Förare, isolatorer och halvledare

De förare, isolatorer och halvledare De är typer av material som uppvisar olika beteende inför el. Förare erbjuder anläggningar till det elektriska strömflödet, medan isolatorer hindrar det.

Enligt detta kriterium delas ämnen och föreningar in i tre huvudkategorier:

• Förare
• Isolerande
• Halvledare

De ledande materialen, som namnet antyder, tillåter passagen av den elektriska strömmen genom dem, med större eller mindre lätthet. Å andra sidan bedriver inte isolatorer el, medan halvledare uppför sig som förare eller isolatorer under vissa omständigheter omständigheter.

Skillnaden mellan material är mycket viktig i elen när du väljer det mest lämpliga för en viss funktion. Till exempel, ledningar som är avsedda att utföra el kräver bra förare, men deras beläggning måste vara av isolerande material så att de säkert kan manipulera.

När det gäller halvledare är de viktiga för tillverkningen av elektroniska komponenter, så viktiga för modern teknik.

Det faktum att ett material svarar på elektricitet på ett visst sätt beror på hur fast atomen till dess yttersta elektroner, som är de enklaste att mobilisera, eftersom de är längre från kärnan och resten av elektronerna och resten av elektronerna Skydda det till detta.

När kärnan lockar sig elektrostatiskt, fast till alla dess elektroner, uppför materialet sig som en isolator, men om det finns en eller flera svagt ämneselektroner i det yttersta lagret, kommer ämnet att vara en ledare.

Temperaturen kan också ha ett stort inflytande, eftersom vid temperaturer nära absolut noll blir vissa metaller superledare, eftersom deras konduktivitet ökar oändligt. I högre temperaturintervall blir vissa icke -metalliska föreningar också superledare.

	Förare	Isolerande	Halvkvinnare
Elavgifter	Underlätta transport av elektriska avgifter inuti.	De hindrar passagen av elektriska avgifter.	Låt den nuvarande passera under vissa förhållanden i en viss mening.
Elektroner	Från 1 till 3 fria elektroner i sitt yttersta lager.	Mellan 5 och 9 elektroner i dess yttre skikt.	4 elektroner i sitt yttre skikt.
Metallisk karaktär	De flesta är metaller.	Metaller.	Rena halvledare som Germanio och Silicon.
Länkar	De bildar metalllänkar.	Jonlänkar.	Kovalent bindning.
Ledningsförmåga	Hög.	Låg eller nästan noll.	Mellanprodukt, men kan modifieras genom att lägga till föroreningar.
stat	Mestadels fast, med undantag som saltlösningar, havsvatten, kvicksilver och joniserade gaser.	Fast, flytande och gasformigt.	Alltid solid, utom amorf silikon och vissa vätskor.
Ansökningar	Elektriska kretsar, skapande av elektromagnetiska fält.	De skyddar att undvika elektriska stötar, öka kapacitansen när det är samverkande mellan plattorna på en kondensator, kanalisera strömmen och undvika elektriska läckor.	De fungerar som förare eller som icke -drivare. Utarbetande av dioder och transistorer.
Exempel	Koppar, silver, guld, grafit.	Trä, plast, glimmer.	Silicon, Germanio.

Ledande material

Definition

Det här är material som elektriska strömmen lättare flyter, tack vare det faktum att de har mellan en och tre fria elektroner i det yttersta elektroniska skiktet, lätt att mobilisera med lite energi.

Kan tjäna dig: syntetiska material

Egenskaper

De viktigaste egenskaperna hos elektriska ledare är:

• De har mellan 1 och 3 fria elektroner som, som är svagt underkastade atomkärnan, kan flytta från en atom till en annan med relativt enkelhet, för att skapa en elektrisk ström.
• Dessutom leder bra elektriska ledare också värmen väl.
• De är nästan alltid metaller, som koppar och aluminium. Grafit och vissa syror, hydroxider och saltlösningar är också exceptionellt bra förare.
• Ledande metaller har en viss glans.
• De är mestadels solida, utom kvicksilver och havsvatten, som är flytande. Genom jonisera kan gaser som luft bli elektriska ledare.
• Elektrisk konduktivitet är storleken som kvantifierar hur bra förare är en materiell, höga konduktiviteter är typiska för bra förare. Grafen är det mest konduktivitetsmaterialet som är känt.

Dessutom är följande egenskaper önskvärda: motstånd mot höga temperaturer, duktilitet och formbarhet för att ge lämplig form till det ledande elementet, enligt användningen som kommer att ges till det. Temperaturmotstånd är viktigt, eftersom när strömmen cirkulerar genom en förare, värme lossas av Joule Effect.

