Ce este conductivitatea electrică
Vorbind despre proprietatea acestui sau aceluia corp de a împiedica trecerea curentului electric prin el, folosim de obicei termenul de „rezistență electrică”. În electronică, este convenabil, există chiar și componente microelectronice speciale, rezistențe cu una sau alta rezistență nominală.
Există însă și conceptul de „conductivitate electrică” sau „conductivitate electrică”, care caracterizează capacitatea organismului de a conduce un curent electric.
Având în vedere că rezistența este invers proporțională cu curentul, conductivitatea este direct proporțională cu curentul, adică conductivitatea este reciproca rezistenței electrice.
Rezistența se măsoară în ohmi și conductivitatea în Siemens. Dar, de fapt, vorbim întotdeauna despre aceeași proprietate a materialului - capacitatea sa de a conduce electricitatea.
Conductivitatea electronică sugerează că purtătorii de sarcină care formează curentul în materie sunt electronii. În primul rând, metalele au conductivitate electronică, deși aproape toate materialele sunt mai mult sau mai puțin capabile de acest lucru.
Cu cât temperatura materialului este mai mare, cu atât conductivitatea electronică a acestuia este mai mică, deoarece pe măsură ce temperatura crește, mișcarea termică interferează tot mai mult cu mișcarea ordonată a electronilor și, prin urmare, împiedică curentul direcționat.
Cu cât firul este mai scurt, cu atât aria sa transversală este mai mare, cu atât este mai mare concentrația de electroni liberi în el (cu cât rezistența specifică este mai mică), cu atât conductivitatea electronică este mai mare.
Practic, în inginerie electrică, este cel mai important să se transmită energie electrică cu pierderi minime. Pentru acest motiv metale joacă un rol extrem de important în ea. Mai ales acelea dintre ele care au conductivitate electrică maximă, adică cea mai mică rezistenta electrica specifica: argint, cupru, aur, aluminiu. Concentrația de electroni liberi în metale este mai mare decât în dielectrici și semiconductori.
Din punct de vedere economic, este cel mai profitabil să folosiți aluminiul și cuprul ca conductori ai energiei electrice din metale, deoarece cuprul este mult mai ieftin decât argintul, dar, în același timp, rezistența electrică a cuprului este doar puțin mai mare decât cea a argintului, respectiv conductivitatea cuprului este foarte puțin mai puțin decât argintul. Alte metale nu sunt la fel de importante pentru producția industrială de fire.
Mediile gazoase și lichide care conțin ioni liberi au conductivitate ionică. Ionii, ca și electronii, sunt purtători de sarcină și se pot deplasa sub influența unui câmp electric în volumul unui mediu. Un astfel de mediu poate fi electrolit… Cu cât temperatura electrolitului este mai mare, cu atât conductivitatea ionică a acestuia este mai mare, deoarece odată cu creșterea mișcării termice, energia ionilor crește și vâscozitatea mediului scade.
În absența electronilor în rețeaua cristalină a materialului, poate apărea conducția prin gaură. Electronii poartă o sarcină, dar acţionează ca locuri libere atunci când găurile se mişcă – locuri libere în reţeaua cristalină a materialului. Electronii liberi nu se mișcă aici ca un nor de gaz în metale.
Conducerea orificiilor are loc în semiconductori la egalitate cu conducția electronică. Semiconductorii în diverse combinații vă permit să controlați cantitatea de conductivitate care este demonstrată în diferite dispozitive microelectronice: diode, tranzistoare, tiristoare etc.
În primul rând, metalele au început să fie folosite ca conductori în inginerie electrică încă din secolul al XIX-lea, împreună cu dielectricii, izolatorii (cu cea mai scăzută conductivitate electrică), precum mica, cauciucul, porțelanul.
În electronică, semiconductorii s-au răspândit, ocupând un loc intermediar onorabil între conductori și dielectrici.Majoritatea semiconductorilor moderni se bazează pe siliciu, germaniu, carbon. Alte substanțe sunt folosite mult mai rar.