Quines substàncies condueixen l'electricitat

Com sabeu, el moviment ordenat dels portadors de càrrega elèctrica s'anomena corrent elèctric. Els electrons poden actuar com a portadors de càrrega —en metalls, semiconductors i gasos; ions - en electròlits i gasos; i en els semiconductors, els forats també actuen com a portadors de càrrega elèctrica: enllaços de valència no omplerts en àtoms d'igual magnitud a la càrrega electrònica, però amb càrrega positiva.

Preguntar quines substàncies condueixen electricitat, haurem d'especular sobre què provoca el corrent en primer lloc, és a dir, sobre la presència de partícules carregades en determinades substàncies. No considerarem el corrent de polarització aquí, ja que no és un corrent de conducció i, per tant, no és directament rellevant per a aquesta qüestió.

A la dreta, els metalls són els principals conductors del corrent elèctric en tota l'enginyeria elèctrica moderna. Els metalls es caracteritzen per una connexió feble dels electrons de valència, és a dir, els electrons dels nivells d'energia exteriors dels àtoms, amb els nuclis d'aquests àtoms.

I precisament per la debilitat d'aquests enllaços, quan es produeix una diferència de potencial en el conductor per alguna raó (camp elèctric remolí o tensió aplicada), aquests electrons comencen a moure's en una allau en una direcció o altra, els electrons de conducció es mouen dins del xarxa cristal·lina, com a moviment de «gas electrònic».

Representants típics dels conductors metàl·lics: coure, alumini, tungstè.

Més avall la llista - semiconductors… Els semiconductors, en la seva capacitat de conduir el corrent elèctric, ocupen una posició intermèdia entre conductors com els cables de coure i els dielèctrics com el plexiglàs. Aquí, un electró està lligat a dos àtoms alhora (els àtoms estan en enllaços covalents entre ells), per tant, perquè qualsevol electró individual que es consideri comenci a moure's, creant un corrent, primer ha de rebre energia per adonar-se de la seva capacitat per sortir. l'àtom que ets

Per exemple, un semiconductor es pot escalfar i alguns dels electrons començaran a deixar els seus àtoms, és a dir, hi haurà condició per a l'existència de corrent — Els portadors lliures —electrons i forats— apareixeran a la xarxa cristal·lina (al lloc on va sortir l'electró, primer queda un espai buit amb càrrega positiva —un forat, que després és ocupat per un electró d'un altre àtom) . Els representants destacats dels semiconductors purs són: germani, silici, bor. No estem mirant les relacions aquí.

Els electròlits també són capaços de conduir el corrent a causa de la presència de portadors de càrrega lliure en ells. Però els electròlits són conductors del segon tipus. Els portadors de càrrega lliure dels electròlits són ions (els ions positius s'anomenen cations, els negatius s'anomenen anions).

Aquí es formen cations i anions a causa del procés de dissociació electrolítica (descomposició de molècules en parts —en ions separats) d'àcids, bases, bases en les seves solucions o fosos. Simultàniament a la dissociació, els ions es tornen a associar amb les molècules; això s'anomena equilibri dinàmic de l'electròlit. Un exemple d'electròlit és una solució al 40% d'àcid sulfúric en aigua.

Finalment, el plasma —un gas ionitzat— és el quart estat d'agregació de la matèria.En el plasma, la càrrega elèctrica és transportada pels electrons, així com pels cations i anions que es formen quan el gas s'escalfa o quan s'exposa a raigs X, ultraviolats. , o una altra radiació (o sota l'acció de la calefacció i la radiació). El plasma és quasi neutre, és a dir, en el seu interior en petits volums la càrrega total és a tot arreu igual a zero. Però a causa de la mobilitat de les partícules de gas, el plasma encara és capaç de conduir l'electricitat.

En principi, el plasma protegeix el camp elèctric extern, ja que les càrregues hi estan separades per aquest camp, però a causa del fet que el moviment tèrmic dels portadors de càrrega està present, a petites escales es viola la quasi-neutralitat del plasma. i el plasma pràcticament adquireix la capacitat de conduir un corrent elèctric . Tot l'espai interestel·lar de l'univers està ple de plasma i les mateixes estrelles estan fetes de plasma.