Проводники, диэлектрики и полупроводники
Все вещества в зависимости от электрических свойств условно делятся на три категории: проводники, диэлектрики и полупроводники.
В проводниках возможно свободное перемещение электрически заряженных частиц (электронов или ионов) по объему тела, или, как говорят, проводники имеют значительную электропроводность.
Проводники делятся на два класса. К проводникам первого класса, в которых возможно перемещение только электронов, относятся металлы. В металлах электроны, расположенные на внешних орбитах, сравнительно слабо связаны с ядром атома, от чего часть электронов, оторвавшихся от своих ядер, перемещается между атомами, переходя из сферы действия одного ядра в сферу действия другого ядра и заполняя пространство между ними.
Эти электроны принято называть электронами проводимости. Свободные электроны отличаются большой подвижностью и находятся в состоянии беспорядочного (теплового) движения в отличие от положительно заряженных ионов металла, составляющих остов проводника, обладающих весьма малой подвижностью и совершающих лишь колебания около своего среднего положения.
В проводниках второго класса (водные растворы кислот, солей и пр.) под действием растворителя молекулы вещества распадаются на отрицательные и положительные ионы, которые могут перемещаться по всему объему проводника.
В веществах, в которых очень мало свободных электронов или ионов, перемещение зарядов в значительных количествах практически невозможно, т.е. их электропроводность невелика. Такие вещества называются изоляторами или диэлектриками. К ним относятся: газы, часть жидкостей, почти все твердые минералы, за исключением металлов и угля.
Диэлектрикам присуще явление поляризации. Так при внесении диэлектрика во внешнее поле, элементарные частицы молекул вещества испытывают со стороны поля механические силы, которые смещают частицы с положительным зарядом в сторону поля, а с отрицательным — в противоположную сторону.
В результате центры существования положительных и отрицательных частиц не совпадают и во внешнем пространстве молекула воспринимается как электрический диполь, т.е. как система двух равных и противоположных по знаку зарядов.
Вещества, которые являются по своей электропроводности промежуточными между проводниками и диэлектриками, называются полупроводниками. К ним относятся: германий, кремний, селен, закись меди и др.
Вводя различные примеси в кристалл полупроводника можно получить не только электронную n-проводимость, но и электропроводность, обусловленную перемещениями под действием электрического поля мест в кристаллической решетке, которые не заняты валентными электронами (дырок), что эквивалентно перемещению положительно заряженных частиц. Дырочная проводимость получила название р-проводимости.
Эта страница взята со страницы задач по электротехнике:
Электротехника — решения задач и примеры выполнения заданий
Возможно эти страницы вам будут полезны:
