Co je elektrická vodivost?
Definice vodivosti
Tato vlastnost určuje, jak snadno proud průchází vodičem. Jak víme, odpor je vlastnost vodiče, která brání toku proudu. To znamená, že vodivost je převrácená hodnota odporu. Obecně se vodivost vyjadřuje jako
Definice vodivosti
Vodivost se definuje jako schopnost materiálu vodiť elektrický proud a je určena jeho specifickými vlastnostmi.
Interpretace teorie energetických pásem
Elektrony v nejvnější orbitální skořápce atomu jsou nejméně vázány. Proto lze nejvnější elektron snadno oddělit od mateřského atomu. Vysvětlíme to podrobněji pomocí teorie.
Když jsou mnoho atomů seskupeno dohromady, elektrony jednoho atomu jsou vystaveny silám od ostatních atomů. Tento efekt je nejvíce výrazný v nejvnějších oblastech. Díky těmto silám jsou dobře definované energetické úrovně izolovaných atomů nyní rozšířeny na energetická pásma. Díky tomuto jevu se obvykle vytvoří dva pásma, totiž valenční pásma a vodičová pásma.
Kovy
U kovů způsobují těsně zabalené atomy, že elektrony jsou vystaveny silám od blízkých atomů, což přibližuje valenční a vodičová pásma, nebo dokonce umožňuje jejich překrytí. S velmi malým vstupem energie z tepla nebo elektřiny se elektrony přesunou na vyšší energetické úrovně a stávají se volnými elektrony. Když jsou spojeny s napájecím zdrojem, tyto volné elektrony proudí k kladnému terminálu, generují tak elektrický proud. Kovy mají vysokou hustotu volných elektronů, což z nich činí vynikající vodiče s vysokou elektrickou vodivostí.
Polorovinky a izolátory
U polorovinek jsou valenční a vodičová pásma oddělena dostatečně širokým zakázaným mezerou. Při nízkých teplotách žádný elektron nemá dostatečnou energii, aby obsadil vodičové pásmo, takže žádný pohyb náboje není možný. Ale při pokojové teplotě je možné, aby některé elektrony poskytly dostatečnou energii a přešly do vodičového pásma. Při pokojové teplotě jsou elektrony v vodičovém pásmu méně husté než u kovů, takže nedokážou vodiť elektřinu stejně dobře jako kovy. Polorovinky nejsou tak vodivé jako kovy a nejsou ani tak vodivé jako elektrické izolátory. Proto se tento typ materiálu nazývá polorovinka - což znamená polovodič.