ما هو التوصيل الكهربائي؟
ما هو التوصيل الكهربائي؟
تعريف الموصلية
هذه الخاصية تحدد مدى سهولة تدفق التيار عبر الموصل. كما نعلم جميعًا، فإن المقاومة هي خاصية للموصل تقاوم تدفق التيار من خلاله. هذا يعني أن الموصلية هي العدد المعكوس للمقاومة. بشكل عام، يتم التعبير عن الموصلية كـ
تعريف الموصلية
تعتبر الموصلية قدرة المادة على توصيل التيار الكهربائي وتحدد بواسطة خصائصها الخاصة.
تفسير نظرية الحزام الطاقي
الإلكترونات في المدار الخارجي للذرة هي الأقل جذبًا. لذا يمكن فصل الذرة الخارجية بسهولة من الذرة الأم. دعنا نشرح التفاصيل بنظرية.
عندما تتجمع العديد من الذرات معًا، تتعرض إلكترونات ذرة واحدة لقوى الذرات الأخرى. يكون التأثير الأكثر وضوحًا في المدارات الخارجية. بسبب هذه القوى، تتحول المستويات الطاقية الواضحة في الذرات المنعزلة إلى حزام طاقي. بسبب هذا الظاهرة، ينتج عادةً حزمان، وهما حزام التكافؤ وحزام التوصيل.
المعادن
في المعادن، تسبب الذرات المرتبطة بإحكام تعرض الإلكترونات لقوى الذرات المجاورة، مما يجعل حزام التكافؤ وحزام التوصيل قريبين أو حتى متداخلين. بمدخل طاقة قليل جداً من الحرارة أو الكهرباء، تنتقل الإلكترونات إلى مستويات طاقية أعلى وتصبح إلكترونات حرة. عند ربطها بمصدر طاقة، تتدفق هذه الإلكترونات الحرة نحو المحطة الموجبة، مما يولد تيارًا كهربائيًا. تحتوي المعادن على كثافة عالية من الإلكترونات الحرة، مما يجعلها موصلات ممتازة ذات موصلية كهربائية عالية.
المشبكات شبه الموصلة والعوازل
في شبكات شبه الموصلة، تكون حزام التكافؤ وحزام التوصيل مفصولة بفجوة محظورة ذات عرض كافٍ. في درجات الحرارة المنخفضة، لا يوجد أي إلكترون لديه ما يكفي من الطاقة ليشغل حزام التوصيل، وبالتالي لا يمكن حدوث حركة شحنة. ولكن في درجة حرارة الغرفة، من الممكن أن توفر بعض الإلكترونات ما يكفي من الطاقة وتقوم بالانتقال إلى حزام التوصيل. في درجة حرارة الغرفة، ليست الإلكترونات في حزام التوصيل كثيفة مثل في المعادن، لذا لا يمكنها توصيل الكهرباء بنفس كفاءة المعادن. الشبكات شبه الموصلة ليست موصلة كالمعادن وليس لها نفس الموصلية كالعوازل الكهربائية. لهذا السبب تسمى هذه المواد شبكات شبه موصلة - أي موصل جزئي.
