Hvilke stoffer leder elektricitet

Som du ved, kaldes den ordnede bevægelse af elektriske ladningsbærere elektrisk strøm. Elektroner kan fungere som sådanne ladningsbærere - i metaller, halvledere og gasser; ioner — i elektrolytter og gasser; og i halvledere fungerer huller også som bærere af elektrisk ladning - ufyldte valensbindinger i atomer af samme størrelse som elektronladningen, men med en positiv ladning.

At stille spørgsmålet, hvilke stoffer opfører sig elektricitet, bliver vi nødt til at spekulere i, hvad der forårsager strømmen i første omgang, nemlig om tilstedeværelsen af ​​ladede partikler i visse stoffer. Vi vil ikke overveje biasstrøm her, da det ikke er en ledningsstrøm og derfor ikke er direkte relevant for dette spørgsmål.

Højre, metaller er de vigtigste ledere af elektrisk strøm i al moderne elektroteknik. Metaller er karakteriseret ved en svag forbindelse af valenselektronerne, det vil sige elektronerne i atomernes ydre energiniveauer, med disse atomers kerner.

Og netop på grund af disse bindingers svaghed, når der af en eller anden grund opstår en potentialforskel i lederen (elektrisk hvirvelfelt eller påført spænding), begynder disse elektroner at bevæge sig i en lavine i den ene eller anden retning, ledningselektronerne bevæger sig inde i krystalgitter, som «elektronisk gas»-bevægelse.

Typiske repræsentanter for metalledere: kobber, aluminium, wolfram.

Længere nede på listen - halvledere… Halvledere, i deres evne til at lede elektrisk strøm, indtager en mellemposition mellem ledere såsom kobbertråde og dielektriske stoffer såsom plexiglas. Her er en elektron bundet til to atomer på én gang - atomerne er i kovalente bindinger med hinanden - derfor, for at enhver individuel elektron, der anses for at begynde at bevæge sig og skabe en strøm, skal den først modtage energi for at realisere sin evne til at forlade det atom du er

For eksempel kan en halvleder opvarmes, og nogle af elektronerne vil begynde at forlade deres atomer, dvs. betingelse for eksistensen af ​​strøm — frie bærere — elektroner og huller — vil dukke op i krystalgitteret (på det sted, hvor elektronen forlod, forbliver der først et tomt rum med en positiv ladning — et hul, som så er optaget af en elektron fra et andet atom) . Fremtrædende repræsentanter for rene halvledere er: germanium, silicium, bor. Vi ser ikke på forhold her.

Elektrolytter er også i stand til at lede strøm på grund af tilstedeværelsen af ​​gratis ladningsbærere i dem. Men elektrolytter er ledere af den anden slags. De frie ladningsbærere i elektrolytter er ioner (positive ioner kaldes kationer, negative ioner kaldes anioner).

Kationer og anioner dannes her på grund af processen med elektrolytisk dissociation (nedbrydning af molekyler i dele - i separate ioner) af syrer, baser, baser i deres opløsninger eller smelter. Samtidig med dissociationen genassocieres ionerne med molekyler - dette kaldes dynamisk ligevægt i elektrolytten. Et eksempel på en elektrolyt er en 40% opløsning af svovlsyre i vand.

Endelig er plasma - en ioniseret gas - den fjerde tilstand af aggregering af stof.I plasma bæres elektrisk ladning af elektroner såvel som af kationer og anioner, der dannes, når gas opvarmes, eller når den udsættes for røntgenstråler, ultraviolet eller anden stråling (eller under påvirkning af opvarmning og stråling). Plasma er kvasi-neutralt, det vil sige inde i det i små volumener er den samlede ladning overalt lig nul. Men på grund af gaspartiklernes mobilitet er plasmaet stadig i stand til at lede elektricitet.

I princippet skærmer plasmaet det ydre elektriske felt, da ladningerne er adskilt i det af dette felt, men på grund af det faktum, at ladningsbærernes termiske bevægelse er til stede, krænkes plasmaets kvasi-neutralitet i små skalaer og plasmaet opnår praktisk talt evnen til at lede en elektrisk strøm. Alt det interstellare rum i universet er fyldt med plasma, og selve stjernerne er lavet af plasma.