Funktioner

Förare används främst för att utföra elektrisk ström och för att lagra energi. Det här är dess huvudfunktioner:

-Transport av den elektriska strömmen, när de är en del av energikablarna som matar olika hem, industrier och enheter. Tryckta kretsar innehåller också tunna kopparvägar för att ansluta elektroniska element.

-Ge en väg till oönskade elektriska urladdningar, som i fallet med blixtnedslag.

-Tillverkningskondensatorer och spolar som lagrar elektromagnetisk energi.

Kan tjäna dig: forskningsåtgärd

-Generera elektromagnetiska fält för att dra fördel av elektromagnetisk induktion, som med transformatorerna.

-Avbryta det nuvarande flödet vid behov, till exempel vid överbelastning, för vilka förare med låg smältpunkt används. Silverlegeringar är lämpliga för tillverkning av element som säkringar.

-Gör svetsmaterial.

Exempel

Elektriska ledare klassificeras som:

• Metaller
• Inga metaller

De allra flesta är metaller, bland vilka är:

-Koppar

-Aluminium

-Guld

-Silver

-Havsvatten (ingen metall)

-Järn

-Grafit och grafen (icke -metaller)

-Tenn

-Wolframio

-Brons (koppar och tennlegering)

-Mässing (koppar och zinklegering)

-Aluminiumbelagd stål.

Isoleringsmaterial

Definition

Är materialen genom vilka den elektriska strömmen inte flyter lätt. Som en allmän regel leder de inte värmen väl, även om det finns undantag som diamant, som är en utmärkt värmeledare, men inte elektricitet (utom när den lider av deformationer i mycket liten skala: nanoskala, enligt senaste studier ).

Egenskaper

De huvudsakliga egenskaperna hos isolatorerna är:

-De saknar gratis elektroner.

-De har mellan 5 och 8 elektroner i sitt yttersta lager.

-De har en mycket låg konduktivitet.

-Vissa isolatorer tillåter bildning av elektriska dipoler inuti, när de är under verkan av ett elektriskt fält. Dessa isolatorer är kända som dielektriska.

-De består av icke -metalliska ämnen och kan vara organiska eller oorganiska. Till exempel är siden, ett textilmaterial som härrör från sidenmasken, en utmärkt isolator.

Det är också mycket önskvärt att en bra isolator har:

• Temperaturmotstånd utan att deformeras eller sprickor
• Stabilitet före solljus, olika kemikalier, syre och andra medel
• Mekanisk motstånd mot deformationer.

Kan tjäna dig: är mjölk en homogen eller heterogen blandning?

Funktioner

-Täcka nuvarande ledarkablar, för att undvika förluster och skydda användare.

-Avleda elektrisk ström och förhindra att den cirkulerar på vissa vägar.

-Separata drivrutiner från varandra eller förhindrar kontakt med andra metalldelar för att undvika skador på enheten och de som manipulerar den.

-Öka kapacitansen i enheter som lagrar el, kallad kondensatorer.

Exempel

Det finns ett brett utbud av isolerande material:

-Plast

-Glimmer

-Trä

-Kork

-Papper

-Cellulosa

-Olja

-Fibrer som siden och bomull

-Gummi (naturligt och syntet)

-Kvarts

-Glas, pyrex och porslin

-Asbest

-Marmor

-Hartser

-Polystyren

-Luft (vid rumstemperatur)

Halvledarmaterial

Definition

Halvledare beter sig som förare eller som isolatorer, beroende på vissa temperaturförhållanden, exponering för elektromagnetiska fält, tryck och andra faktorer.

Egenskaper

Det mest anmärkningsvärda i halvledare är:

-Förekomsten av fyra elektroner i sitt sista lager.

-Mellanledningsförmåga mellan förare och isolatorer.

-Fackföreningar mellan atomer genom kovalenta länkar.

-Ökad elektrisk ledning med temperatur, i motsats till vad som händer i metaller, vars konduktivitet minskar med temperaturen på grund av termisk omrörning.

Funktioner

-De är viktiga i tillverkningen av elektroniska komponenter som dioder och transistorer, basen för chips och mikroprocessorer.

-De används också för att göra sensorer av olika typer.

Exempel

Kisel (det vanligaste elementet i jordskorpan) och Germanio är halvledarelementen par excellence, men de uppför sig också som halvledare:

-Syre

-Kadmium

-Svavel

-Selen

-Galliumarseniuro

-Match

-Indiska föreningar (sulfid, arseniuro, antimonurio och fosfuro)