Katere snovi prevajajo elektriko
Kot veste, se urejeno gibanje nosilcev električnega naboja imenuje električni tok. Elektroni lahko delujejo kot takšni nosilci naboja – v kovinah, polprevodnikih in plinih; ioni - v elektrolitih in plinih; v polprevodnikih pa luknje delujejo tudi kot nosilci električnega naboja - nezapolnjene valenčne vezi v atomih so po velikosti enake naboju elektronov, vendar s pozitivnim nabojem.
Vprašanje, katere snovi prevajajo elektrika, bomo morali ugibati o tem, kaj sploh povzroča tok, in sicer o prisotnosti nabitih delcev v določenih snoveh. Tukaj ne bomo upoštevali prednapetostnega toka, saj ni prevodni tok in zato ni neposredno pomemben za to vprašanje.
Prav, kovine so glavni prevodniki električnega toka v vsej sodobni elektrotehniki. Za kovine je značilna šibka povezava valenčnih elektronov, to je elektronov zunanjih energijskih nivojev atomov, z jedri teh atomov.
In prav zaradi šibkosti teh vezi, ko se iz nekega razloga v prevodniku pojavi potencialna razlika (vrtinčno električno polje ali napetost), se začnejo ti elektroni plazovito premikati v eno ali drugo smer, prevodni elektroni se premikajo znotraj kristalna mreža, kot gibanje "elektronskega plina".
Tipični predstavniki kovinskih prevodnikov: baker, aluminij, volfram.
Nižje na seznamu — polprevodniki… Polprevodniki po svoji sposobnosti prevajanja električnega toka zasedajo vmesni položaj med vodniki, kot so bakrene žice, in dielektriki, kot je pleksi steklo. Tu je en elektron vezan na dva atoma hkrati - atoma sta med seboj v kovalentni vezi - zato mora vsak posamezen elektron, za katerega velja, da se začne premikati in ustvarja tok, najprej prejeti energijo, da uresniči svojo sposobnost zapustiti atom, ki si
Na primer, polprevodnik se lahko segreje in nekateri elektroni bodo začeli zapuščati svoje atome, kar pomeni, pogoj za obstoj toka — v kristalni mreži se bodo pojavili prosti nosilci — elektroni in luknje (na mestu, kjer je elektron zapustil, ostane najprej prazen prostor s pozitivnim nabojem — luknja, ki jo nato zasede elektron drugega atoma) . Izraziti predstavniki čistih polprevodnikov so: germanij, silicij, bor. Tukaj ne gledamo na odnose.
Tudi elektroliti so sposobni prevajati tok zaradi prisotnosti prostih nosilcev naboja v njih. Toda elektroliti so prevodniki druge vrste. Prosti nosilci naboja v elektrolitih so ioni (pozitivne ione imenujemo kationi, negativne anione).
Kationi in anioni nastanejo tukaj zaradi procesa elektrolitske disociacije (razpad molekul na dele - na ločene ione) kislin, baz, baz v njihovih raztopinah ali talinah. Hkrati z disociacijo se ioni ponovno povežejo z molekulami - to imenujemo dinamično ravnovesje v elektrolitu. Primer elektrolita je 40 % raztopina žveplove kisline v vodi.
Nazadnje, plazma - ioniziran plin - je četrto agregatno stanje snovi. V plazmi električni naboj prenašajo elektroni, pa tudi kationi in anioni, ki nastanejo, ko se plin segreje ali ko je izpostavljen rentgenskim, ultravijoličnim , ali drugo sevanje (ali pod delovanjem segrevanja in sevanja). Plazma je kvazinevtralna, to pomeni, da je v njej v majhnih prostorninah skupni naboj povsod enak nič. Toda zaradi mobilnosti delcev plina lahko plazma še vedno prevaja elektriko.
Načeloma plazma ščiti zunanje električno polje, saj so naboji v njej ločeni s tem poljem, vendar zaradi dejstva, da je prisotno toplotno gibanje nosilcev naboja, je na majhnih skalah kvazinevtralnost plazme porušena. in plazma praktično pridobi sposobnost prevajanja električnega toka. Ves medzvezdni prostor v vesolju je napolnjen s plazmo, same zvezde pa so sestavljene iz plazme.