 og 9 elektroner i det ytre laget.	4 elektroner i det ytre laget.
Metallisk karakter	De fleste er metaller.	Metaller.	Rene halvledere som Germanio og silisium.
Lenker	De danner metallkoblinger.	Ioniske lenker.	Kovalent binding.
Konduktivitet	Høy.	Lav eller nesten null.	Mellomprodukt, men kan modifiseres ved å legge til urenheter.
Stat	Mest solid, med unntatt som saltløsninger, sjøvann, kvikksølv og ioniserte gasser.	Fast, flytende og gassformig.	Alltid solid, bortsett fra amorf silikon og noen væsker.
applikasjoner	Elektriske kretsløp, oppretting av elektromagnetiske felt.	De beskytter å unngå elektriske støt, øke kapasitansen når de er sammenhengende mellom platene til en kondensator, kanaliserer strømmen og unngår elektriske lekkasjer.	De fungerer som drivere eller som ikke -drivere. Utdyping av dioder og transistorer.
Eksempler	Kobber, sølv, gull, grafitt.	Tre, plast, glimmer.	Silisium, Germanio.

Ledende materialer

Definisjon

Dette er materialer som elektrisk strøm strømmer lettere, takket være det faktum at de har mellom en og tre frie elektroner i det ytterste elektroniske laget, som er enkle å mobilisere med liten energi.

Kan tjene deg: syntetiske materialer

Kjennetegn

Hovedegenskapene til elektriske ledere er:

• De har mellom 1 og 3 frie elektroner som, som er svakt underlagt atomkjernen, kan bevege seg fra et atom til et annet med relativt letthet, for å etablere en elektrisk strøm.
• Også gode elektriske ledere fører også varmen godt.
• De er nesten alltid metaller, for eksempel kobber og aluminium. Grafitt og noen syrer, hydroksider og saltoppløsninger er også usedvanlig gode drivere.
• Ledende metaller har en spesiell glans.
• De er stort sett solide, bortsett fra kvikksølv og sjøvann, som er flytende. Ved å ionisere kan gasser som luft bli elektriske ledere.
• Elektrisk konduktivitet er størrelsen som kvantifiserer hvor god sjåfør er et materiale, høye konduktiviteter er typiske for gode drivere. Grafen er det mest konduktivitetsmaterialet som er kjent.

I tillegg er følgende egenskaper ønskelige: motstand mot høye temperaturer, duktilitet og formbarhet, for å gi passende form til det ledende elementet, i henhold til bruken som vil bli gitt til det. Temperaturmotstand er viktig, siden når strømmen sirkulerer gjennom en driver, løsnes varmen av jouleeffekt.

Funksjoner

Drivere brukes hovedsakelig til å gjennomføre elektrisk strøm og for å lagre energi. Dette er hovedfunksjonene:

-Transport den elektriske strømmen, når de er en del av energikablene som mater forskjellige hjem, næringer og enheter. Trykte kretser inneholder også tynne kobberstier for å koble til elektroniske elementer.

-Gi en vei til uønskede elektriske utslipp, som for lynstenger.

-Produksjonskondensatorer og spoler som lagrer elektromagnetisk energi.

Kan tjene deg: Forskningshandling

-Generere elektromagnetiske felt for å dra nytte av elektromagnetisk induksjon, som med transformatorene.

-Avbryter den nåværende strømmen når det er nødvendig, for eksempel i tilfelle av overbelastning, som drivere med lavt smeltepunkt brukes. Sølvlegeringer passer for fremstilling av elementer som sikringer.

-Lag sveisematerialer.

Eksempler

Elektriske ledere er klassifisert som:

• Metaller
• Ingen metaller

De aller fleste er metaller, blant dem:

-Kobber

-Aluminium

-Gull

-Sølv

-Sjøvann (ingen metall)

-Jern

-Grafitt og grafen (ikke -metaller)

-Tinn

-Wolframio

-Bronse (kobber og tinnlegering)

-Messing (kobber og sinklegering)

-Aluminiumbelagt stål.

Isolerende materialer

Definisjon

Er materialene som den elektriske strømmen ikke flyter lett på. Som en generell regel driver de ikke varmen godt, selv om det er unntak som Diamond, som er en utmerket varmeleder, men ikke strøm (bortsett fra når det lider av deformasjoner i veldig liten skala: nanoskalaen, ifølge nyere studier ).

Kjennetegn

De viktigste egenskapene til isolatorene er:

-De mangler gratis elektroner.

-De har mellom 5 og 8 elektroner i sitt ytterste lag.

-De har en veldig lav konduktivitet.

-Noen isolatorer tillater dannelse av elektriske dipoler inni, når de er under handling av et elektrisk felt. Disse isolatorene er kjent som dielektrisk.

-De består av ikke -metalliske stoffer, og kan være organiske eller uorganiske. For eksempel er silke, et tekstilmateriale avledet fra silkeormen, en utmerket isolator.

Det er også veldig ønskelig at en god isolator har:

• Temperaturmotstand uten deformering eller sprekker
• Stabilitet før sollysets virkning, forskjellige kjemikalier, oksygen og andre midler
• Mekanisk motstand mot deformasjoner.

Kan tjene deg: er melk en homogen eller heterogen blanding?

Funksjoner

-Belegg strømlederkabler, for å unngå tap og beskytte brukere.

-Avleder elektrisk strøm, og forhindrer at den sirkulerer på visse stier.

-Separate sjåfører fra hverandre, eller forhindre kontakt med andre metalldeler, for å unngå skade på enheten og de som manipulerer den.

-Øk kapasitansen i enheter som lagrer strøm, kalt kondensatorer.

Eksempler

Det er et bredt utvalg av isolerende materialer:

-Plast

-Glimmer

-Tre

-Kork

-Papir

-Cellulose

-Olje

-Fibre som silke og bomull

-Gummi (naturlig og syntetisk)

-Kvarts

-Glass, pyrex og porselen

-Asbest

-Marmor

-Harpiks

-Polystyren

-Luft (ved romtemperatur)

Halvledermaterialer

Definisjon

Halvledere oppfører seg som sjåfører eller som isolatorer, avhengig av visse temperaturforhold, eksponering for elektromagnetiske felt, trykk og andre faktorer.

Kjennetegn

De mest bemerkelsesverdige i halvledere er:

-Eksistensen av 4 elektroner i det siste laget.

-Mellomliggende konduktivitet mellom sjåfører og isolatorer.

-Fagforeninger mellom atomer gjennom kovalente koblinger.

-Økt elektrisk ledning med temperatur, i motsetning til hva som skjer i metaller, hvis konduktivitet avtar med temperatur, på grunn av termisk omrøring.

Funksjoner

-De er essensielle i fremstilling av elektroniske komponenter som dioder og transistorer, basen av brikker og mikroprosessorer.

-De brukes også til å lage sensorer av forskjellige typer.

Eksempler

Silisiumet (det mest tallrike elementet i jordskorpen) og Germanio er halvlederelementene par excellence, men de oppfører seg også som halvledere:

-Oksygen

-Kadmium

-Svovel

-Selen

-Gallium Arseniuro

-Kamp

-Indiske forbindelser (sulfid, Arseniuro, Antimonurio og Phosphuro)